一种火星熄灭消声器以及发动机的制作方法

文档序号:17190958发布日期:2019-03-22 22:07阅读:181来源:国知局
一种火星熄灭消声器以及发动机的制作方法

本发明涉及消声器技术领域,特别涉及一种火星熄灭消声器以及发动机。



背景技术:

柴油发动机的功率较高,柴油使用量大,柴油在燃烧室未充分燃烧时产生碳粒,这些碳粒积累在柴油发动机的排气管中,遇高温气体燃烧形成火星被带出。在某些情况下,如矿用挖掘机等设备使用的发动机,在处于井下环境时,一旦火星被带出,容易引发瓦斯爆炸,造成灾难性事故,因此,如何实现发动机排气灭火星成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的第一个目的在于提供一种火星熄灭消声器,以避免废气夹带火星排出,消除安全隐患,本发明的第二目的在于提供一种包括上述火星熄灭消声器的发动机。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种火星熄灭消声器,包括:

消声器壳体,所述消声器壳体的两端分别设置有消声器进口以及消声器出口;

隔板,设置于所述消声器壳体内并位于所述消声器进口以及所述消声器出口之间,所述隔板将所述消声器壳体内沿所述消声器进口至所述消声器出口方向依次分隔为膨胀消声腔以及灭火星腔;

设置于所述隔板上的多个旋流管,各个所述旋流管平行并排设置,所述旋流管的进口与所述膨胀消声腔连通,所述旋流管的出口与所述灭火星腔连通,所述旋流管内设置有用于使气流旋转的扭转叶片。

优选地,所述旋流管的进口口径小于所述旋流管的出口口径。

优选地,所述扭转叶片的前端和尾端之间的扭转角度为90°。

优选地,还包括沿进气流动方向与所述旋流管一一对应的设置于所述旋流管下游的多孔管,所述多孔管的进口口径小于所述旋流管的出口口径。

优选地,所述消声器壳体的底部设置有集尘室,所述集尘室的上部开口在所述旋流管的出口下方与所述灭火星腔连通。

优选地,还包括连接在所述消声器出口的火星捕集器,所述火星捕集器包括:

捕集器壳体,所述捕集器壳体具有内腔,且两端形成有与所述内腔连通的捕集器进口以及捕集器出口;

挡板,可转动地设置于所述内腔中,所述挡板内设置有第一迷宫通道且所述第一迷宫通道的两端开口分别位于所述挡板的两侧表面,所述挡板处于预设位置时,所述捕集器壳体的捕集器进口以及捕集器出口通过且仅通过所述第一迷宫通道连通。

优选地,所述挡板内腔中设置有第一环形板以及第二环形板,所述第一环形板以及所述第二环形板分别设置于所述挡板轴向上相对的两个内表面上且所述第一环形板的直径大于所述第二环形板的直径,所述挡板设置有所述第一环形板的侧壁上在所述第一环形板的外围形成有第一开口,所述挡板设置有所述第二环形板的侧壁上在所述第二环形板的范围内设置有第二开口,所述第一环形板以及所述第二环形板的交错设置形成所述第一迷宫通道。

优选地,所述第一开口以及第二开口分别包括多个沿周向均布的透孔。

优选地,还包括用于对所述挡板定位锁紧的定位锁紧机构,所述定位锁紧机构包括摆臂、限位板以及锁紧件,所述挡板的转轴伸出于所述捕集器壳体连接于所述摆臂的第一端,所述限位板上设置有弧形限位槽,所述锁紧件设置于所述摆臂的第二端并从所述弧形限位槽中穿过,所述锁紧件能够将所述摆臂锁定于所述限位板,所述摆臂沿所述弧形限位槽滑动至第一极限位置时,所述挡板处于所述预设位置,所述摆臂沿所述弧形限位槽滑动至第二极限位置时,所述挡板与所述捕集器壳体之间的间隙最大。

优选地,所述锁紧件包括螺杆以及蝶形螺母,所述螺杆一端连接于所述摆臂的第二端,另一端穿过所述弧形限位槽与所述蝶形螺母配合连接。

优选地,所述螺杆上连接有手柄。

优选地,所述捕集器壳体包括同轴设置的内壳以及外壳,所述挡板可转动地设置于所述内壳中,所述内壳一端封闭,另一端形成有所述捕集器进口,所述外壳与所述内壳之间的间隙在所述内壳封闭的一端形成有所述捕集器出口,所述外壳与所述内壳之间的间隙在所述内壳形成所述捕集器进口的一端封闭,所述挡板与所述内壳封闭的一端之间的所述内壳的侧壁上开设有用于将所述间隙与所述内壳空腔连通的连通通道。

