CN109578181A - 一种自洁式空气滤清器及其控制系统 - Google Patents

一种自洁式空气滤清器及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自洁式空气滤清器，其结构合理，其能够很好清理空滤滤芯外表面的积灰，自洁效果好，延长了空滤滤芯的使用寿命，其包括壳体，壳体上设置有进气口，壳体的一端上盖装有空滤端盖，壳体内固装有气包，壳体内部设置有滤清器出气口，壳体内安装有主滤芯，主滤芯的一端与气包的外部相抵构成密封连接，滤清器出气口的外壁与壳体的内壁之间的空间构成气体通道，气包的储气部分环布于滤清器出气口设置，气包的储气部分的输出口外接电磁脉冲阀的输入端，电磁脉冲阀的输出端与气体通道的进气端相连通，气体通道的出气端位于主滤芯的内侧，空滤端盖的外环面上设置排灰孔，此外，本发明还提供了该自洁式空气滤清器的控制系统。

Description

一种自洁式空气滤清器及其控制系统
技术领域
本发明涉及空气滤清器结构的技术领域，具体为一种自洁式空气滤清器及其控制系统。
背景技术
空气滤清器是一种将外界空气洁净后传输给内部的过滤结构，对于内燃机车辆而言，就是将大气中的颗粒物分离过滤掉后将干净空气提供给内燃机的一种装置。现有的空气滤清器维护保养间隔短，其滤芯维护保养工序繁琐，且结构复杂，其会使得车辆或设备的停机时间长，进而使得整个空气滤清器的使用维护保养成本高昂。
公开号为CN108397318A的中国发明专利公开了一种自洁式空气滤清器，其利用脉冲气流喷射的气流来清洁空滤滤芯的积灰外表面，从气包喷出的气流以由内而外的进行喷射，其喷射的气流直接到达空滤滤芯内侧的空间内，然而由于空滤滤芯内侧的空间较大，喷射的气流对空滤滤芯的冲击力度未达到理想水平，其实际上的对空滤滤芯外表面的积灰的清理能力不尽如人意。
发明内容
本发明旨在提供一种自洁式空气滤清器，其结构合理，其能够很好清理空滤滤芯外表面的积灰，自洁效果好，延长了空滤滤芯的使用寿命，降低了空气滤芯器的使用成本，此外，本发明还提供了该自洁式空气滤清器的控制系统。
其技术方案是这样的：一种自洁式空气滤清器，其特征在于：其包括壳体，所述壳体为圆柱状的两端开口的筒体，所述壳体的外周环面上设置有至少一个进气口，所述壳体的长度方向一端上盖装有空滤端盖，所述壳体的长度方向的另一端固装有气包，所述壳体的长度方向远离所述空滤端盖的一端的内部设置有滤清器出气口，所述壳体内安装有主滤芯，所述主滤芯为环形滤芯，所述主滤芯通过所述空滤端盖压紧安装在所述壳体内，所述主滤芯的长度方向上的一端与所述气包的外部相抵构成密封连接，空气从所述进气口进入经所述主滤芯过滤后从所述滤清器出气口排出，所述滤清器出气口的外壁与所述壳体的内壁之间的空间构成气体通道，所述气包的储气部分环布于所述滤清器出气口设置，所述气包的储气部分的输出口外接电磁脉冲阀的输入端，所述电磁脉冲阀的输出端与气体通道的进气端相连通，所述气体通道的出气端位于所述主滤芯的内侧，所述空滤端盖的外环面上设置排灰孔，存储在所述气包的储气部分内的压缩空气通过所述电磁脉冲阀后再经过所述气体通道吹向所述主滤芯，将所述主滤芯上的灰尘吹落从所述排灰孔排出。
进一步的，所述气体通道的进气端的一侧对应所述电磁脉冲阀的输出端设有导流槽，所述导流槽用于对所述气包的储气部分内的压缩空气进行导流。
进一步的，所述气体通道的出气端处设置导流片，所述导流片沿所述滤清器出气口的周向布置。
进一步的，所述导流片包括环形部和设置在所述环形部末端的敞口，所述敞口与所述环形部的夹角范围为0度-80度。
进一步的，在所述壳体内且位于所述主滤芯的内侧设置有安全滤芯，所述安全滤芯为环形滤芯，所述安全滤芯通过所述空滤端盖压紧安装在所述壳体内，所述安全滤芯的长度方向上远离所述空滤端盖的一端与所述滤清器出气口相抵构成密封连接。
进一步的，在所述壳体内且位于所述主滤芯的内侧设置有安全滤芯，所述安全滤芯安装在所述滤清器出气口的进气端处，所述安全滤芯为与所述滤清器出气口的进气端相匹配的平板滤芯。
进一步的，所述气包的储气部分的底部设置有排水排气泄压阀。
进一步的，所述气包的储气部分设置有进气口，进气口处设置有阀门。
进一步的，所述阀门为压差单向阀。
进一步的，所述主滤芯的一端的端面上设有第一密封环，用于与所述气包的外立面配合构成径向密封连接。
