CN110685962A - 雾炮及使用该雾炮的环卫车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雾炮及使用该雾炮的环卫车，雾炮包括风筒和风机，风筒具有处于前端的进风口和处于后端的出风口，风筒内同轴装配有导流柱，风筒与导流柱之间固定连接有若干个导流板而将导流柱支撑固定，风筒上还设有雾化喷头，雾化喷头的出雾位置位于风筒的出风柱的外轮廓以内，所述导流板支撑在导流柱的后段部分，所述导流柱的前段部分向前悬伸形成悬臂结构，所述风机装配在导流柱的前端，能够较好的降低风机的叶片与导流板之间形成的压力脉动，也就是降低气流旋涡脱落、破裂对空气产生的瞬间压缩、扩张效应，有效的降低了叶片与导流板之间的气动噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种雾炮及使用该雾炮的环卫车。
背景技术
随着中国经济的快速发展，大气污染已经越来越受到人民关注，尤其是工地施工扬尘、矿地作业扬尘、城市道路扬尘等引起的对抑尘车或台架式雾炮的需求越发强烈，而与此同时，各个环卫机械制造商在市场的竞争也日趋激烈，市场对作业效果好、喷雾射程远、作业噪音低的雾炮需求迫切，目前国内的多功能抑尘车雾炮的结构类型尚未形成行业标准，对于喷雾射程、喷雾效果和作业噪声均未能统一测试方法及标准，但是同类产品横向作业性能、效果对比竞争从未停止。
行业内众多环卫机械制造商致力于增大雾炮尺寸来提升其喷雾射程，降低作业噪声，但多功能抑尘车雾炮属于车载设备，其外形尺寸不能无限制增大，且过大的外形尺寸势必增加其整体装配质量，对于行驶油耗，尤其是纯电动底盘的抑尘车续航里程有诸多不利，在不增加作业能耗及外形尺寸的条件下增大喷雾射程，增强喷雾效果将形成产品的核心竞争力。
现有技术中的雾炮包括风筒，风筒内同轴固定有导流锥，且导流锥的一端连接有轴流式的风机叶片以及驱动叶片转动的驱动电机，在实际的工作过程中，外界的气流通过风机叶片的旋转带动增压而吸入至风筒内，通过导流锥的引导作用从风筒的另一端以高速喷出，并通过在风筒的气流喷出端设置的喷嘴组件将水向外打出，通过气流带动将水雾加速，形成喷雾效果。同时在风筒与导流锥之间还连接有用于将导流锥与风筒相对固定的导流板，导流板有多个，沿导流锥的周向间隔布置。高压气流通过导流板的整流引导作用将原本的旋转气流转换为轴向气流，从而通过轴向气流将水雾喷射较远的距离。
而现有技术中，导流锥一般通过导流板固定在风筒内，如在授权公告号为CN201807476U的中国专利中公开了一种车载风送式喷雾机新型风筒，轴流风机装配在导流筒内，且置于风筒前内中部，导流板装配在导流锥外周边以及风筒之间，也就是说，导流锥整体被导流板支撑，这样的结构形式会导致轴流风机的叶片距离导流板较近，导致风筒在叶片和导流板之间产生的运行噪音较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雾炮，以解决现有技术中由于导流板与风机的叶片距离较近导致的噪音大的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该雾炮的环卫车。
为实现上述目的，本发明雾炮的技术方案是：
雾炮，包括风筒和风机，风筒具有处于前端的进风口和处于后端的出风口，风筒内同轴装配有导流柱，风筒与导流柱之间固定连接有若干个导流板而将导流柱支撑固定，风筒上还设有雾化喷头，雾化喷头的出雾位置位于风筒的出风柱的外轮廓以内，所述导流板支撑在导流柱的后段部分，所述导流柱的前段部分向前悬伸形成悬臂结构，所述风机装配在导流柱的前端。
进一步的，为了保证支撑导流柱的稳定性和方便导流板的连接，所述风筒包括前直筒段和连接在直筒段的后部的锥形筒段，悬臂结构设置在直筒段内，导流板固定在锥形筒段内。
进一步的，为了方便导流板的连接，所述导流柱具有柱状段和连接柱状段后部的锥状段，所述导流板连接在锥状段而使柱状段形成所述悬臂结构。
进一步的，为了保证气流流速的稳定性，所述悬臂结构的前端面向后延伸设有用于安装风机的电机的安装腔，风机的轮毂外径与悬臂结构的外径一致。
进一步的，为了增加风筒出口气流的均匀性，导流柱的后端面设置有出气口，导流柱的周面和/或前端面上设有进气口，进气口与出气口连通而形成供部分气流通过的气流补偿通道。
进一步的，为了实现气流对电机的散热功能，所述风机的电机安装位于气流补偿通道中。
