CN113006984B - 长效免维护空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长效免维护空气过滤装置，属于空气过滤设施技术领域，包括与进气管道相连的外筒及其内部两层滤芯，外滤芯为表面附有纳米纤维膜的滤芯材质，外滤芯的纵截面为U形、且套装于内滤芯外部；外滤芯与内滤芯及外筒之间均设有气体通道，外滤芯开放端与由控制器控制的清灰机构相连。通过表面附着纳米纤维膜的滤芯材质，能够阻挡2‑5微米的灰尘，纳米纤维膜与灰尘具有不溶性，在发动机停机情况下，控制器控制清灰机构对外滤芯上的灰尘进行清理，能够有效提高外滤芯的过滤效率及使用寿命，确保发动机平稳运行。本发明能够实现自动排尘工作可靠，自动化程度高，外滤芯的使用寿命能够达到普通外滤芯的2到3倍。

Description

长效免维护空气过滤装置
技术领域
本发明涉及空气过滤设施技术领域，尤其涉及一种长效免维护空气过滤装置。
背景技术
工程设备的空气过滤器主要采用进气道离心过滤(或先对混合空气预过滤)加两级干式过滤结合技术，通过定期换新空滤替用旧空滤，或者不定期对旧空滤拆下用压缩空气吹灰维护来保证过滤器正常工作，从而使发动机进气系统空气清洁，保证用气设备以及发动机正常工作。
目前，现有空气过滤装置采用更换滤清器主滤以及安全外滤芯(两级外滤芯)来保证空气过滤装置的正常工作，由于不同环境空气内杂质区别较大，造成滤清器外滤芯寿命长短区别较大，不换外滤芯过滤装置就无法使用，而客户频繁更换外滤芯就造成设备空气过滤领域保养费用直线上升，设备停工造成使用效率降低。95％大部分客户均是采取将外滤芯从过滤装置中拆下并用压力空气进行外滤芯表面灰尘清理达到外滤芯的多次重复使用。由于目前两级过滤滤材都是标准纸浆合成的，滤材本身强度不够(不适合重复多次使用)，用户频繁用压缩空气清理外滤芯，在滤纸多次吹灰作业中，受压缩空气的方向与压力大小等因素，造成滤材孔隙逐渐加大，最终使滤纸对灰尘的过滤性能大大降低，导致空气过滤装置的功能失效，达不到清洁空气的要求。发动机在此状况下工作，设备发动机磨损严重，活塞及环与缸壁的磨损逐渐加大，最终导致发动机无法有效工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种长效免维护空气过滤装置，可实现空气过滤装置免维护、外滤芯使用寿命长、设备使用出勤率高的目的，进而降低外滤芯等消耗品的费用支出。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种长效免维护空气过滤装置，包括用于与发动机进气口相连的过滤筒，所述过滤筒为中心轴线水平设置的圆柱体，所述过滤筒的底部设有安装支架；所述过滤筒包括外筒及两端开口的内滤芯，所述外筒与内滤芯之间设有表面附有纳米纤维膜的外滤芯，所述外滤芯的纵截面为U形、且套装于内滤芯的外部，所述外筒为分体式结构、且与进气管道相连；所述外滤芯与内滤芯及外筒之间均设有气体通道，所述外滤芯的开放端与清灰机构相连，所述清灰机构由控制器控制，用于在停机时清除外滤芯外表面上的灰尘。
优选的，所述清灰机构包括用于储存压缩空气的储气筒，所述储气筒的进口通过单向进气阀与气源相连，所述储气筒的出口通过控制阀与排气通道相连，所述单向进气阀及控制阀均与控制器相连；所述排气通道的进口与外滤芯与内滤芯之间的气体通道连通、且设置于外滤芯的开放端；所述外筒的侧壁上设有排灰口。
优选的，所述排灰口为若干个，若干个排灰口与外滤芯与外筒之间的气体通道连通，且呈环状布置于外筒的底部及其端部四周边缘。
优选的，所述排灰口设有排灰单向阀；所述控制阀为单向控制阀；所述储气筒上还设有安全阀和放水阀。
优选的，还包括外挂式压缩机，所述压缩机的出气口与储气筒的进口相连。
优选的，所述储气筒平行设置于过滤筒的斜上方，所述储气筒设置于进气通道的一侧，所述储气筒通过固定支架与过滤筒相连。
