CN110446846B - 用于发动机进气的预清洁器和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机空气过滤的预清洁器包括壳体、用于引起气旋空气流的分离器管、以及通道安排，所述通道安排与所述分离器管处于空气流连通以将空气流和微粒朝向灰尘出口安排引导。

Description

用于发动机进气的预清洁器和方法

本申请于2018年2月28日作为PCT国际专利申请提交并且要求于2017年3月3日提交的美国临时专利申请序列号62/466,592的权益，所述临时申请的全部披露内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露内容涉及可以与内燃发动机一起使用的空气过滤系统。具体地，本披露内容涉及一种用于与空气清洁器系统一起使用的预清洁器以及用于针对内燃发动机进行预清洁的方法。

背景技术

车辆可以在产生很多灰尘或其他微粒的条件下使用。当车辆用作公路上的卡车时，灰尘和微粒较少，但当它们在越野条件或农业条件下使用时，空气中可能存在大量的灰尘或其他微粒。在此类情形下，可能有帮助的是在常规发动机空气过滤器的上游具有预清洁器。

一些预清洁器并未在空气进入空气清洁器之前完成充分去除足够微粒的工作。在这些情形下，普通空气清洁器的过滤寿命短。

在一些(例如，农业)情形下，已经发现期望在空气进入空气清洁器之前去除至少80％的灰尘或微粒。本披露内容涉及对如何改进预清洁器操作并去除空气中至少80％的灰尘或其他微粒的问题的解决方案。

发明内容

提供了改进现有技术的预清洁器。

在一方面，提供了一种预清洁器，所述预清洁器包括壳体，所述壳体具有周围壁、内部容积、上游流面和灰尘出口安排；所述内部容积中的多个至少两个分离器管，其中每个分离器管具有用于在所述管内引起从所述上游流面流动的气旋空气的叶片安排、经预清洁的空气出口、和微粒出口；以及一个或多个通道安排，所述一个或多个通道安排与所述微粒出口中的至少一些空气流连通，以将来自所述微粒出口的空气流和微粒朝向所述灰尘出口安排引导。

在示例安排中，至少第一分离器管具有与所述第一分离器管的所述微粒出口空气流连通的第一通道安排，并且所述第一通道安排包括至少一个通道壁。

在一些实施例中，所述第一通道安排包括至少一对通道壁。

在一个或多个示例实施例中，所述通道安排中的至少一者或多者包括至少一个通道壁。

在一些实施例中，所述通道安排中的一者或多者包括所述通道安排中的一者或多者包括以下任一者：至少一个通道壁；一对通道壁；或者不止一对通道壁，所述通道壁被成形为将来自所述微粒出口的空气流和微粒朝向所述灰尘出口安排引导。

在一些实施例中，每个分离器管包括：入口管，所述入口管具有在所述上游流面处的第一端和相反的第二端，其中所述第二端限定形成所述微粒出口的开口狭槽；所述入口管内的所述叶片安排被构造并安排成在所述入口管内引起气旋空气流；以及出口管，所述出口管具有开口进入端和相反的开口离开端，其中所述出口管的所述开口进入在所述入口管的内部内。

在一些实施方式中，所述开口狭槽在每个通道安排的所述通道壁内。

在一个或多个实施例中，每一对通道壁限定在所述通道壁之间并靠近相应的分离器管的入口间隙；以及在所述通道壁之间并远离相应的分离器管的出口间隙，其中所述出口间隙小于所述入口间隙。

优选地，所述出口间隙不大于所述分离器管的外直径的50％、或40％、或30％、或20％。

优选地，所述出口间隙为4mm至11mm。

在一个或多个安排中，每一对中的至少一个通道壁包括：靠近相应的分离器管的第一壁区段；以及相对于所述第一壁区段以非零角度成角度的第二壁区段。

在一些实施例中，随着所述第一壁区段延伸远离并朝向所述壳体的所述灰尘出口安排延伸，所述第一壁区段相对于垂直于所述壳体的顶部和底部延伸的纵向平面成20°与60°之间的角度。

在一些实施例中，随着所述第二壁区段延伸远离所述第一壁区段并朝向所述壳体的所述灰尘出口安排延伸，所述第二壁区段相对于所述第一壁区段成约100°至160°(优选地，110°与150°)的角度。

优选地，所述第二壁区段与相应的分离器管的中心横向间隔开第一距离，所述第一距离大于所述分离器管的外直径的75％、或80％、或90％、或100％、或110％、或120％。