进一步的，为了方便安装电机和设计补偿通道结构，所述导流柱为筒形结构，导流柱的内孔构成所述气流补偿通道。
进一步的，为了保证对电机的安装和良好散热效果，所述进气口设置在导流柱的侧壁上对应电机安装的位置处。
进一步的，为了方便风机的安装，所述导流柱的前端内部支撑有轴承座，风机的电机安装在轴承座上，风机的电机轴穿过轴承座与风机的叶片止转配合。
本发明环卫车的技术方案是：
环卫车，包括车体和设置在车体上的雾炮，雾炮包括风筒和风机，风筒具有处于前端的进风口和处于后端的出风口，风筒内同轴装配有导流柱，风筒与导流柱之间固定连接有若干个导流板而将导流柱支撑固定，风筒上还设有雾化喷头，雾化喷头的出雾位置位于风筒的出风柱的外轮廓以内，所述导流板支撑在导流柱的后段部分，所述导流柱的前段部分向前悬伸形成悬臂结构，所述风机装配在导流柱的前端。
进一步的，为了保证支撑导流柱的稳定性和方便导流板的连接，所述风筒包括前直筒段和连接在直筒段的后部的锥形筒段，悬臂结构设置在直筒段内，导流板固定在锥形筒段内。
进一步的，为了方便导流板的连接，所述导流柱具有柱状段和连接柱状段后部的锥状段，所述导流板连接在锥状段而使柱状段形成所述悬臂结构。
进一步的，为了保证气流流速的稳定性，所述悬臂结构的前端面向后延伸设有用于安装风机的电机的安装腔，风机的轮毂外径与悬臂结构的外径一致。
进一步的，为了增加风筒出口气流的均匀性，导流柱的后端面设置有出气口，导流柱的周面和/或前端面上设有进气口，进气口与出气口连通而形成供部分气流通过的气流补偿通道。
进一步的，为了实现气流对电机的散热功能，所述风机的电机安装位于气流补偿通道中。
进一步的，为了方便安装电机和设计补偿通道结构，所述导流柱为筒形结构，导流柱的内孔构成所述气流补偿通道。
进一步的，为了保证对电机的安装和良好散热效果，所述进气口设置在导流柱的侧壁上对应电机安装的位置处。
进一步的，为了方便风机的安装，所述导流柱的前端内部支撑有轴承座，风机的电机安装在轴承座上，风机的电机轴穿过轴承座与风机的叶片止转配合。
本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的雾炮，通过将风筒内的导流板与导流柱的后段部分支撑固定，并将导流柱的前段部分向前悬伸形成为悬臂结构，并将风机安装在导流柱的前端，这样设置能够保证导流板的前端面与风机的叶片之间形成有较长的间距，这样就能够较好的降低风机的叶片与导流板之间形成的压力脉动，也就是降低气流旋涡脱落、破裂对空气产生的瞬间压缩、扩张效应，有效的降低了叶片与导流板之间的气动噪声。结构比较简单，而且降噪效果好。进一步的，采用导流板对导流柱整体支撑，可以减少风筒内部的安装结构，装配更加简单方便。而且有利于气流流道的构建。
附图说明
图1为本发明雾炮的实施例结构示意图；
图2为图1的轴向剖视图；
图3为图2中风筒与导流板的装配的结构示意图；
图4为图3中的导流板的结构示意图；
图5为导流锥后端出口未开时的出口处流速分布图；
图6为导流锥后端出口与通孔连通后出口处的流速分布图。
附图标记说明：1-防护网；2-导流罩；3-叶片；4-轴承；5-轴承座；6-电机；7-导流锥；8-前消涡孔；9-导流板；10-后消涡孔；11-风筒；12-雾化喷头；13-后端出口；14-通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的雾炮的具体实施例，如图1至图6所示，在本实施例中，该雾炮应用于抑尘车上，用于向空气中喷射水雾，以达到抑尘、降尘的作用。雾炮包括风筒11，导流锥7即导流柱、风机、导流板9等结构，具体的为风筒11为轴线沿前后方向延伸的筒形结构，导流锥7穿设在风筒11内，并与风筒11同轴布置，风筒11与导流锥7之间形成的环形空间构成了供气流通过的流通通道。在本实施例中，风筒11与导流锥7之间通过导流板9相对固定，在风筒11和导流锥7之间的环形空间中沿周向间隔布置有若干个前后方向延伸的导流板9，导流板9的外侧与风筒11的内壁焊接固定，内侧与导流锥7的外周面焊接固定，从而能够将导流板9与风筒11同轴装配并相对固定。
