CN104136726A - 用于清洁微粒过滤器的气流调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁微粒过滤器(18)的气流调节装置(50)，所述装置(50)布置成在过滤器(18)的流入通行气流的一侧连接到过滤器(18)，该气流用于清洁过滤器(18)。本发明的特征在于，装置(50)是独立单元，该独立单元被构造为与清洁过程相关地、以可移除的方式安装，其中，装置(50)包括：限定气流通道的框架(52)；和布置在框架(52)内的气流调节元件(51)，其中，气流调节元件(51)设有开口结构，该开口结构包括：用于气体流过的至少一个开口(55、55a)；和阻挡部，该阻挡部能够阻挡过滤器(18)的气体流过区域的一部分，以迫使气体流经所述至少一个开口(55、55a)，其中，气流调节元件(51)以能够在至少两个不同的位置之间移动的方式布置间，且其中，所述至少一个开口(55、55a)在所述不同的位置上覆盖过滤器的气体流过区域的不同部分。本发明还涉及包括此装置的用于清洁微粒过滤器的设备，还涉及使用此装置的用于清洁微粒过滤器的方法。

Description

用于清洁微粒过滤器的气流调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于清洁微粒过滤器的气流调节装置。本发明还涉及包括这种装置的用于清洁微粒过滤器的设备，以及使用这种装置的用于清洁微粒过滤器的方法。
背景技术
柴油微粒过滤器(DPF)从发动机的排气流中去除有机微粒物和无机微粒物(PM)。所述有机微粒是碳、氢和氧的复杂混杂物(complexblend)，并且是柴油燃料在气缸内不完全燃烧的结果。PM的无机部分的来源是润滑油或燃料中的添加剂以及从发动机表面腐蚀掉的物质。这些无机物质中的大部分由金属硫化物(例如硫化钙)构成。这意味着它们将会在长期的运行中永久地阻塞微粒过滤器。在最优的情况下，有机PM将在过滤器再生期间完全燃烧，并因此以气态CO2和H2O的形式离开过滤器。另一方面，所述无机成分则不能在过滤器内被氧化并转化为气态成分。相反，所述无机成分作为各种氧化物被捕集在过滤器内，这些氧化物通常被称为“灰分”。为了维持可接受的性能，必须定期地从过滤器中去除所述灰分，以防止过滤器阻塞。
在运行温度过低而不能例如通过氧化所述有机PM来适当地使过滤器再生的发动机上，安装了一些柴油微粒过滤器(DPF)。在这些情况下，过滤器可能被PM阻塞，且潜在地降低了发动机的性能。另外，与具有低碳烟负荷的过滤器相比，具有高碳烟负荷的过滤器更有可能因为不控制的再生而永久损坏。在运行温度不够高的这些情况下，可能需要定期去除碳烟。
下文论述的现有技术的过滤器清洁方案(approach)通常很复杂或者包括移动的部分，而其他的现有技术方案在去除紧密附着的微粒物方面是低效的。其他的现有方法可能导致清洁过程期间的高PM排放。
以下示例阐述了多个现有技术的方案(例如，装置和方法)及其缺点。
I.在从发动机移除DPF时清洁该DPF
一种清洁过滤器的简单方法是使用压缩空气软管。该软管被导入过滤器的出口表面中，由此，将碳烟沿着与其最初沉积时相反的方向吹离壁(即，反洗或反冲)。此方法不精确，存在潜在的风险(压缩空气危害)且需要操作者全神贯注，如果未正确执行，则可能导致从过滤器端部的PM排放以及未良好清洁的过滤器。
脏的过滤器能够在炉中被加热到高温度，以有效去除碳基微粒。这需要相当大的能量输入且不能去除无机灰分。在加热循环之后，冷却时段相当长，且必须通过真空处理或清洗过滤器来去除灰分。
许多用于清洁工业装置的系统使用了液体流动(liquid flow)和超声波的组合，这可能很有效，但却相对昂贵。另外，该清洁液体可能损坏催化剂涂层或损坏将催化剂固定在其金属壳体内的衬垫材料。
一些其他方法具有所述的清洁系统，其涉及用合适的“清洁流体”进行反洗，直至过滤器变得清洁。然而，许多催化剂及其衬垫材料对于大量的水或溶剂很敏感。溶剂还具有另外的缺点，即需要废弃处理(disposal)。另外，清洁流体的流动可能局部不受控(即，单一的流体流流过所述单元)，导致过滤器的某些部分不能像其他部分一样得到清洁。
这种解决方案的一个问题是：所有修理厂(garage)或维修厂(service facility)可能没有用于过滤器清洁的适当设备。在此情况下，车辆可能需要配备有用于更换的过滤器，以在过滤器被清洁的同时维持运行。这就要求储存由修理厂或拖车公司维护的相对昂贵的过滤器，以便随时获得用于更换的过滤器。