在一些实施例中，所述多个分离器管包括至少两列和两行分离器管；每一对通道壁限定在所述通道壁之间并靠近相应的分离器管的入口间隙，以及在所述通道壁之间并远离相应的分离器管的出口间隙，所述出口间隙小于所述入口间隙；并且所述第二壁区段与所述壳体的侧壁之间的最小横向距离为：(所述出口间隙的宽度×单个列中的出口间隙总数量-1)/2。

在一些安排中，所述多个分离器管包括至少两列和两行分离器管。

在一些实施例中，所述多个分离器管包括N列和M行分离器管，其中N可以是至少一，并且M可以是至少一，其中N+M>2。在使用中，所述列可以优选地基本上沿着重力的指向进行指向。

在一些实施例中，所述多个分离器管包括至少两列和3至10行分离器管。

在一个或多个实施例中，所述灰尘出口安排包括第一和第二间隔开的灰尘抽空阀。

在一个或多个实施例中，所述多个分离器管包括第一列多个分离器管和第二列多个分离器管；所述第一列分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的一者上的气旋空气流；并且所述第二列分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的另一者上的气旋空气流。

在一些实施例中，所述灰尘出口安排包括第一灰尘抽空阀，所述第一灰尘抽空阀与对应于所述第一列分离器管的通道安排空气流连通；并且所述灰尘出口安排包括第二灰尘抽空阀，所述第二灰尘抽空阀与对应于所述第二列分离器管的通道安排空气流连通。

在一些示例安排中，所述多个分离器管至少包括以行或列对准的第一分离器管和第二分离器管；并且所述一个或多个通道安排包括与所述第一分离器管和所述第二分离器管的所述微粒出口空气流连通的通道安排，以在相同方向上并朝向所述灰尘出口安排喷射空气流和微粒。所述第一分离器光可以例如引起顺时针方向或逆时针方向中的一者上的气旋空气流，并且所述第二分离器管可以引起顺时针方向或逆时针方向中的另一者上的气旋空气流。

在另一方面，提供了一种空气清洁器系统。所述空气清洁器系统包括如本文中不同地表征的预清洁器；以及空气过滤器安排，所述空气过滤器安排在所述预清洁器的下游并与其空气流连通，所述空气过滤器安排吸入来自所述分离器管的所述经预清洁空气出口的空气。

在另一方面，提供了一种对空气进行预清洁的方法。所述方法包括：将空气指引到壳体的上游流面中，所述壳体具有周围壁、内部容积和灰尘出口安排；将所述空气指引到所述内部容积中的多个分离器管中，所述多个分离器管具有叶片安排以在所述管内引起气旋空气流并致使微粒通过所述管中的微粒出口离开所述管；以及将来自所述微粒出口的微粒指引到通道安排中并朝向所述灰尘出口安排指引。

期望产品特征或方法的多种实例部分地在以下描述中阐明，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本披露内容的各种方面来学习。本披露内容的方面可以涉及单独特征以及特征的组合。应理解，上述总体描述和以下详细描述两者仅仅是说明性的，并且不限制所要求的本发明。

