專利名稱：粒子分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及粒子分離領(lǐng)域，特別地，涉及一種慣性式粒子分離裝置。
技術(shù)背景渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)工作時(shí)需吸入大量的空氣，如若被吸入的空氣中含有雜質(zhì)等異物，則會(huì)嚴(yán)重?fù)p害渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的一些零部件，從而影響其工作性能和使用壽命。因此，在空氣被吸入渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)之前必須通過(guò)粒子分離裝置進(jìn)行除塵，以將沙塵等粒子與空氣分離。粒子分離裝置按結(jié)構(gòu)可分為三種阻攔式過(guò)濾器、渦流管鑲板式分離器、整體式粒子分離器。阻攔式過(guò)濾器在使用時(shí)，需頻繁地更換、清洗而逐漸被淘汰；渦流管鑲板式分離器對(duì)沙塵的分離效率高，但需要相對(duì)較大的迎風(fēng)面積和安裝體積，因此也逐漸少用；整體式粒子分離器在分離沙塵、異物效率與重量、體積、壓力損失、功能、可靠性之間達(dá)到最好的平衡，從各類分離器中脫穎而出，廣泛應(yīng)用于先進(jìn)的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)和中、小型燃?xì)廨啓C(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種慣性式粒子分離裝置，以解決空氣進(jìn)入渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)帶有大量的沙塵及其他異物時(shí)，現(xiàn)有的分離裝置分離率不高或無(wú)法對(duì)大進(jìn)氣流量進(jìn)行粒子分離的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種粒子分離裝置，包括集氣室、至少一個(gè)分離主體和集砂室，集氣室安裝在分離主體的第一端，集砂室安裝在分離主體的第二端；每一分離主體包括錐形筒和安裝在錐形筒上的空氣入口，空氣入口的中心線與錐形筒的軸線成夾角。進(jìn)一步地，集氣室、每一分離主體和集砂室相互貫通。進(jìn)一步地，每個(gè)錐形筒的大端端口處固定安裝有一個(gè)升氣管，升氣管為兩端開口的長(zhǎng)圓筒，升氣管的軸線與錐形筒的軸線重合，集氣室和集砂室通過(guò)升氣管相互貫通。進(jìn)一步地，升氣管伸入到錐形筒內(nèi)，升氣管的端口距錐形筒大端端口的長(zhǎng)度大于空氣入口距錐形筒大端端口的長(zhǎng)度。進(jìn)一步地，粒子分離裝置還包括殼體，分離主體安裝在殼體內(nèi)，殼體包括圓筒和連接在圓筒第一端的端蓋，圓筒上設(shè)置有進(jìn)氣口，端蓋固定連接升氣管。進(jìn)一步地，集氣室安裝在端蓋上。 進(jìn)一步地，粒子分離裝置還包括中間板，中間板上開有與錐形筒相匹配的孔，中間板穿插在錐形筒上，且連接圓筒的第二端。進(jìn)一步地，粒子分離裝置還包括端板，端板安裝在錐形筒的小端端口上，將多個(gè)錐形筒隔開固定，且連接集砂室。進(jìn)一步地，空氣入口的中心線與錐形筒的軸線成35° 60°的夾角。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型可將多個(gè)分離主體并聯(lián)連接在一起，能夠滿足大流量氣體的分離，且空氣入口的中心線與錐形筒的軸線成夾角，當(dāng)有一定壓力的氣體通過(guò)空氣入口進(jìn)入到錐形筒內(nèi)，空氣就會(huì)在錐形筒內(nèi)做外旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)利用空氣中顆粒的慣性大于空氣的慣性的特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，顆粒會(huì)與氣體分離；氣體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)有能量的損失,且由于集氣室氣體的壓力小于錐形筒內(nèi)氣體的壓力，分離后的氣體會(huì)做逆向的內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入到集氣室，提高了空氣的分離效率。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中·圖I是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的粒子分離裝置的剖視示意圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的粒子分離裝置的局部示意圖；以及圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的粒子分離裝置的工作狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。參見(jiàn)圖I和圖2，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種粒子分離裝置，包括集氣室