II.在DPF安装于发动机上的同时清洁该DPF
在多个专利文献中，描述了使用带有阀的数个微粒过滤器来收集微粒以控制流动路径的方法。
例如，US 5 930 994示出了：阀设置的组合能够启动对多个过滤器中的一个过滤器的反冲，即，气流的方向被反过来，且气流流动以将碳烟推出过滤器。该反向气流能够被加热，以允许在空气经过DPF时将碳烟烧掉。
US 5 725 618公开了“反冲”DPF以去除过滤器中收集的微粒和灰分的方法。在装置位于车辆上的同时进行该反洗，并且，使用了冲击空气阀来提供压力波以松动微粒物。为了允许清洁整个DPF，过滤器单元被旋转，以将该过滤器单元的预定部分暴露于由所述冲击空气阀提供的空气流。
上述“反冲”方法的缺点是：来自润滑油的灰分丝毫没有离开过滤器系统，因为被反冲掉的灰分从一个元件流入另一个元件中，且仍将需要手工清洁。而且，已经松动的物质必须被以某种方式从接收所述物质的排气管道中移除。
JP3253712和WO2012/041455公开了用于使经过过滤器的排气流反向的阀和气体通道设备，且建议使用此气流来进行清洁。然而，这些设备相当难以应用于实践中，因为上述另外的气体通道需要另外的空间且降低了气流速度，气流速度可能变得过低而不能进行有效清洁。
III.旋转臂
清洁DPF的另一种方法涉及使用旋转的电加热元件的装置。排气的一部分透过旋转臂且流过加热元件。低流速和高温度的组合提高了再生的可能性。
US 5 116 395公开了具有车载可编程清洁控制的灰尘收集器。其上安装有多个喷嘴的旋转臂提供了反冲气流，因此使微粒从袋表面上移除且沉淀在收集室中。该控制系统操作所述臂和喷嘴，以在各个袋单元上方产生清洁流体的射流(jet)。所述臂还包括用于确定每个过滤器元件的脏污程度(dirtiness)的传感器(建议的是皮托管)。该专利中描述的系统具有数个设计元件，这些设计元件导致该系统不适合用在柴油微粒过滤器的应用中。首先，DPF比灰尘收集器小得多，且上述灰尘收集器中的喷嘴设计专用于大型过滤器。典型的DPF的直径在15cm至32cm之间。该专利中所示的灰尘收集器看上去具有较大直径。其次，DPF可以具有数千个单元，因此，将空气集中在每个单独的单元上是不实际的。其他类似的灰尘收集器设计也具有同样的缺点。
本发明的目的是提供用于以成本有效的方式实现车辆微粒过滤器的充分清洁的解决方案。
发明内容
根据第一方面，通过一种用于清洁微粒过滤器的气流调节装置来实现上述目的，所述装置布置成在过滤器的流入通行气流(through-flowof a gas)的一侧连接到过滤器，该气流用于清洁所述过滤器。本发明的装置的特征在于，所述装置是独立单元，该独立单元被构造为与清洁过程相关地、以可移除的方式安装。该装置包括框架和气流调节元件，该框架限定气流通道，所述气流调节元件布置在该框架内，其中，所述气流调节元件设有开口结构，该开口结构包括阻挡部和用于气体流过的至少一个开口，该阻挡部能够阻挡过滤器的气体流过区域的一部分，以迫使气体流经所述至少一个开口，其中，所述气流调节元件以能够在至少两个不同的位置之间移动的方式布置，并且其中，所述开口结构在所述不同的位置上覆盖该气体流过区域的不同部分。
因此，本发明的装置为适配器的形式，该适配器旨在清洁期间连接到过滤器并在清洁完成时被分离。通常地，该装置被保存在执行清洁过程的维修厂处。当该装置连接到过滤器时，该装置迫使气体流过更小的区域，即流经所述至少一个开口，这增加了气流的速度。这种加速的气流将仅经过通常布置在微粒过滤器内的多个平行气体通道中的一部分。由于清洁气流的速度增大了，清洁过程将更有效。通过使气流调节元件在所述至少两个位置之间逐步地或连续地移动，且因此相对于所述清洁气流阻挡一些已清洁的气体通道且使其他一些未清洁的通道暴露于所述清洁气流，能够以有效的方式一部分一部分地清洁整个过滤器。
这样的适配器可以由车辆和/或维修厂的操作者/所有者使用，以用于清洁。该适配器在制造方面是成本有效的，且不要求针对微粒过滤器或排气系统的专用设计方案，这为成本有效的解决方案创造了条件。
优选地，过滤器的、旨在形成用于清洁的气流的入口侧的一侧形成该过滤器的在正常操作期间的出口侧。这样，在清洁期间实现了“反冲”效果。所述气流调节元件优选布置在过滤器的、在清洁期间形成入口侧的一侧。
本发明的装置旨在主要用在使用排气流进行清洁的应用，但它也能用于其他清洁气流，例如空气流。
通常，本发明的装置旨在用于如下的应用：在该应用中，所述装置连接到在清洁之前已被从其正常操作位置移除的微粒过滤器。然而，本发明的装置也能够连接到在维持其正常操作位置的同时被清洁的过滤器。
