本发明涉及一种排气管,特别涉及一种关节式万向排气管。
背景技术：
无人直升机使用活塞式发动机或转子式发动机等燃油发动机作为动力时，需要解决排气管的安装问题。由于燃油发动机排放的废气有较高的温度故需采用耐高温材料，一般为金属材料。传统的连接方式有硬联接和软联接。硬联接是将金属材料加工成排气管的形状，并通过螺丝与发动机排气口联接，为了满足排气管的安装需求，通常还需要做大量的精准弯管工作；同时由于发动机的颤动频率高很容易使排气管断裂。软联接是采用金属波纹管制作，为了便于弯曲加工波纹管时一般使用的材料较薄，因此也容易断裂；由于波纹状设计导致内壁不平滑，使发动机排气不顺，进而降低发动机的功率。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种便于安装、使用寿命长的关节式万向排气管。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括依次连接的第一管件、关节式连接组件和第二管件，所述关节式连接组件包括外半球形管件和内半球形管件，所述内半球形管件和所述外半球形管件的球形部分活动配合形成柔性关节，所述外半球形管件的球形部分的管口尺寸正好使所述内半球形管件的球形部分顺利插入。
由上述方案可见，通过采用关节式的设计，使排气管具有相对活动的能力以及一定的柔性，可以吸收一定的振动，从而避免了发动机的颤动频率高容易导致的排气管断裂的现象，进而提高了排气管的使用寿命。同时，也避免了波纹状设计导致的排气不顺的现象。同时由于形成的柔性关节具有一定范围活动的能力，使所述排气管可适应性调整安装位置，降低了安装精度的要求。
一个优选方案是，所述外半球形管件的球形部分为设置在所述外半球形管件的一端的第一球形管口，所述第一球形管口呈半球形，该端的管口端面不超过该半球形的球心所处的第一平行面，所述第一平行面与该端的管口端面平行或重合，所述外半球形管件的另一端为阶梯状扩口。
由上述方案可见，通过将所述第一球形管口设计为半球形，使其再与所述内半球形管件的球形部分配合时能够将该球形部分的管口包覆，但不相互固定从而形成开放式的柔性关节，避免了发动机的颤动频率高容易导致的排气管断裂的现象。通过设置阶梯状扩口便于所述外半球形管件与其他管件连接。
进一步的优选方案是，所述内半球形管件的球形部分为设置在所述内半球形管件的一端的第二球形管口，该端靠近所述外半球形管件，所述第二球形管口呈过半球形，该端的管口面与该过半球形的球心所处的第二平行面相平行，该端的管口面超过所述第二平行面，所述内半球形管件的另一端为阶梯状扩口。
由上述方案可见，通过所述第二球形管口设计为过半球形，即相对完整的球形，该管口直径小于球形的直径，且管口面超过球心所在的平行面，从而保证了所述第二球形管口与所述第一球形管口配合时气体不会从配合处漏出。通过设置阶梯状扩口便于所述内半球形管件与其他管件连接。
更进一步的优选方案是，所述第二球形管口的尺寸与所述第一球形管口相适配，所述第一球形管口与所述第二球形管口配合时，所述第一球形管口与所述第二球形管口的球心重合。
由上述方案可见，通过设置相适配尺寸的所述第一球形管口与所述第二球形管口，保证所述关节式连接组件的气密性。同时，通过将所述第一球形管口与所述第二球形管口的球心重合设计，使所述关节式连接组件有较高的工作精度。
更进一步的优选方案是，所述外半球形管件与所述内半球形管件的直管部分的直径相同，所述外半球形管件与所述内半球形管件的直管部分的外侧均对应设置有若干带通孔的凸起，在所述外半球形管件及所述内半球形管件的对应带通孔的凸起连接有拉簧，进而使所述外半球形管件与所述内半球形管件紧密配合。
由上述方案可见，通过在所述外半球形管件与所述内半球形管件的外侧设置带通孔的凸起并对应连接拉簧，使所述外半球形管件与所述内半球形管件紧密配合；同时由于拉簧具有缓冲能力，可以在一定程度吸收发动机工作带来的振动，延长了所述排气管的使用寿命。所述凸起的数量可根据需求设定。
更进一步的优选方案是，所述关节式连接组件两端的阶梯状扩口分别与所述第一管件、所述第二管件焊接为一体。
