CN107701335A - 过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置 - Google Patents

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张冠男
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Abstract

本发明公开了一种过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，增压器进气口前安装有三级过滤层，第一级为过滤网，第二级为惯性过滤器，第三级为袋式滤清器；过滤网后的惯性过滤器根据进气流量设置数个旋风筒，每个旋风筒包括外筒和内筒，外筒入口处设有固定的旋风叶片，内筒的入口设置于外筒的后部，袋式滤清器通过压紧杆固定在通风口上。本发明可以减小整个进气风道的阻力。在进气流量一定的情况下，精滤元件的相对成本低，过滤效率高，原始阻力低，容尘量高，延长柴油机运行寿命。

Description

过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置
技术领域
本发明涉及内燃机车增压器进气技术领域。
背景技术
内燃机车启动后，柴油机的增压器需要大量洁净的空气维持正常工作，空气中的沙尘等颗粒会给柴油机燃烧室的相关零部件带来极大的危害。因此需要将进入柴油机增压器的空气进行过滤，来保证增压器进气的洁净度，经过过滤后洁净的空气对保证柴油机运用的可靠性，延长其运用寿命至关重要。现有技术的过滤方法是在增压器外部设置纸质滤清器进行过滤。
现有技术过滤方法的工作原理是柴油机启动后，增压器开始工作。增压器从外界吸气，经过精滤元件纸质滤清器过滤，纸质滤清器的作用是清除5μm以上的颗粒沙尘，过滤效率为97％。然后将过滤后的洁净空气输送给增压器，供柴油机使用。现有技术中，将纸质滤清器设计成一个模块化装置，通过两根悬挂梁悬吊于车体顶部。装置两端的滤芯箱体中各安装9个完全相同的纸质滤清器。过滤方法是空气从纸质滤清器的圆柱的圆周表面流入，从纸质滤清器后端的空气出口流出，过滤后的空气进入后风道箱体，最终通过增压器空气入口进入增压器。
现有技术的过滤方法有以下几个缺点：
1.流量小，相对成本高。
纸质滤清器由于纸本身的材料原因导致在额定阻力0.5kPa时的流量仅为1020m3/h，根据增压器的进气要求，需要相对多数量的纸质滤清器满足柴油机的正常运用。现有技术的纸质滤清器根据机车使用环境的不同，更换周期平均为三个月左右，因此导致相对成本很高。
2.过滤效率较低
纸质滤清器在额定流量1020m3/h时的过滤效率仅为97％。
3.原始阻力高
纸质滤清器在额定流量1020m3/h时的阻力为0.5kPa，由于增压器对进气的阻力要求很高，达到上限后就会导致柴油机工作不正常，出现冒黑烟等现象。纸质滤清器随着运用时间的增长，阻力会越来越大，这也间接的导致纸质滤清器的更换周期缩短。
4.进气风道阻力大
由于纸质滤清器长度450mm和周边表面进气、后端出气的结构方式导致安装滤芯的箱体很长，由于机车宽度有限，这也间接导致了后风道箱体很窄，因此增压器进气入口管路的设计空间很受限制，最终导致整体风道阻力增大。
5.容尘量低
纸质滤清器在额定流量1020m3/h时的容尘量仅为230g。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种容尘量高、使用寿命长的过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置。
本发明采用的技术方案是一种过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，增压器进气口前安装有三级过滤层，第一级为过滤网，第二级为惯性过滤器，第三级为袋式滤清器；过滤网后的惯性过滤器根据进气流量设置至少五十旋风筒，每个旋风筒包括外筒和内筒，外筒入口处设有旋风叶片，内筒的入口设置于外筒的后部，袋式滤清器通过压紧杆固定在通风口上,装置的箱体侧面连通于增压器进气入口。
所述三级过滤层构成模块化结构，模块通过两根悬挂梁悬吊于车体顶部。
每组过滤网和惯性过滤器组装成一个可拆卸的门结构，每个模块均有一个可拆卸的门结构，每组过滤网和惯性过滤器后安装一组袋式滤清器。
