CN102619654B - 一种空气粗滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滤清器，具体讲涉及一种空气粗滤清器。该空气粗滤清器包括旋流管；旋流管为两级；其中一级旋流管的出气口与另一级旋流管的进气口之间设有积聚滤清器；积聚滤清器包括积聚滤芯；积聚滤芯的透气度在1500-3500l/m2.s之间。本发明提供的空气粗滤清器在全工作流量范围内过滤效率达到98％以上，过滤效率提高大于10％，大大提高在全流量范围下的空气过滤效率；并且粗滤清器的过滤效率提高，减小了精滤清器中的主滤芯的负荷，提高了主滤芯的保养周期，使主滤芯的维护周期变长。

Description

一种空气粗滤清器
技术领域
本发明涉及一种滤清器，具体讲涉及一种空气粗滤清器。
背景技术
空气滤清器是工程特种车辆进气系统的重要部件，主要功能过滤掉发动机进气中的灰尘，进入发动机的是清洁空气进入发动机。工程特种车辆是在全地域、全天候条件下工作需要，因此对滤清器的要求极高，因为只有性能好的空气，才能满足发动机需要。现有的工程特种车辆空气滤清器通常包括粗滤清器(一级滤清器)和精滤清器(二级滤清器)，在精滤清器之后还要安装一个安全滤芯，以备在安装和更换主滤芯时，或者主滤芯偶然损坏时灰尘进入发动机。安全滤芯的材料多为无纺布或滤纸。精滤清器包括主滤芯；粗滤清器通常由直通式旋流管组成，直通式旋流管是一种典型的气固分离设备，由导流管、导流叶片和排气管组成；气固两项流进入导流管，在导流叶片的作用下产生旋转，气流中的大粒子在离心力的作用下从气流中分离到管壁，并沿着壁面向下运动，最后从排尘口分离出来，分离后的洁净气体从排气管排出。由于旋流管分离作用主要依靠惯性离心力，因此在流速较小时，由于离心力较小，过滤效率较低。现在使用的由直通旋流管组成的粗滤清器在工作流量范围内过滤效率随流量变化，由小到大，在低流量时效率较低：如在额定流量时为粗滤清器的过滤效率为93％，在60％额定流量时过滤效率为55％左右，可见在低流量时过滤效率很低。
现有的粗滤清器的过滤效率低，就会有很多灰尘进入精滤清器(二级滤清器)，使精滤清器的主滤芯负荷较大，不利于主滤芯的保养周期，增加了主滤芯的维护困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于提高在全流量工作范围内过滤效率的全效空气粗滤清器，该空气粗滤清器原理和结构能解决现有直通式旋流管粗滤器低流量时效率低的问题。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种空气粗滤清器，其改进之处在于，所述旋流管为两级；其中一级旋流管的出气口与另一级旋流管的进气口之间设有积聚滤清器；所述积聚滤清器包括积聚滤芯；所述积聚滤芯的透气度在1500-3500l/m2.s之间。
本发明提供的一种优选的技术方案是：每级旋流管包括至少一个的直通式旋流管；所述直通式旋流管包括导流管、导流叶片和排气管。
本发明提供的第二优选的技术方案是：在所述直通式旋流管的轴向设有进气口和出气口；与所述直通式旋流管轴向垂直的方向上设有抽尘口。
本发明提供的第三优选的技术方案是：所述积聚滤芯由多孔介质的板材纤维组成。
本发明提供的第四优选的技术方案是：所述板材纤维包括玻璃纳米纤维、碳纤维和花式醋酸纤维。
本发明提供的第五优选的技术方案是：在气体低流量时，所述积聚滤清器对灰尘进行集结及过滤；在气体高流量时，所述积聚滤清器释放集结后的灰尘；所述低流量为10％-60％的额定流量；所述高流量为大于60％的额定流量。
本发明提供的第六优选的技术方案是：在所述空气粗滤清器的轴向设有连接精滤清器的滤后洁净气体出口。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