I、殼體5、安裝在殼體5內(nèi)的至少一個(gè)分離主體2和集砂室3。集氣室I安裝在分離主體2的第一端，集砂室3安裝在分離主體2的第二端。分離主體2包括一個(gè)兩端開口的錐形筒21，靠近錐形筒21大端端口的筒壁上安裝有一個(gè)空氣入口 22，優(yōu)選地，空氣入口 22的中心線與錐形筒21的軸線成35° 60°夾角，保證空氣以一定的角度流入錐形筒21內(nèi)。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選地，將兩個(gè)相同的分離主體2并聯(lián)在一起；兩個(gè)錐形筒21的大端并齊安裝。在其他實(shí)施方式中，可以只安裝一個(gè)分離主體2或者兩個(gè)以上分離主體2并聯(lián)在一起，且所有錐形筒21的大端都并齊安裝。多個(gè)分離主體2的并聯(lián)安裝，可以對(duì)大流量的氣體進(jìn)行分離，且可將氣體分散到每個(gè)分離主體2中，將大流量的氣體分成多股小流量的氣體，能提高分離效率。錐形筒21的大端端口處固定安裝一個(gè)升氣管4，升氣管4為兩端開口的長(zhǎng)圓筒，升氣管4的橫截面積小于錐形筒21大端的橫截面積，升氣管4與錐形筒21之間的縫隙用密封圈或者其他密封裝置密封，升氣管4的軸線與錐形筒21的軸線重合。優(yōu)選地，升氣管4伸進(jìn)錐形筒21內(nèi)一定的距離，升氣管4的端口距錐形筒21大端端口的長(zhǎng)度大于空氣入口 22距錐形筒21大端端口的長(zhǎng)度，以防止從空氣入口 22進(jìn)入的空氣還未進(jìn)行分離，就直接進(jìn)入到升氣管4內(nèi)。錐形筒21的大端連接集氣室1，集氣室I與升氣管4相通，且集氣室I上設(shè)置有一個(gè)空氣出口 11。從升氣管4出來(lái)的空氣，經(jīng)集氣室I從空氣出口 11流出。錐形筒21的小端連接集砂室3，集砂室3用來(lái)收集與氣體分離后的顆粒。集砂室3與錐形筒21的小端端口相通，在集砂室3的下端安裝有一個(gè)引射管(附圖未示出)，引射管與外部的一個(gè)低壓腔連接。引射管的管口比較小，使得只會(huì)有極少量的氣體從引射管流出，而在分離主體2內(nèi)分離出來(lái)的顆粒，運(yùn)動(dòng)到集砂室3，顆粒由于重力作用聚集在集砂室3的下部，然后從引射管射出，并由外部的低壓腔排出。分離主體2安裝在殼體5內(nèi)，殼體5包括圓筒51和與連接在圓筒51第一端的端蓋52，優(yōu)選地，圓筒51與端蓋52 —體成型。集氣室I安裝在端蓋52上；圓筒51的筒壁上設(shè)置有進(jìn)氣口 511，進(jìn)氣口 511與每個(gè)分離主體2上的空氣入口 22是相通的；空氣從進(jìn)氣口 511進(jìn)入到圓筒51后，再?gòu)拿總€(gè)分離主體2上的空氣入口 22進(jìn)入到錐形筒21。端蓋52位于錐形筒21的大端所在側(cè)，并固定升氣管4。圓筒51的第二端連接中間板53，中間板53上開有圓孔，圓孔的大小與所安裝處的錐形筒21的橫截面積相適應(yīng)，可將錐形筒21安裝固定在中間板53上，且可密封圓筒51，使得進(jìn)入圓筒51的氣體只能從空氣入口 22流出。錐形筒21的小端端口上還安裝一個(gè)端板54,端板54的第一端通過(guò)連接板與中間板53連接，端板54的第二端與集砂室3連接，端蓋54上所開孔的面積與錐形筒21的小端 端口的橫截面積相等，固定安裝錐形筒21。請(qǐng)結(jié)合參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型的粒子分離裝置的工作過(guò)程和原理是該粒子分離裝置安裝在渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)或者燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)的進(jìn)氣口處，具有一定壓力的空氣通過(guò)進(jìn)氣口 511進(jìn)入到該粒子分離裝置內(nèi)，然后空氣再經(jīng)過(guò)各個(gè)分離主體2上的空氣入口 22進(jìn)入到分離主體2內(nèi)，此時(shí)的空氣由于壓力的作用具有一定的初速度，且由于空氣入口 22與錐形筒21的軸線成35° 60°夾角，所以當(dāng)空氣進(jìn)入到錐形筒21內(nèi)，就會(huì)以與錐形筒21的筒壁呈一定夾角的初速度撞擊錐形筒21的內(nèi)壁，錐形筒21的內(nèi)壁反作用于空氣，反作用力可分解成一個(gè)沿錐形筒21軸線方向的力和垂直錐形筒21軸線方向的向心力。氣體在反作用力的作用下，會(huì)沿著錐形筒21的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)，且會(huì)沿著錐形筒21的軸線向集砂室3方向運(yùn)動(dòng)。單位體積，顆粒的重量大于氣體的重量，所以顆粒的慣性會(huì)大于氣體的慣性。在空氣運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于慣性的作用，就會(huì)有顆粒不斷地從空氣中分離出來(lái)，分離出來(lái)的顆粒在錐形筒21內(nèi)由于離心力場(chǎng)的作用會(huì)沿著錐形筒21的內(nèi)邊壁運(yùn)動(dòng)，冋時(shí)由邊壁附近向集砂室3方向運(yùn)動(dòng)的氣體將顆粒帶到集砂室3,在集砂室3內(nèi)，然后由于重力的作用，流入到引射管，然后從引射管排出到低壓腔。