CN107288855B - 多功能空气滤清器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆设备技术领域，公开了多功能空气滤清器，滤清器本体，滤清器本体上端设有与滤清器本体连接的拉杆，拉杆内设有竖向卸荷流道，滤清器本体上端内部设有与竖向卸荷流道相通的横向卸荷流道，拉杆下端设有套设在拉杆上的密封套，密封套设在滤清器本体和拉杆之间，密封套的下端设有密封唇，滤清器本体内设有与密封唇配合密封的电磁密封装置；滤清器本体上设有与横向卸荷流道相通的检测流道和用于监测检测流道内气压的压力传感器，滤清器本体上还设有与压力传感器和电磁密封装置连接的控制板。本发明采用控制板和压力传感器控制自动卸荷，确保空压机空载启动，提高总成使用寿命，并对滤芯进行主动反吹，提高进气效率及进气清洁度。

Description

多功能空气滤清器

技术领域

本发明涉及车辆设备技术领域，尤其涉及一种多功能空气滤清器。

背景技术

空压机是车上仅次于发动机(内燃机车)或主驱电机(新能源车)和空调的耗能设备，由于是制动系统和开门及悬挂等用气系统的提供气源的唯一装置，因此其可靠性、使用寿命以及维护周期长短很大程度会影响了车辆的使用安全性和用户的支出成本。

现有的车用空压机都是容积式压缩机，通过吸入空气到压缩腔，利用活塞或叶片、螺杆等运动件来动态改变压缩腔体积，在进排气单向阀的帮助下，达到将常压下的空气压缩到需要的压力状态的高压气体。

由于进行空气压缩时，运动间、密封件及腔体内壁均会与气体接触，因此要求吸入的空气的清洁度要越高越好，这样才能减缓运动件及压缩腔体的磨损，确保整机的使用寿命，此外压缩后的气体清洁度好坏还会决定着后续管路上的干燥器、其他制动阀的性能及使用寿命，所以必须尽可能的提高空滤的过滤效能及过滤精度。

空压机连接的干燥器在系统压力未达到其排气压力时，其排气口不会开启，这样会导致空压机到干燥器间的管路一直有高压的压缩气体存在，这时当空压机启动时就会存在带载启动，由于带载启动电流过大，会导致启动困难，甚至无法启动的现象，特别是在低寒气候的地域，往往还容易导致电机烧毁等故障。

空压机依靠活塞等运动元件的运动来实现压缩腔容积动态往复变化，加上进排气单向阀的配合作用，以此不断吸入空气进行压缩，然后排出，如此往复循环。由于是利用容积变换来达到压缩，工作中会不断释放大量的热，因此要求相关密封及运动元件必须能够承受高温及交变冲击，摩擦副往往都是金属硬接触，特别是活塞式空压机，而且加上存在着吸排气的脉冲变化，最终造成空压机的进气噪声影响也不容忽视，有必要对其进行控制。

当空压机吸入的空气清洁度无法保证时，会造成其内部元件的早期磨损，失效，不但压缩效率降低，而且由于磨损导致密封失效，最终使空压机运动原件得不到足够的润滑而无法工作停机。现有技术都是采用单级过滤，而且无自洁功能，过滤效果及使用维护周期都比较短，现有技术直接将常规电磁阀安装在空压机本体上，或者安装在靠近干燥器附近的管路上，直接将气体卸荷到大气，存在工作环境温度高、易被粉尘污染等不利影响，另外卸荷时直接将压缩气体向大气排放，还会产生噪声污染，现有技术主要是关注对空压机的排气进行消声，进气噪声控制鲜有关注。

综上所述，目前空压机带载启动时电流过高，容易造成过流或无法启动，对线路有不利影响；常规空滤采用单级过滤，维护周期短，进气清洁度低；常规空滤使用时容易在滤芯进气侧粘灰尘，导致滤芯过滤和通气能力迅速下降，维护周期短，需要人工经常进行拆卸维护；由于空压机主要为活塞式空压机，其进排气阀与阀板间会产生周期行的敲击声，该噪声频率及响度较大，会让人产生不适感，而且对听力也有较大影响。

