一种用于气体净化盘的轮毂、气体净化盘及气体净化装置的制作方法

本发明涉及一种用于气体净化盘的轮毂，特别用于消除气体中的液滴或者固体颗粒的净化盘的轮毂。

技术背景

随着经济的日益发展，人们对环境的空气质量要求越来越高。一方面，居住环境的空气质量要求提高，厨房的油烟会对整个家庭环境产生非常大的影响；另外一方面，自然环境的空气质量也要求提高，大气的pm2.5增高，已经广泛引起社会关注。

厨房油烟一方面伤害家庭成员的呼吸道健康，另外一方面，排出到大气后，会产生气溶胶，提高pm2.5指数；大量的排放，会严重影响空气质量。

现有的厨房烟气处理装置非常多样，比如说，传统的有静电吸附装置，但是传统的静电吸附装置存在严重缺陷，效果差效率低。还有一些抽油烟机直接通过负压吸取厨房内的空气，通过滤网过滤油烟，这种方式无法完全除去油烟。

近年出现了一种机械除油烟装置。机械除油烟装置在上方处设置抽风机向上抽取烟气，抽风机下方设置气体净化盘，气体净化盘上设有多根辐条，气体净化盘在净化时处于旋转状态，当带有油烟的空气被抽风机的负压抽取时，带有油烟的空气会经过气体净化盘；气体净化盘上的辐条高速旋转，碰撞空气中的油烟液滴或者其他颗粒，油烟液滴或者其他颗粒会粘附在辐条上，在辐条的作用下改变运动方向，沿辐条做切向运动，进而最终运动至净化盘外周并击打在净化器内壁上并最终滑落收集。

现有的机械除油烟装置存在一些问题：1、辐条通过焊接的方式固定在气体净化盘上，这带来了一些明显的缺陷。第一，辐条在焊接到气体净化盘的轮毂上时，由于焊接是需要加热的连接方式，在冷却后，金属制成的辐条和气体净化盘都会发生一定程度的形变，从而影响气体净化盘的形状；第二，由于焊接连接气体净化盘的轮毂和辐条，辐条会发生一定的程度的形变，为了限制这种形变导致的气体净化盘，空气净化盘需要有一个外圈，从而固定辐条(参见图1)；第三，由于辐条焊接到轮毂上，一旦焊点松动，在高速旋转的过程中辐条可能会脱落并高速的射出，导致人身伤害。2、辐条焊接困难。辐条在焊接到轮辐上时，需要均匀分布在轮辐上，这就需要设计单独的夹具进行辐条和轮毂的夹紧；此外，焊点多并且小，焊接困难。3、辐条形状单一，主要是圆形，也有部分采用其他形状的。圆形辐条安装方便，但是直径和数量的乘积受到轮毂的直径的限制，为了提高净化效率，需要提高气体净化盘的转速，这样对整个气体净化盘的转速有了较高的要求。4、辐条由于形状的原因，导致气体净化盘的风阻较大，为了提供足够的负压，就需要更大功率的抽风机，这会导致机械除油烟装置的造价提高、体积增大、噪音增大。5、辐条一旦发生形变，辐条的间隙就会发生改变，由于辐条间隙改变，就会导致部分气体在通过气体净化盘后，油滴、油雾和其他固体颗粒没有被去除，仍然会对大气造成污染。

cn109794102a号中国专利文献公开了一种气体净化单元，包括中心盘和至少6根辐条，所述辐条向外辐射状延伸排列设置于所述中心盘上，所述辐条的内端固定于所述中心盘上，所述中心盘与驱动其旋转的驱动装置连接，所述辐条的旋转方向一侧设有至少一条凹入的导流槽。

上述专利文献分别给出了不同形式的气体净化盘，但是都面临着以上所说的问题。本发明给出的技术方案能够实现以下技术效果：

1、气体净化盘的轮毂连接辐条时，不需要额外的夹具固定，安装方便。

2、气体净化盘的轮毂通过固定装置固定辐条，辐条不是通过焊接来连接的，因此辐条和气体净化盘的轮毂之间不会产生热变形，也不会存在有热应力。

3、气体净化盘的辐条和轮毂通过机械卡合式连接，连接紧密，避免了类似于虚焊这样的不安全连接，在使用过程中不会发生脱落，安全可靠。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于气体净化盘的轮毂，包括第一盘和第二盘，第一盘上设置有连接到旋转驱动装置的孔，第一盘的旋转轴线与第二盘的旋转轴线重合；第一盘和第二盘可拆卸的连接到一起；其中第一盘上设置有环形的承档表面，承档表面的旋转轴线与第一盘的旋转轴线重合。