优选地,所述连通通道包括多个周向均布的连通孔。

优选地,所述外壳与所述内壳之间的间隙在所述捕集器壳体的捕集器出口与所述连通通道之间设置有第二迷宫通道。

优选地,所述捕集器壳体包括上壳以及下壳,所述上壳与所述下壳可拆卸连接。

优选地,所述上壳与所述下壳铰接并通过环箍可拆卸连接。

优选地,还包括出气管,所述出气管一端从所述消声器出口插入所述灭火星腔内,另一端与所述火星捕集器的捕集器进口连通,所述出气管插入所述灭火星腔内的管壁上设置有多个出气孔,所述出气管通过所述出气孔与所述灭火星腔连通。

优选地,所述出气管的轴向与所述消声器主体轴向垂直。

一种发动机,所述发动机的排气端设置有如上任意一项所述的火星熄灭消声器。

综上所述,本发明提供了一种火星熄灭消声器,该火星熄灭消声器包括消声器壳体、隔板以及旋流管,其中,消声器壳体的两端分别设置有消声器进口以及消声器出口;隔板设置于消声器壳体内并位于消声器进口以及消声器出口之间,隔板将消声器壳体内沿消声器进口至消声器出口方向依次分隔为膨胀消声腔以及灭火星腔;多个旋流管设置于隔板上,各个旋流管平行并排设置,旋流管的进口与膨胀消声腔连通,旋流管的出口与灭火星腔连通,旋流管内设置有用于使气流旋转的扭转叶片;

在应用时,夹带火星的排气从消声器进口进入消声器内,通过旋流管时,在扭转叶片的作用下,形成旋流,旋流与旋流管内壁以及扭转叶片发生碰撞,使旋流内的火星失去动能,被截留下来,实现去除排气火星的目的,消除安全隐患。

本发明还提供了一种发动机,该发动机包括上述的火星熄灭消声器,火星熄灭消声器设置于发动机的排气端,由于上述的火星捕集器具有上述技术效果,具有该火星熄灭消声器的发动机也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的火星熄灭消声器的剖视图;

图2为本发明实施例提供的旋流管的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的火星捕集器的主视图;

图4为图3中的a-a视图;

图5为图3中的b-b视图;

图6为本发明实施例提供的火星捕集器的仰视图。

图1-图6中:

1为捕集器壳体;110为上壳;120为下壳;130为内壳;130a为连通通道;140为外壳;1a为捕集器进口;1b为捕集器出口;150为第三环形板;2为环箍;3为手柄;4为定位锁紧机构;410为锁紧件;411为蝶形螺母;412为螺杆;420为限位板;421为弧形限位槽;5为挡板;510为第二环形板;520为第一环形板;5a为第一开口;5b为第二开口;6为转轴;7为消声器壳体;7a为消声器进口;7b为消声器出口;8为第一隔板;9为旋流管;901为扭转叶片;10为第二隔板;11为多孔管;12为第三隔板;13为出气管;13a为出气孔;14为集尘室;15为螺纹端堵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2,图1为本发明实施例提供的火星熄灭消声器的剖视图;图2为本发明实施例提供的旋流管的结构示意图。

本发明实施例提供了一种火星熄灭消声器,该火星熄灭消声器包括消声器壳体7、第一隔板8以及旋流管9。

其中,消声器壳体7的两端分别设置有消声器进口7a以及消声器出口7b;隔板设置于消声器壳体7内并位于消声器进口7a以及消声器出口7b之间,隔板将消声器壳体7内沿消声器进口7a至消声器出口7b方向依次分隔为膨胀消声腔以及灭火星腔;多个旋流管9设置于第一隔板8上,各个旋流管9平行并排设置,旋流管9的进口与膨胀消声腔连通,旋流管9的出口与灭火星腔连通,旋流管9内设置有用于使气流旋转的扭转叶片901,如图1所示,每个旋流管9内设置有一个扭转叶片901,扭转叶片901的整体呈螺旋形扭转,其两个侧边与旋流管9的内壁连接固定。

在应用时,夹带火星的排气从消声器进口7a进入消声器内,首先在膨胀消声腔膨胀消声,通过旋流管9时,在扭转叶片901的作用下,形成旋流,旋流与旋流管9内壁以及扭转叶片901发生碰撞,使旋流内的火星失去动能,被截留下来,实现去除排气火星的目的,消除安全隐患。

作为优选地,如图2所示,旋流管9的进口端通过以渐扩管与旋流管9的出口端连接,旋流管9的进口口径小于旋流管9的出口口径,这样在排气经过旋流管9时,通过扭转叶片901的旋转作用以及旋流管9的渐扩,能够延缓排气在旋流管9中的停留时间,使旋流管9能够更好的将排气中的火星截留下来。