优选的，所述固定支架为两个能够包裹储气筒的安装环，两个安装环方便套装于储气筒的两端；所述过滤筒的外部包裹能够与安装支架固定相连的固定环，两个固定环套装于过滤筒的两端；所述安装环及固定环均设有能够与螺栓配合的开口。
优选的，所述外筒包括筒体和筒盖，所述筒体与筒盖通过卡接密封结构活动连接，所述筒盖对应设置于外滤芯封闭端的外部；所述内滤芯通过进气接口与发动机进气口相连，所述筒盖及进气接口分别设置于外滤芯的两端；所述进气接口与发动机相连的一端外圆上设有凸起的环形密封台。
优选的，所述筒盖的外部上方设有半包围的后防雨罩；所述进气通道垂直设置于储气筒的一侧，所述进气通道的下端出口与外筒相连；所述内滤芯的内部设有支撑架，所述进气通道的上端进口上方设有进气防雨罩。
优选的，所述卡接密封结构包括卡扣和卡座，所述卡座与筒体转动连接，所述卡扣的一端与卡座转动连接、另一端设有挂钩，所述筒盖的边缘设有与挂钩相配合的凹檐；所述筒体端部表面上设有与凹檐配合的凸台，所述凸台与凹檐之间的配合面上设有密封结构。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在外滤芯的表面附着一层纳米纤维膜，能够阻挡2-5微米的灰尘，且纳米纤维膜与灰尘具有不溶性，在发动机停机情况下，通过控制器控制清灰机构对外滤芯上的灰尘进行清理，能够有效提高外滤芯的过滤效率及使用寿命，确保发动机平稳运行。本发明能够实现自动排尘工作可靠，自动化程度高，外滤芯的使用寿命能够达到普通外滤芯的2到3倍。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种长效免维护空气过滤装置的结构示意图；
图2是图1中空气过滤装置的右视图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5是图1中固定支架及固定环的结构示意图；
图6是本发明一个实施例的侧视图；
图7是图6中过滤筒的G向视图；
图中：1-过滤筒，101-外筒，102-内滤芯，103-凹檐，104-凸台，105-密封结构；111-筒体，121-筒盖；100-气体通道；
2-外滤芯，3-进气通道，4-安装支架，5-进气防雨罩，6-进气接口，7-卡扣，8-卡座，9-挂钩，10-储气筒，11-单向进气阀，12-控制阀，13-排气通道，14-后防雨罩，15-排灰单向阀，16-安全阀，17-固定支架，18-固定环，19-开口，20-密封台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、3所示，本发明实施例提供的一种长效免维护空气过滤装置，包括用于与发动机进气口相连的过滤筒1，所述过滤筒1包括外筒101及两端开口的内滤芯102，所述外筒101与内滤芯102之间设有表面附有纳米纤维膜的外滤芯2，所述外滤芯2的纵截面为U形、且套装于内滤芯102的外部，所述外筒101为分体式结构、且与进气管道3相连；所述外滤芯2与内滤芯102及外筒101之间均设有气体通道100，所述外滤芯2的开放端与清灰机构相连，所述清灰机构由控制器控制，用于在停机时清除外滤芯上的灰尘。其中，内滤芯及外滤芯均采用附有纳米纤维膜的滤芯材质。借助外滤芯表面的纳米纤维膜能够阻挡2-5微米的灰尘，在发动机停机情况下，通过控制器控制清灰机构对外滤芯上的灰尘进行清理，由于纳米纤维膜与灰尘具有不溶性，能够有效清理表面附着的灰尘，提高外滤芯的过滤效率及使用寿命，进而保证发动机运行的稳定性。
作为一种优选结构，如图1-3所示，所述过滤筒1为中心轴线水平设置的圆柱体，所述过滤筒1的底部设有安装支架4；所述进气通道3垂直设置、且其下端与外筒101相连；所述内滤芯102的内部设有支撑架，所述进气通道3的上方设有进气防雨罩5，能够避免雨水及杂物进入过滤筒内。
