本發(fā)明涉及動(dòng)力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車數(shù)量大幅上升，尤為突出的問題已經(jīng)出現(xiàn)在我們的生活中那就是動(dòng)力輸出問題。目前的主要?jiǎng)恿ρb置有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)已然非常成熟，但是內(nèi)燃機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量廢氣對(duì)環(huán)境造成不小的污染，而且會(huì)加快石油危機(jī)。而電動(dòng)機(jī)有時(shí)不能保障足夠的動(dòng)力輸出。為了解決這兩大難題，粉塵動(dòng)力裝置誕生了，它甚至可以使用面粉作為燃料，所以足以保障燃料的充足和對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

粉塵在日常生活中容易獲取、來源廣泛，且燃燒后對(duì)環(huán)境無污染。粉塵包括鎂鋁金屬粉塵，糧食作物粉塵如面粉等可燃粉塵?，F(xiàn)如今依然已經(jīng)獲得了粉塵的爆炸極限，其爆炸下限一般為20至60克每立方米，其爆炸上限一般為2至6千克每立方米；且粉塵粒徑越小，爆炸下限越低。氧濃度越高，爆炸下限越低；可燃揮發(fā)分含量越高，粉塵爆炸下限越低。除此之外，僅少量粉塵在產(chǎn)生爆炸后就會(huì)產(chǎn)生巨大的能量，因此粉塵可用于提供動(dòng)力。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中存在相關(guān)利用粉塵作為驅(qū)動(dòng)燃料的相關(guān)技術(shù)，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?01110408017.7，申請(qǐng)日：2011年12月8日，該申請(qǐng)案公開了一種動(dòng)力裝置，包括：可燃粉塵容器，可燃粉塵容器內(nèi)存儲(chǔ)有可燃粉塵；混合室，混合室的第一進(jìn)口與可燃粉塵容器的出口連通，空氣由混合室的第二進(jìn)口進(jìn)入混合室內(nèi)；燃燒室，燃燒室的入口與混合室的出口連接，燃燒室包括用于驅(qū)動(dòng)外部的機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動(dòng)輸出部。該裝置利用可燃粉塵燃燒時(shí)產(chǎn)生的能量向外部的機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力。

又如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枺?006200785949，授權(quán)公告日：2007年4月25日，該申請(qǐng)案公開了一種利用固體燃料代替液體或氣體燃料進(jìn)行能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)，由儲(chǔ)料裝置、燃料裝置和輔助控制裝置組成，其中：儲(chǔ)料裝置具有一個(gè)帶加料口、出料口和加壓管的固體粉料倉，混合給料裝置包括一根帶有進(jìn)料、進(jìn)氣、進(jìn)油輸入端口和前端噴嘴的混合給料管，燃料裝置具有一個(gè)內(nèi)裝活塞的活塞缸，活塞缸的上端和下端分別開設(shè)有呼吸口和排料口，在活塞缸下壁處設(shè)有火花塞以及混合料進(jìn)口。工作中，粉塵狀固體燃料經(jīng)混合給料裝置與空氣按比例混合后噴入活塞缸中，粉料-空氣組分在活塞缸內(nèi)經(jīng)壓縮后，在高濃度火花塞點(diǎn)火，發(fā)生爆炸，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。

上述專利方案都需要先把空氣與粉料混合后才能送入燃料室，結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，使用時(shí)易出現(xiàn)各種故障，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中因粉塵燃料需要與空氣混合后才能進(jìn)入燃燒室而導(dǎo)致裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足，提供了一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案，通過進(jìn)料室、擋料球與頂針之間的配合，實(shí)現(xiàn)向燃燒室內(nèi)自動(dòng)進(jìn)料，而且能夠直接在燃燒室內(nèi)與空氣混合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：