附图说明

图1是利用根据本披露内容的原理的预清洁器的发动机系统的示意图；

图2是利用根据本披露内容的原理制作的预清洁器的空气清洁器系统的一个实施例的透视图；

图3是图2的预清洁器的分解透视图；

图4是图3的组装好的预清洁器的侧视图；

图5是图4的预清洁器的截面图，所述截面是沿着图4的线5-5截取的；

图6是根据本披露内容的原理制作的预清洁器的后部部分的透视图，其中盖被移除以示出内部部件；

图7是图6的预清洁器的平面图；

图8是图1至图7的预清洁器的上游侧的平面图，并且仅示出分离器管和通道安排；

图9是图8的一部分的放大图；

图10是类似于图8的预清洁器的上游侧的平面图，并且示出了替代性实施例；

图11是类似于图8的预清洁器的上游侧的平面图，并且示出了另一替代性实施例；

图12是另一实施例的示意平面图，示出了分离器管和通道安排；

图13是另一实施例的示意平面图，示出了分离器管和通道安排；

图14是预清洁器的上游侧的示意平面图，示出了分离器管和通道安排；

图15是类似于图14的实施例的另一实施例的示意平面图，但示出了不同于图14的气旋空气流的方向；

图16是另一实施例的预清洁器的上游侧的示意平面图，示出了分离器管和通道安排；

图17是类似于图16的另一实施例的示意平面图，并且示出了附加的分离器管；

图18是类似于图17的实施例的另一实施例的示意平面图，但示出了气旋空气流的不同方向和通道壁的不同安排；

图19是类似于图18的实施例的另一实施例的示意平面图，但示出了气旋空气流的不同方向；

图20是示出另一实施例的预清洁器的上游侧的示意平面图，具有分离器管和通道安排；

图21是类似于图20的实施例的另一实施例的示意平面图，但示出了分离器管中的至少一者的气旋空气流方向的变型。

具体实施方式

A.系统概述

图1展示了一个系统，其中可以使用根据本披露内容的原理的预清洁器和空气清洁器。在图1中，示意性地示出了设备10，诸如包括具有限定的额定空气流需求的发动机的车辆。例如，发动机12可以具有至少500cfm并且典型地700至1200cfm的空气流需求。设备10可以包括各种车辆，诸如公路上的卡车、越野车辆、拖拉机或海洋应用。

发动机12通过使用空气和燃料混合物来为设备10提供动力。在图1中，以14示出被吸入预清洁器16中的空气流。预清洁器16将从空气14中去除至少一些灰尘和其他微粒。优选地，预清洁器16从空气14中去除至少80％的灰尘和其他微粒。预清洁器16可以包括抽空阀安排18以排出所去除的灰尘和其他微粒。

经预清洁的空气然后被吸入空气清洁器20中。空气清洁器20可以具有用于从空气中去除剩余的灰尘或微粒的过滤器构造。从空气清洁器20，经清洁的空气然后被吸入内燃发动机12中，在内燃发动机中所述经清洁的空气与燃料一起用来为设备10提供动力。

图2展示了可以用来为设备10提供动力的示例空气清洁器系统22。系统22包括被描绘为预清洁器24的预清洁器16的示例实施例，以及被描绘为空气过滤器安排26的空气清洁器20的示例实施例。预清洁器24吸入空气流并且去除至少一些灰尘和微粒。空气过滤器安排26在预清洁器24的下游并与其空气流连通。空气过滤器安排26进一步对空气进行清洁，并且然后经清洁的空气通过空气清洁器出口28导引到发动机12。

B.示例性预清洁器，图3至图10

在使用许多分离器管或涡流分离器的现有预清洁器中，可能存在从一个管中分离出的灰尘被吸入邻近分离器管的问题。因此，已经确定，如果分离器管可以更好地彼此隔离，则这将减少从一个分离器管吸入另一分离器管的灰尘量。根据本披露内容的预清洁器16有助于通过减少从一个分离器管流入另一分离器管的灰尘量来解决这个问题和其他问题。这导致包括提高去除灰尘和微粒的能力的优点，包括能够在空气进入空气过滤器安排26之前从空气中去除至少80％的灰尘或其他微粒。

在图3中是根据本披露内容的原理构造的预清洁器24的示例实施例的分解透视图。预清洁器24包括壳体30。壳体30包括周围壁32。在可操作地安装好时，周围壁32可以包括顶壁34和相反的底壁36。壳体30限定内部容积38、上游流面40和灰尘出口安排42。灰尘出口安排42可以包括与预清洁器24的内部部件空气流连通的至少一个灰尘抽空阀，并且在这个实施例中为第一和第二间隔开的灰尘抽空阀44、46。

上游流面40将是预清洁器24的被定向为吸入空气流的部分。在其上游可以具有可选的筛网，以便防止吸进大微粒，诸如叶子、蝴蝶、香烟和其他大碎屑。

预清洁器24包括固持在壳体30的内部容积38内的多个分离器管50。尽管可以存在很多不同的实施例，但在所示的示例实施例中，分离器管50可以安装在分离器管壳体52中。分离器管壳体52装配在预清洁器壳体30中并由其接纳。每个分离器管50具有叶片安排54，以用于在管50内引起流入上游流面40中的气旋空气流。叶片安排54可以被视作形成上游流面40。

现在参考图5，每个分离器管50进一步包括经预清洁空气出口56和微粒出口58。一般来说，空气通过上游流面40被吸入，并且叶片安排54引起涡流或气旋空气流，所述涡流或气旋空气流产生离心力，从而导致至少一些碎屑朝向分离器管50的内表面60移动。空气被允许流过预清洁器空气出口56，而灰尘或碎屑通过微粒出口58离开。从那里，碎屑将在重力作用下落入灰尘出口安排42中并且通过灰尘抽空阀44、46中的一者排出。