发明内容

本发明针对现有技术中进气清洁度低、维护不便、噪声频率及响声大等缺点，提供了一种清洁度高、维护方便、噪声频率及响声小的多功能空气滤清器。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

多功能空气滤清器，滤清器本体，滤清器本体上端设有与滤清器本体连接的拉杆，拉杆内设有竖向卸荷流道，滤清器本体上端内部设有与竖向卸荷流道相通的横向卸荷流道，拉杆下端设有套设在拉杆上的密封套，密封套设在滤清器本体和拉杆之间，密封套的下端设有密封唇，滤清器本体内设有与密封唇配合密封的电磁密封装置；滤清器本体上设有与横向卸荷流道相通的检测流道和用于监测检测流道内气压的压力传感器，滤清器本体上还设有与压力传感器和电磁密封装置连接的控制板。压力传感器通过检测流道实时监测横向卸荷流道内气压的变化，横向卸荷流道与空压机排气管连接，横向卸荷流道内压力的变化与空压机排气管路压力的变化相同，当监测到空压机排气管气压达到设定值时，控制板输出信号，控制电磁密封装置与密封唇分离，将空压机排气管道的高压气体经过横向卸荷流道和竖向卸荷流道排出，实现气压的卸荷和反吹。

作为优选，电磁密封装置包括设在密封唇下方的静铁芯，静铁芯内设有上端与密封唇下端部相抵的动铁芯，动铁芯的下端设有上端与动铁芯连接的压紧弹簧，压紧弹簧的下端与静铁芯固定连接，动铁芯在静铁芯内上下移动，静铁芯上设有套设在静铁芯上的电磁线圈。卸荷时，控制板控制电磁线圈得电产生磁场，经过静铁芯传导吸附动铁芯，动铁芯与密封唇分离，横向卸荷流道与竖向卸荷流道连通，气压进行卸荷，当压力传感器监测到排气管路内的气压低于设定值时，控制板控制电磁线圈失电，静铁芯失去吸附力，在压紧弹簧的作用下回位，动铁芯的上端与密封唇相抵，中断横向卸荷流道和竖向卸荷流道，停止卸荷，通过控制板控制自动卸荷，确保空压机空载启动，延长空压机总成的使用寿命，避免对整车产生不利的影响。

作为优选，动铁芯的下端设有第一安装孔，压紧弹簧的上端设在第一安装孔内，静铁芯内设有第二安装孔，动铁芯设在第二安装孔内且在第二安装孔内上下移动，静铁芯的上端设有外螺纹并通过外螺纹与滤清器本体内部螺纹连接。静铁芯通过螺纹连接固定在滤清器本体内部，提高了动铁芯在静铁芯内上下移动的稳定性及工作时的灵活性，通过压缩弹簧压紧动铁芯和密封唇，增强了密封的效果，且对密封唇的磨损小，延长了密封唇的使用寿命。

作为优选，滤清器本体的上端设有向上凸起的安装部，密封套设在安装部内并与安装部螺纹连接，密封套的上端外侧设有圆环，圆环的下端面与安装部的上端面相抵；拉杆的下端设在密封套内并与密封套螺纹连接，圆环的上端设有与拉杆螺纹连接的锁紧螺母，锁紧螺母的下端面与圆环的上端面相抵。密封套和安装部之间、密封套和拉杆之间均通过螺纹密封连接，方便部件的安装和拆卸，简化了后期维护和更换的便利性，同时降低了安装过程中对零部件的磨损，在密封套上端设置圆环，再通过锁紧螺母对圆环进行锁紧，增强了密封套上端部分的密封性。

作为优选，安装部的下端设有台阶座，检测流道设在台阶座的内部，压力传感器设在台阶座上并设在检测流道的外端，检测流道的内端与横向卸荷流道相通，控制板设在安装部的上方，横向卸荷流道的外端设有与横向卸荷流道相通的卸荷接口。方便了压力传感器和控制板的安装，提高了压力传感器安装的稳定性，保证压力传感器在工作过程中能够实时稳定的监测检测流道内气压的变化。