在本发明的实施例中，所述气流调节元件以能够围绕与由外框架限定的气流通道中、期望的气流方向大致平行的轴线转动的方式布置。因此，所述气流调节元件能够形成在与气流方向垂直的平面内延伸的板。优选地，气流调节元件被构造为用于逐步地或者连续转动，使得：当气流调节元件转过360度时，所述至少一个开口已覆盖了过滤器的整个气体流过区域。
根据另外的实施例，所述框架包括第一凸缘，该第一凸缘用于在清洁过程期间连接到微粒过滤器。在所述框架上实现凸缘是成本有效的，例如在所述框架由筒状片形成的情况下，可以通过将该片的自由端径向向外弯曲来实现所述凸缘。替代地，可以通过将单独的元件刚性附接到所述框架的外表面来实现所述凸缘，例如通过焊接或钎焊。优选地，第一凸缘具有从所述框架径向突出的径向突出部的形状，它尤其具有相对薄的设计，例如单个片。此外，优选地，第一凸缘优选以与微粒过滤器凸缘的接触表面的形状相称的方式倾斜，使得所述第一凸缘可以例如通过夹紧而牢固地连接到微粒过滤器的凸缘。
根据另外的实施例，第一凸缘的形状被构造为用于附接到微粒过滤器的凸缘，用于经由所述第一凸缘将气流调节元件附接到微粒过滤器的凸缘，所述微粒过滤器的凸缘被构造为用于在微粒过滤器的操作位置上将微粒过滤器附接到气体供给单元。优选地，第一凸缘具有从所述框架径向突出的径向突出部的形状，它尤其具有相对薄的设计，例如单个片。此外，优选地，第一凸缘以与微粒过滤器凸缘的接触表面的形状相称的形式倾斜，使得所述第一凸缘可以例如通过用V形夹紧带/环或类似装置夹紧而牢固地连接到微粒过滤器的凸缘。
优选地，第一凸缘位于气流调节装置的、期望的气流方向上的第一端表面附近。
根据另外的实施例，所述框架包括第二凸缘，该第二凸缘用于连接到能够提供所述通行气流的气体供给单元。因此，气流调节装置可以经由所述第二凸缘牢固地连接到气体供给单元，该气体供给单元可以是内燃发动机的排气系统的部件。
根据另外的实施例，第二凸缘具有与微粒过滤器的凸缘至少大致类似的形状，用于经由第二凸缘将气流调节装置附接到气体供给单元的凸缘，所述微粒过滤器的凸缘被构造为用于将微粒过滤器在该过滤器的操作位置上附接到气体供给单元。此实施例为以下情形创造了条件：即，在正常操作期间用于过滤器附接的气体供给单元的连接器具与在清洁期间用于气流调节装置的连接器具相同。因此，不需要气体供给单元的特殊设计。
另外，第二凸缘可以由弯曲片形成，该弯曲片通过焊接或钎焊刚性地附接到框架。该弯曲片可以包括：相距一定轴向距离的两个柱形接触表面；和中间部分，所述中间部分形成横截面呈U形或V形或类似形式的环。
优选地，第二凸缘位于气流调节装置的、期望的气流方向上的第二端表面附近。优选地，第二凸缘被定位在离气流调节装置的最近的端表面有足够距离的位置处，以便实现所述框架的轴向突出部的、超过第二凸缘到气体供给单元的内表面的支撑。特别地，第一凸缘被定位在离第二凸缘一定轴向距离的位置处。
具有第一凸缘和第二凸缘的气流调节装置的设计创造了以下条件：即，将气流调节装置布置在气体供给单元和微粒过滤器之间的位置上，以用于清洁操作。更具体地，微粒过滤器首先将被从气体供给单元移除，气流调节装置经由第二凸缘附接到气体供给单元的凸缘，且经由第一凸缘附接到微粒过滤器，其中，所述气流调节装置将形成中间构件，在清洁操作期间，所述中间构件在气体供给单元和微粒过滤器之间形成了一定距离。
优选地，第一凸缘和/或第二凸缘以连续的方式围绕整个框架延伸。替代地，第一凸缘和/或第二凸缘以不连续的方式围绕框架延伸。
根据第二方面，通过一种用于清洁微粒过滤器的设备来实现上述目的，所述设备包括上述类型的装置和微粒过滤器，其中，气流调节装置能够在过滤器的一侧连接到过滤器，该一侧旨在形成用于清洁所述过滤器的气流的入口侧。
根据第三方面，通过一种用于清洁微粒过滤器的方法来实现上述目的，该方法包括以下步骤：在过滤器的流入通行气流的一侧将上述类型的气流调节装置连接到过滤器，该气流用于清洁过滤器；以及，将清洁气流供给到气流调节装置和微粒过滤器。
根据一个实施例，在所述发动机的正常运行下，所述微粒过滤器被安装为在操作位置上附接到气体供给单元，所述方法还包括以下步骤：
将微粒过滤器从气体供给单元拆下并移除；
将气流调节装置附接到气体供给单元；
在供给清洁气流之前，把处于反转位置的所述微粒过滤器组装到气流调节装置。
附图说明
本发明将在下文中参考附图详细描述。应理解的是，附图设计为仅用于图示的目的且不意图于限定本发明的界限，对于本发明的所述界限应参考权利要求。应进一步理解的是，附图不必按比例绘制，且除非另外地指明，附图仅意图于示意性地图示本文所述的结构和过程。
