阅读说明：本技术 一种双级膨胀呼吸器 (Two-stage expansion respirator ) 是由 薛松 刘山宝 裴越 于 2019-12-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种双级膨胀呼吸器,包括呼吸器下层的第一级过滤稳压室、呼吸器中层的第二级膨胀稳压室和呼吸器上层的出气管,第一级过滤稳压室、第二级膨胀稳压室和出气管相互连通；所述第一级过滤稳压室为空心立柱结构,第一级过滤稳压室的底端设置金属丝球,在金属丝球周围立柱两侧对立面上分别开设进气口；所述第二级膨胀稳压室为扁平方盒子结构,第二级膨胀稳压室内设置迷宫结构；本发明克服缸盖罩里面的空间限制,将高度增加到扁平结构的两倍以上,使废气里的油雾充分沉淀,加之一系列的过滤、迷宫等技术,结果实现了废气里油气的有效分离,顺利排出较干净的废气。(The invention relates to a two-stage expansion respirator, which comprises a first-stage filtering pressure stabilizing chamber at the lower layer of the respirator, a second-stage expansion pressure stabilizing chamber at the middle layer of the respirator and an air outlet pipe at the upper layer of the respirator, wherein the first-stage filtering pressure stabilizing chamber, the second-stage expansion pressure stabilizing chamber and the air outlet pipe are communicated with each other; the first-stage filtering pressure stabilizing chamber is of a hollow upright post structure, a metal wire ball is arranged at the bottom end of the first-stage filtering pressure stabilizing chamber, and air inlets are respectively formed on opposite surfaces of two sides of the upright post around the metal wire ball; the second-stage expansion pressure stabilizing chamber is of a flat square box structure, and a labyrinth structure is arranged in the second-stage expansion pressure stabilizing chamber; the invention overcomes the space limitation in the cylinder cover, increases the height to more than twice of a flat structure, fully deposits the oil mist in the waste gas, and combines with a series of technologies such as filtration, maze and the like, thereby realizing the effective separation of oil gas in the waste gas and smoothly discharging cleaner waste gas.)

一种双级膨胀呼吸器

技术领域

本发明涉及一种双级膨胀呼吸器，属于内燃机技术领域。

背景技术

内燃机曲轴箱里的废气无法杜绝，只能向外排出。传统上，人们使用呼吸器或叫油气分离器的零件对这些废气进行物理处理分离油雾及杂质然后排向大气。随着内燃机强化程度的不断提高，尽管制造技术也在提高，但活塞漏气量这一产生废气的根源仍然存在，同时人们对发动机的要求越来越高，国家的法规不断趋严。这就对目前在用的呼吸器提出了更高要求。一般情况下，发动机强化程度越高、转速和升功率越高，活塞漏气量就越大；中速、低速扭矩越大，活塞漏气量也越大。而恰恰，目前发动机就在强化方面发展。

目前市场上出现了双呼吸器组合方式，其中主呼吸器仍沿用之前的产品不变，成熟而稳定；新增加的辅助呼吸器无一例外都布置在缸盖罩上。这些辅助呼吸器形状各异，或者是扁平形状，布置在缸盖罩内壁上面，工作原理为金属丝球+迷宫+虹吸管等一系列油气分离措施；或者布置在加机油口盖上，经过金属丝球简单过滤，结构简单而低廉；或者布置在主呼吸器前端；或者单独使用。但不管哪种结构和布局，效果都不尽理想：呼吸器出气口滴机油，用户有怨言，或者复杂的结构成本高。

这主要是由于缸盖罩里废气含油率特别高的特殊性，而这些辅助呼吸器的垂直高度不够、沉淀空间不足所致，废气里的油滴油雾不能充分析出沉淀，而是随着废气一起快速排出体外。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种双级膨胀呼吸器，该呼吸器克服缸盖罩里面的空间限制，将高度增加到扁平结构的两倍以上，使废气里的油雾充分沉淀，加之一系列的过滤、迷宫等技术，结果实现了废气里油气的有效分离，顺利排出较干净的废气。

按照本发明提供的技术方案：一种双级膨胀呼吸器，包括呼吸器下层的第一级过滤稳压室、呼吸器中层的第二级膨胀稳压室和呼吸器上层的出气管，第一级过滤稳压室、第二级膨胀稳压室和出气管相互连通；所述第一级过滤稳压室为空心立柱结构，第一级过滤稳压室的底端设置金属丝球，在金属丝球周围立柱两侧对立面上分别开设进气口；所述第二级膨胀稳压室为扁平方盒子结构，第二级膨胀稳压室内设置迷宫结构；所述第一级过滤稳压室底端到第二级膨胀稳压室底端的高度为H1，所述第二级膨胀稳压室底端到第二级膨胀稳压室顶端的高度为H2，所述第二级膨胀稳压室底端到出气管的管口中部的高度为H3，所述H1大于H2或H3。