在导流锥7的前端设置有风机，其中导流锥7为前后贯通的筒形结构，风机中的电机6安装在导流锥7内，即导流锥7的内孔的前段部分构成了用于安装电机6的容纳腔，同时，风机的轮毂转动设置在电机6轴上，且轮毂的外径与导流锥7的前端外径一致，这样可以使导流锥7与轮毂圆柱面等径过渡，大幅提升空气流动效率。在导流锥7内位于电机6轴的位置处设置有轴承座5，通过轴承4将电机6轴支撑，并将轮毂和电机6轴相对固定。在轮毂的前侧连接有导流罩2，在风筒11的进风口处罩设有防护网1。
在实际的工作过程中，电机6驱动轮毂上的叶片3转动，进而将风筒11进风口处的气体加速，使气体形成旋转气流经过导流锥7与风筒11之间的环形空间，并经过导流板9的导流作用将原本的旋转气流转换至轴向气流，进而通过风筒11的出风口向外喷射高流速气流。同时在风筒11上位于出风口的一端处还设有若干个雾化喷头12，雾化喷头12的出雾位置位于风筒11的出风柱的外轮廓以内，这样能够在高流速的气流经过雾化喷头12的出雾位置时，会带动水雾使其达到远距离喷射的目的。
对于导流板9来说，旋转气流与导流板9碰撞导流时由于压差问题会导致靠近导流板9的板面一侧产生一定的径向截面上的分量旋涡，这就会导致旋转气流与导流板碰撞过程时在导流板内部流道产生上述横截面上的漩涡分量，一直到出风口都无法消除或削减，气流流出风筒后漩涡的周向分量向外扩撒，从而增大了气流在大气中的衰减速度，无法实现较远距离的气流输送，进而影响喷射效果，为了避免或削减这种问题，在本实施例中，导流板9上设有贯通两侧板面设置的消涡孔，通过消涡孔的设置能够将方向相反的两股气流将呈对流冲击，抑制导流板之间流道内部漩涡，使该处的能量损耗降低，进而保证了旋转气流变成轴向气流时的气体流动速度，进而提高水雾的喷射距离。
当然为了保证分量旋涡减少时对应消涡孔位置处的气流的流动均匀性，在本实施例中，消涡孔为沿风筒11的轴线方向延伸的长孔结构，这样能够保证气流在消涡孔内沿延伸方向的各个位置处的压力基本保持一致，这样就能够保证气流流动的均匀性。结构比较简单。
同时，为了进一步的保证气流流动的均匀性，在本实施例中，消涡孔的靠近风筒11的一侧侧壁与风筒11的对应侧壁相互平行。这样设置能够匹配轴向气流在风筒11内的流通路线，使得气流流动更加均匀。
更进一步的，为了方便加工以及适配风筒11的锥面段的尺寸，在本实施例中，消涡孔为平行四边形孔，消涡孔的沿延伸方向的各个位置的宽度均一致，有利于消涡效果的一致性。
在本实施例中，为了保证消涡的效果以及保证对导流锥7的支撑效果，上述的消涡孔有两个，两个消涡孔沿轴线方向间隔布置在导流板9上，分别为前消涡孔8和后消涡孔10，定义导流板9的前端距离前消涡孔8前侧壁的距离为a1，前消涡孔8的前后长度为a2，前消涡孔8的后侧壁和后消涡孔10的前侧壁的距离为a3，后消涡孔10的长度为a4，后消涡孔10的后侧壁与导流板9的后端的距离为a5，则a1、a2、a3、a4、a5的关系满足a1:a2:a3:a4:a5=0.5:1:0.8:1:1.5。定义导流板9的后端宽度为b1，后消涡孔10的宽度为b2，前消涡孔8的宽度为b3，导流板9的前端的宽度为b4，则b1、b2、b3、b4的关系满足b1:b2:b3:b4=6.8:1:1.6:9.1。定义前消涡孔8与导流板9的前端底部之间的距离为h1，后消涡孔10与导流板9的后端底部之间的距离为h2，则h1=h2=b4/3。这样设置能够保证消涡孔具有最大化的消涡作用之外，还能够保证导流板9的整体结构强度，满足导流板9的支撑风筒11和导流锥7的所需强度。消涡孔能够减小风筒11内气流在径向截面上的分量旋涡，减小出口气流的发散角，减小紊流系数，增大喷射射程。而气流的发散角与紊流系数之间的关系为：S=(0.48/Vm∙V0-0.147)∙d0/a；tgα=3.4a。其中S为射流距离，V0起始处气流速度，Vm为距离S处轴心风速，d0为圆柱面出口气流直径，a为紊流系数，α为气流扩散角。从上述关系式可以看出，减小气流扩散角有利于减小紊流系数，从而增大射流距离。设置消涡孔能够将使产生径向截面上的分量旋涡的位置处的气流扩散角降低，进而能够减小紊流系数，从而增大射流距离。实现气流带动水雾向较远位置处喷射。同时，由于越靠近风筒11侧的气流流速越大，因此将消涡孔开设在靠近风筒11的内壁一侧，这样能够尽可能实现消涡效果。