图1示出了设有清洁消声器的车辆，该清洁消声器具有微粒过滤器；
图2示出了具有处于其操作位置的微粒过滤器的消声器；
图3示出了具有微粒过滤器的消声器的分解图；
图4示出了图2中的消声器的示意性截面图；
图5示出了消声器与气流调节装置及微粒过滤器的组装，该微粒过滤器连接到用于抽取灰分的抽吸装置；
图6示出了图5的组装之后的各个部分；
图7示出了图6中的设备的示意性截面图；
图8a示出了根据一个实施例的气流调节装置；
图8b示出了图8a的装置，其框架的一部分被移除；
图9示出了图8a的装置的轴向截面图。
具体实施方式
图1示出了拖车单元形式的商用车辆1。商用车辆1包括底盘2和安装在底盘上的驾驶室3。驾驶室3下方是柴油机形式的内燃发动机4，内燃发动机4通过传动系5作用于商用车辆1的驱动轮6上，所述传动系5包括离合器和手动或自动变速器。内燃发动机4包括排气系统7，所述排气系统7具有消声器8，消声器8设有排气后处理系统(EATS)，该排气后处理系统(EATS)包括微粒过滤器18，微粒过滤器18连接到将排气排出到大气中的尾管(未示出)。
消声器8能够如图2至图4所示地构造,消声器8邻近内燃发动机4安装在根据图1的商用车辆1内，且消声器8附接到底盘2的框架。此消声器8被设计成鼓的形式，且包括前端壁11、后端壁12以及中空的至少部分地圆柱形的周向外壁10，所述周向外壁10连接两个端壁11、12。对于正常操作，进气管道13和排气管道14设在前端壁11中。消声器8还包括延伸穿过消声器的内部空间的内部分离壁，从而将消声器8分为两个分开的内部空间15、16。这能在图4中观察到，图4示出了消声器8的截面图，其中微粒过滤器18处于其操作位置。参考图4，第一空间15包括氧化催化剂17形式的第一排气净化装置，氧化催化剂17位于进气管道13下游，但在微粒过滤器18上游，在此情形中，微粒过滤器18是大致圆柱形的柴油微粒过滤器(DPF)。第二空间16包括选择性催化反应器20或SCR催化剂形式的排气净化装置，所述选择性催化反应器20或SCR催化剂位于排气管道14的上游。第一空间15和第二空间16通过大致U形的管道19连接，管道19从后端壁12内的第一开口21延伸到第二开口22。U形管道19被构造为使流入气流从第一气流方向偏转到第二气流方向，该第二气流方向与第一气流方向基本相反。
图3示出了消声器8的部分的分解图，其中微粒过滤器18和U形管道19被移除。如图3所示，后端壁12中的第一开口包括具有第一凸缘23的管状出口。第一凸缘23布置为与周向凸缘24协作且抵靠周向凸缘24密封，周向凸缘24邻近微粒过滤器18的后方第一端25。第一环形密封环或O型环26放置在凸缘23、24之间，以保证在正常操作期间连接是气密性的。第二环形密封环或O型环27放置在周向凸缘24和第一凸缘28之间，第一凸缘28在U形管道19的入口端处且用于相同的目的。类似地，第三环形密封环或O型环29放置在第二凸缘30和第二凸缘31之间,第二凸缘30在U形管道19的出口端处，第二凸缘31在后端壁12内的第二开口处。第一圆形夹32和第二圆形夹33布置为将微粒过滤器18保持到位，同时将U形管道19上的第一凸缘28和第二凸缘30分别夹紧到后端壁12上的第一凸缘23和第二凸缘31上。第一圆形夹32和第二圆形夹33具有大致U形的横截面，从而允许它们放置在各凸缘上且被紧固，以密封消声器8内部的第一空间和第二空间之间的连接。当过滤器处于其反转位置时，第一夹32也用于将微粒过滤器18通过气流调节装置50夹紧到后端壁12的第一凸缘23。这种类型的夹子在现有技术中是已知的，因此将不在下文中进一步详细描述。上述密封件能够形成密封表面的整体部分和/或包括分开的可移除的密封件，例如O型环。
周向凸缘24的形状使得其外侧接触表面将抵靠U形管道19的第一凸缘28密封并抵靠气流调节装置50的第一凸缘53密封。这允许将微粒过滤器18从其在消声器8内的操作位置移除，如图3所示，以便被反转方向并然后安装到气流调节装置50上，所述气流调节装置50继而被允许在过滤器清洁位置上安装到后端壁12上的第一凸缘23，如图5至图7所示。
图5至图6示出了处于执行微粒过滤器18的清洁操作的位置(大约在图5中的位置)中的消声器8、气流调节装置50和微粒过滤器18，其中微粒过滤器18的通常面对前端壁11上的进气管道13的一端侧通向大气。当U形管道19被移除且微粒过滤器18经由气流调节装置50安装到后端壁12上时，所有排气都将通过第一空间15，因为第二空间16被旁通了。这能够在图7中看到，图7示出了当微粒过滤器18处于其连接到气流调节装置50的清洁位置上时的、消声器8的截面图。参考图7，能够看到以下情况：如何从进气管道13供给排气，排气流过第一空间15、气流调节装置50(包括气流调节元件51)和微粒过滤器18，且通过收集软管37流出。