其中承档表面为圆柱面、圆台面或者函数曲线的旋转曲面。

还包括沿轮毂圆周设置的多个固定块，相邻固定块之间形成槽。

其中槽的宽度方向的尺寸和深度方向的尺寸的比值为1:1.2至4，优选的为1:2。

相邻固定块之间形成的槽的形状与气体净化盘的辐条形状相适应。

通过连接环将所述多个固定块全部连接到一起形成固定装置。

其中所述多个固定块不可分离的固定在第一盘或第二盘上。

其中所述的固定装置可分离的固定到第一盘或第二盘上。

其中辐条和固定块之间形成过盈配合。

承档表面、辐条、固定装置设置在第一盘和第二盘之间，第一盘和第二盘通过紧固装置固定。

一种气体净化盘，包括上述的轮毂，以及若干辐条。

一种空气净化装置，包括驱动装置和气体净化盘。。

本发明通过以上技术方案，提供了一种新的轮毂，可以不使用焊接的方式稳定可靠的连接辐条和轮毂，从而降低了设备整体造价、提高了设备的安全性。

附图说明

图1示出了现有技术中焊接的气体净化盘；

图2示出了本发明的具有本发明的轮毂的气体净化盘示意图；

图3示出了本发明的气体净化盘去除第二盘(或第一盘后)的示意图；

图4示出了本发明的第一盘(或第二盘)和固定装置不可分离的示意图；

图5示出了本发明的第一盘(或第二盘)和固定装置可分离的示意图；

图6示出了本发明的不包括固定装置的第一盘(或第二盘)的示意图；

图7示出了本发明的固定装置的示意图；

图8示出了安装有部分辐条的第一盘和固定装置的示意图；

图9示出了辐条的止档表面和第一盘的承档表面相互结合的示意图。

本发明的实施例

参见图1，图1示出了一种气体净化盘，该气体净化盘由外环100、辐条200和轮毂300组成。辐条200与外环100和轮毂300分别焊接连接。由于辐条200与轮毂300焊接连接，辐条200与轮毂300连接处连接过程中会受热，冷却后，辐条与轮毂连接处会发生一定程度变形，如果辐条与外环100不通过焊接连接，则整个气体净化盘会由于辐条的变形，导致辐条在周向方向上分布不均匀。辐条分布不均匀带来动平衡效果差、气体净化效果差等问题。气体净化盘需要固定在轴上，由电机驱动，动平衡如果存在较大的问题，则轴、电机都非常容易损坏。

如图2所示，是本发明的气体净化盘组装完毕的示意图。在图2中，辐条2具有特定形状，且辐条2和轮毂3通过夹持的方式连接到一起。

图2中，轮毂的第一盘和第二盘上设有对应的通孔，将螺栓等穿过通孔，从而将第一盘和第二盘，以及第一盘和第二盘之间的工件夹紧。

图3示出了图2中的气体净化盘去除轮毂的第二盘32(或第一盘31)之后的示意图。图3中，在第一盘31(或第二盘32)上，由固定装置4将辐条周向固定。固定装置包括了若干固定块，固定块大致呈现出扇形形状，固定块沿着圆周方向排列，相邻固定块之间形成一个槽，槽的截面大致形状相同，用于容纳辐条；优选的是槽和辐条之间基本上是过盈配合关系，通过这样的配合关系，固定装置和辐条之间无间隙产生，在使用过程中不会辐条紧密的固定到轮毂，不会发生振动或抖动。如果槽和辐条之间的配合关系是间隙配合，这样的配合方式，安装较为方便，但是必须确保第二盘(或第一盘)压紧辐条，以避免在旋转过程中发生振动或抖动。