进一步地，所述H1为53-57mm，H2为23-27mm，H3为28-32mm。

进一步地，所述进气口的直径小于出气管管口直径。

进一步地，所述进气口的直径为5-7mm，所述出气管管口直径为12-15mm。

进一步地，所述第一级过滤稳压室的底端端面到进气口的高度为1-2mm。

进一步地，所述H1、H2和H3的总高度大于100mm。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明改变了现有产品的研究方向。现有产品在扁平结构方面不断研究、试验、挖掘潜力，结构越来越复杂，成本相应提高，但得到的效果并不理想。本发明将高度增加了一倍多，加上过滤、对冲碰撞、膨胀稳压、沉淀凝聚等一系列技术措施，所达到的效果比较理想。

本发明结构简单，主体部分第一级过滤稳压室和第二级膨胀稳压室都是注塑件，零件容易制作，安装方便，成本比较低廉。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明：1-第一级过滤稳压室、2-第二级膨胀稳压室、3-出气管、4-进气口、5-迷宫结构、6-金属丝球、H1-第一级过滤稳压室1底端到第二级膨胀稳压室2底端的高度、H2-第二级膨胀稳压室2底端到第二级膨胀稳压室2顶端的高度、H3-第二级膨胀稳压室2底端到出气管3的管口中部的高度。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种双级膨胀呼吸器，包括呼吸器下层的第一级过滤稳压室1、呼吸器中层的第二级膨胀稳压室2和呼吸器上层的出气管3，第一级过滤稳压室1、第二级膨胀稳压室2和出气管3相互连通；所述第一级过滤稳压室1为空心立柱，树立在摇臂座和气门弹簧包围的有限空间里，属于呼吸器结构的下层部分。第一级过滤稳压室1的底端设置金属丝球6，在金属丝球6周围立柱两侧对立面上分别开设进气口4，进气口4直径较小以限制进气量。发动机运行时，缸盖罩里的废气与来自摇臂喷射的润滑油混合，形成高含油率和有一定压力的油雾，该油雾从空心立柱下端的两个进气口4相向进入第一级过滤稳压室1，这两股气体在第一级过滤稳压室里经过金属丝球6过滤-对冲碰撞-膨胀-降速-油滴沉淀等步骤后，油滴自由落体回落回流，废气继续向上流动，此时，废气中含油量已大大降低。

所述第二级膨胀稳压室2为扁平方盒子结构，第二级膨胀稳压室2内设置迷宫结构5；第二级膨胀稳压室2位于摇臂和气门弹簧的上面，固定在缸盖罩内名牌腔里，属于呼吸器结构的中间部分，该室容积较大，高度H2有限，里面设计有迷宫结构5。当废气进入该室后迅速膨胀，流速再次迅速降低，废气流过迷宫结构5，油气进一步分离，油滴沉淀回流，废气进入出气管3。

出气管3，此管安装于缸盖罩上，与第二级膨胀稳压室2插接相通，属于呼吸器结构的上层部分，出气管3的孔径比两个进气口4的孔径大的多，故出气管3出气口流速比进气口4流速也小的多，避免了微小油滴随着废气快速向外排出。同时该出气管有一定高度H3，最后一次使微小油滴沉淀、油气分离。

经过了呼吸器的这三层结构，废气此时的含油量及杂质已经很低，被排入大气。

所述第一级过滤稳压室1底端到第二级膨胀稳压室2底端的高度为H1，所述第二级膨胀稳压室2底端到第二级膨胀稳压室2顶端的高度为H2，所述第二级膨胀稳压室2底端到出气管3的管口中部的高度为H3，所述H1大于H2或H3。

所述H1为53-57mm，H2为23-27mm，H3为28-32mm。

所述进气口4的直径小于出气管3管口直径；所述进气口4的直径为5-7mm，所述出气管3管口直径为12-15mm。

所述第一级过滤稳压室1的底端端面与进气口4的高度为1-2mm。

所述H1、H2和H3的总高度大于100mm。

工作原理：将油气分离的重点研究放在了油雾沉淀机理上，额外设计了高度H1的第一级过滤稳压室，使呼吸器总高度达到H1+H2+H3≥100mm，基本满足油雾沉淀回流、油气分离的需要。这是经过大量试验基础上得到的结果，是对目前产品只有H2+H3高度并一直在第二级膨胀稳压室2上做研究工作的方向性改变。

但第一级过滤稳压室1的设计并不容易，它受到缸盖罩里面空间尺寸的苛刻限制。为此，将第一级过滤稳压室1设计成异形长方体立柱。该立柱距离四周零件保留了必要的间隙，它与第二级膨胀稳压室2的下体注塑成一体，用四个螺栓固定在第二级膨胀稳压室2上盖上。

第二级膨胀稳压室的结构为扁平空心长方体，高度H2，具有较大的膨胀稳压室，内含迷宫结构5，由上盖和下体构成，用四个螺栓连接固定。

出气管3，内径远比两个进气口的直径大，高度H3。这样设计的目的使出气管3出气口压力接近大气压，流速远低于进气口4流速。该出气管3焊接在缸盖罩上，与第二级膨胀稳压室上盖插接，用O型圈密封。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。