CN105715419A - 用于空气粗滤器的设备以及粗滤器 - Google Patents

Abstract

公开一种用于空气粗滤器的设备以及粗滤器。具体地，一种用于部分地阻止内燃发动机用粗滤器中的气流的设备可以包括能够安装在粗滤器中的固定隔板。该设备还可以包括联接至固定隔板并且能够响应于经过粗滤器的空气流速的变化在打开位置和闭合位置之间运动的可动隔板。当经过粗滤器的空气流速达到阈值空气流速时，可动隔板可从闭合位置朝向打开位置运动，并且当经过粗滤器的空气流速降至阈值空气流速以下时，可动隔板可从打开位置朝向闭合位置运动。

Description

用于空气粗滤器的设备以及粗滤器

技术领域

本发明涉及一种与粗滤器一起使用的设备以及粗滤器，更具体地，涉及一种与进气粗滤器一起使用的设备以及与内燃发动机一起使用的进气粗滤器。

背景技术

在农业、建筑、采矿、发电及其它类似产业中使用的机器通常包括支承内燃发动机的框架、可动地联接至框架的作业工具、以及联接至作业工具且由发动机供以动力的至少一个致动器。这种机器典型地在具有诸如尘垢的大量气载碎屑的恶劣的尘土飞扬的环境中操作。在这种环境中，在将空气引向发动机之前从空气中去除碎屑使得碎屑不减少发动机的使用寿命是希望的。为了辅助该过程，这种机器典型地包括能够从发动机进气上游的空气去除碎屑的进气过滤器或其它类似的空气清洁器。另外，为了辅助延长这种空气清洁器的使用寿命，一些机器还可以包括能够在用空气清洁器清洁进气之前从空气去除相对大的碎屑的粗滤器。

一些粗滤器可以包括分离器，部分空气经过分离器进入粗滤器，并且分离器使用空气流将碎屑与空气分离。但是，这种分离器可能被设计为在与发动机以相对高的输出和相应的至发动机进气的相对高的空气流速下运行对应的特定空气流速有效。因此，当发动机以比相对高的输出低的输出运行时，分离器可能在从空气分离碎屑时不会那么有效。因此，在发动机以与经过分离器的相对减小的流速对应的相对减小的输出运行时提高粗滤器从进气去除碎屑的有效性是希望的。

Tucker的美国专利No.8770166B2(’166专利)中描述了空气引导调整单元的例子。根据’166专利，提供了用于内燃发动机的进气道的方法和设备。进气道包括管状壳体，并且内壁具有多个穿孔。’166专利的内壁设置在管状壳体内，使得管状壳体包括至少两个流道。阀座与至少两个流道的第一流道相联，并且阀座选择性地控制经过第一流道的气流，使得第一流道以通流模式和调整模式中的至少一种起作用。

虽然’166专利声称提供了一种能够响应于发动机负载需求的变化的空气引导系统，其并不涉及改进在改变发动机的输出过程中从进入进气道的空气去除碎屑的有效性。这里公开的设备和粗滤器可以旨在缓解或克服上述可能的缺陷中的一个或多个。

发明内容

根据第一方面，一种用于部分地阻止内燃发动机用粗滤器中的气流的设备可以包括被构造为安装在粗滤器中的固定隔板。该设备还可以包括联接至固定隔板并且被构造为响应于经过粗滤器的空气流速的变化在打开位置和闭合位置之间运动的可动隔板。当经过粗滤器的空气流速达到阈值空气流速时，可动隔板可以从闭合位置朝向打开位置运动，并且当经过粗滤器的空气流速降至阈值空气流速以下时，可动隔板可以从打开位置朝向闭合位置运动。