图3中，相邻固定块之间形成的槽在宽度方向上和高度方向上的尺寸的比例a比b大约为1：1.2至4。这样的比例关系的槽，可以容纳相应的辐条。由于高度方向上的尺寸较宽度方向上尺寸要大，安装相适应的辐条后，当辐条由轮毂带动旋转时，槽高度方向对应着辐条用来撞击待处理的气体的面，槽的宽度方向对应着槽的厚度方向。由于槽在宽度方向上和高度方向上的尺寸的比例a比b大约为1：1.2至4，因此，能够安装相应的辐条，辐条在周向方向上占据较小尺寸的同时，能够具有较宽的工作面，从而提高了由本发明轮毂组成的气体净化盘的工作效率。本发明中，作为实施例使用的槽的a比b的比值为2。

参见图4，第一盘31和固定装置4是不可分离的。这种情况下，第一盘31实际上和固定装置4是通过同一个坯料制作出来的。通过铸造的方式制成坯料，然后通过机加工的方式将第一盘31和固定装置4的细节部分加工出来。这种方式可以获得比较理想的第一盘31和固定装置4，第一盘31和固定装置4没有需要组装的问题。在这种情况下，上面描述的固定装置4的固定环41实际是不需要的，因为该固定装置不需要通过固定环来连接固定块，固定块可以理解为与第一盘是一体成型的。第一盘与固定装置固定一体成型的情况下，两者无需组装、配合，直接加工完毕后即可使用。

图5示出了第一盘31和固定装置4是可分离的示意图。图5中，固定装置4包括若干固定块41和连接环42。连接环42与若干固定块41可以是金属材质的，也可以是塑料材质的。连接环42与若干固定块41结构是一体的，可以通过机械加工的方式获得，也可以通过金属压铸成型或者注塑成型的方式制作。

图5中的第一盘31和固定装置4可分离的，第一盘一般来说先是通过压力铸造或者铸造或者锻造的方式制成坯料，随后需要通过机加工的方法加工出细节部分，形成比较精密的第一盘。固定装置可以是通过精密铸造或者注射成型的方法制成。对于固定装置4来说，如果与第一盘组成不可分离的整体，那么固定装置4的细节部分均需要通过机械加工的方式，这样的话，成本就会比较高。第一盘31和固定装置4是可分离的，就意味着第一盘31和固定装置4还可以采用不同的材料制成，例如说第一盘采用铝合金或者镁合金制成，固定装置4采用聚合物制成。

图6示出了第一盘31和固定装置4是可分离的情况下，第一盘的示意图。图6中，第一盘31上设置有承档表面311，图6中的承档表面311是圆柱形的。承档表面311可以与辐条配合，从而将辐条在轴向方向上固定。承档表面31还可以为圆柱面、圆台面或者函数曲线的旋转曲面。承档表面的形状主要取决于辐条的形状，辐条上设置有止档表面，该承档表面需要能够与辐条上的止档表面相互配合，从而形成稳定的配合关系，能够有效的将辐条在径向方向进行固定。

图6中的第一盘31还具有容纳槽32；容纳槽32用于容纳固定装置4的连接环。连接环42容纳在容纳槽32内；连接环起到连接固定块的作用，同时因为连接环42容纳在容纳槽32内，因此连接环不会对辐条的固定产生影响。此外，容纳槽32还具有定位装置，容纳槽32内的定位装置与连接环42的定位装置相适配。在组装时，先将第一盘带有承档表面311的部分向上防止，然后在容纳槽32内安装连接环，随后将辐条安装在固定块之间。

图7示出了固定装置的示意图。图7中的连接环42和若干固定块41一体设置，从而形成一个固定装置。

图8示出了部分辐条2安装在第一盘31和固定装置4上的示意图。从图8中可以看出，第一盘31上的承档表面311与辐条上的止档表面配合，从而将辐条2在径向方向上固定；辐条2放置在固定装置4的相邻固定块41之间，从而将辐条2在周向方向上固定。辐条2安装在固定装置4的相邻固定块41之间后，安装第二盘，辐条和固定装置固定在第一盘和第二盘之间，从而辐条在轴向方向上被固定。

图9是将固定装置4从第一盘31上拆除后，辐条2与第一盘31配合关系的示意图(局部)。从图中可以看出，辐条的止档表面与第一盘的承档表面311配合，从而将辐条2在径向方向上固定。

本发明的轮毂用于气体净化盘时的装配过程如下：将第一盘放置稳定后，将固定装置与第一盘进行组装(如固定装置与第一盘是一体的则直接将第一盘和固定装置放置稳定即可)，随后将辐条全部放置在固定装置的固定块之间，全部固定块形成的间隙都放置有辐条，随后将第二盘组装到第一盘和固定装置上，随后将使用螺栓等紧固装置将第一盘(及固定装置)、辐条、第二盘紧固到一起。