燃料箱，該燃料箱通過送料裝置向燃燒室內(nèi)送料；

進(jìn)料室，所述進(jìn)料室一端與送料裝置連通，另一端通過進(jìn)料口與燃燒室連通，進(jìn)料室的空腔內(nèi)設(shè)有擋料球；

活塞，所述活塞頂部設(shè)置有頂針，頂針與擋料球配合使粉塵燃料進(jìn)入燃燒室；活塞與燃燒室上的排氣孔配合控制燃燒廢氣與外界氣體交換。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述進(jìn)料室與送料裝置連通處為球冠狀，球冠直徑大于擋料球直徑。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述進(jìn)料口是位于燃燒室頂部的球冠狀開口，球冠直徑大于擋料球直徑。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述進(jìn)料室側(cè)壁中部設(shè)置有容料槽。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述容料槽為環(huán)形。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述活塞側(cè)壁長(zhǎng)度為其行程的0.34～0.46倍。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述排氣孔與活塞中部所在的行程中點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述活塞為M形結(jié)構(gòu)，連桿鉸接在活塞的中部凸出塊上。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，燃燒室的側(cè)壁上端或頂壁設(shè)置有點(diǎn)火裝置。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述粉塵燃料為金屬粉塵、煤炭粉塵、糧食粉塵、飼料粉塵或林產(chǎn)品粉塵。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，在進(jìn)料裝置與燃燒室之間設(shè)置了進(jìn)料室，進(jìn)料室的空腔內(nèi)放置擋料球，通過氣壓以及頂針對(duì)擋料球的作用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料，而且能夠與空氣直接混合，不需要設(shè)置混合裝置，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，裝置的使用性能更穩(wěn)定；

(2)本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)料室的上部設(shè)置為球冠狀，其下部與燃燒室頂壁連接處設(shè)置為球冠狀的進(jìn)料口，并且兩者直徑均大于擋料球直徑，則擋料球能夠完全與兩處位置貼合，具有較好的封閉效果；

(3)本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，在進(jìn)料室側(cè)壁中部設(shè)置有容料槽，該容料槽能夠作為過渡槽，便于粉塵燃料進(jìn)入下部的燃燒室，該容料槽可以是間隔的槽體，也可為連通的環(huán)形槽，以便根據(jù)不同需求控制進(jìn)料量；

(4)本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，利用粉塵作為原料，有助于減輕能源危機(jī)和環(huán)境污染，便于推廣使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明中容料槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說明：1、燃料箱；2、送料裝置；3、進(jìn)料室；4、擋料球；5、頂針；6、燃燒室；7、活塞；8、排氣孔；9、連桿；10、曲軸；11、點(diǎn)火裝置；12、進(jìn)料口；13、容料槽。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1，本實(shí)施例的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，主要由燃料箱1、進(jìn)料室3和活塞7組成，其中：燃料箱1通過送料裝置2向燃燒室6內(nèi)送料；本實(shí)施例中的燃燒室6包括燃燒腔部分和壓縮氣體部分，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于缸體，送料裝置2用于向燃燒室6的燃燒腔輸送粉塵燃料。粉塵燃料可為金屬粉塵、煤炭粉塵、糧食粉塵、飼料粉塵或林產(chǎn)品粉塵等，沒有具體限制，本實(shí)施例可選擇糧食粉塵。

本實(shí)施例中進(jìn)料室3一端與送料裝置2連通，另一端通過進(jìn)料口12與燃燒室6連通，進(jìn)料室3的空腔內(nèi)設(shè)有擋料球4，該擋料球4可在進(jìn)料室3內(nèi)上、下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到進(jìn)料室3頂部時(shí)，擋料球4堵住送料裝置2的排料口，使其停止送料，同時(shí)進(jìn)料室3內(nèi)的粉塵燃料通過下部的進(jìn)料口12向燃燒室內(nèi)進(jìn)料；當(dāng)擋料球4運(yùn)動(dòng)到進(jìn)料室3下部堵住進(jìn)料口12時(shí)，停止向燃燒室6內(nèi)供料，同時(shí)送料裝置2開始向進(jìn)料室3內(nèi)送料。