每组袋式滤清器的数量为至少3个。
本发明的有益效果是，可以减小整个进气风道的阻力。在进气流量一定的情况下，精滤元件的相对成本低，过滤效率高，原始阻力低，容尘量高，延长柴油机运行寿命。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
图2为惯性过滤器工作原理示意图。
图3为袋式滤清器结构图。
图4为整个冷却装置模块立体图。
图5为卸去门结构后的模块。
图6为门机构拆除过滤网后的结构。
图中标记为：1-过滤网，2-惯性过滤器，3-袋式滤清器，4-压紧杆，5-门结构，6-悬挂梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
发明方案的工作原理如图1所示。柴油机启动后，增压器开始工作。增压器从外界吸气，首先经过第一级粗滤元件的过滤网，将空气中颗粒较大的沙粒，雨雪、树叶、碎纸等除去。随后经过第二级半精滤元件的惯性过滤器，它利用惯性分离出空气中绝大部分颗粒直径≥10μm的沙尘，分离出来的沙尘和其它颗粒杂质沉积在惯性过滤器下面的积灰槽里，如图2所示。最后经过第三级精滤元件的袋式滤清器，如图3所示。袋式滤清器是双层安全型结构，主要材质是长纤维无纺布。它的作用是清除5μm以上的颗粒沙尘，滤清效率为99.56％。经过前两级过滤的空气进入袋式滤清器的袋子中，空气穿透袋子进行过滤，最终洁净的空气进入增压器。
本发明的过滤方法是采用一个整体的空气过滤装置，装置为模块化结构，如图4所示，整个模块呈长方体状，通过两根悬挂梁6悬吊于车体顶部，两个模块沿机车纵向中心线对称，分别设置在机车走廊一侧。整个过滤共分三级，第一级过滤网、第二级惯性过滤器、第三级袋式滤清器，滤清效率依次升高。每组过滤网和惯性过滤器组装成一个可拆卸的门结构5，两个门结构5分别布置于长方体两端，将空气过滤装置两端的门结构5打开，紧接门结构安装的是两端的各三个完全相同的袋式滤清器3。袋式滤清器依靠压紧杆4进行固定和拆卸更换，非常简单方便。由于袋式滤清器3的空气出口是四面八方的，所以可以将整个的精滤箱体的一个侧面大部分设计为增压器进气入口，极大的减少了箱体阻力。
本发明过滤方法与现有技术是基于相同柴油机相同增压器的进气要求设计的，发明的精滤部分的袋式过滤器在额定阻力0.5kPa时的流量为3370m3/h，是现有技术纸质滤清器的三倍以上。因此仅需布置现有技术方案三分之一的袋式过滤器就可以满足增压器的进气要求，袋式过滤器和纸质滤清器的单个价格基本相同，更换精滤元件的成本降低到现有技术的三分之一。与现有技术比较，在额定流量1020m3/h时，袋式滤清器的阻力为0.07kPa，仅为现有技术的七分之一。容尘量为810g，为现有技术的三倍以上；过滤效率为99.56％，加上前两级过滤，整个过滤方法的过滤效率接近100％。从数据对比分析，本发明精滤元件容尘量大、阻力小，更换滤芯周期至少可以提高1.2倍。提高了过滤效率，保证柴油机运用的可靠性，延长柴油机运用寿命，只使用现有技术三分之一数量的精滤元件，并且各方面性能还是优于现有技术。

Claims (4)

1.过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，其特征在于：增压器进气口前安装有三级过滤层，第一级为过滤网，第二级为惯性过滤器，第三级为袋式滤清器；过滤网后的惯性过滤器根据进气流量设置至少五十旋风筒，每个旋风筒包括外筒和内筒，外筒入口处设有旋风叶片，内筒的入口设置于外筒的后部，袋式滤清器通过压紧杆固定在通风口上,装置的箱体侧面连通于增压器进气入口。
2.如权利要求1所述的过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，其特征在于：所述三级过滤层构成模块化结构，模块通过两根悬挂梁悬吊于车体顶部。
3.如权利要求2所述的过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，其特征在于：每组过滤网和惯性过滤器组装成一个可拆卸的门结构，每个模块均有一个可拆卸的门结构，每组过滤网和惯性过滤器后安装一组袋式滤清器。
4.如权利要求3所述的过滤内燃机车柴油机增压器用空气的装置，其特征在于：每组袋式滤清器的数量为至少3个。
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