根据另一方面，一种用于内燃发动机的粗滤器可以包括被构造为联接至与内燃发动机相联的进气导管的套筒。粗滤器还可以包括分离器面板，所述分离器面板联接至套筒并且被构造为从流经分离器面板并进入进气导管的空气分离碎屑。粗滤器还可以包括联接至套筒的罩，和用于部分地阻止粗滤器中的气流的设备。所述设备可以包括安装在粗滤器中的固定隔板，和联接至固定隔板并且被构造为响应于通过粗滤器的空气的空气流速的变化在打开位置和闭合位置之间运动的可动隔板。当可动隔板从打开位置朝向闭合位置运动时，经过分离器面板的第一部分的空气流可以减少，并且通过分离器面板的第二部分的空气的空气流速可以增大。当可动隔板从闭合位置朝向打开位置运动时，通过分离器面板的第一部分的空气的空气流速可以与通过分离器面板的第二部分的空气的空气流速基本上相同。

根据另一方面，一种用于从进入内燃发动机的进气导管的空气流去除碎屑的方法可以包括使空气流流经被构造为从空气流分离碎屑的分离器面板，以及减小经过分离器面板的第一部分的空气流以增大经过分离器面板的第二部分的空气流。所述方法还可以包括从流过分离器面板的第二部分的空气分离碎屑，以及经由排出口从分离器面板去除碎屑。

附图说明

图1是用于内燃发动机的进气系统的示例性实施方式的示意性透视图。

图2是用于机器的粗滤器的示例性实施方式的示意性透视图。

图3是图2中所示的粗滤器的示例性实施方式的底侧的示意性透视图。

图4是图2中所示的粗滤器的示例性实施方式的局部剖视侧视图。

图5是图2中所示的粗滤器的示例性实施方式的底侧的局部透视图。

图6是图2中所示的粗滤器的示例性实施方式的局部底部视图。

图7是示例性粗滤器的分离器管的示例性实施方式的局部剖视侧视图。

图8是用于部分地阻止粗滤器中的空气流通的设备的示例性实施方式的透视图。

图9是粗滤器的示例性实施方式和用于部分地阻止粗滤器中的空气流通的设备的示例性实施方式的局部透视剖视图。

图10是用于部分地阻止粗滤器中的空气流通的设备的示例性实施方式的透视图。

图11是粗滤器的示例性实施方式和用于部分地阻止粗滤器中的空气流通的设备的示例性实施方式的一部分的透视图。

具体实施方式

粗滤器可以用于经由例如空气清洁器从进入内燃发动机的空气去除诸如尘垢的相对大的碎屑。粗滤器在空气进入空气清洁器之前去除相对大的颗粒，这可以防止对空气清洁器的损害并且/或者延长空气清洁器的使用寿命。发动机可以用以向机器供给动力，机器诸如是任何类型的地面负荷车辆，诸如汽车、卡车、农机车辆、和/或建筑车辆，建筑车辆诸如是轮式装载机、推土机、履带式拖拉机、挖掘机、平地机、公路卡车、越野卡车、和/或本领域技术人员已知的任何其它车辆类型。另外，发动机可以向任何固定机器供给功率，固定机器诸如是用于发电的发电机组或用于泵送诸如水、天然气或汽油的流体的泵。发动机可以采用例如往复式活塞内燃发动机(诸如火花点火发动机或压燃发动机)、旋转发动机、燃气涡轮发动机、和/或由汽油、柴油燃料、生物柴油、乙醇、甲醇及其组合供能的发动机的形式。

如图1所示，用于内燃发动机的示例性进气系统10可以包括用于向发动机供给空气的进气道12。进气经过进气道12抽吸并进入发动机以与燃料混合并辅助燃烧室内的燃烧。为了在进入燃烧室之前清洁空气，示例性进气系统10包括空气清洁器14和进气导管16。在操作中，空气经由发动机的运行被抽吸到进气导管16中，进气导管16与空气清洁器14流体连通，在该处，在进气进入进气道12和发动机的燃烧室之前，可以从进气去除相对小的颗粒。在图1中所示的示例性实施方式中，进气系统10包括粗滤器18，粗滤器18被构造为在进气进入空气清洁器14用于从进气去除相对小的颗粒之前从进气分离相对大的碎屑。

