CN113047988A - 油浴式油气分离空滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气过滤领域，具体公开了油浴式油气分离空滤器，包括壳体以及设置在壳体内的油气分离单元，壳体上设有进气口、出气口以及与进气口连通的曲轴箱废气排气孔，油气分离单元包括进气管、油杯和过滤环，进气管的一端与壳体的进气口处固定连接并且连通，进气管的另一端与油杯相对并且连通，过滤环套设在进气管靠近油杯的一端上，且过滤环与进气管之间设置有若干可将空气向壳体内壁上导流的导流片。本方案在过滤时，大部分灰尘高速冲向油杯内的油面上，大部分灰尘会被过滤油吸附，此时空气中剩余的灰尘会粘附雾化后的过滤油进而质量变大，当空气在导流片的导流下冲击到壳体的内壁上，灰尘会随着过滤油直接粘附到壳体内壁上，对灰尘多重过滤。

Description

油浴式油气分离空滤器

技术领域

本发明属于空气过滤领域，具体涉及油浴式油气分离空滤器。

背景技术

内燃机是燃烧燃油来获取能量释放的发动机，燃烧燃油需要让燃油与相应比例的空气进行混合，便于燃油被点燃燃烧，转化为动力。在进气时，空气中的一部分灰尘滞留在机体内加剧了缸体的磨损，内燃机的吸排气阀片、阀座和弹簧等零部件经常进行解体清洗和更换，这会造成材料、配件费用高和故障多的问题。

所以需要采用空气过滤器对空气进行过滤，内燃机在农用或工程用等恶劣环境下，空气中含有的尘土量非常大，当大量的尘土进入到空滤器中后，纸质过滤芯在使用不到一小时后就会被尘土封堵失去过滤能力，所以常规纸质过滤芯使用寿命非常短，使用成本高，且更换纸质过滤芯也非常费时；同时当内燃机在使用的过程中，燃烧室内的少量燃气会经过活塞环进入到曲轴箱内，导致曲轴箱内的气压升高，当曲轴箱内的废气气压升高后，需要采用通气管对曲轴箱废气进行排泄，以平衡曲轴箱内的气压，避免曲轴箱出现窜气；而通气管内排出的曲轴箱废气中含有较多的机油，机油直接排放到外界环境中会对界环境造成严重污染，所以常规是将通气管与内燃机的进气管直接连通，对机油进行燃烧消耗，当内燃机长期燃烧机油后，内燃机燃烧室的内壁上容易形成积碳，当燃烧室内的活塞在做功时，积碳会导致活塞与燃烧室内壁之间发生较大的摩擦，导致活塞缸容易出现磨损，长时间就会导致发动机温度升高，很快就会出现拉缸，报废等情况。

发明内容

本发明意在提供油浴式油气分离空滤器，以解决纸质的过滤组件寿命低更换麻烦和使用成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：油浴式油气分离空滤器，包括壳体以及设置在壳体内的油气分离单元，壳体上设有进气口和出气口，还包括与进气口连通的曲轴箱废气排气孔，油气分离单元包括进气管、油杯和过滤环，进气管的一端与壳体的进气口处固定连接并且连通，进气管的另一端与油杯相对并且连通，过滤环套设在进气管靠近油杯的一端上，且过滤环与进气管之间设置有若干可将空气向壳体内壁上导流的导流片。

基础方案的原理及其优点：在内燃机启动的瞬间，与内燃机相连的进气系统迅速吸气，外界的空气快速的通过进气口进入到进气管内，使得带有灰尘的空气在经过进气管导流后高速冲向油杯内的过滤油油面上，由于灰尘的质量大，当灰尘冲击到过滤油上时，空气中80％左右的灰尘被吸附到过滤油中，实现对灰尘的吸附过滤。