现有技术中，风机的叶片距离导流板较近，导致风筒内出现较大的压力脉动，也就是从叶片进入导流板之间的旋转气流产生的气流旋涡会由于叶片与导流板距离较近导致气流旋涡脱落、破裂，而在脱落、破裂的过程中产生对空气的瞬间压缩、扩张效应，从而产生周期性的压力脉动，在叶片与导流板距离过短的情况下，在叶片流道出口及导流板流道进口对气流产生瞬间开合效应，压力脉动更加剧烈，进而导致整体风筒的运行噪音较大，对于导流锥7来说，其具有柱状段和与柱状段连接的直径逐渐减小的锥状段，上述的导流板9固定支撑在锥状段上，因此柱状段会向前伸出而悬伸形成为悬臂结构，上述的风机的电机6便安装在悬臂结构的前端，且电机6轴向前伸出。这样设置相比于现有技术中的通过导流板9支撑导流锥7或电机6壳的结构，能够将导流锥7的前端向前远离导流板9设置，这样就能够保证风机的叶片3与导流板9之间具有足够远的轴向间距，有利于降低风筒11内气流的流动时的噪声。
同时，对于导流锥7来说，在本实施例中，导流锥7上位于风机后方的侧壁上设置有贯通导流锥7的内外侧壁的通孔14，且通孔14与导流锥7的后端出口连通，这样设置就能够在风机运行时，一部分的气流会经过通孔14进入至导流锥7内部，并经过导流锥7的内壁面的引导从导流锥7的后端出口13排出。这一小部分气流能够降低在导流锥7后端部的压力梯度，减小导流锥7与风筒11之间的环形空间中的高速气流朝向导流锥7的后端端面聚集回流情况，增加风筒11出口气流的均匀性。如图5所示，在没有通孔、后端开口13没有连通时，风筒后端的气流流速比较乱，而且向导流锥7后端所在位置处靠拢形成漩涡；在后端开口13与通孔14连通时，如图6所示，风筒后端的气流流速比较均匀，而且流速比较集中。
进一步的，上述的通孔14开设在导流锥7的对应电机6安装位置的侧壁上，这样设置能够在电机6工作的过程中，气流流通可以带走电机6工作产生的热量，对电机6起到一定的散热作用。
在其他实施例中，可以将导流板固定在导流锥的锥状段的其中一段上。
本发明所涉及的环卫车的实施例，包括车体和设置在车体上的雾炮，雾炮的结构与上述的雾炮的实施例中的结构一致，不在详细展开。
Claims (10)
1.雾炮，包括风筒和风机，风筒具有处于前端的进风口和处于后端的出风口，风筒内同轴装配有导流柱，风筒与导流柱之间固定连接有若干个导流板而将导流柱支撑固定，风筒上还设有雾化喷头，雾化喷头的出雾位置位于风筒的出风柱的外轮廓以内，其特征在于：所述导流板支撑在导流柱的后段部分，所述导流柱的前段部分向前悬伸形成悬臂结构，所述风机装配在导流柱的前端。
2.根据权利要求1所述的雾炮，其特征在于：所述风筒包括前直筒段和连接在直筒段的后部的锥形筒段，悬臂结构设置在直筒段内，导流板固定在锥形筒段内。
3.根据权利要求2所述的雾炮，其特征在于：所述导流柱具有柱状段和连接柱状段后部的锥状段，所述导流板连接在锥状段而使柱状段形成所述悬臂结构。
4.根据权利要求1~3任一项所述的雾炮，其特征在于：所述悬臂结构的前端面向后延伸设有用于安装风机的电机的安装腔，风机的轮毂外径与悬臂结构的外径一致。
5.根据权利要求1~3任一项所述的雾炮，其特征在于：导流柱的后端面设置有出气口，导流柱的周面和/或前端面上设有进气口，进气口与出气口连通而形成供部分气流通过的气流补偿通道。
6.根据权利要求5所述的雾炮，其特征在于：所述风机的电机安装位于气流补偿通道中。
7.根据权利要求6所述的雾炮，其特征在于：所述导流柱为筒形结构，导流柱的内孔构成所述气流补偿通道。
8.根据权利要求7所述的雾炮，其特征在于：所述进气口设置在导流柱的侧壁上对应电机安装的位置处。
9.根据权利要求6所述的雾炮，其特征在于：所述导流柱的前端内部支撑有轴承座，风机的电机安装在轴承座上，风机的电机轴穿过轴承座与风机的叶片止转配合。
10.环卫车，包括车体和设置在车体上的雾炮，其特征在于：所述雾炮为上述权利要求1~9任一项所述的雾炮。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113006856A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-22 | 安徽理工大学 | 一种新型结构的喷雾降尘风机 |
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2018
- 2018-07-05 CN CN201810732758.2A patent/CN110685962A/zh active Pending
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