作为优选，滤清器本体上方设有与滤清器本体连接的外壳，外壳上端设有与拉杆上端连接的紧固螺钉，外壳通过紧固螺钉压紧在滤清器本体上。结构简单，方便安装。

作为优选，外壳内设有滤芯，滤芯设在滤清器本体的上方，外壳内的上端面配合压紧滤芯，滤芯和外壳之间设有进气流道，滤清器本体上还设有与进气流道相通的进气口。

作为优选，滤清器本体内设有容置腔，容置腔内设有消声过滤棉，电磁线圈设在消声过滤棉内。外界气体通过进气口进入到进气流道，进气流道内的进行滤芯进行滤芯内部，进行一级过滤，再向滤清器本体下端流动，通过消声过滤棉对气体进行二级过滤，通过二级过滤增加进入空压机气体的清洁，延长空压机的使用寿命，降低了空压机的噪声。

作为优选，滤清器本体上设有与容置腔相通出气口和与电磁线圈连接的电缆接口，滤清器本体的下端设有与滤清器本体固定连接的盖板。

作为优选，拉杆上设有通孔，通孔的内端与竖向卸荷流道相通，通孔的外端与滤芯内部相通。卸荷时，竖向卸荷流道内的气压通过通孔流至滤芯内部，对滤芯内部以及进行流道进行反吹清洁，将杂质吹出滤清器本体，提高进气效率及进气清洁度。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用控制板和压力传感器控制自动卸荷，确保空压机空载启动，提高总成使用寿命，并且避免对整车的不利影响，可以根据整机使用频度及工作环境来对滤芯进行主动反吹，增加滤芯的自洁频度，提高进气效率及进气清洁度；以空气滤清器本体作为载体，将电磁密封装置、压力传感器、控制板的集成设计，大大减少了相互间的气路、线路连接，提高了产品的可靠性，电磁密封装置、压力传感器及控制板内置于壳体中，四周一直有经过过滤的洁净空气不断流过，不但起到散热功能，而且还能防水防尘的效果；具有体积小，重量轻，布置安装方便的优点。

附图说明

图1是本发明的俯视图。

图2是图1中A-A剖的剖视图。

图3是图2中M部的局部放大图。

图4是图2中N部的局部放大图。

图5是图1中B-B剖的剖视图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—消声过滤棉、2—滤清器本体、3—卸荷接口、4—滤芯、5—外壳、6—拉杆、7—紧固螺钉、8—竖向卸荷流道、9—密封唇、10—动铁芯、11—控制板、12—压力传感器、13—进气口、14—压紧弹簧、15—出气口、16—电磁线圈、17—电缆接口、18—静铁芯、19—盖板、20—横向卸荷流道、21—密封套、22—电磁密封装置、23—检测流道、24—第一安装孔、25—第二安装孔、26—安装部、27—圆环、28—锁紧螺母、29—台阶座、30—进气流道、31—容置腔、32—通孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

多功能空气滤清器，如图1至图5所示，滤清器本体2，滤清器本体2上端设有与滤清器本体2连接的拉杆6，拉杆6内设有竖向卸荷流道8，滤清器本体2上端内部设有与竖向卸荷流道8相通的横向卸荷流道20，拉杆6下端设有套设在拉杆6上的密封套21，密封套21设在滤清器本体2和拉杆6之间，密封套21的下端设有密封唇9，滤清器本体2内设有与密封唇9配合密封的电磁密封装置22；滤清器本体2上设有与横向卸荷流道20相通的检测流道23和用于监测检测流道23内气压的压力传感器12，滤清器本体2上还设有与压力传感器12和电磁密封装置22连接的控制板11，电磁密封装置22包括设在密封唇9下方的静铁芯18，静铁芯18内设有上端与密封唇9下端部相抵的动铁芯10，动铁芯10的下端设有上端与动铁芯10连接的压紧弹簧14，压紧弹簧14的下端与静铁芯18固定连接，动铁芯10在静铁芯18内上下移动，静铁芯18上设有套设在静铁芯18上的电磁线圈16，动铁芯10的下端设有第一安装孔24，压紧弹簧14的上端设在第一安装孔24内，静铁芯18内设有第二安装孔25，动铁芯10设在第二安装孔25内且在第二安装孔25内上下移动，静铁芯18的上端设有外螺纹并通过外螺纹与滤清器本体2内部螺纹连接。