為了能夠讓擋料球4自動(dòng)上升，本實(shí)施在活塞7頂部設(shè)置有頂針5，該頂針5位于活塞7的中心位置，頂針5長(zhǎng)度與擋料球4的直徑之和等于進(jìn)料室3高度與預(yù)留燃燒腔高度之和。預(yù)留燃燒腔高度是當(dāng)活塞處于最頂端時(shí)，活塞頂部與燃燒室頂壁內(nèi)側(cè)之間的距離。通過頂針 5與擋料球4的配合使粉塵燃料進(jìn)入燃燒室6。

本實(shí)施例在燃燒室6側(cè)壁設(shè)置有排氣孔8，燃燒室6的壓縮腔內(nèi)有連桿9和曲軸10，連桿9的上端與活塞7鉸接連接，連桿9的下端與曲軸10鉸接，通過活塞7的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)曲軸10轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)活塞7位于行程初始位置時(shí)，排氣孔8位于活塞7下部，外界空氣與壓縮腔連通，并使排氣孔8與活塞7底壁之間有一定預(yù)留距離；當(dāng)活塞7位于行程最低端位置時(shí)，外界空氣與燃燒腔連通，并使排氣孔8與活塞7頂端之間有一定預(yù)留距離；則通過活塞7與燃燒室6上的排氣孔8的配合可控制燃燒廢氣與外界氣體交換。

其工作原理如下：當(dāng)活塞7運(yùn)動(dòng)至最上方時(shí)，即初始位置，其上方頂針5推動(dòng)擋料球4上升堵住送料裝置2的出料口，從而使進(jìn)料室3下部產(chǎn)生容納空間，粉塵燃料流動(dòng)到進(jìn)料室3下部，并由進(jìn)料口12進(jìn)入燃燒室；此時(shí)火花塞工作，燃燒室6頂壁上的點(diǎn)燃裝置11點(diǎn)燃粉塵燃料產(chǎn)生可控爆炸并推動(dòng)活塞7向下運(yùn)動(dòng)；活塞7帶動(dòng)連桿9運(yùn)動(dòng)，連桿9帶動(dòng)曲軸10運(yùn)動(dòng)。

如圖2所示，當(dāng)活塞7運(yùn)動(dòng)到排氣孔8下方位置時(shí)，燃燒腔與外界空氣連通，燃燒廢氣排出，同時(shí)外界空氣進(jìn)入燃燒腔，壓力平衡，擋料球4向下運(yùn)動(dòng)；送料裝置2輸送粉塵燃料進(jìn)入進(jìn)料室3上部；隨著活塞7的回程運(yùn)動(dòng)，頂針5不斷上移把擋料球4頂起，再次把送料裝置2的出料口堵住，重復(fù)上述動(dòng)作，從而產(chǎn)生源源不斷的動(dòng)力。本實(shí)施例通過氣壓以及頂針對(duì)擋料球的作用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料，而且能夠與空氣直接混合，不需要設(shè)置混合裝置，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，裝置的使用性能更穩(wěn)定。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，其不同之處在于：本實(shí)施例中進(jìn)料室3的上部為球冠狀，即進(jìn)料室3與送料裝置2連通處為球冠狀，球冠直徑大于擋料球4直徑，則擋料球4能夠更好的與進(jìn)料室3配合，封堵緊密，可有效避免漏料現(xiàn)象。

進(jìn)一步地，所設(shè)置進(jìn)料口12是位于燃燒室6頂部的球冠狀開口，即進(jìn)料室3下部也為球冠狀，球冠直徑大于擋料球4直徑。由于兩者直徑均大于擋料球直徑，則擋料球能夠完全與兩處位置緊密貼合，具有較好的封閉效果。