與顆粒分離后的氣體，由于慣性較小，會(huì)繼續(xù)做向集砂室3方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，能量會(huì)逐漸被損耗，向集砂室3方向的速度會(huì)逐漸減小，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的范圍也會(huì)越來(lái)越小，向集砂室3方向的速度會(huì)逐漸降為O。又由于集氣室I內(nèi)氣體的壓力會(huì)小于分離腔2內(nèi)氣體的壓力，所以分離后的氣體會(huì)做反方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。也有部分氣體由于開始具有的能量較大，會(huì)一直運(yùn)動(dòng)到集砂室3,與集砂室3的內(nèi)壁碰撞后再向反方向運(yùn)動(dòng),碰撞的過(guò)程中，也會(huì)損失部分能量，圓周運(yùn)動(dòng)的范圍也會(huì)越來(lái)越小。這桿在錐形筒21內(nèi)部氣體的流型會(huì)呈現(xiàn)為“雙漩渦”，即向集砂室3方向的外漩渦運(yùn)動(dòng)和逆向的內(nèi)漩渦運(yùn)動(dòng)。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種粒子分離裝置，其特征在于，包括集氣室(I)、至少一個(gè)分離主體(2)和集砂室(3)，所述集氣室(I)安裝在所述分離主體(2)的第一端，所述集砂室(3)安裝在所述分離主體(2)的第二端； 每一所述分離主體(2)包括錐形筒(21)和安裝在所述錐形筒(21)上的空氣入口(22)，所述空氣入口(22)的中心線與所述錐形筒(21)的軸線成夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述集氣室(I)、每一所述分離主體(2)和所述集砂室(3)相互貫通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粒子分離裝置，其特征在于，每個(gè)所述錐形筒(21)的大端端口處固定安裝有一個(gè)升氣管(4)，所述升氣管(4)為兩端開口的長(zhǎng)圓筒，所述升氣管(4)的軸線與所述錐形筒(21)的軸線重合，所述集氣室(I)和所述集砂室(3)通過(guò)所述升氣管(4)相互貫通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述升氣管(4)伸入到所述錐形筒(21)內(nèi)，所述升氣管(4)的端口距所述錐形筒(21)大端端口的長(zhǎng)度大于所述空氣入口(22)距所述錐形筒(21)大端端口的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述粒子分離裝置還包括殼體(5)，所述分離主體(2)安裝在所述殼體(5)內(nèi)，所述殼體(5)包括圓筒(51)和連接在所述圓筒(51)第一端的端蓋(52)，所述圓筒(51)上設(shè)置有進(jìn)氣口(511)，所述端蓋(52)固定連接所述升氣管(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述集氣室(I)安裝在所述端蓋(52)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述粒子分離裝置還包括中間板(53)，所述中間板(53)上開有與所述錐形筒(21)相匹配的孔，所述中間板(53)穿插在所述錐形筒(21)上，且連接所述圓筒(51)的第二端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述粒子分離裝置還包括端板(54)，所述端板(54)安裝在所述錐形筒(21)的小端端口上，將多個(gè)所述錐形筒(21)隔開固定，且連接所述集砂室(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粒子分離裝置，其特征在于，所述空氣入口(22)的中心線與所述錐形筒(21)的軸線成35° 60°的夾角。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種慣性式粒子分離裝置，包括集氣室、至少一個(gè)分離主體和集砂室，集氣室安裝在分離主體的第一端，集砂室安裝在分離主體的第二端；每一分離主體包括錐形筒和安裝在錐形筒上的空氣入口，空氣入口的中心線與錐形筒的軸線成一定的夾角。本實(shí)用新型可將多個(gè)分離主體并聯(lián)連接在一起，能夠滿足大流量氣體的分離，且空氣入口的中心線與錐形筒的軸線成夾角，利用空氣中顆粒的慣性大于空氣的慣性的特點(diǎn)，可很好地將空氣中的沙塵等顆粒分離出來(lái)，提高顆粒的分離效率。
文檔編號(hào)B04C3/00GK202479058SQ20122008372
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者周志堅(jiān), 楊家禮, 涂孟羆, 溫泉, 陽(yáng)誠(chéng)武 申請(qǐng)人:中國(guó)航空動(dòng)力機(jī)械研究所