在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，所述清灰机构包括用于储存压缩空气的储气筒10，所述储气筒10的进口通过单向进气阀11与气源相连，所述储气筒10的出口通过控制阀12与排气通道13相连，所述单向进气阀11及控制阀12均与控制器相连；所述排气通道13的进口与外滤芯2与内滤芯102之间的气体通道100连通、且设置于外滤芯2的开放端；所述外筒101的侧壁上设有排灰口。其中，所述排灰口为若干个，若干个排灰口与外滤芯2与外筒101之间的气体通道连通，且设置于外筒底部及呈环状布置于筒盖121的四周边缘。将压缩空气储存于储气筒内，当车辆停运时，控制器向控制阀发出指令，即可将压缩空气输送至过滤筒内，高压空气对外滤芯进行反吹，通过筒盖四周的排灰口排出。图3中的箭头表示清灰操作过程中压缩空气的流动方向。
为了避免排灰口受阻，如图3、6、7所示，所述筒盖121的外部上方设有半包围的后防雨罩14，后防雨罩可制作为270度左右。同时，所述排灰口设有排灰单向阀15；所述控制阀12为单向控制阀。采用单向阀可实现气流的单向流动，避免返流，有效提高清灰效果。图6、7中箭头表示发动机工作时空气的流动方向。
为了确保储气筒内压缩空气的干燥性，所述储气筒10上还设有安全阀16和放水阀(图中未画出)，通过定期放水能够确保压缩空气的干燥性。其中，储气筒10的容积为6-15L，具体容量可根据实际需要设定，能够满足清灰需要。
进一步优化上述技术方案，还包括外挂式压缩机(图中未画出)，所述压缩机的出气口与储气筒10的进口相连。该结构自带压缩机，无需车载气源即可实现清灰操作，该方案适用于没有气源的车辆使用。而没带压缩机的方案就需要借助车辆自身气源。具体安装时，如图2所示，所述储气筒10平行设置于过滤筒1的斜上方，所述储气筒10设置于进气通道3的一侧，所述储气筒10通过固定支架17与过滤筒1相连。
在本发明的一个具体实施例中，如图1、5所示，所述固定支架17为两个能够包裹储气筒10的安装环，两个安装环方便套装于储气筒10的两端；所述过滤筒1的外部包裹能够与安装支架4固定相连的固定环18，两个固定环18套装于过滤筒1的两端；所述安装环及固定环均设有能够与螺栓配合的开口19，将储气筒10及过滤筒1固定好后，通过螺栓连接固定开口处，并通过安装支架4固定在发动机的外部车体上。
在本发明的一个具体实施例中，如图3、4所示，所述外筒101包括筒体111和筒盖121，所述筒体111与筒盖121通过卡接密封结构活动连接，所述筒盖121对应设置于外滤芯2封闭端的外部；所述内滤芯102通过进气接口6与发动机进气口相连，所述筒盖121及进气接口6分别设置于外滤芯2的两端；所述进气接口3与发动机相连的一端外圆上设有凸起的环形密封台21，进气接口6的另一端固定于内滤芯102的端部外壁上。进气接口通过环形密封台与发动机进气口实现径向密封，相对轴向密封更可靠。
进一步优化上述技术方案，如图4所示，所述卡接密封结构包括卡扣7和卡座8，所述卡座8与筒体111转动连接，所述卡扣7的一端与卡座8转动连接、另一端设有挂钩9，所述筒盖121的边缘设有与挂钩9相配合的凹檐103；所述筒体111端部表面上设有与凹檐103配合的凸台104，所述凸台104与凹檐103之间的配合面上设有密封结构105。其中，卡扣由弹性厚钢片制作；凸台的内部嵌装密封条，借助密封结构可实现筒体与筒盖的密封连接。为了方便操作，在卡座的自由端设置L形把柄。使用时，向外扳动卡座，卡座绕连接轴转动的同时带动卡扣向外转动，挂钩与凹檐之间的配合放松，即可将卡扣打开；反之，先将挂钩扣入凹檐内槽，将卡座扳向并贴紧筒体，卡扣即可拉紧，实现筒盖与筒体的连接固定。采用筒体外表面的凸台能够实现筒盖与筒体的径向密封；同时采用卡扣与卡座的配合，能够快速打开筒盖，更换外滤芯更方便快捷，无需其它工具即可实现外滤芯的快速装卸。