1、本发明提供的空气粗滤清器通过三级过滤，解决了现有直通式旋流管粗滤器低流量时效率低的问题，使得空气粗滤清器在工作低流量时灰尘的过滤效率提高；
2、本发明提供的空气粗滤清器在全工作流量范围内过滤效率达到98％以上，过滤效率提高大于10％，大大提高在全流量范围下的空气过滤效率；
3、本发明提供的空气粗滤清器的实现方法过滤效率提高，减小了精滤清器中的主滤芯的负荷，提高了主滤芯的保养周期，使主滤芯的维护周期变长。
附图说明
图1是本发明提供的空气粗滤清器结构示意图；
图2是本发明提供的实施例1的全效空气粗滤清器的示意图；
图3是本发明提供的实施例2的全效空气粗滤清器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的空气粗滤清器包括三级结构，第一级为第一旋流管1，第二级为积聚滤清器，第三级为第二旋流管3。在第一级旋流管1的出气口与第三级旋流管3的进气口之间设置有第二级积聚滤清器。其中，第一旋流管和第二旋流管包括多个直通式旋流管，直通式旋流管包括导流管、导流叶片和排气管。在每级旋流管的轴向设有进气口5和出气口6；与直通式旋流管轴向垂直的方向上设有抽尘口4。积聚滤清器包括积聚滤芯2；积聚滤芯2的透气度在1500-3500l/m2.s之间，保证积聚效果和过滤效率。积聚率芯2由多孔介质的板材纤维组成。板材纤维包括玻璃纳米纤维、碳纤维和花式醋酸纤维。
整个的空气粗滤清器上设有连接精滤清器的滤后洁净气体出口7。
本发明提供的空气粗滤清器利用积聚滤芯2的吸附理论、解吸附理论以及旋风二次加速理论对空气进行分离过滤。吸附理论主要利用板材纤维的过滤理论，在低流量时灰尘颗粒流速小，多孔介质吸附灰尘颗粒；而在大流量时产生解吸附，即纤维过滤失效理论，聚结的灰尘在流体的作用下脱离多孔介质。积聚滤芯2在低流量下积聚灰尘，在高流量下得到自动清洗，流量降低时再次积集灰尘，如此反复。这种灰尘分离机理就使得粗滤清器在全工作范围保持适宜高的过滤效率。
本发明利用旋风二次加速理论：因积聚再解吸附后的灰尘颗粒变大，对脱离多孔介质的灰尘颗粒进行二次旋风加速的同时增加颗粒分离的行程，从而增加灰尘分离时间，并最终提高效率。本发明提供的空气滤清器的工作原理图如图1所示。工作过程如下：
气流走向为气体进入第一级直通式旋流管1经第二级积聚滤清器到第三级直通式旋流管3，最后得到需要洁净的气体。积聚滤清器包括积聚滤芯2，第二级积聚滤芯2起电路中的电容作用，在气体低流量时积聚灰尘，高流量时释放灰尘。
在气体低流量时，首先通过第一级普通直通旋流管1，将80％左右的灰尘分离，20％左右的灰尘在第二级积聚滤清器进行过滤和集结；10％左右的灰尘进入第三级普通直通式旋流管3进行过滤。以上通过三级过滤，使整体粗滤清器的过滤效率保持在98％以上。
在气体高流量时，第一级普通直通式旋流管1过滤效率在90％左右，10％左右的灰尘进入第二级积聚滤清器，在经过第二级积聚滤清器时，在负压牵引力的作用下，新进入的灰尘及低流量下积聚的灰尘颗粒克服积聚滤芯2的对灰尘的粘附力进入第三级直通式旋流管3；通过积聚滤芯2的灰尘由于积聚作用使灰尘颗粒变大，从而提高第三级的过滤效率。整个工作原理保证了在全工况范围内通过三级过滤使整个粗滤器效率保持在98％以上，从而使粗滤清器在全工作范围保持一适宜高的过滤效率。
本发明利用多孔介质的板材纤维，即积聚滤清器利用吸附与解吸附理论；以及旋风二次加速理论对空气中污染物的进行过滤。吸附理论主要利用板材纤维的过滤理论，在低流量时灰尘颗粒流速小，多孔介质吸附灰尘颗粒；而在高流量时产生解吸附，即纤维过滤失效理论，聚结的灰尘在气体流体的作用下脱离多孔介质的板材纤维。旋风加速二次分离理论，对脱离多孔介质灰尘颗粒进行二次旋风加速同时并增加颗粒分离的行程，从而增加灰尘分离时间，并最终提高粗滤清器的过滤效率。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