图8a、图8b和图9示出了气流调节装置50。如上所述，装置50布置成在过滤器18的流入通行气流(through-flow of a gas)的一侧连接到过滤器18，该气流用于清洁所述过滤器，且装置50形成独立单元，该独立单元被构造为以可移除的方式连接到过滤器18，且可选地与清洁过程相关地连接到消声器。气流调节装置50包括大致圆柱形的框架52和气流调节元件51，所述框架52限定气流通道，所述气流调节元件51布置在框架52内。更具体地，框架52形成管状构件，所述管状构件具有与微粒过滤器大致相同的横截面形状和尺寸。在所示的实施例中，该框架具有圆形横截面形状。气流调节元件51设有开口结构，该开口结构包括阻挡部和用于气体流过的至少一个开口55(在此示例中，是分布于气流调节元件51的半径上的多个较小通孔55a)，该阻挡部能够阻挡框架52和过滤器18的气体流过区域的一部分，以迫使气体流经所述至少一个开口55。因此，该阻挡部是气流调节元件51的、未设有任何允许气体流过的开口/通孔的部分。
气流调节元件51具有盘的形状，且布置为与由框架52限定的气体通道交叉，即垂直于气流方向。气流调节元件51以能够在不同的角位置之间移动的方式布置，因为该气流调节元件51能够围绕与由框架52限定的气流通道中的、期望的气流方向大致平行的轴线转动/旋转。所述至少一个开口55在不同的位置上覆盖气体流过区域的不同部分，且所述多个较小开口55a分布于元件51的半径上，以便在元件51转过360度时(在本情况下为90度，见下文)，所述至少一个开口55已基本覆盖了过滤器18的(以及由框架52限定的气体通道的)整个气体流过区域。
在此示例中，所述多个较小开口55a以形成四个圆形扇区的形式分布，每个圆形扇区均从元件51的中心点延伸到元件51的外周。通过该气流调节元件的无任何开口的部分，这些圆形扇区被彼此成角度地分隔开。因此，这些部分由气流调节元件的连续的壁形成。这意味着，元件51仅需转动90度，就允许这些开口55覆盖整个气体流过区域。
所述至少一个开口55能够具有各种形状，且能够包括一个开口或多个开口。当多个较小开口一起构成所述至少一个开口55时，它们能够以多种方式布置。除了布置在一个或数个圆形扇区内，这些开口例如也能够以螺旋图案分布于元件51的半径上。
在此情况下，每个单独的开口55a相对于所述至少一个开口55的总面积是小的。元件51可以组合地设有较小开口、中等开口和较大开口。气流调节元件51的用途是迫使气体流过更小的面积(即，流经所述至少一个开口55)，以便增加气体的速度并因此改善对过滤器18的清洁。在大多数情况下，所述至少一个开口55的总面积应小于元件51的面积的50％。理论上，气体的速度会随着所述至少一个开口55的面积的减小而增加。然而，在某一点处，开口55的总面积可能过小而不能有效清洁(压力降低，等等)。
使用多个小开口而不是一个或数个大开口来形成所述至少一个开口55的优点是：能够利用通孔的形状来明显地影响气流。如图9中的放大图所示，所述较小开口55a的横截面在这些较小开口55a的、期望的气流入口端处比该入口端下游的一定距离处更大。这样，在通过元件51中的55a内的开口时，气流能够被加速，或至少更少地被延缓。圆形的文丘里形状是合适的，但没有圆形边缘的类似形状也具有有利效果且更容易产生。在此方面，通孔的长度有影响，因此元件51的厚度也有影响。为了使通孔的形状对于气流速度具有明显影响，元件51的厚度应为至少5mm，优选为大约10mm。非常厚的元件51将笨重且昂贵。
框架52包括：第一凸缘53，该第一凸缘53用于在清洁过程期间连接到微粒过滤器18；和第二凸缘54，该第二凸缘54用于将装置50连接到能够提供所述通行气流的气体供给单元，例如消声器8。
第二凸缘54具有与微粒过滤器18的凸缘24至少大致类似的形状，用于经由第二凸缘54将气流调节装置50附接到气体供给单元8，所述凸缘24被构造为用于将微粒过滤器18以可移除方式附接到气体供给单元8。第二凸缘54位于气流调节装置50的、期望的气流方向上的第二端表面(气体入口)附近。第一凸缘53的形状被构造为用于附接到微粒过滤器18的凸缘24，用于经由所述第一凸缘53将气流调节装置50附接到微粒过滤器，所述凸缘24被构造为用于将微粒过滤器18以可移除方式附接到气体供给单元8。第一凸缘53位于气流调节装置50的、期望的气流方向上的第一端表面(气体出口)附近。上文中描述的这些凸缘及其连接关系也可参考图1至图4。