进一步的，所述主滤芯的一端的内表面上设有第二密封环，用于与所述气包的外底面配合构成轴向密封连接。
进一步的，所述安全滤芯的一端的端面上设有第一密封圈，用于与所述滤清器出气口配合构成径向密封连接。
进一步的，所述安全滤芯的一端的内表面上设有第二密封圈，用于与所述导流片配合构成轴向密封连接。
进一步的，所述壳体的底部设置有排灰孔。
进一步的，所述排灰孔上设置有排尘阀，所述排灰孔包括内孔和设置在所述内孔外侧的外孔，所述排尘阀由弹性材料制成，所述排尘阀包括一大小与所述内孔相匹配的柱状部，所述柱状部上设置有倒钩部，所述柱状部的倒钩部插入所述内孔后所述倒钩部对所述柱状部进行限位避免所述排尘阀脱出，所述柱状部的尾端连接有伞帽部，所述伞帽部能够将所述外孔覆盖在内。
进一步的，所述外孔包括若干围绕所述内孔排布在所述内孔外侧的小孔。
进一步的，在所述壳体面向所述进气口设置有进气挡片，所述进气挡片通过螺钉或铆钉固定在所述壳体上。
进一步的，所述空滤端盖通过卡扣与所述壳体固定连接。
一种上述的自洁式空气滤清器的控制系统，所述电磁脉冲阀与控制器电控连接，所述控制器分别与车辆蓄电池及触发装置电控连接，所述蓄电池用于供电，所述触发装置用于为所述电磁脉冲阀提供触发信号。
进一步的，所述触发装置包括车辆钥匙点火开关。
进一步的，所述触发装置包括进气阻力传感器，所述进气阻力传感器通过螺纹连接在滤清器出气口内。
进一步的，所述触发装置包括自复位按钮开关。
进一步的，所述控制器为单片机AtMega328p。
进一步的，所述控制器为继电器。
本发明的自洁式空气滤清器，通过在空气滤清器的壳体内设置滤清器出气口，滤清器出气口的外壁与壳体的内壁之间的空间构成气体通道，气包中的压缩空气气通过电磁脉冲阀后再经过气体通道吹向主滤芯，将主滤芯上的灰尘吹落从排灰孔排出，压缩空气经过狭小空间构成的气体通道吹向主滤芯，喷射的气流对空滤滤芯的冲击力度大，对能够很好清理空滤滤芯外表面的积灰，自洁效果好，延长了空滤滤芯的使用寿命，降低了空气滤芯器的使用成本；气体通道的进气端的一侧对应电磁脉冲阀的输出端设有导流槽，导流槽用于对气包的储气部分内的压缩空气进行导流，同时还在气体通道的出气端处设置导流片，导流片沿滤清器出气口的周向布置，导流槽和导流片的设置可以减少压力沿程损失，使喷吹效果最大化；气包放置在空气滤清器里面，与空气滤清器形成统一整体，方便安装，结构合理；在壳体内且位于主滤芯的内侧还设置有安全滤芯，可以进一步确保空气滤清器的过滤效果。
附图说明
图1为本发明的自洁式空气滤清器的主视示意图；
图2为本发明的自洁式空气滤清器的半剖的结构示意图；
图3为本发明的自洁式空气滤清器的分解示意图；
图4为本发明的其中一个实施例中安保滤网的设置的半剖的结构示意图；
图5为本发明的一个实施例中的主滤芯和安全滤芯的与壳体之间的密封结构的示意图；
图6为本发明的另一个实施例中的主滤芯和安全滤芯的与壳体之间的密封结构的示意图；
图7为本发明的其中一个实施例中的主滤芯和安全滤芯的与壳体之间的密封结构的示意图；
图8为本发明的排灰孔和排尘阀的半剖的结构示意图；
图9为本发明的自洁式空气滤清器的空气滤清流向示意图；
图10为本发明的自洁式空气滤清器的压缩空气喷吹流向示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1至图3，本发明的一种自洁式空气滤清器，其包括壳体1，壳体1为圆柱状的两端开口的筒体，在本实施例中，壳体1的外周环面上设置有一个进气口2，壳体2的长度方向一端上盖装有空滤端盖3，在本实施例中，空滤端盖3通过卡扣4与壳体1固定连接，壳体1的长度方向的另一端固装有气包5，壳体5的长度方向远离空滤端盖3的一端的内部设置有滤清器出气口6，壳体1内安装有主滤芯7，主滤芯7为环形滤芯，主滤芯7通过空滤端盖3压紧安装在壳体1内，主滤芯7的长度方向上的一端与气包5的外部相抵构成密封连接，见图9，其中箭头为空气滤清流向，空气从进气口2进入经主滤芯7过滤后从滤清器出气口6排出，滤清器出气口6的外壁与壳体1的内壁之间的空间构成气体通道8，气包5的储气部分环布于滤清器出气口设置，气包的储气部分的输出口外接电磁脉冲阀9的输入端，电磁脉冲阀9的输出端与气体通道8的进气端相连通，气体通道8的出气端位于主滤芯1的内侧，空滤端盖3的外环面上设置排灰孔10，见图10，其中箭头为压缩空气流向，存储在气包5的储气部分内的压缩空气通过电磁脉冲阀9后再经过气体通道8吹向主滤芯9，将主滤芯7上的灰尘吹落从排灰孔10排出。