进一步优化上述技术方案,扭转叶片901的前端和尾端之间的扭转角度为90°,通过扭转叶片901的大角度扭转,能够极大改变排气走向,能够更好的截留排气中的火星。

如图2所示,上述火星熄灭消声器还包括沿进气流动方向与旋流管9一一对应的设置于旋流管9下游的多孔管11,多孔管11通过第二隔板10以及第三隔板12固定在消声器壳体7内,多孔管11的进口口径小于旋流管9的出口口径,这样火星经过旋流装置后,无法进入多孔管11,从而撞击到第二隔板10上,熄灭后沉积在灭火星腔中,排气气流经过多孔管11时,从多孔管11的关闭上的多个孔中反复经过,起到缓冲消声的作用。

进一步地,为收集熄灭后的火星,以便于消声器的清理,消声器壳体7的底部设置有集尘室14,集尘室14的上部开口在旋流管9的出口下方与灭火星腔连通,集尘室14可以与消声器壳体7采用一体结构,也可以采用可拆卸的分体式结构。

在本发明实施例中,集尘室14与消声器壳体7采用一体结构,为实现便于清理的目的,可在集尘室14的底部设置一螺纹端堵15,使螺纹端堵15与集尘室14螺纹连接。

进一步优化上述技术方案,请参阅图3-图6,火星熄灭消声器还包括火星捕集器,火星捕集器连接在消声器出口7b,该火星捕集器包括捕集器壳体1以及挡板5。

其中,捕集器壳体1具有内腔,且两端形成有与内腔连通的捕集器进口1a以及捕集器出口1b,捕集器进口1a、捕集器壳体1内腔以及捕集器出口1b相互连通形成供排气流动的通道;挡板5可转动地设置于内腔中,挡板5内设置有第一迷宫通道且第一迷宫通道的两端开口分别位于挡板5的两侧表面,挡板5处于预设位置时,捕集器壳体1的捕集器进口1a以及捕集器出口1b通过且仅通过第一迷宫通道连通,即在挡板5处于预设位置时,挡板5与捕集器壳体1内壁之间没有空隙,排气此时仅能够从挡板5上的第一迷宫通道中穿过。

上述火星捕集器在应用时,将火星捕集器设置于发动机的排气端,当应用环境为存在爆炸可能的危险环境时,旋转挡板5至预设位置,发动机排气在经过火星捕集器时必须从第一迷宫通道经过,利用第一迷宫通道对排气变向截留火星并使之熄灭;在安全环境中作业时可转动挡板5离开预设位置,排气从挡板5与捕集器壳体1的间隙通过,从而减小排气背压;由此可见,上述火星捕集器在需要时可利用挡板5上的迷宫结构截留排气中的火星,防止其随排气排出,在不需要时可转动挡板5以便于排气,使用灵活方便,与上游的旋流管9及多孔管11配合能够更有效地捕集熄灭排气中的火星,消除安全隐患。

挡板5内的第一迷宫通道可以通过多种方式设置,比如挡板5本身可以采用波折的形状,其内腔与挡板5外形相符即可,在本发明实施例中,如图3所示,挡板5内腔中设置有第一环形板520以及第二环形板510,第一环形板520以及第二环形板510均与挡板5同轴,且第一环形板520与第二环形板510的延伸方向与挡板5轴向相同,第一环形板520以及第二环形板510分别设置于挡板5轴向上相对的两个内表面上且第一环形板520的直径大于第二环形板510的直径,即从图3的俯视方向或仰视方向来看,第一环形板520套于第二环形板510外,挡板5设置有第一环形板520的侧壁上在第一环形板520的外围形成有第一开口5a,挡板5设置有第二环形板510的侧壁上在第二环形板510的范围内设置有第二开口5b,第一环形板520以及第二环形板510的交错设置形成第一迷宫通道,这样不论发动机排气从第一开口5a进入,还是从第二开口5b进入,都必须经过第一环形板520与第二环形板510在挡板5内腔中形成的曲折的第一迷宫通道,从而通过反复的方向变化将发动机排气中的火星截留下来。

进一步优化上述技术方案,为使排气通畅,应尽量扩大第一开口5a以及第二开口5b的通流截面积,为此,请参阅图4和图5,在本发明实施例中,第一开口5a以及第二开口5b分别包括多个沿周向均布的透孔,具体地,如图4所示,第一开口5a包括两圈在第一环形板520外围周向均布的环形透孔带,而在图5中,第二开口5b包括由中心向外辐射状分布的多个透孔,上述结构的第一开口5a以及第二开口5b在起到透气功能的同时,还能够对排气中的火星做进一步的过滤,防止火星逃逸。