如图1和2所示，示例性粗滤器18包括围绕进气导管16的外表面例如以相对紧的配合方式联接至进气导管16的套筒20。示例性粗滤器18还包括联接至套筒20的开口端并罩住该开口端的罩22，罩22被构造为防止流体和碎屑落入套筒20并进而到达进气导管16和空气清洁器14。在所示的示例性实施方式中，粗滤器18还包括被构造为有利于去除由粗滤器18从进气分离的碎屑的排出口24。

如图3和4所示，示例性粗滤器18包括分离器面板26，分离器面板26被构造为随着进气通过分离器面板26中的分离器管28而从进气分离碎屑。例如，分离器面板26的外周边联接至围绕罩22的外周延伸的凸缘30的相对竖向部分。分离器面板26的内部部分联接至套筒20，使得进入套筒20的进气在通入套筒20、进气导管16和空气清洁器14之前首先通过分离器面板26的分离器管28。

如图4所示，分离器面板26包括由室36分开的下面32和上面34，室36被构造为随着进气通过分离器管28而接收从进气分离的碎屑。室36与排出口24流动连通，使得经由分离器管28进入室36的碎屑可以经由排出口24去除。

如图4-7所示，下面32和上面34每个包括经由对应的分离器管28(参照图7)联接至彼此的相应孔38。在图7中所示的示例性实施方式中，分离器管28包括在相应孔38处联接至下面32的喷嘴40，以及管状延伸部42，管状延伸部42转而在相应孔38处联接至上面34。示例性分离器管28还包括支撑叶片46的叶片支撑件44，叶片46被构造为使通过分离器管28的空气在室48的延伸部42内涡旋。例如，叶片46可以以基本螺旋方式沿着叶片支撑件44纵向向下延伸，并且随着空气流过分离器管28，叶片46使空气转向以促进涡旋。

如图6所示，分离器管28包括位于分离器管28中径向外侧位置且靠近与上面34相邻的延伸部42的端部的位置的孔50。孔50与下面32和上面34之间的室36流动连通，并且由此随着空气涡旋，碎屑在延伸部42内径向向外推进，经由孔50离开分离器管28，并且进入与排出口24流动连通的室36。因此，经由孔50进入室36的碎屑可以经由排出口24从室36去除，使得碎屑不进入套筒20或进气道12。因此，基本上防止从通过分离器面板26的空气分离的碎屑进入空气清洁器14。

根据一些实施方式，粗滤器18可以包括基本上罩住分离器面板26的下面32的网或筛52。筛52的尺寸可以为防止相对大的碎屑进入分离器面板26。

在操作中，内燃发动机经由进气系统10将空气抽吸到其燃烧室内。周围空气首先进入粗滤器14，粗滤器14用以去除相对大的碎屑。根据图1-7中所示的示例性实施方式，空气通过分离器面板26，在该处，分离器管28例如通过叶片46使空气在分离器管28中涡旋而从空气分离碎屑，使得碎屑被推带出孔50并进入室36。一旦在室36中，碎屑可以经由排出口24去除。通过分离器口28的空气被接收在上室54中(参照图4)并且随后流(如所示向下)过套筒20并进入进气导管16和空气清洁器14，在该处，可以在进气进入进气道12并流至发动机进气用于燃烧之前从进气去除额外的相对小的颗粒。

根据一些实施方式，分离器管28从通过分离器面板26的空气分离碎屑的有效性可以部分地依赖于经过分离器管28的空气的空气流速。例如，由叶片46促进的涡旋可以部分地依赖于空气的速度或流速。因此，包括叶片46的分离器管28可以被构造为在发动机以相对高输出(例如，以额定输出)运行时最有效，该相对高输出对应于空气通过分离器管28的相对高空气流速。但是，如果发动机怠速或以相对低的输出(例如，低于额定输出)运行，通过分离器管28的空气的空气流速可能不足以使包括叶片46的分离器管28以希望的程度从空气分离碎屑。