仍参考图5，每个分离器管50包括入口管62，所述入口管具有在上游流面40处的第一端64和相反的第二端66。第二端66限定形成微粒出口58的开口狭槽68(还见图3和图9)。叶片安排54在入口管62内并且被构造并安排成在所述入口管内引起气旋空气流。

仍参考图5，每个分离器管50进一步包括出口管70。出口管70具有开口进入端72和相反的开口离开端74。开口进入端72在入口管62的内部内。在这个实施例中，离开端74还限定分离器管50的经预清洁空气出口56。

多种实施例是可能的。典型地，多个分离器管50包括N列和M行分离器管，其中N可以是至少一，并且M可以是至少一，其中N+M>2。在使用中，列可以优选地基本上沿着重力的方向指向。

在许多安排中，多个分离器管50包括至少两列和两行分离器管50。在图8的实施例中，其示出了分离器管50的上游流面40的视图但没有剩下的壳体，存在至少第一列76和第二列78的分离器管50。优选地，可以存在3至10行分离器管50，并且在图8所示的示例安排中，存在五行分离器管50。有利的是第一列76中的分离器管50引起与第二列78中的空气流方向相反的气旋空气流。在图8所示的实例中，列76中的叶片安排54引起逆时针方向CC上的气旋空气流(图9)，而第二列78中的叶片安排54引起顺时针方向CW上的气旋空气流(图9)。这有助于指引微粒远离邻近列中的分离器管50并向灰尘出口安排42指引。

根据本披露内容的原理，预清洁器24进一步包括与微粒出口58中的至少一些空气流连通的一个或多个通道安排80(图7至图9)，以将来自微粒出口58的空气流和微粒朝向灰尘出口安排42引导。

通道安排80是除了通常的典型壳体30之外提供的结构。也就是说，通道安排80不是壳体的限定内部容积的那部分的一部分，也不是分离器管50的一部分，但在一些实施例中，它们可以在分离器管的内端处靠近或附接到分离器管50。在一些实施例中，通道安排80没有向壳体提供附加的强度。

许多实施例是可能的。在所示的示例实施例中，通道安排80中的一者或多者包括至少一个通道壁，并且如图所示，在微粒出口58的相反侧上的一对通道壁82。通道壁82可以成形为许多不同的形状，并且一般应在远离其他分离器管50并朝向灰尘出口安排42的方向上引导或指引来自每个分离器管50的微粒出口58的微粒物质。

通道安排80可以改变，并且可以仅包括单个通道壁82(图10)。可以存在以下变型：其中包括两个、三个或四个通道壁82的通道安排80在远离其他分离器管50并朝向灰尘出口安排42的方向上引导或指引来自每个分离器管50的微粒出口58的微粒物质。仅具有两个分离器管50和单个通道壁82就足以产生以下两者：(i)导致一些效率提高；以及(ii)解决灰尘从一个管50喷射到邻近管50中的问题。

当开口狭槽68被定向为在每个通道安排80的通道壁82之间时取得优势。这可以在图9中看出。当灰尘或微粒被朝向入口管62的内表面60(图5)驱动时，它最终将穿过狭槽68并且然后在通道安排80的壁82之间流动。

现在参考图8和图9，通道壁82可以具有许多不同的形状。一般来说，每一对通道壁82在它们之间并靠近相应的分离器管50中的一者限定入口间隙84。每一对通道壁82进一步在它们之间并远离相应的分离器管50限定出口间隙86。出口间隙86小于入口间隙84。在许多安排中，出口间隙86不大于分离器管50的外直径的50％、或40％、或30％、或20％、或10％。出口间隙86通常不大于入口间隙84的距离的60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％。

尽管这个实施例示出分离器管50的直径是相等的，但在其他实施例中，分离器管50可以具有不同的直径。

尽管许多安排是可能的，但已经发现在出口间隙86为约4mm至11mm(例如，约6mm)时产生优势。

通道壁82的形状可以是多种形状。在这个实例中并且在图8中示出，通道壁82中的每一者至少包括靠近分离器管50中的相应一者的第一壁区段88和相对于第一壁区段88以非零角度成角度的第二壁区段90。除了第一壁区段88与第二壁区段90之间的成角度形状之外，通道壁的整体形状可以是弯曲的。例如，在第一壁区段88与第二壁区段90之间，中间可以存在一个或多个壁区段以导致弯曲形状。