滤清器本体2的上端设有向上凸起的安装部26，密封套21设在安装部26内并与安装部26螺纹连接，密封套21的上端外侧设有圆环27，圆环27的下端面与安装部26的上端面相抵；拉杆6的下端设在密封套21内并与密封套21螺纹连接，圆环27的上端设有与拉杆6螺纹连接的锁紧螺母28，锁紧螺母28的下端面与圆环27的上端面相抵，安装部26的下端设有台阶座29，检测流道23设在台阶座29的内部，压力传感器12设在台阶座29上并设在检测流道23的外端，检测流道23的内端与横向卸荷流道20相通，控制板11设在安装部的上方，横向卸荷流道20的外端设有与横向卸荷流道20相通的卸荷接口3，卸荷接口3与空压气的排气端连接。

滤清器本体2上方设有与滤清器本体2连接的外壳5，外壳5上端设有与拉杆6上端连接的紧固螺钉7，外壳5通过紧固螺钉7压紧在滤清器本体2上，外壳5内设有滤芯4，滤芯4设在滤清器本体2的上方，外壳5内的上端面配合压紧滤芯4，滤芯4和外壳5之间设有进气流道30，滤清器本体2上还设有与进气流道相通的进气口13，气体通过进气口13进入到进气流道30内，滤清器本体2内设有容置腔31，容置腔31内设有消声过滤棉1，电磁线圈设在消声过滤棉1内。

滤清器本体2上设有与容置腔31相通出气口15和与电磁线圈16连接的电缆接口17，出气口15与空压机的进气端连接，滤清器本体2的下端设有与滤清器本体2固定连接的盖板19，拉杆6上设有通孔32，通孔32的内端与竖向卸荷流道8相通，通孔32的外端与滤芯4内部相通。

空压机工作时，在整个进气管路上会产生负压，开始吸气，外界空气通过进气口13及位于滤清器本体2上的进气通道被吸入由外壳5、滤芯4、之间形成的进气流道30内，然后穿过滤芯4，进入滤芯4内部，如此完成一级过滤，初次过滤后的气体经滤清器本体2的内部通道进入到滤清器本体2的腔体内，经消声过滤棉1进行第二级过滤，最后通过出气口15沿管路进入空压机的内部进行压缩，如此完成过滤循环；控制板11一直在线监测压力传感器12所测试的检测流道内23内压力变化，该压力变化等同于空压机排气管路压力变化，控制板11监测到空压机排气管路气压达到设定的最高值时，控制板11即输出信号，使电磁线圈16通电产生磁场经静铁芯18传导吸附动铁芯10打开密封套21下端的密封唇9，将空压机到干燥器间管路的高压气体经横向卸荷流道20、竖向卸荷流道8、拉杆6上的多个通孔32排放到滤芯4内部，以此实现卸荷和滤芯4的反吹清洁功能。当控制板11监测到排气管路低于设定气压值时，即发出信号，停止向电磁线圈16供电，动铁芯10失去磁力，在压紧弹簧14的作用下回位，重新将密封唇9封住，管路停止卸荷。将电磁密封装置22、控制板11、压力传感器12通过采用集成设计的方式做到空气滤清器的内部，大大减少了相互间的气路、线路连接，在空压机排气端气压达到设定的最高值后，将空压机与干燥器间管路的气体引导到滤芯4内部进行内卸荷，同时对滤芯4进行反吹去尘，起到卸荷和自洁功能。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.多功能空气滤清器，滤清器本体(2)，其特征在于：滤清器本体(2)上端设有与滤清器本体(2)连接的拉杆(6)，拉杆(6)内设有竖向卸荷流道(8)，滤清器本体(2)上端内部设有与竖向卸荷流道(8)相通的横向卸荷流道(20)，拉杆(6)下端设有套设在拉杆(6)上的密封套(21)，密封套(21)设在滤清器本体(2)和拉杆(6)之间，密封套(21)的下端设有密封唇(9)，滤清器本体(2)内设有与密封唇(9)配合密封的电磁密封装置(22)；滤清器本体(2)上设有与横向卸荷流道(20)相通的检测流道(23)和用于监测检测流道(23)内气压的压力传感器(12)，滤清器本体(2)上还设有与压力传感器(12)和电磁密封装置(22)连接的控制板(11)，滤清器本体(2)的上端设有向上凸起的安装部(26)，安装部(26)的下端设有台阶座(29)，检测流道(23)设在台阶座(29)的内部，压力传感器(12)设在台阶座(29)上并设在检测流道(23)的外端，检测流道(23)的内端与横向卸荷流道(20)相通，控制板(11)设在安装部(26)的上方，横向卸荷流道(20)的外端设有与横向卸荷流道(20)相通的卸荷接口(3)，卸荷接口(3)与空压机的排气端连接，拉杆(6)上设有通孔(32)，通孔(32)的内端与竖向卸荷流道(8)相通，通孔(32)的外端与滤芯(4)内部相通。