可以理解的是,发动机在运行时以及具有该发动机的设备在工作时,通常会伴随着抖动,为保证挡板5能够起到应有的效果,在使用时能够保持在设定位置不动,对于火星捕集器能否发挥作用起着至关重要的作用,为此,如图3和图4所示,在本发明实施例中,火星捕集器还包括用于对挡板5定位锁紧的定位锁紧机构4,定位锁紧机构4包括摆臂、限位板420以及锁紧件410,挡板5的转轴6伸出于捕集器壳体1连接于摆臂的第一端,限位板420上设置有弧形限位槽421,锁紧件410设置于摆臂的第二端并从弧形限位槽421中穿过,锁紧件410能够将摆臂锁定于限位板420,摆臂沿弧形限位槽421滑动至第一极限位置时,挡板5处于预设位置,摆臂沿弧形限位槽421滑动至第二极限位置时,挡板5与捕集器壳体1之间的间隙最大,通过上述机构能够将挡板5锁定于第一极限位置、第二极限位置以及第一极限位置与第二极限位置中的任意位置,使其使用时更加稳定。

作为优选地,在本发明实施例中,锁紧件410包括螺杆412以及蝶形螺母411,螺杆412一端连接于摆臂的第二端,另一端穿过弧形限位槽421与蝶形螺母411配合连接,在使用时,蝶形螺母411沿螺杆412旋入压紧在限位板420上将挡板5固定。

进一步优化上述技术方案,由于发动机的排气端会产生抖动,为防止蝶形螺母411在长时间的抖动作用下与螺杆412不能紧固连接,在本发明实施例中,蝶形螺母411与限位板420或摆臂之间还设置有预紧弹簧。

为便于用户操作挡板5转动,在本发明实施例中,如图3所示,螺杆412上连接有手柄3。

当然,在本发明图示的实施例中挡板5通过手动的方式操作,在其他实施例中,挡板5也可以通过一些电气设备实现电动操作。

为进一步提高火星捕集器的火星捕集效果,在本发明实施例中,如图4所示,捕集器壳体1包括同轴设置的内壳130以及外壳140,外壳140套于内壳130外,且外壳140与内壳130之间形成环形的间隙,挡板5可转动地设置于内壳130中,挡板5的转轴6穿过内壳130、间隙以及外壳140伸出于捕集器壳体1外,内壳130一端封闭,另一端形成有捕集器进口1a,外壳140与内壳130之间的间隙在内壳130封闭的一端形成有捕集器出口1b,即捕集器出口1b与捕集器出口1b不在捕集器壳体1的同一端,外壳140与内壳130之间的间隙在内壳130形成捕集器进口1a的一端封闭,挡板5与内壳130封闭的一端之间的内壳130的侧壁上开设有用于将间隙与内壳130空腔连通的连通通道130a,这样,当排气进入内壳130内腔中,并经过挡板5上的第一迷宫通道后,还需要变向经过连通通道130a进入间隙中,最后在从捕集器出口1b排出,从而使火星捕集器的效果更好。

作为优选地,如图4所示,在本发明实施例中,由于内壳130与外壳140之间形成的是环形的间隙,因此,连通通道130a包括多个周向均布的连通孔,排气可以从内壳130周向上均匀的排出。

进一步优化上述技术方案,如图2所示,在本发明实施例中,外壳140与内壳130之间的间隙在捕集器壳体1的捕集器出口1b与连通通道130a之间设置有第二迷宫通道,该第二迷宫通道由若干第三环形板150构成,第三环形板150沿内壳130的径向向外延伸,从而在火星捕集器中形成两道迷宫通道,以保证避免火星逃逸,提高安全系数。

作为优选地,捕集器壳体1包括上壳110以及下壳120,上壳110与下壳120可拆卸连接,捕集器壳体1分为上壳110以及下壳120两部分,可打开,方便对捕集的碳粒进行清洗,避免堵塞影响排气。

进一步优化上述技术方案,如图1所示,上壳110与下壳120铰接并通过环箍2可拆卸连接。

作为优选地,上述火星熄灭消声器还包括出气管13,火星捕集器通过出气管13与消声器壳体7出口连通,出气管13一端从消声器出口7b插入灭火星腔内,另一端与火星捕集器的捕集器进口1a连通,出气管13插入灭火星腔内的管壁上设置有多个出气孔13a,出气管13通过出气孔13a与灭火星腔连通,利用出气管13可以对排气再次进行整流,同时过滤火星,提高消声灭火星的效果。

作为优选地,在本发明实施例中,出气管13的轴向与消声器主体轴向垂直,以迫使气流转向,提高消声灭火星效果。

基于上述实施例中提供的火星熄灭消声器,本发明还提供了一种发动机,该发动机包括如上任一项所述的火星熄灭消声器。由于该发动机采用了上述实施例中的火星熄灭消声器,所以发动机的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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