支撑构件58被构造为支撑气流调节元件51，气流调节元件51布置在框架52内，该支撑构件围绕气流调节元件51周向地延伸，且允许气流调节元件51以旋转方式移动。所述支撑构件也对元件52进行密封。
气流调节元件51相对于支撑构件58朝着框架52的、期望的气流出口端轴向偏移，这通过管状延伸件59来实现，该管状延伸件59将气流调节元件51和支撑构件58连接(见图9)。这样，支撑构件58能够布置为离元件51的端部一定距离，以避免干涉与过滤器18的连接，同时，元件51又能布置为靠近装置50的端部，以便在元件51被连接以便以更好的方式将气流引导到过滤器18的通道内时、将元件51放置得靠近过滤器18。
装置50还包括能够使该气流调节元件旋转的促动器。在此示例中，该促动器包括电动马达60，所述电动马达60布置为作用在齿轮61上，该齿轮61连接到气流调节元件51。
一种用于清洁微粒过滤器的设备包括：根据上文所述的气流调节装置50；和微粒过滤器18，其中，气流调节装置50在微粒过滤器18的一侧连接到过滤器18，该一侧旨在形成用于清洁过滤器18的气流的入口侧。这在图6至图7中示出。在此示例中，气流调节装置50还连接到消声器8形式的气体供给单元，该气体供给单元能够将清洁气流供给到气流调节装置50。消声器8形成以下部件的一个示例：该部件布置在内燃发动机下游的排气系统中，且允许使用来自内燃发动机的排气流作为清洁气体。
在清洁操作期间，微粒过滤器将从消声器突出一定距离，并且，由于气流调节装置和微粒过滤器的总重量可能相当大，所以，优选该清洁设备可以包括支撑结构，用于在清洁操作期间支撑气流调节装置和/或微粒过滤器。该支撑结构可以构造为在地面上方的清洁位置上支撑气流调节装置和/或微粒过滤器。因此该支撑结构可以包括支撑腿，所述支撑腿在第一端处具有接地部分并在与第一端相反的第二端处具有接合部分，其中，该接合部分被构造为用于接合所述微粒过滤器和/或气流调节装置。根据一种替代方案，该接合部分被构造为接合所述微粒过滤器和/或气流调节装置的外表面。根据另一种替代方案，微粒过滤器和/或气流调节装置设有特定的接合装置，所述特定的接合装置被构造为用于与支撑腿的接合部分接合。优选地，支撑腿的长度是可调的且设定在不同的位置上，例如，所述支撑腿具有两部分式构造，其中，这些部分被构造为具有轨道状结构或类似结构，且能够经由与两个孔接合的销锁定在不同的相对位置上，所述两个孔中的每一个均来自沿纵向方向设置在支撑腿的每个部分中的一行孔中的一个。
用于清洁微粒过滤器(例如过滤器18)的方法包括以下步骤：
在微粒过滤器18的流入通行气流的一侧将气流调节装置50连接到微粒过滤器18，该气流用于清洁过滤器18；以及
将清洁气流供给到气流调节装置50和微粒过滤器18。
如在此所举例说明的，所述供给清洁气流的步骤包括以下步骤：将内燃发动机的排气系统连接到气流调节装置50；以及，从所述发动机供给排气以清洁所述过滤器。
也如在此所举例说明的，所述微粒过滤器可以是以下类型的：它在所述发动机的正常运行下被安装为在操作位置上附接到气体供给单元(即，消声器8)，其中，所述方法还可以包括以下步骤：
将微粒过滤器18从气体供给单元8拆下并移除；
将气流调节装置50附接到该气体供给单元(见图5)；以及
将微粒过滤器18反转并将微粒过滤器18在清洁位置上附接到气流调节装置(见图5)。
当在所述发动机的正常运行下、微粒过滤器被安装为在操作位置上位于排气消声器内时，所述方法还可以包括以下步骤：
将微粒过滤器18从消声器8的第一端拆下并移除；
将微粒过滤器18反转，并将微粒过滤器18在清洁位置上、在消声器8的所述第一端处与气流调节装置50组装，此时，气流调节装置50布置在消声器8的第一端和微粒过滤器18之间。
所述方法也可以包括以下步骤：
通过根据预定义的循环控制发动机转速来起动和运行发动机，直至满足预定的条件，以及
停止所述发动机，并使微粒过滤器18返回到微粒过滤器18的位于排气消声器8内的操作位置。
本发明不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内自由变化。
气流调节装置50可以与如下的清洁气流结合使用，该清洁气流不是排气流，例如是空气流。
气流调节装置51并非必须能够旋转移动，而是可以在与气流调节装置50的轴向方向垂直的方向上移动。但是，旋转移动可能提供更稳定的功能。