具体的，气体通道8的进气端的一侧对应电磁脉冲阀9的输出端设有导流槽11，导流槽11用于对气包5的储气部分内的压缩空气进行导流，同时，气体通道8的出气端处设置导流片12，导流片12沿滤清器出气口6的周向布置，导流片12包括环形部121和设置在环形部121末端的敞口122，敞口122与环形部121的夹角范围为0度-80度，导流槽和导流片的设置可以减少压力沿程损失，使喷吹效果最大化。
具体的，气包5的储气部分的底部设置有排水排气泄压阀14，起到手动排水泄压的作用，在本实施例中，其通过螺纹连接在气包5上。
具体的，气包5的储气部分设置有进气口，进气口处设置有阀门15，在本实施例中，阀门15为压差单向阀，阀门15连接车辆气源，用于平衡气包和车辆气源之间的压力，气包内部压力典型地为0.1兆帕至1.0兆帕。气包压力不足时车辆气源自动向气包补气，也可手动切断气源，在本实施例中，通过螺纹连接在气包上。
具体的，在壳体1面向进气口2设置有进气挡片21，进气挡片21通过螺钉或铆钉固定在壳体1上，用于防止进气时空气混合杂质直接冲击主滤芯，当气包中的压缩空气反冲时，在气压的作用下弹起封住进气口，在空气滤清器的壳体内形成一暂时的密封腔体，并形成正压，使主滤芯上的灰尘随压缩空气强行挤开排尘阀并从排尘孔排出。
见图2、3，在发明的一个实施例中，在壳体1内且位于主滤芯7的内侧设置有安全滤芯13，安全滤芯13为环形滤芯，安全滤芯13通过空滤端盖3压紧安装在壳体1内，安全滤芯13的长度方向上远离空滤端盖3的一端与滤清器出气口6相抵构成密封连接。
见图4，在发明的另一个实施例中，在壳体1内且位于主滤芯7的内侧设置有安全滤芯13，安全滤芯13安装在滤清器出气口6的进气端处，安全滤芯13为与滤清器出气口6的进气端相匹配的平板滤芯。
见图5，在发明的其中一个实施例中，主滤芯7的一端的端面上设有第一密封环16，用于与气包5的外立面配合构成径向密封连接。
见图6，在发明的其中一个实施例中，主滤芯7的一端的内表面上设有第二密封环17，用于与气包5的外底面配合构成轴向密封连接。
见图7，在发明的其中一个实施例中，主滤芯7的一端的端面上设有第一密封环16，且主滤芯7的一端的内表面上设有第二密封环17，第一密封环16与气包5的外立面配合构成径向密封连接，第二密封环17气包5的外底面配合构成轴向密封连接，轴向密封和径向密封的设置用于确保空气经过主滤芯后再从滤清器出气口排出，确保过滤效果。
见图5，在发明的其中一个实施例中，安全滤芯13的一端的端面上设有第一密封圈18，用于与滤清器出气口6配合构成径向密封连接。
见图6，在发明的其中一个实施例中，安全滤芯13的一端的内表面上设有第二密封圈19，用于与导流片配合构成轴向密封连接。
见图7，在发明的其中一个实施例中，安全滤芯13的一端的端面上设有第一密封圈18且安全滤芯13的一端的内表面上设有第二密封圈19，第一密封圈18与滤清器出气口6配合构成径向密封连接，第二密封圈19与导流片配合构成轴向密封连接，轴向密封和径向密封的设置用于防止气体通道中的空气跑出。
见图2，在发明的一个实施例中，壳体6的底部也设置有排灰孔10。
见图8，空滤端盖3的外环面上设置的排灰孔10和壳体6的底部设置的排灰孔10上分别有排尘阀20，排灰孔10包括内孔101和设置在内孔101外侧的外孔102，
在本实施例中，外孔102包括若干围绕内孔101排布在内孔101外侧的小孔。
排尘阀20由弹性材料制成，排尘阀20包括一大小与内孔101相匹配的柱状部201，柱状部201上设置有倒钩部202，柱状部的倒钩部202插入内孔101后倒钩部对柱状部201进行限位避免排尘阀脱出，柱状部201的尾端连接有伞帽部203，伞帽部203能够将外孔102覆盖在内；排尘阀20起到排灰排水的作用，发动机正常进气时，在负压的作用下关闭，电磁脉冲阀工作喷吹清灰时，在正压的作用下打开，排出灰尘。