如果第二壁区段90与邻近分离器管50的中心间隔开预定距离则产生优势，所述预定距离足以避免微粒材料回弹并被吸入出口管50中的一者中。已经发现有利的是第二壁区段90与分离器管50的中心横向间隔开预定距离，所述预定距离在图8中描绘为第一距离92。此处，这个第一距离92大于分离器管50的外直径。在许多情况下，第一距离92第一距离大于分离器管50的外直径的75％、或80％、或90％、或100％、或110％、或120％。第二壁区段90与邻近的分离器管50之间的这个间隔有助于防止碎屑和微粒从第二壁区段90反弹并重新指引到分离器管50中。

随着第一壁区段延伸远离并朝向壳体30的灰尘出口安排42延伸，当第一壁区段88向下方向上成角度时产生优势。在图8中，示意性地示出纵向平面94，所述纵向平面将延伸穿过壳体30并且一般垂直于壳体30的顶部34和底部36。第一壁区段相对于纵向平面94以角度96延伸。角度96可以在20°至60°之间以取得优势。这有助于在向下方向上指引微粒物质从微粒出口58进入通道安排80并穿过出口间隙86。

在这个实施例中，第二壁区段90被示为相对于第一壁区段88以非零角度成角度。角度98可以在100°至160°之间的范围内，优选地在110°至150°之间。应理解，通道壁82的许多不同形状是可能的，并且所示的安排仅仅是一个实例。

在图8实施例中，存在两个分离器管50共用的通道壁82，其中一个单独的通道壁82介于列内的两个竖直地对准的分离器管50之间。在其他实施例中，一个或多个分离器管50可以具有两个独立的通道壁82，即，不共享共用的通道壁82。

将注意力转向图7。在图7中，距离100被示为表示第二壁区段90与壳体30的侧壁32之间的横向距离。根据优选实施例，第二壁区段90与侧壁32之间的最小横向距离100可以通过以下公式来计算：[出口间隙的宽度×(单个列中的出口间隙总数量-1)]/2。也就是说，将出口间隙86的宽度乘以(列76、78中的单个列中的出口间隙总数量减去1)并且然后将乘积除以二。这导致最小横向距离100。从列中的单个列中的出口间隙总数量减去数量一的原因在于，它对应于直接通向灰尘抽空阀44、46中的一者中的最后出口间隙102。在一个实例中，当出口间隙86为约6mm，并且在图7中，单个列中的出口间隙总数量减一为4时，最小横向距离100为12mm。

在图3中，可以看出通道壁82如何通过通道壳体104固位在壳体30中。通道壳体104优选地被壳体30接纳并装配在其中，以形成预清洁器24的整体壳体。通道壳体104还以两个间隔开的灰尘抽空阀44、46的形式固位灰尘出口安排42。在图3中，可以看出分离器管50的壳体52如何装配在通道壳体104内并由其固位，并且通道壳体104和分离器管组件50的子组件如何装配在整体壳体30中。

C.变型，图11至图21

图11中展示了替代安排。在图11中，与图9的实施例一样，第一列76中的分离器管50引起逆时针方向CC上的气旋空气流，而第二列78中的叶片安排54引起顺时针方向CW上的气旋空气流。但在图11的实施例中，管50在相同的大方向上朝向预清洁器的侧壁的同一侧(见图11中的箭头D)喷射灰尘(空气流和微粒)。两个通道壁82被示为将两个管50的灰尘朝向预清洁器的同一侧引导并朝向灰尘出口安排42引导。

图12是另一实施例的示意图。在图12的实施例中，在管A中引起逆时针方向CC上的气旋空气流，而在管B中引起顺时针方向CW上的气旋空气流。两个管50都在相同的大方向上朝向预清洁器的侧壁的同一侧喷射灰尘(空气流和微粒)。两个通道壁82被示为将两个管50的灰尘朝向预清洁器的同一侧引导并进入通道安排80中朝向灰尘出口安排42引导。

图13是另一实施例的示意图。在图13的实施例中，在管A中引起逆时针方向CC上的气旋空气流，而在管B中引起顺时针方向CW上的气旋空气流。管50在相同的大方向上朝向预清洁器的侧壁的同一侧喷射灰尘(空气流和微粒)。通道壁82被示为将每一组两个管50(一个管A和一个管B)的灰尘朝向预清洁器的同一侧引导并进入通道安排80中朝向灰尘出口安排42引导。