根据一些实施方式，示例性粗滤器18可以设有被构造为部分地阻止粗滤器18中的气流的设备56，如图8-11所示。这可以用以随着空气通过分离器面板26而提高从空气分离碎屑的有效性。例如，对于被抽吸到进气系统10的给定空气体积，通过阻止或防止空气通过分离器面板26的第一部分57，相同的给定空气体积通过分离器面板26的第二部分59。因此，通过分离器面板26的第二部分59的空气的空气流速相对于在阻止空气通过分离器面板26的第一部分57之前增大。以该示例性方式，可以提高从通过分离器面板26的空气分离碎屑的有效性，因为包括相应叶片46的分离器管28可能在空气流过分离器面板26的第二部分59的空气流速下更有效。

在图8-11中所示的示例性实施方式中，用于部分地阻止粗滤器18中的气流的示例性设备56包括被构造为安装在例如如图9和11所示的粗滤器18中的固定隔板58。示例性设备56还包括联接至固定隔板58的可动隔板60。可动隔板60被构造为响应于经过粗滤器18的空气流速的变化在打开位置和闭合位置(例如，如图9中所示)之间运动。例如，当经过粗滤器18的空气流速达到阈值空气流速时，可动隔板60从闭合位置朝向打开位置运动，并且当经过粗滤器18的空气流速降至阈值空气流速以下时，可动隔板60(当已处于打开位置时)从打开位置朝向闭合位置运动。例如，当经过粗滤器18的空气流速达到阈值空气流速时，可动隔板60从闭合位置朝向打开位置运动，使得可动隔板60基本上完全打开，或者使得可动隔板60与固定隔板58基本共面。当经过粗滤器18的空气流速降至阈值空气流速以下时，例如，可动隔板60从打开位置朝向闭合位置运动，使得可动隔板60的与固定隔板58相对的边缘62抵接套筒20的内部部分64，使得基本上防止空气流经套筒20的横截面的显著部分(例如，高达大约75％)并且进入进气导管16。

如图9所示，示例性固定隔板58从罩22的凸缘30的一侧(例如，一个周向侧)经过套筒20的开口延伸至罩22的凸缘30的大致相对的第二侧(例如，径向对置侧)。固定隔板58的下边缘66抵接分离器面板26的上面34。例如，在所示示例性实施方式中，固定隔板58将上室48在分离器面板26的上面34和罩22的内表面68之间大致分开。例如，如图所示，固定隔板58安装在粗滤器18中，使得排出口24和可动隔板60位于固定隔板58的相对侧。

在所示示例性实施方式中，可动隔板60联接至固定隔板58，使得可动隔板60相对于固定隔板58摆动或振动。例如，可动隔板60可以经由铰链65联接至固定隔板58。根据一些实施方式，可动隔板60例如如图9所示被朝向闭合位置偏压。示例性可动隔板60被成形为使得当可动隔板60处于闭合位置时，边缘62紧贴套筒20的内部部分64适配，使得基本上防止空气在边缘62和内部部分64之间流动。因此，当处于闭合位置并且结合固定隔板58时，可动隔板60防止空气流过分离器面板26的第一部分57并流入套筒20。因此，当发动机将空气抽吸到进气系统10并且可动隔板60处于闭合位置时，对于给定的进气体积和流速，所有空气通过分离器面板26的第二(未阻挡)部分59，而非整个分离器面板26。因此，当可动隔板60处于打开位置时，通过分离器面板26的第二部分59的空气的空气流速大于通过整个分离器面板26的空气的空气流速。

根据一些实施方式，可动隔板60联接至固定隔板58，使得偏压构件70将可动隔板60朝向闭合位置偏压。例如，当经过粗滤器18的空气流速达到阈值空气流速(例如对应于利用处于打开位置的可动隔板60足以使分离器管28有效地从进入分离器面板26的空气分离碎屑的空气流速的空气流速)时，偏压构件70可以被构造为允许可动隔板60朝向打开位置运动。根据一些实施方式，偏压构件70可以包括弹簧或其它已知偏压构件。