本发明的空气滤清器利用压缩空气喷射的气流来清洁空滤滤芯的积灰外表面，气包内存储压缩空气，电磁脉冲阀按预设的打开时间打开并持续预设时间，从气包喷出的气流以由内而外的进行喷射，根据实际结构在空滤端盖或壳体的环面底部处设置一圈环形周布的排灰孔，且在排灰孔上安装有排尘阀，确保非自洁状态下，排灰孔不会飘灰，只有在自洁状态下，在高压气体的作用下灰才会从排灰孔被排出；当需要更换滤芯时，打开卡扣或螺栓结构，移除空气滤清器端盖，即可更换空滤滤芯，使得空滤滤芯的更换周期非常显著地加长，同时更换过程快捷方便，其结构简单、易于更换滤芯，且自洁结构简单，自洁性能高，降低了整个空气滤清器的使用成本。
一种上述的自洁式空气滤清器的控制系统，内置气包通过管路与车载气罐或独立驱动的压缩机相连，给气包充满压缩空气，气包的容积一般为1升至20升，优选2升到5升，压力为0.1兆帕到1.0兆帕。电磁脉冲阀与控制器电控连接，控制器分别与车辆蓄电池及触发装置电控连接，蓄电池用于供电，触发装置用于为电磁脉冲阀提供触发信号。
在本发明的一个实施例中，触发装置为车辆钥匙点火开关，点火开关为控制器提供电磁脉冲阀提供触发信号，当控制器检测到车辆钥匙点火开关的停机信号时，触发电磁脉冲阀若干次。典型地1至20次，优选2到5次，喷吹间隔1秒至600秒，典型地10至60秒，控制器可以选用单片机AtMega328p。
在本发明的一个实施例中，触发装置为车辆钥匙点火开关和进气阻力传感器21，点火开关为控制器提供电磁脉冲阀提供触发信号，进气阻力传感器判断进气阻力为控制器提供电磁脉冲阀提供触发信号，控制器可以选用单片机AtMega328p，当控制器检测到车辆钥匙点火开关的停机信号时或某个或某些进气阻力的到达设定阈值时，触发电磁脉冲阀若干次。典型地设置1至20次，优选2到5次，喷吹间隔1秒至600秒，典型地设置10至60秒。
在本发明的一个实施例中，触发装置为自复位按钮开关，控制器选用继电器，电磁脉冲阀接至车辆蓄电池并受自复位按钮开关所控制，在需要清灰时，由人工手动按下自复位按钮开关控制电磁脉冲阀的触发，控制器可以用继电器或延时继电器。
本发明提供了多种控制系统可以实现控制空气滤清器，可基于车辆钥匙点火开关或进气阻力传感器或自复位按钮开关触发电磁脉冲阀启动自洁，自动清洁滤芯及空滤壳体内的积灰，控制方便，效果明显。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (23)

1.一种自洁式空气滤清器，其包括壳体，所述壳体为圆柱状的两端开口的筒体，所述壳体的外周环面上设置有至少一个进气口，所述壳体的长度方向一端上盖装有空滤端盖，所述壳体的长度方向的另一端固装有气包，其特征在于：所述壳体的长度方向远离所述空滤端盖的一端的内部设置有滤清器出气口，所述壳体内安装有主滤芯，所述主滤芯为环形滤芯，所述主滤芯通过所述空滤端盖压紧安装在所述壳体内，所述主滤芯的长度方向上的一端与所述气包的外部相抵构成密封连接，空气从所述进气口进入经所述主滤芯过滤后从所述滤清器出气口排出，所述滤清器出气口的外壁与所述壳体的内壁之间的空间构成气体通道，所述气包的储气部分环布于所述滤清器出气口设置，所述气包的储气部分的输出口外接电磁脉冲阀的输入端，所述电磁脉冲阀的输出端与气体通道的进气端相连通，所述气体通道的出气端位于所述主滤芯的内侧，所述空滤端盖的外环面上设置排灰孔，存储在所述气包的储气部分内的压缩空气通过所述电磁脉冲阀后再经过所述气体通道吹向所述主滤芯，将所述主滤芯上的灰尘吹落从所述排灰孔排出。
2.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述气体通道的进气端的一侧对应所述电磁脉冲阀的输出端设有导流槽，所述导流槽用于对所述气包的储气部分内的压缩空气进行导流。
3.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述气体通道的出气端处设置导流片，所述导流片沿所述滤清器出气口的周向布置。
4.根据权利要求3所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述导流片包括环形部和设置在所述环形部末端的敞口，所述敞口与所述环形部的夹角范围为0度-80度。
5.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：在所述壳体内且位于所述主滤芯的内侧设置有安全滤芯，所述安全滤芯为环形滤芯，所述安全滤芯通过所述空滤端盖压紧安装在所述壳体内，所述安全滤芯的长度方向上远离所述空滤端盖的一端与所述滤清器出气口相抵构成密封连接。