在本发明中，第一盘、第二盘、固定装置都具有回转中心，且三者的回转中心重合；本发明的承档表面的回转中心和固定装置的回转中心重合。将辐条安装到本发明的轮毂上后，辐条将可以围绕本发明的第一盘、第二盘和固定装置的回转中心旋转。

本发明的轮毂作为气体净化盘的一部分，能够安全、高效、低成本的实现辐条在轮毂上的固定，从而能够制造出具有优良性能的气体净化盘。

本发明的轮毂安装轮辐后，具有显著的效果，发明人进行了一些实验。

实验结果

为了实验本发明的净化效果，我们基于如下条件进行了实验：

气体净化盘直径为：30厘米；气体净化盘的轮毂外径为13厘米；气体净化盘转所为：1300转/分。在密闭条件下，用油烟模拟发生装置产生油烟，用安装有气体净化盘的净化装置的处理油烟发生装置产生的油烟。实验时间为11分钟，油烟模拟发生装置每分钟产生2g的油烟，油烟净化装置在10分钟内，共计产生含有40g污染物的油烟气体；烟油净化装置共计工作11分钟。在气体净化盘后方5cm处固定设置有直径为10cm的无纺布片，试验前称量该洁净无纺布的重量，试验后称量该无纺布重量。气体净化盘下方20cm处设置有分贝计。

本发明实验中采用的槽的a比b的比值为2；相对应的，辐条的宽度和厚度的比值也为2，这样，辐条可以稳定的安装在槽内。

试验的变量为气体流速、气体净化盘的辐条数量和形状，试验结果如下：

上述净化率计算公式如下：污染物减少量/污染物总量。

从上表可以看出，应用了本发明轮毂的空气净化盘，由于安装的辐条形状有助于提高工作效率，因此这样的空气净化盘的净化率高，净化效果好。究其原因在于：使用旋转的辐条去除气体中的液滴和固体颗粒物，是利用辐条旋转撞击气体中的较重的液体或者颗粒；在撞击的过程中，辐条主要起到撞击作用的是辐条朝着旋转方向上的表面；对于圆形辐条来说，辐条朝着旋转方向上的表面的前半面，是主要起到撞击作用的表面。例如，对于直径为x的辐条，沿着气体净化盘的直径方向，有效撞击的长度是x/2。有效撞击长度确定的情况下，辐条的设置数量是受到气体净化盘轮毂的直径限制的，假定轮毂直径为d，那么辐条的数量必须小于πd/x。例如上述轮毂直径为13厘米，辐条直径为2毫米的情况，辐条数量的极限值是π

*130/2≈204，也就是说，绝对不可能超过204根辐条，事实上，180根辐条已经是极限值了。一旦轮毂直径确定，则辐条数量的上限就确定了，相邻辐条之间的间隙也确定，在这种情况下，在一定气体流速下，就需要气体净化盘具有一定的转速，转速需要满足能够将确定时间内流过缝隙的气体全部撞击。如果气体流速较大，那么有效撞击长度和相邻辐条间隙确定的情况下，就需要气体净化盘的转速较大。虽然通过提高转速可以解决一些问题，但是也存在如下问题：转速的增加是有限度的，转速受限于电机的转速，此外，转速太高的话耗能过大，且噪音过大。由于转速受限，对于某些污染严重的场合，很难获得很好的净化效果。

本发明提出的技术方案中，假定b＝x，则a≈2x，有效撞击的等效长度为x。此时，辐条的数量上限还是小于πd/x的某个值。在辐条数量不变的情况下，本发明的辐条的有效撞击长度变为原来的二倍。这样，气体流速一定的情况下，气体净化盘的转速可以降低到约为圆形辐条的二分之一。

以上说明了为什么在实验中，本发明的例1、2、3的净化率较高，而例4-8的净化率不等、但明显低于本发明的例1-3的原因。

本发明的轮毂的槽的宽度方向的尺寸和深度方向的尺寸的比值为1:1.2至4，优选的为1:2，因此，可以安装相应的辐条，从而使用了本发明的轮毂的气体净化盘可以获得上述实验的优良效果。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。