由上述方案可见，通过将所述关节式连接组件两端的阶梯状扩口分别与所述第一管件、所述第二管件焊接为一体，保证了所述排气管的稳固性；同时，减少了所述排气管的零件，使安装更方便。
再更进一步的优选方案是，所述凸起的数量为3个，相邻两个所述凸起之间的夹角为120度。
由上述方案可见，所述凸起的数量的最优方案为3个，同时将相邻两个所述凸起之间的夹角设置为120度，能够保证所述拉簧对所述外半球形管件与所述内半球形管施加的拉力较为均匀。
一个优选方案是，所述第二管件远离所述关节式连接组件的一端设置有固定片，所述第一管件远离所述关节式连接组件的一端设置有排气管连接法兰，所述排气管连接法兰、所述固定片均与所述机身配合安装。
由上述方案可见，所述排气管连接法兰、所述固定片均用于将所述排气管固定。
一个优选方案是，所述第二管件为谐振管。
由上述方案可见，通过将所述第二管件设计为谐振管，使所述排气管具有提高发动机的功率的功能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中a部分的放大结构示意图；
图3是所述关节式连接组件2的剖视图；
图4是所述关节式连接组件2的另一配合角度的剖视图。
具体实施方式
如图1至图3所示，在本实施例中，本发明包括依次连接的第一管件1、关节式连接组件2和第二管件3，所述关节式连接组件2包括外半球形管件21和内半球形管件22，所述内半球形管件22和所述外半球形管件21的球形部分活动配合形成柔性关节，所述外半球形管件21的球形部分的管口尺寸正好使所述内半球形管件22的球形部分顺利插入。所述外半球形管件21的球形部分为设置在所述外半球形管件21的一端的第一球形管口211，所述第一球形管口211呈半球形，该端的管口端面不超过该半球形的球心所处的第一平行面212，所述第一平行面212与该端的管口端面平行或重合，所述外半球形管件21的另一端为阶梯状扩口。所述内半球形管件22的球形部分为设置在所述内半球形管件22的一端的第二球形管口221，该端靠近所述外半球形管件21，所述第二球形管口221呈过半球形，该端的管口面与该过半球形的球心所处的第二平行面222相平行，该端的管口面超过所述第二平行面222，所述内半球形管件22的另一端为阶梯状扩口。所述第二球形管口221的尺寸与所述第一球形管口211相适配，所述第一球形管口211与所述第二球形管口221配合时，所述第一球形管口211与所述第二球形管口221的球心重合。所述外半球形管件21与所述内半球形管件22的直管部分的直径相同，所述外半球形管件21与所述内半球形管件22的直管部分的外侧均对应设置有若干带通孔的凸起23，在所述外半球形管件21及所述内半球形管件22的对应带通孔的凸起23连接有拉簧24，进而使所述外半球形管件21与所述内半球形管件22紧密配合。所述关节式连接组件2两端的阶梯状扩口分别与所述第一管件1、所述第二管件3焊接为一体。所述凸起23的数量为3个，相邻两个所述凸起23之间的夹角为120度。所述第二管件3远离所述关节式连接组件2的一端设置有固定片4，所述第一管件1远离所述关节式连接组件2的一端设置有排气管连接法兰5。所述第二管件3为谐振管。
所述排气管的组装先是将所述关节式连接组件2的两端的阶梯状扩口分别与所述第一管件1、所述第二管件3焊接为一体，然后将所述排气管连接法兰5配合安装在无人直升机的发动机排气口的位置处，进而使所述第一管件1相对于无人直升机的机身固定。同时所述第一管件1与所述发动机排气口连通。接着将所述第二管件3部分与所述第一管件1相连通。所述外半球形管件21与所述内半球形管件22的球形部分相互配合，并将所述拉簧24连接于对应的所述凸起23上，进而使所述外半球形管件21与所述内半球形管件22紧密配合在一起。如图3和图4所示，由于关节式设计，所述第二管件3部分可相对于所述第一管件1在一定范围内任意调整角度，角度调整后，使用所述固定片4将所述第二管件固定。
本发明应用于排气管的技术领域。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。