發動機進氣除塵器的製作方法

2023-06-10 03:21:01 1

專利名稱：發動機進氣除塵器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種過濾裝置，尤其涉及一種用於發動機進氣的除塵裝置。
背景技術：
寶鋼煉鐵廠高爐爐臺使用的履帶式挖掘機主要承擔高爐出鐵大溝溶損耐 材和鐵渣的破碎、清理作業，作業中產生的大量粉塵及高爐本身產生的粉塵， 隨空氣吸入發動機空氣濾清器，導致濾芯表面粘附著大量粉塵，易造成濾芯 堵塞，從而導致以下幾方面問題的發生
1、 由於空濾紙質表面粘附大量粉塵，直接影響空氣通過濾芯的流量，造
成發動機進氣量的減少。而發動機空氣與燃料混合比一般為14 : i，由於發
動機進氣量不足，造成燃油因缺少足夠空氣助燃，使燃油燃燒不充分，引發 發動機燃燒室內積炭、排氣管冒黑煙、發動機工作粗暴等不良現象。
2、 由於燃燒室內的積炭受高溫、高壓氣體衝擊，附吸在燃燒室的碳顆粒
脫落，加劇了氣缸缸套與活塞、活塞環與氣缸缸套磨損，引起發動機竄氣、 氣缸壓力下降，從而造成發動機的動力下降。同時，燃燒混合氣通過活塞環 進入曲軸箱，與機油混合，汙染機油，導致機油變質，引起發動機潤滑不良， 從而加劇發動機的磨損，性能狀態劣化。
3、 發動機進氣不足和缸套、活塞環等的磨損，引起發動機排氣管冒黑煙、
曲軸箱通氣口竄出大量與機油混合過的未經充分燃燒的有毒廢氣，從而導致 發動機廢氣排放超標，汙染大氣。
目前重型汽車、工程機械發動機空氣過濾普遍使用溼式空濾器、重型 空濾器，而進氣口採用直桶式或渦流式進氣口。
直桶式進氣口採用網孔較大薄型鋼板加工而成。其主要功能是阻擋雜物 被吸入空濾器內，不能對進氣進行初次過濾。渦流式進氣口利用進氣口渦流 片產生進氣渦流，根據渦流的特性，利用離心力，可將大顆粒粉塵、雜物，通過頂部環形槽，排入接塵盆中，對進氣進行初次過濾除塵。
針對目前汽車、工程機械在高粉塵區域作業，直桶式進氣口根本不適合 這種環境情況下作業，其原因就是粉塵直接進入空濾器內，不管是溼式空濾 器，還是重型空濾器，濾芯很快被粉塵粘附，造成發動機進氣量的不足，從 而造成上述幾個問題的產生。渦流式進氣口在高粉塵區域作業，進氣質量比 直桶式有所提高，特別是發動機高速運行時，效果良好，但在發動機中、低 速運行狀態下，特別是低速運行狀態下，其效果不理想，無法將進氣中的粉 塵顆粒進行有效初次過濾，被吸入空濾器內，造成濾芯表面被粉塵粘附。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種發動機進氣除塵器，有效解決了原空氣濾 清器進氣口在發動機低、中速運行時，由於進氣口進氣量下降後引起渦流流 速降低而導致除塵效果差的缺陷，使進入下一級空濾器的空氣品質得到提高， 有效地減輕了空濾芯被粉塵粘附，確保了空氣濾芯的進氣效能，大大降低了 發動機故障的發生，延長了空氣濾清器和發動機使用壽命。同時，由於進氣 質量的提升，發動機燃燒良好，降低了廢氣排放，從而減輕了廢氣排放對大 氣環境的汙染。
本實用新型的原理如下-
根據發動機進氣量公式(1): r = ^L (r:發動機進氣量，/7:充氣效
12077
率，《發動機排量，"發動機轉速，r:進氣溫度，i :氣體常數)，氣流
速度公式(2): v = | (v:氣流速度，F:進氣量，S:時間)和動能公式 (3) ￡ = |mv2 氣流動能，m:氣體質量，v:氣流速度)可看出當
發動機處於運行狀態時(一般運行轉速在600轉 2200轉之間)，發動機進氣 量與發動機的轉速成正比；在相同時間下，氣流速度與發動機進氣量成正比； 在相同條件下，氣流產生的動能與氣流速度的平方成正比。由此可見，在相 同條件下，氣流產生的動能與發動機的轉速成正比，即發動機進氣動力離心 除塵器轉速與發動機轉速成正比。
根據分離因素(相對離心力)計算公式(4): i CF = ; = ， = ， (F: 離心力，G:粉塵重力，m:粉塵質量，03:旋轉角速度，r:旋轉體離旋轉軸 的距離，g:重力加速度)，粉塵離心力的大小與發動機進氣動力離心除塵器旋轉角速度成正比，這就是發動機轉速低時除塵效果差的原因。