根据一些实施方式，固定隔板58联接至分离器面板26的上面34和罩22的内表面68中的一个或多个。例如，如图10和11所示，示例性固定隔板58包括被构造为将固定隔板58联接至粗滤器18的内表面的一个或多个凸台72。例如，凸台72可以是支架74(例如，L形支架)，其可以经由紧固件和粘合剂中的至少一种紧固至分离器面板26的上面34和罩22的内表面68中的一个或多个。根据一些实施方式，例如通过将固定隔板58联接或安装至粗滤器的内部的一部分，可以将设备56增加至现有粗滤器。

根据一些实施方式，固定隔板58的与可动隔板60相对的边缘76可以包括密封构件78(例如参照图10)，密封构件78被构造为在边缘76和粗滤器18的罩22的内表面68之间提供密封。根据一些实施方式，可动隔板60的边缘62可以包括被构造为在边缘62和套筒20的内部部分64之间提供密封的密封构件79。这种密封构件可以被预制并且联接至固定隔板58和/或可动隔板60，或者可以在将设备56组装在粗滤器18中的过程中增加至边缘。

在所示示例性实施方式中，固定隔板58和可动隔板60每个都为基本平坦的。但是，可以设想固定隔板58和/或可动隔板60可以是不平坦的。例如，可以提供固定隔板58和/或可动隔板60的不同构型，以便增大或减小被阻止经过分离器面板26的空气流的部分。根据一些实施方式，固定隔板58可以相对于套筒20的开口定位，以增大或减小被阻止经过分离器面板26的空气流的部分。

根据一些实施方式，例如如图9中所示，粗滤器18可以包括被构造为联接至与内燃发动机相联的进气导管16的套筒20。示例性粗滤器18还可以包括分离器面板26，分离器面板26联接至套筒20并且被构造为从流经分离器面板26并流入进气导管16的空气分离碎屑。图9中所示的示例性粗滤器18还包括联接至套筒20的罩22，以及用于部分地阻止粗滤器18中的气流的设备56。所示示例性设备56包括安装在粗滤器18中的固定隔板58，以及联接至固定隔板58并且被构造为响应于通过粗滤器18的空气的空气流速的变化在打开位置和闭合位置之间运动的可动隔板60。在所示示例性实施方式中，当可动隔板60从打开位置朝向闭合位置运动时，经过分离器面板26的第一部分57的空气流减小，并且通过分离器面板26的第二部分59的空气的空气流速增大。另外，当可动隔板60从闭合位置朝向打开位置运动时，通过分离器面板26的第一部分57的空气的空气流速与通过分离器面板26的第二部分59的空气的空气流速基本上相同。

例如，如图9中所示，套筒20包括被构造为接近进气导管16的第一端80和与套筒20的第一端80相对的第二端82。可动隔板60被接收在套筒20的第二端82中并且被构造为在闭合位置和打开位置之间运动，在闭合位置，可动隔板60至少部分地阻止通过分离器面板26的第一部分57的空气进入进气导管16，在打开位置，可动隔板60不阻止通过分离器面板26的第一部分57的空气进入进气导管16。

根据一些实施方式，从进入内燃发动机的进气导管16的空气流去除碎屑的方法可以包括使空气流流过被构造为从空气流分离碎屑的分离器面板26。该方法还可以包括减小经过分离器面板26的第一部分57的空气流以增大经过分离器面板26的第二部分59的空气流，以及从流过分离器面板26的第二部分59的空气分离碎屑。之后，或者在过程中，该方法可以包括经由排出口24从分离器面板26去除碎屑。例如，减小经过分离器面板26的第一部分57的空气流可以包括将可动隔板60朝向闭合位置偏压，以减小经过分离器面板26的第一部分57的空气流，只要经过分离器面板26的空气流速低于阈值空气流速。根据一些实施方式，在达到阈值空气流速时，该方法还可以包括经由可动隔板60朝向打开位置运动而增大经过分离器面板26的第一部分57的空气流。