实施例1如图2所示。两级相同的直通旋流管1和3，单直通式旋流管1或3额定流量30m3/h，积聚滤芯的透气度2000l/m2.s，通过本发明的结构可将粗滤器的过滤效率提高11.4％以上，过滤效率在60～100％额定流量范围内实现大于98％的过滤效率，具体见表1。
表1全效粗滤器实施例1过滤效率对比
实施例2
实施例2如图3所示。两级相同的直通式旋流管1和3，单直通式旋流管1或3额定流量55m3/h，积聚滤芯2的透气度2200l/m2.s，通过本发明的结构可以将粗滤器的过滤效率提高11.5％以上，过滤效率在60～100％额定流量范围内实现大于98％的过滤效率，具体见表2。
表2全效粗滤器实施例2过滤效率对比
和现有技术比，本发明提供的空气粗滤清器在全工作流量范围内过滤效率达到98％以上，过滤效率提高大于10％，大大提高在全流量范围下的空气过滤效率；并且空气粗滤清器与精滤清器连接。粗滤清器的过滤效率提高后减小了精滤清器中主滤芯的负荷，提高了主滤芯的保养周期，使主滤芯的维护周期变长。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种空气粗滤清器，包括旋流管；其特征在于，所述旋流管为两级；其中第一级旋流管的出气口与第二级旋流管的进气口之间设有积聚滤清器；所述积聚滤清器包括积聚滤芯；所述积聚滤芯的透气度在1500-3500l/m2.s之间；
每级旋流管包括至少一个的直通式旋流管；所述直通式旋流管包括导流管、导流叶片和排气管；
在所述直通式旋流管的轴向设有进气口和出气口；与所述直通式旋流管轴向垂直的方向上设有抽尘口；
所述积聚滤芯由多孔介质的板材纤维组成；
所述板材纤维包括玻璃纳米纤维、碳纤维和花式醋酸纤维；
在气体低流量时，所述积聚滤清器对灰尘进行集结及过滤；在气体高流量时，所述积聚滤清器释放集结后的灰尘；所述低流量为10％-60％的额定流量；所述高流量为大于60％的额定流量；
在所述空气粗滤清器的轴向设有连接精滤清器的滤后洁净气体出口；
空气粗滤清器利用积聚滤芯的吸附理论、解吸附理论以及旋风二次加速理论对空气进行分离过滤；吸附理论利用板材纤维的过滤理论，在低流量时灰尘颗粒流速小，多孔介质吸附灰尘颗粒；而在大流量时产生解吸附，即纤维过滤失效理论，聚结的灰尘在流体的作用下脱离多孔介质；积聚滤芯在低流量下积聚灰尘，在高流量下得到自动清洗，流量降低时再次积集灰尘；
利用旋风二次加速理论：因积聚再解吸附后的灰尘颗粒变大，对脱离多孔介质的灰尘颗粒进行二次旋风加速的同时增加颗粒分离的行程，从而增加灰尘分离时间，并最终提高效率；工作过程如下：
气流走向为气体进入第一级旋流管经积聚滤清器到第二级旋流管，最后得到需要洁净的气体；积聚滤芯在气体低流量时积聚灰尘，高流量时释放灰尘；
在气体低流量时，首先通过第一级旋流管，将80％的灰尘分离，20％的灰尘在积聚滤清器进行过滤和集结；10％的灰尘进入第二级旋流管进行过滤；通过以上三级过滤，使整体粗滤清器的过滤效率保持在98％以上；
在气体高流量时，第一级旋流管过滤效率在90％，10％的灰尘进入积聚滤清器，在经过积聚滤清器时，在负压牵引力的作用下，新进入的灰尘及低流量下积聚的灰尘颗粒克服积聚滤芯的对灰尘的粘附力进入第二级旋流管；通过积聚滤芯的灰尘由于积聚作用使灰尘颗粒变大，从而提高第二级旋流管的过滤效率。
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