6.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：在所述壳体内且位于所述主滤芯的内侧设置有安全滤芯，所述安全滤芯安装在所述滤清器出气口的进气端处，所述安全滤芯为与所述滤清器出气口的进气端相匹配的平板滤芯。
7.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述气包的储气部分的底部设置有排水排气泄压阀。
8.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述气包的储气部分设置有进气口，进气口处设置有阀门。
9.根据权利要求8所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述阀门为压差单向阀。
10.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述主滤芯的一端的端面上设有第一密封环，用于与所述气包的外立面配合构成径向密封连接。
11.根据权利要求1任一项所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述主滤芯的一端的内表面上设有第二密封环，用于与所述气包的外底面配合构成轴向密封连接。
12.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述安全滤芯的一端的端面上设有第一密封圈，用于与所述滤清器出气口配合构成径向密封连接。
13.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述安全滤芯的一端的内表面上设有第二密封圈，用于与所述导流片配合构成轴向密封连接。
14.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述壳体的底部设置有排灰孔。
15.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述排灰孔上设置有排尘阀，所述排灰孔包括内孔和设置在所述内孔外侧的外孔，所述排尘阀由弹性材料制成，所述排尘阀包括一大小与所述内孔相匹配的柱状部，所述柱状部上设置有倒钩部，所述柱状部的倒钩部插入所述内孔后所述倒钩部对所述柱状部进行限位避免所述排尘阀脱出，所述柱状部的尾端连接有伞帽部，所述伞帽部能够将所述外孔覆盖在内。
16.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：所述外孔包括若干围绕所述内孔排布在所述内孔外侧的小孔。
17.根据权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器，其特征在于：在所述壳体面向所述进气口设置有进气挡片，所述进气挡片通过螺钉或铆钉固定在所述壳体上。
18.一种权利要求1所述的一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述电磁脉冲阀与控制器电控连接，所述控制器分别与车辆蓄电池及触发装置电控连接，所述蓄电池用于供电，所述触发装置用于为所述电磁脉冲阀提供触发信号。
19.根据权利要求18所述一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述触发装置包括车辆钥匙点火开关。
20.根据权利要求18所述一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述触发装置包括进气阻力传感器，所述进气阻力传感器通过螺纹连接在滤清器出气口内。
21.根据权利要求18所述一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述触发装置包括自复位按钮开关。
22.根据权利要求18所述一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述控制器为单片机AtMega328p。
23.根据权利要求18所述一种自洁式空气滤清器的控制系统，其特征在于：所述控制器为继电器。
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