图14是另一实施例的示意图。在图14的实施例中，壳体30被示为封闭单行和四列分离器管50。存在两对分离器管50，其中第一对在110处并且第二对在112处。在每一对110、112内，分离器管50引起相反方向上的气旋空气流。A处的分离器管50引起顺时针方向上的气旋空气流，而在B处标记的邻近分离器管50引起逆时针方向上的气旋空气流。许多变型是可能的，包括分离器管50的行和列的数量以及气旋空气流的方向。

仍参考图14，第一对110中的A和B处的分离器管50具有彼此邻近的微粒出口58。类似地，第二对112中的A和B处的分离器管50具有彼此邻近的微粒出口58。每一对110、112具有与微粒出口58空气流连通的通道安排80，以将来自微粒出口58的空气流和微粒朝向灰尘出口安排42引导。

在图14的实施例中，通道安排80包括封闭每一对110、112的通道壁82。在这个实施例中，第一对110和第二对112在它们之间共享共用通道壁82，但在其他实施例中，每一对110、112可以各自具有两个单独的通道壁82。在图14中，第一对110具有邻近分离器管A的在与微粒出口58相反的侧上的通道壁82。还存在在分离器管B旁边且与微粒出口58相反的通道壁82。第二对112具有与第一对110类似的安排。

图15是图14的实施例的变型。在这个实施例中，A处标记的分离器管58引起逆时针方向上的气旋空气流，而在字母B处的分离器管50引起顺时针方向上的气旋空气流。与图14的实施例对比，每一对110’、112’中的微粒出口58现在在每一对的分离器管50的相反侧上。在图15的实施例中，通道壁82邻近微粒出口58。

图16是另一实施例。在图16的实施例中，存在将壳体30分成第一腔室115和第二腔室116的内壁114。这个实施例展示了单行和三列分离器管50。在其他实施例中，可以存在不止一行和更多或更少列。在这个实施例中，分离器管50各自包括在相同方向上的气旋空气流，并且在此处所示的实例中，在逆时针方向上。在其他实施例中，所述方向可以是顺时针的，或者它在分离器管50中的每一者之间可以是不同的。通道壁82从内壁114延伸以提供用于指引来自分离器管50中的每一者的气流和微粒的通道安排。在所示的实例中，通道壁82垂直于内壁114，但许多变型是可能的。分离器管50彼此充分地间隔开。

图17中示出另一实施例。这个实施例与图16实施例的类似之处在于，存在114’处示出的将壳体30分成第一腔室115和第二腔室116的内壁。在这个实施例中，内壁114’相对于壳体30的侧壁成角度。这个实施例具有在单个行中的五个分离器管50，但可以存在更多行或更少列。在这个实施例中，分离器管50彼此邻近，其中它们之间仅具有用于通道壁82的足够空间。在图16中，相反，分离器管50在每个分离器管50之间包括充足间隔。在图17中，分离器管50中的每一者包括逆时针方向上的气旋空气流，但可以存在变型，包括引起顺时针方向上的气旋空气流的分离器管50中的至少一些。

图18是类似于图16的实施例的另一实施例。在这个实施例中，内壁114在第一腔室115与第二腔室116之间分隔壳体30。分离器管50彼此紧邻地间隔，类似于图17的实施例，但在这个实施例中，分离器管50中的每一者引起顺时针方向上的气旋空气流。通道壁82将分离器管50与邻近的一个分离器管分开。