2.根据权利要求1所述的多功能空气滤清器，其特征在于：电磁密封装置(22)包括设在密封唇(9)下方的静铁芯(18)，静铁芯(18)内设有上端与密封唇(9)下端部相抵的动铁芯(10)，动铁芯(10)的下端设有上端与动铁芯(10)连接的压紧弹簧(14)，压紧弹簧(14)的下端与静铁芯(18)固定连接，动铁芯(10)在静铁芯(18)内上下移动，静铁芯(18)上设有套设在静铁芯(18)上的电磁线圈(16)。

3.根据权利要求1所述的多功能空气滤清器，其特征在于：动铁芯(10)的下端设有第一安装孔(24)，压紧弹簧(14)的上端设在第一安装孔(24)内，静铁芯(18)内设有第二安装孔(25)，动铁芯(10)设在第二安装孔(25)内且在第二安装孔(25)内上下移动，静铁芯(18)的上端设有外螺纹并通过外螺纹与滤清器本体(2)内部螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的多功能空气滤清器，其特征在于：密封套(21)设在安装部(26)内并与安装部(26)螺纹连接，密封套(21)的上端外侧设有圆环(27)，圆环(27)的下端面与安装部(26)的上端面相抵；拉杆(6)的下端设在密封套(21)内并与密封套(21)螺纹连接，圆环(27)的上端设有与拉杆(6)螺纹连接的锁紧螺母(28)，锁紧螺母(28)的下端面与圆环(27)的上端面相抵。

5.根据权利要求1所述的多功能空气滤清器，其特征在于：滤清器本体(2)上方设有与滤清器本体(2)连接的外壳(5)，外壳(5)上端设有与拉杆(6)上端连接的紧固螺钉(7)，外壳(5)通过紧固螺钉(7)压紧在滤清器本体(2)上。

6.根据权利要求5所述的多功能空气滤清器，其特征在于：外壳(5)内设有滤芯(4)，滤芯(4)设在滤清器本体(2)的上方，外壳(5)内的上端面配合压紧滤芯(4)，滤芯(4)和外壳(5)之间设有进气流道(30)，滤清器本体(2)上还设有与进气流道相通的进气口(13)。

7.根据权利要求6所述的多功能空气滤清器，其特征在于：滤清器本体(2)内设有容置腔(31)，容置腔(31)内设有消声过滤棉(1)，电磁线圈设在消声过滤棉(1)内。

8.根据权利要求7所述的多功能空气滤清器，其特征在于：滤清器本体(2)上设有与容置腔(31)相通出气口(15)和与电磁线圈(16)连接的电缆接口(17)，滤清器本体(2)的下端设有与滤清器本体(2)固定连接的盖板(19)。