豐離發辦/1^^力離心除塵 入功率公式(5):尺=會一3=全/^/
空氣密度，^:葉片掃掠面積，^:葉片半徑，v:氣流流速)，在相同情況下， 發動機進氣動力離心除塵器輸入功率與葉片掃略面積成正比。因此，通過增 大內葉片面積，可增大葉片的掃掠面積，從而增大發動機進氣動力離心除塵 器的輸入功率。
根據發動機進氣動力離心除塵器輸出功率公式(6): /^IpAv3Cp(C, 風能捕獲係數)，在相同條件下，輸出功率與Cp成正比。根據貝茨定律-
Cp";i^)-c,(C2丄-c^-c4w-c5)e-c4 (入葉尖速比，》葉片節距角)， 葉片節距角》越/jt Cp的峰值越大。因此，通過減小葉片節距角可增大發動機 進氣動力離心除塵器輸出功率。
綜上所述，本實用新型可通過增大內葉片面積後增大了發動機進氣動力 離心除塵器輸入功率，同時通過減小葉片節距角增大了發動機進氣動力離心 除塵器的輸出功率，從而提高了發動機進氣動力離心除塵器外葉片的旋轉角 速度，增大了粉塵顆粒的離心力，繼而提高了發動機在中、低速時的除塵效 果。
本實用新型的技術構思首先利用進氣口渦旋片形成進氣渦流，推動發 動機進氣動力離心除塵器外部葉片旋轉，然後在發動機低、中速運行時利用 出氣口的氣流動能，推動發動機進氣動力離心除塵器上四個帶有斜角的內葉 片，使發動機進氣動力離心除塵器得到的旋轉驅動力合二為一，加速發動機 進氣動力離心除塵器葉片旋轉，增大離心力，使粉塵顆粒在離心力的作用下， 通過切向排灰口排出，從而改善了發動機低、中速時的除塵效果。
本實用新型的技術方案 一種發動機進氣除塵器，包括一殼體，其開有 一進氣口和一出氣口； 一組渦流片，安裝在進氣口內；還包括
一離心室，位於渦流片上方的殼體內，離心室壁上開有一排灰口；
一葉片組件，包括至少兩外葉片和至少兩內葉片，可轉動地安裝在離心 室內，內葉片正對出氣口，外葉片正對排灰口。
優選地，所述葉片組件包括一支撐杆，其一端通過一對固定螺母可轉動 地安裝在離心室的頂部，支撐杆的另一端與一軸承通過軸承座配合連接；軸 承座上固定安裝一旋轉座；
5所述外葉片對稱布置，通過一連接杆與旋轉座固定連接； 所述內葉片對稱布置，並與旋轉座固定連接。 優選地，所述外葉片為四片，內葉片為四片。 優選地，所述內葉片下部設有圓弧角。 優選地，所述內葉片下部設有斜角a。 優選地，所述內葉片的斜角a範圍90。 180° 。 優選地，所述排灰口為一切向排灰口，開設在離心室側壁上。 優選地，所述支撐杆的另一端與軸承之間設有一卡簧。 本實用新型由於採用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下 優點和積極效果結構簡單，適用於大粉塵環境。當發動機以中、低速運行 時，仍能起到良好的除塵作用，從而提高汽車、工程機械發動機的進氣質量， 降低發動機的廢氣排放，減少對大氣環境的汙染。並且延長了發動機和空氣 濾清器濾芯的使用壽命，降低設備的使用和維護成本。


圖1為本實用新型的除塵器結構示意圖2為圖1的仰視圖3為圖1沿A-A向剖面圖4為本實用新型的除塵器工作原理示意圖。
具體實施方式
如圖1， 2所示，本實施例包括一殼體7，其下部設有一進氣口 IO和一 出氣口 9。殼體7的上部為一離心室14，離心室14側壁開有一排灰口 13。 一組渦流片8，安裝在進氣口10內。
一支撐杆4，其一端通過一對固定螺母6旋轉安裝在離心室14的頂部， 支撐杆4的另一端與一軸承5通過軸承座配合安裝，支撐杆4與軸承5之間 還設有一卡簧ll。軸承座上固定安裝一旋轉座3。
如圖1， 2所示，還包括四片外葉片2，對稱布置且正對排灰口 13。外葉 片2通過一連接杆12與旋轉座3固定連接。
四片內葉片l，對稱布置且正對出氣口 9，內葉片1與旋轉座3固定連接。如圖3所示，內葉片l下部設有斜角a，範圍90° 180° 。其與渦流 片8傾斜方向一致。其中，節距角e為內葉片i與旋轉平面的夾角，其數值 等於內葉片斜角a-90° ，即0二a-90。。
如圖4所示，當發動機運行時，產生吸入氣流H。空氣通過進氣口經過 渦流片產生渦流D進入離心室；同時產生渦流推力C (發動機進氣動力離心 除塵器旋轉的起動推力)，推動發動機進氣動力離心除塵器外葉輪(片)旋轉。