工业实用性

这里公开的设备和粗滤器可以用以从进入依赖空气流运行的机器的空气去除颗粒。例如，内燃发动机将空气和燃料结合用于燃烧以产生可以用以执行作业的动力，诸如推进车辆和/或操作与车辆相关的其它装置。设备和粗滤器可以用以防止颗粒进入内燃发动机，以减小或防止油和发动机的其它部件的污染，其会导致内燃发动机的部件的过早磨损或损坏。

根据一些实施方式，设备56可以用以阻止一部分空气流经粗滤器。例如，当发动机以低于额定水平的水平运行时，这可以用以随着空气通过粗滤器而增大从空气分离碎屑的有效性。例如，对于被抽吸到进气系统中的给定空气体积，通过阻止或防止空气通过粗滤器分离器面板的第一部分，相同的给定空气体积通过分离器面板的第二部分。因此，通过分离器面板的第二部分的空气的空气流速相对于在阻止空气通过分离器面板的第一部分之前的空气流速增大。以该示例性方式，例如，从通过粗滤器分离器面板的空气分离碎屑的有效性可以增大，因为分离器面板的分离器管在当第一部分被阻挡时空气流过分离器面板的第二部分时的空气流速下更有效。

本领域技术人员将清楚能够对示例性公开的设备和粗滤器作出各种修改和变形。本领域技术人员通过考虑示例性公开的实施方式的说明书和实践将清楚其它实施方式。说明书和例子旨在被认为仅是示例性的，真正的范围由以下权利要求及其等效指明。

Claims (10)

1.一种用于部分地阻止内燃发动机用粗滤器中的气流的设备，所述设备包括：

能够安装在粗滤器中的固定隔板；和

联接至固定隔板并且能够响应于经过粗滤器的空气流速的变化在打开位置和闭合位置之间运动的可动隔板，

其中，当经过粗滤器的空气流速达到阈值空气流速时，可动隔板从闭合位置朝向打开位置运动，并且当经过粗滤器的空气流速降至阈值空气流速以下时，可动隔板从打开位置朝向闭合位置运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，偏压构件将可动隔板朝向闭合位置偏压，其中当经过粗滤器的空气流速达到阈值空气流速时，偏压构件能够允许可动隔板朝向打开位置运动。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，固定隔板包括能够将固定隔板联接至粗滤器的内表面的至少一个凸台。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，可动隔板经由铰链联接至固定隔板。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，固定隔板的与可动隔板相对的边缘包括能够在边缘和粗滤器的内表面之间提供密封的密封构件。

6.一种用于内燃发动机的粗滤器，所述粗滤器包括：

能够联接至与内燃发动机相联的进气导管的套筒；

联接至套筒的分离器面板，分离器面板能够从流过分离器面板并流入进气导管的空气分离碎屑；

联接至套筒的罩；和

根据权利要求1至5中任一项所述的用于部分地阻止粗滤器中的气流的设备。

7.根据权利要求6所述的粗滤器，其中，套筒包括能够接近进气导管的第一端和与套筒的第一端相对的第二端，并且其中可动隔板被接收在套筒的第二端中并且能够在闭合位置和打开位置之间运动，在该闭合位置，可动隔板至少部分地阻止通过分离器面板的第一部分的空气进入进气导管，在该打开位置，可动隔板不阻止通过分离器面板的第一部分的空气进入进气导管。

8.根据权利要求6所述的粗滤器，其中，固定隔板在分离器面板的上表面和罩的内表面之间延伸经过套筒的端部。

9.根据权利要求8所述的粗滤器，其中，固定隔板联接至分离器面板的上表面和罩的内表面中的至少一个。

10.一种用于从进入内燃发动机的进气导管的空气流去除碎屑的方法，所述方法包括：

使空气流流过能够从空气流分离碎屑的分离器面板；

减小经过分离器面板的第一部分的空气流，以增大经过分离器面板的第二部分的空气流；

从流过分离器面板的第二部分的空气分离碎屑；以及

经由排出口从分离器面板去除碎屑。