综上所述，本发明具有结构简单紧凑、密封及过滤效果好的优点，提高附有纳米纤维膜的外滤芯能够提高过滤性能，在高压压缩空气的吹动下能够快速清除外滤芯表面附着的灰尘，实现外滤芯的反复使用，延长其使用寿命；单向控制阀在控制器控制下能够实现自动化清灰操作，提高了自动化程度，无需人工操作；进气接口与发动机进气口、筒体与筒盖均采用径向密封，相对轴向密封更可靠；筒体与筒盖利用卡扣与卡座的配合，能够轻松打开外筒更换外滤芯，无需额外工具，方便快捷。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种长效免维护空气过滤装置，其特征在于：包括用于与发动机进气口相连的过滤筒，所述过滤筒为中心轴线水平设置的圆柱体，所述过滤筒的底部设有安装支架；所述过滤筒包括外筒及两端开口的内滤芯，所述外筒与内滤芯之间设有表面附有纳米纤维膜的外滤芯，所述外滤芯的纵截面为U形、且套装于内滤芯的外部，所述外筒为分体式结构、且与进气管道相连；所述外滤芯与内滤芯及外筒之间均设有气体通道，所述外滤芯的开放端与清灰机构相连，所述清灰机构由控制器控制，用于在停机时清除外滤芯外表面上的灰尘；所述清灰机构包括用于储存压缩空气的储气筒，所述储气筒的进口通过单向进气阀与气源相连，所述储气筒的出口通过控制阀与排气通道相连，所述单向进气阀及控制阀均与控制器相连；所述排气通道的进口与外滤芯与内滤芯之间的气体通道连通、且设置于外滤芯的开放端；所述外筒的侧壁上设有排灰口；所述排灰口设有排灰单向阀；所述控制阀为单向控制阀；所述储气筒上还设有安全阀和放水阀；单向控制阀在控制器控制下能够实现自动化清灰操作；
所述外筒包括筒体和筒盖，所述筒体与筒盖通过卡接密封结构活动连接，所述筒盖对应设置于外滤芯封闭端的外部；所述内滤芯通过进气接口与发动机进气口相连，所述筒盖及进气接口分别设置于外滤芯的两端；所述进气接口与发动机相连的一端外圆上设有凸起的环形密封台；
所述卡接密封结构包括卡扣和卡座，所述卡座与筒体转动连接，所述卡扣的一端与卡座转动连接、另一端设有挂钩，所述筒盖的边缘设有与挂钩相配合的凹檐；所述筒体端部表面上设有与凹檐配合的凸台，所述凸台与凹檐之间的配合面上设有密封结构；卡扣由弹性厚钢片制作；凸台的内部嵌装密封条，借助密封结构可实现筒体与筒盖的密封连接；
在卡座的自由端设置L形把柄；使用时，向外扳动卡座，卡座绕连接轴转动的同时带动卡扣向外转动，挂钩与凹檐之间的配合放松，即可将卡扣打开；反之，先将挂钩扣入凹檐内槽，将卡座扳向并贴紧筒体，卡扣即可拉紧，实现筒盖与筒体的连接固定。
2.根据权利要求1所述的长效免维护空气过滤装置，其特征在于：所述排灰口为若干个，若干个排灰口与外滤芯与外筒之间的气体通道连通，且呈环状布置于外筒的底部及筒盖端部四周边缘。
3.根据权利要求1所述的长效免维护空气过滤装置，其特征在于：还包括外挂式压缩机，所述压缩机的出气口与储气筒的进口相连。
4.根据权利要求1所述的长效免维护空气过滤装置，其特征在于：所述储气筒平行设置于过滤筒的斜上方，所述储气筒设置于进气通道的一侧，所述储气筒通过固定支架与过滤筒相连。
5.根据权利要求4所述的长效免维护空气过滤装置，其特征在于：所述固定支架为两个能够包裹储气筒的安装环，两个安装环方便套装于储气筒的两端；所述过滤筒的外部包裹能够与安装支架固定相连的固定环，两个固定环套装于过滤筒的两端；所述安装环及固定环均设有能够与螺栓配合的开口。
6.根据权利要求1所述的长效免维护空气过滤装置，其特征在于：所述筒盖的外部上方设有半包围的后防雨罩；所述进气通道垂直设置于储气筒的一侧，所述进气通道的下端出口与外筒相连；所述内滤芯的内部设有支撑架，所述进气通道的上端进口上方设有进气防雨罩。
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