气流调节元件51可以具有至少部分圆形的外周，其中，所述至少一个开口55被偏心地定位，例如，所述至少一个开口55可以仅包括一个从气流调节元件51的中心点延伸到气流调节元件51的外周的开口。这种开口能够具有圆形扇区的形状，该圆形扇区的角度优选小于90度，更优选小于45度。

Claims (29)

1.一种用于清洁微粒过滤器(18)的气流调节装置(50)，所述装置(50)布置成在所述过滤器(18)的流入通行气流的一侧连接到所述过滤器(18)，该气流用于清洁所述过滤器(18)，
其特征在于，
所述装置(50)是独立单元，所述独立单元被构造为与清洁过程相关地、以可移除的方式安装，
其中，所述装置(50)包括框架(52)和气流调节元件(51)，所述框架(52)限定气流通道，所述气流调节元件(51)布置在所述框架(52)内，
其中，所述气流调节元件(51)设有开口结构，所述开口结构包括阻挡部和用于气体流过的至少一个开口(55、55a)，所述阻挡部能够阻挡所述过滤器(18)的气体流过区域的一部分，以迫使气体流经所述至少一个开口(55、55a)，
其中，所述气流调节元件(51)以能够在至少两个不同的位置之间移动的方式布置，并且
其中，所述开口结构在所述不同的位置上覆盖所述过滤器的气体流过区域的不同部分。
2.根据权利要求1所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节元件(51)被构造为在所述不同的位置上覆盖所述气体流过区域的相同大小的部分。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节装置(50)被构造为使所述气流调节元件(51)在至少两个不同的角位置之间转动。
4.根据权利要求3所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节元件(51)具有至少部分圆形的外周，其中，所述开口结构被偏心地定位。
5.根据权利要求4所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述开口结构从所述气流调节元件(51)的中心点延伸到所述气流调节元件(51)的外周。
6.根据权利要求4或5所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述开口结构具有圆形扇区的形状。
7.根据权利要求6所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述圆形扇区的角度小于90度，优选小于45度。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节装置(50)被构造为使所述气流调节元件(51)逐步地或连续地转动，使得：当所述气流调节元件转动360度时，所述开口结构已覆盖了所述过滤器的整个气体流过区域。
9.根据权利要求8所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节装置(50)被构造为使所述气流调节元件(51)围绕与由外框架限定的所述气流通道中的、期望的气流方向大致平行的轴线转动。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述开口结构包括在所述气流调节元件的半径上分布的多个开口。
11.根据权利要求10所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述多个开口中的至少一个开口的横截面在所述开口的期望的气流入口端处比该入口端下游的一定距离处更大。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述框架包括第一凸缘(53)，所述第一凸缘(53)用于在清洁过程期间连接到所述微粒过滤器。
13.根据权利要求12所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述第一凸缘(53)的形状被构造为用于附接到所述微粒过滤器的凸缘，用于经由所述第一凸缘将所述气流调节装置附接到所述微粒过滤器的凸缘，所述微粒过滤器的凸缘被构造为用于在所述过滤器的操作位置上将所述微粒过滤器附接到气体供给单元(8)。