實(shí)施例3

結(jié)合圖3，本實(shí)施例的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同，其不同之處在于：本實(shí)施例在進(jìn)料室3側(cè)壁中部設(shè)置有容料槽13，該容料槽13為間隔設(shè)置的凹槽。

雖然擋料球4能夠在進(jìn)料室3內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，但如果側(cè)壁間隙過小，能夠通過的物料有限， 在較短的時(shí)間內(nèi)難以流入足夠的粉塵燃料。如果間隙過大，擋料球4在運(yùn)動(dòng)時(shí)容易移位，難以實(shí)現(xiàn)有效封堵。而所設(shè)置的容料槽13則可提供較大的容納空間，具有中間轉(zhuǎn)換槽的作用，實(shí)現(xiàn)更多物料得到流通，而且不會(huì)影響擋料球的運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同，其不同之處在于：本實(shí)施例中設(shè)置的容料槽13為環(huán)形，以提供更大的容納空間。

此外，活塞7側(cè)壁長(zhǎng)度為其行程的0.34～0.46倍，具體可根據(jù)實(shí)際使用進(jìn)行設(shè)定，在能夠保證活塞的正常運(yùn)動(dòng)并滿足自動(dòng)進(jìn)料的情況下，在0.38～0.44范圍時(shí)效果較好，該范圍內(nèi)沒有具體限定，本實(shí)施例中優(yōu)選為0.42倍。

如果側(cè)壁過長(zhǎng)，排氣孔無法與內(nèi)外連通，難以實(shí)現(xiàn)氣體交換，需要單獨(dú)的設(shè)置排氣和進(jìn)氣孔，結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，整體的運(yùn)動(dòng)原理也會(huì)相應(yīng)的改變；如果側(cè)壁較短，則活塞側(cè)壁在行程兩端距離排氣孔距離勢(shì)必為增加，則會(huì)導(dǎo)致排氣或進(jìn)氣時(shí)間過久，大量能量被損耗，導(dǎo)致設(shè)備動(dòng)力不足，因此，本實(shí)施例優(yōu)選活塞7側(cè)壁長(zhǎng)度為其行程的0.38～0.44倍。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種自進(jìn)料粉塵爆炸式發(fā)動(dòng)機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4相同，其不同之處在于：本實(shí)施例中排氣孔8與活塞7中部所在的行程中點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)，即活塞7中部一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到行程中點(diǎn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的燃燒室6側(cè)壁上的位置，即為排氣孔8所在高度位置。在該位置時(shí)，能夠較好的實(shí)現(xiàn)壓縮和排氣之間的轉(zhuǎn)換，而且能夠保證進(jìn)料的時(shí)間控制，保證充足的物料用于爆炸燃燒。

活塞7可設(shè)為M形結(jié)構(gòu)，連桿9鉸接在活塞7的中部凸出塊上，預(yù)留出較大的壓縮強(qiáng)空間，有助于提高活塞回程速度。普通的活塞7可以直接涉及為塊狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)的活塞重力大，壓縮動(dòng)力更大，但是其需要更大的行程來滿足壓縮氣體需要，否則難以充分利用壓縮氣體和慣性實(shí)現(xiàn)回程運(yùn)動(dòng)。而M形的活塞內(nèi)部形成兩個(gè)凹陷空間，有更大的容量，可以壓縮更大的空氣。此外，M形結(jié)構(gòu)的活塞與排氣孔配合，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料與氣體交換過程，具有較好的效果，而且結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化。

本發(fā)明通過進(jìn)料室、擋料球與頂針之間的配合，實(shí)現(xiàn)向燃燒室內(nèi)自動(dòng)進(jìn)料，而且能夠直接在燃燒室內(nèi)與空氣混合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。利用粉塵作為原料，一定程度上取代目前的內(nèi)燃機(jī)，合理有效的運(yùn)用新能源，有助于減輕能源危機(jī)和環(huán)境污染，便于推廣使用。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié) 構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。