图19的实施例是另一变型。在图19中，结构与图18相同，除了分离器管50的气旋空气流的方向是逆时针，而不是如图18所示的顺时针。否则，其他结构与图18相同。

图20是另一实施例。在图20中，存在三行分离器管50。在其他实施例中，可以存在更多或更少行。还存在多个列的分离器管50，但每一列中的分离器管50没有以平直列对准。相反，分离器管50在其上方或下方的行中的两个邻近管之间对准。分离器管50中的每一者具有与微粒出口58空气流连通的通道安排80，以将来自微粒出口58的空气流和微粒朝向灰尘出口安排42引导。在这个实施例中，所有的分离器管50引起相同方向上的气旋空气流，除了A处示出的分离器管50中的一者以外。A处的分离器管引起顺时针方向上的气旋空气流，而所有其他分离器管50引起逆时针方向上的气旋空气流。通道安排80由通道壁82限定，所述通道壁从每个特定出口58通向灰尘出口安排42。通道壁82中的许多在邻近的分离器管50之间是共用的。图21的实施例与图20的实施例相同，除了A处示出的分离器管50以外。在这个实施例中，所有的分离器管50引起相同方向上的气旋空气流，包括A处示出的分离器管50。在这个实施例，所有分离器管引起逆时针方向上的气旋空气流。应理解，在其他实施例中，分离器管50可以全部在顺时针方向上；或者多个分离器管50可以在一个方向上，而其他多个分离器管可以在另一方向上。

可以作出许多不同的实施例。例如，壳体24可以呈两个半部或部件，并且分离器管50和通道壁82/通道安排80可以存在于壳体24的一侧或另一侧上，或者在壳体24的同一侧上。

D.示例方法

可以使用如本文中描述的预清洁器24来实践对空气进行预清洁的方法。所述方法包括将空气指引到壳体30的上游流面40中。然后将空气指引到壳体30的内部容积中的多个分离器管50中。分离器管具有叶片安排54以在管50内引起气旋空气流并且致使微粒通过管50中的微粒出口58离开管50。所述方法包括将来自微粒出口58的微粒指引到通道安排80中并且朝向壳体30中的灰尘出口安排42指引。从那里，经预清洁的空气将通过分离器管50的离开端74离开并被吸入到空气过滤器安排26中，其中它在被进入发动机12中之前将进行进一步过滤。

以上呈现了示例原理。可以使用这些原理作出许多实施例。

Claims (23)

1.一种预清洁器，包括：

(a)壳体，所述壳体具有周围壁、内部容积、上游流面和灰尘出口安排；

(b)所述内部容积中的多个至少两个分离器管；每个分离器管具有用于在所述分离器管内引起从所述上游流面流动的气旋空气流的叶片安排；经预清洁空气出口；和微粒出口；以及

(c)一个或多个通道安排，所述一个或多个通道安排与所述微粒出口中的至少一些微粒出口处于空气流连通，以将来自所述微粒出口的空气流和微粒朝向所述灰尘出口安排引导；

其中所述通道安排中的一者或多者包括以下任一项：至少一个通道壁；一对通道壁；或者不止一对通道壁，所述通道壁被成形为将来自所述微粒出口的空气流和微粒朝向所述灰尘出口安排引导；

至少第一分离器管具有与所述第一分离器管的所述微粒出口处于空气流连通的第一通道安排，所述第一通道安排包括至少一个通道壁；以及

所述通道壁中的一者或多者限定在所述通道壁之间并靠近相应的分离器管的入口间隙，以及在所述通道壁之间并远离相应的分离器管的出口间隙；所述出口间隙小于所述入口间隙；所述出口间隙不大于所述入口间隙的60%；其中每个通道安排具有相同的横截面形状；并且

其中每个微粒出口的相反侧上具有一对通道壁。

2.如权利要求1所述的预清洁器，其中，所述第一通道安排包括至少一对通道壁。

3.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中，每个分离器管包括：

(a)入口管，所述入口管具有在所述上游流面处的第一端和相反的第二端；所述第二端限定形成所述微粒出口的开口狭槽；

(b)所述入口管内的所述叶片安排，所述叶片安排被构造并安排成在所述入口管内引起气旋空气流；以及

(c)出口管，所述出口管具有开口进入端和相反的开口离开端；所述出口管的所述开口进入端在所述入口管的内部内。

4.如权利要求3所述的预清洁器，其中，所述开口狭槽处于所述通道安排中的一者或多者的通道壁之间。

5.如权利要求1所述的预清洁器，其中，所述出口间隙不大于所述分离器管的外直径的50%。

6.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中，所述出口间隙为4 mm至11 mm。

7.如权利要求1所述的预清洁器，其中，所述通道壁中的至少一者包括：

(a)靠近相应的分离器管的第一壁区段；以及

(b)相对于所述第一壁区段以非零角度成角度的第二壁区段。

8.如权利要求7所述的预清洁器，其中，随着所述第一壁区段延伸远离并朝向所述壳体的所述灰尘出口安排延伸，所述第一壁区段相对于垂直于所述壳体的顶部和底部延伸的纵向平面成20度与60度之间的角度。

