一種楊絮自動收集裝置設計

安緯樂

摘 要：本文針對楊絮影響人們生活、危害人體健康等問題，通過調(diào)研現(xiàn)有的收集裝置上，提出了一種創(chuàng)新設計方案，包括通風管、軸流風機、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板、收集槽等部件，該設計包括軸流風機-過濾網(wǎng)部分和積塵區(qū)兩部分，其中軸流風機-過濾網(wǎng)部分將大顆粒楊絮過濾收集，而積塵區(qū)部分將小顆粒楊絮帶電后在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。該設計適用于室內(nèi)環(huán)境，可以將飄散在空氣與地面的楊絮進行自動收集，尤其對小顆粒楊絮具有收集功能。所提出的設計參數(shù)可滿足以360m3的教室，每小時清潔兩次的使用要求。

關鍵詞：楊絮；收集裝置；自動；風機；集塵區(qū)

中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A

0.引言

近些年來，由于市政園林為了美化環(huán)境種植大量樹木，相對于其他樹木來說，楊柳樹易于成活，成長速度快，養(yǎng)護成本也較低，而且具有釋氧固碳、降溫增濕等功能，是良好的速生樹種之一，所以歷史上被大量種植。但是楊樹產(chǎn)生的楊絮卻對人們的生活造成了不小的影響，例如不少市民途經(jīng)飛絮路段，要么全副武裝把頭臉裹得嚴實；沒遮攔的行人則瞇縫著眼睛，捂著口鼻快速通過。楊絮可對口鼻等呼吸道造成過敏乃至疾病，尤其對老人和小孩影響很大，還可造成火災等安全隱患。室外人們可以采用口罩等防護措施，但是室內(nèi)環(huán)境下人們往往放松警惕，一些楊絮（尤其是細小顆粒的）進入室內(nèi)對人們的危害更大。綜上所述，這一現(xiàn)象對人們的影響較大，如果能通過技術手段有效解決這一問題，將會更加方便人們出行并且改善環(huán)境。

曹海軍等通過軸流風機結合濾網(wǎng)的技術方案嘗試解決該問題，但是細小的楊絮顆粒仍有可能漏網(wǎng)。何逸塵設計了一種由柔性透明膜制成的球型罩殼，可配合風機使用，起到收集楊絮的作用。張學楊等將吸塵器、濾網(wǎng)、水池相結合，用來收集楊絮，水可對楊絮有較好的吸收和沉降作用。

文本嘗試將風機-濾網(wǎng)的技術方案與靜電積塵技術相結合，同時起到對大顆粒楊絮的過濾以及對小顆粒楊絮的吸附作用，提高楊絮自動收集效果。

1.設計總體方案

參考圖1，所設計的楊絮自動收集裝置由通風管、軸流風機、支架、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板和收集槽組成。其中通風管，軸流風機，支架，過濾網(wǎng)組成風機過濾裝置；軸流風機固定在通風管的中段，下游設置過濾網(wǎng)，過濾空氣中的大團楊絮。過濾后的空氣仍包含小顆粒楊絮，通入由電暈線、通電金屬板、接地金屬板組成的電暈區(qū)中，電暈線通入高電壓，使周圍的空氣電離為正離子和自由電子，并吸附于空氣氣流中的小顆粒楊絮，起到使小顆粒楊絮帶電的目的。

通電金屬板和接地金屬板組成集塵區(qū)，在兩類金屬板之間形成電場，帶電的小顆粒楊絮在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。經(jīng)過一段時間的使用后，可通過清理濾網(wǎng)將過濾的大團楊絮清理掉，而通過清理收集槽可將吸附的小顆粒楊絮清理出集塵區(qū)。因此，該方案可以達到收集楊絮，凈化空氣的效果。為了保證積塵區(qū)的積塵效果，軸流風機風速不宜過大，因此風機功率、體積、噪音較小，且積塵區(qū)金屬板間隙較小，結構緊湊，故該方案尤其適用于室內(nèi)環(huán)境。

2.集塵區(qū)詳細設計

集塵區(qū)是楊絮自動收集裝置的核心，本部分對集塵區(qū)中通電金屬板的尺寸、數(shù)量、間距等重要參數(shù)進行計算和設計。在本設計中，以常規(guī)的教室為清潔對象，體積為15×8×3=360m3，確保每小時清潔兩次，故所需風機每小時提供風量Q為360 m3×2=720 m3，則集成器內(nèi)流量q為720/3600=0.2 m3/s。集塵區(qū)內(nèi)風速過低會導致流量不足，凈化速度低，風速過高又會影響集塵效果，一般設計v=0.5m/s～2m/s，在本設計中取1m/s。因此，集塵區(qū)橫截面積：

結論

針對楊絮影響人們出行問題，本文提出了一種楊絮自動收集裝置設計方案，研究中取得了如下主要結論：

（1）提出了楊絮自動收集裝置的設計，在現(xiàn)有的各種收集裝置基礎上吸取經(jīng)驗進行創(chuàng)新設計，包括通風管、軸流風機、支架、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板、收集槽等部件，該設計將大顆粒楊絮過濾收集并將小顆粒楊絮帶電后在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。

（2）對集塵區(qū)進行設計，包括流量、風速、集塵區(qū)橫截面積、電場強度、驅(qū)進速度、集塵面積、集塵極板高度、通道數(shù)、集塵區(qū)長度進行計算和設計。

（3）設計方案可滿足以360m3的教室，每小時清潔兩次的使用要求。

本文設計方案引入了靜電積塵技術，因此風速不能太高，可能影響收集效率。此外，本方案暫沒有涉及電路方面的設計。因此，本設計未來在效率、電路等方面仍有進一步優(yōu)化的空間。

參考文獻

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指導老師：黃首清。endprint