14.根据权利要求12或13所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述第一凸缘(53)位于所述气流调节装置(50)的、期望的气流方向上的第一端表面附近。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述框架(52)包括第二凸缘(54)，所述第二凸缘(54)用于连接到能够提供所述通行气流的气体供给单元(8)。
16.根据权利要求15所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述第二凸缘(52)具有与所述微粒过滤器的凸缘至少大致类似的形状，用于经由所述第二凸缘(52)将所述气流调节装置(50)附接到所述气体供给单元(8)的凸缘，所述微粒过滤器的凸缘被构造为用于在所述过滤器的操作位置上将所述微粒过滤器附接到所述气体供给单元(8)。
17.根据权利要求16所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述第二凸缘(53)位于所述气流调节装置的、期望的气流方向上的第二端表面附近。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节装置(50)包括支撑构件(58)，所述支撑构件(58)被构造为支撑所述气流调节元件(51)，所述支撑构件(58)围绕所述气流调节元件(51)周向地延伸，且允许所述气流调节元件以旋转方式移动。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述装置包括能够使所述气流调节元件(51)旋转的促动器(60)。
20.根据权利要求19所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述促动器(60)包括电动马达，所述电动马达被布置为作用在齿轮(61)上，所述齿轮(61)刚性连接到所述气流调节元件(51)。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置，
其特征在于，
所述气流调节元件(51)具有盘的形状。
22.用于清洁微粒过滤器(18)的设备，包括：
-根据前述权利要求中的任一项所述的气流调节装置(50)，
-微粒过滤器(18)，
其中，所述气流调节装置(50)能够在所述过滤器(18)的一侧连接到所述过滤器(18)，该一侧旨在形成用于清洁所述过滤器(18)的气流的入口侧。
23.根据权利要求22所述的设备，
还包括：
-气体供给单元(8)，所述气体供给单元(8)能够将清洁气流供给到所述气流调节装置。
24.根据权利要求23所述的设备，
其中，所述气体供给单元(8)是布置在内燃发动机下游的排气系统中的部件，且所述清洁气体是来自所述内燃发动机的排气流。
25.用于清洁微粒过滤器(18)的方法，
包括以下步骤：
-在微粒过滤器(18)的流入通行气流的一侧将权利要求1至21中的任一项所述的气流调节装置(50)连接到所述微粒过滤器(18)，该气流用于清洁所述过滤器(18)；
-将清洁气流供给到所述气流调节装置(50)和所述微粒过滤器(18)。
26.根据权利要求25所述的方法，
其中，所述供给清洁气流的步骤包括以下步骤：将内燃发动机的排气系统连接到所述气流调节装置(50)；以及，从所述发动机供给排气以清洁所述过滤器。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，在所述发动机的正常运行下，所述微粒过滤器被安装为在操作位置上附接到气体供给单元，所述方法还包括以下步骤：
-将所述微粒过滤器从所述气体供给单元拆下并移除，
-将所述气流调节装置附接到所述气体供给单元，以及
-在供给清洁气流之前，把处于反转位置的所述微粒过滤器组装到所述气流调节装置。
28.根据权利要求26或27所述的方法，其中，在所述发动机的正常运行下，所述微粒过滤器被安装为在操作位置上位于排气消声器内，所述方法还包括以下步骤：
-将所述微粒过滤器从所述消声器的第一端拆下并移除，
-将所述气流调节装置附接到所述气体供给单元，
-在供给清洁气流之前，把处于反转位置的所述微粒过滤器组装到所述气流调节装置。
29.根据权利要求26至28中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-通过根据预定义的循环控制发动机转速来起动和运行发动机，直至满足预定的条件，以及
-停止所述发动机，并使所述微粒过滤器返回到所述微粒过滤器的操作位置。
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