9.如权利要求7和8中任一项所述的预清洁器，其中，随着所述第二壁区段延伸远离所述第一壁区段并且朝向所述壳体的所述灰尘出口安排延伸，所述第二壁区段相对于所述第一壁区段成100度至160度的角度。

10.如权利要求7和8中任一项所述的预清洁器，其中，随着所述第二壁区段延伸远离所述第一壁区段并且朝向所述壳体的所述灰尘出口安排延伸，所述第二壁区段相对于所述第一壁区段成110度至150度的角度。

11.如权利要求7至8中任一项所述的预清洁器，其中，所述第二壁区段与相应的分离器管的中心横向间隔开第一距离，所述第一距离大于所述分离器管的外直径。

12.如权利要求7所述的预清洁器，其中：

(a)所述多个分离器管包括至少两列两行分离器管；

(b)每一对通道壁限定在所述通道壁之间并靠近相应的分离器管的入口间隙，以及在所述通道壁之间并远离相应的分离器管的出口间隙；所述出口间隙小于所述入口间隙；

(c)所述第二壁区段与所述壳体的侧壁之间的最小横向距离为：

（所述出口间隙的宽度×（单个列中的出口间隙总数量 - 1））/2。

13.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中，所述多个分离器管包括至少两列一行分离器管。

14.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中，所述多个分离器管包括至少两列两行或更多行分离器管。

15.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中，所述灰尘出口安排包括间隔开的第一灰尘抽空阀和第二灰尘抽空阀。

16.如权利要求1至2中任一项所述的预清洁器，其中：

(a)所述多个分离器管包括第一列多个分离器管和第二列多个分离器管；

(b)所述第一列分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的一者上的气旋空气流；并且

(c)所述第二列分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的另一者上的气旋空气流。

17.如权利要求16所述的预清洁器，其中：

(a)所述灰尘出口安排包括第一灰尘抽空阀，所述第一灰尘抽空阀与同所述第一列分离器管相对应的通道安排处于空气流连通；并且

(b)所述灰尘出口安排包括第二灰尘抽空阀，所述第二灰尘抽空阀与同所述第二列分离器管相对应的通道安排处于空气流连通。

18.如权利要求1所述的预清洁器，其中：

(a)所述多个分离器管至少包括对准成行的第一分离器管和第二分离器管；

(b)所述第一分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的一者上的气旋空气流；

(c)所述第二分离器管引起顺时针方向或逆时针方向中的另一者上的气旋空气流；并且

(d)所述一个或多个通道安排包括与所述第一分离器管和所述第二分离器管的所述微粒出口处于空气流连通的通道安排，以在相同方向上并朝向所述灰尘出口安排喷射空气流和微粒。

19.如权利要求1所述的预清洁器，其中所述出口间隙不大于所述入口间隙的40%。

20.如权利要求1所述的预清洁器，其中所述出口间隙不大于所述入口间隙的20%。

21.一种空气清洁器系统，包括：

(a)根据权利要求1至20中任一项所述的预清洁器；以及

(b)空气过滤器安排，所述空气过滤器安排在所述预清洁器的下游并与其空气流连通，所述空气过滤器安排吸入来自所述分离器管的经预清洁空气出口的空气。

22.一种用权利要求1所述的预清洁器对空气进行预清洁的方法，所述方法包括：

(a)将空气导引到壳体的上游流面中，所述壳体具有周围壁、内部容积和灰尘出口安排；

(b)将所述空气导引到所述内部容积中的多个分离器管中，所述多个分离器管具有叶片安排以在所述分离器管内引起气旋空气流并致使微粒通过所述分离器管中的微粒出口离开所述分离器管；并且

(c)将来自所述微粒出口的微粒导引到通道安排中并朝向所述灰尘出口安排导引；

其中至少第一分离器管具有与所述第一分离器管的所述微粒出口处于空气流连通的第一通道安排，所述第一通道安排包括至少一个通道壁；以及所述通道壁中的一者或多者限定在所述通道壁之间并靠近相应的分离器管的入口间隙，以及在所述通道壁之间并远离相应的分离器管的出口间隙；所述出口间隙小于所述入口间隙；所述出口间隙不大于所述入口间隙的60%；并且

其中每个微粒出口的相反侧上具有一对通道壁。

23.如权利要求22所述的方法，包括使用如权利要求2至20中任一项所述的预清洁器和/或如权利要求21所述的空气清洁器系统。

Images