渦流中心部的氣流B通過出氣口進入空濾器。氣流B在流經出氣口之前， 所產生的氣流動能E，推動四個帶斜角的內葉片圍繞中心軸旋轉(G為離心旋 轉方向)，從而加速發動機進氣動力離心除塵器的旋轉速度，增加氣流流速， 從而增大離心力，使挾帶粉塵的氣流F通過切向排灰口加速排出，提高除塵 效果。
要注意的是，以上列舉的僅為本實用新型的一個具體實施例，顯然本實 用新型不限於以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如 果從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應屬於本實用 新型的保護範圍。
權利要求1. 一種發動機進氣除塵器，包括一殼體(7)，其開有一進氣口(10)和一出氣口(9)；一組渦流片(8)，安裝在進氣口(10)內；其特徵在於還包括一離心室(14)，位於渦流片(8)上方的殼體(7)內，離心室(14)壁上開有一排灰口(13)；一葉片組件，包括至少兩外葉片(2)和至少兩內葉片(1)，可轉動地安裝在離心室(14)內，內葉片(1)正對出氣口(9)，外葉片(2)正對排灰口(13)。
2. 如權利要求1所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於所述葉片組件包括 一支撐杆(4)，其一端通過一對固定螺母(6)可轉動地安裝在離心室(14) 的頂部，支撐杆(4)的另一端與一軸承(5)通過軸承座配合連接；軸承 座上固定安裝一旋轉座(3);所述外葉片(2)對稱布置，通過一連接杆(12)與旋轉座(3)固定 連接；所述內葉片(1)對稱布置，並與旋轉座(3)固定連接。
3. 如權利要求2所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於所述外葉片(2)為四片，內葉片(1)為四片。
4. 如權利要求2或3所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於:所述內葉片(l) 下部設有圓弧角。
5. 如權利要求2或3所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於:所述內葉片(l) 下部設有斜角a 。
6. 如權利要求5所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於所述內葉片(1) 的斜角a範圍90。 180° 。
7. 如權利要求6其中任意一項所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於所述 排灰口 (13)為一切向排灰口，開設在離心室(14)側壁上。
8. 如權利要求7所述的發動機進氣除塵器，其特徵在於所述支撐杆(4) 的另一端與軸承(5)之間設有一卡簧(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種發動機進氣除塵器，包括一殼體，其開有一進氣口和一出氣口；一組渦流片，安裝在進氣口內；還包括一離心室，位於渦流片上方的殼體內，離心室壁上開有一排灰口；一葉片組件，包括至少兩外葉片和至少兩內葉片，可轉動地安裝在離心室內，內葉片正對出氣口，外葉片正對排灰口。其結構簡單，適用於大粉塵環境。當發動機以中、低速運行時，仍能起到良好的除塵作用，從而提高汽車、工程機械發動機的進氣質量，降低發動機的廢氣排放，減少對大氣環境的汙染。並且延長了發動機和空氣濾清器濾芯的使用壽命，降低設備的使用和維護成本。
文檔編號F02M35/08GK201269152SQ200820151739
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月8日 優先權日2008年8月8日
發明者孔利明, 濤 孫, 盛 張, 董方紅 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司