然后由于空气流动速度快，空气会冲击到过滤油的油面上，使得部分过滤油被冲击后发生雾化，使得空气中剩余的灰尘粘附到雾化的过滤油内，有效的增加了灰尘的重量；当空气带动雾化的过滤油和灰尘穿过过滤环和导流片后，雾化的过滤油和灰尘会受到离心力的作用冲击到壳体的内壁上，此时灰尘在雾化的过滤油的粘附下重量增大，灰尘在壳体内的离心力也大，能让灰尘和雾化的过滤油同步且快速的粘附到壳体的内壁上，实现对空气中的灰尘的二次清除过滤，让灰尘的清除率达到90％以上；同时当雾化的过滤油粘附到壳体的内壁上以后，能够快速的减少过滤后的空气中的过滤油，使得从出气口处排出的空气保持纯净，避免内燃机的燃烧室内出现燃烧机油的情况；同时壳体内壁上过滤油聚集到一定厚度后，会随内壁流下回到油杯内，进而避免油杯内的过滤油减少，使得油杯内长期存有适量的过滤油对空气进行过滤处理。

当内燃机处于启动状态时，曲轴箱内排出的废气通过曲轴箱废气排气孔进入到进气管内，此时空滤器能对废气进行同样的过滤处理，可实现对曲轴箱废气中机油和空气的分离，进而有效的解决发动机烧机油问题，避免燃烧室内积碳的形成，能够让内燃机保持良好的动力输出状态，降低内燃机的损坏风险；同时在连接曲轴箱废气排气孔后，废气中含有大量的机油油雾对空气中的灰尘进行加湿，进而增大灰尘的质量和惯量，便于对灰尘进行油浴式过滤和离心过滤；同时当机油被空滤器分离后，机油能对空滤器内的过滤油进行补充，保证空滤器具有良好的油浴过滤能力。

在面对农用或工程用等恶劣环境下时，此空滤器采用油浴式过滤和离心过滤的双重过滤结合，相较于纸质的过滤组件其过滤效率也有明显提升，且使用时不会出现过滤器被灰尘封堵的情况，有效的提高整个空滤器的灰尘和过滤油的过滤能力。

进一步，壳体内设有与出气口连通的导流腔以及套设在进气管外的导流管，导流管的一端与导流腔连通，导流管的另一端与过滤环的外壁固定连接，导流管靠近过滤环的一端与油杯连通并且相对。

由于导流管套设在进气管外，且过滤环位于导流管的内壁和进气管的外壁之间，当空气从油杯内进入到导流管内时，导流片能将带有灰尘的雾化后的过滤油准确的导向导流管的管状内壁，进而让灰尘快速且均匀的粘附到导流管的内壁上，增强对灰尘和雾化的过滤油的粘附效率。

进一步，导流片螺旋或倾斜设置在过滤环与进气管之间。

当被油杯过滤后的空气冲击到过滤环处时，螺旋或倾斜设置的导流片能对空气的流向进行导向，使得空气中的灰尘和雾化后的过滤油切向冲击到壳体的内壁上，让灰尘和过滤油受到的离心力增强，相应的对灰尘和过滤油的离心过滤效果得到增强，确保灰尘和过滤油粘附到导流管的内壁上，增大了对灰尘的过滤量和过滤效率，同时进一步避免过滤油通过出气口进入到内燃机的燃烧室内，进一步解决了内燃机燃烧机油的问题。

进一步，导流管远离导流片的一端上同轴固定安装有可对过滤油进行阻挡的挡油环，挡油环的外圈与导流管的内壁连接，挡油环的内圈与进气管之间设有供空气通过的间隙。

当灰尘和雾化后的过滤油进入到导流管内后，灰尘和雾化后的过滤油受到离心力的作用沿导流管的内壁处螺旋上升，当灰尘和雾化后的过滤油在空气气流的带动下螺旋上升至挡油环处时，挡油环能对继续上升的灰尘和雾化后的过滤油进行阻挡，能够进一步的降低空气中灰尘和过滤油的含量；同时挡油环上粘附了大量过滤油和灰尘后，会将过滤油和灰尘向导流管的内壁上导流，使得过滤油回流至油杯中，也便于对灰尘进行沉降。

进一步，过滤环靠近挡油环的一侧上设有环状的沟槽，导流环的沟槽内设有若干连通沟槽和油杯的集油孔。

当导流管的内壁上粘附有大量的过滤油和灰尘后，过滤油裹挟着灰尘沿导流管的内壁下流，过滤油和灰尘聚集到过滤环的沟槽内，使得聚集后的过滤油和灰尘通过集油孔回流至油杯内，实现对过滤油的回收以及灰尘的沉降，使得油杯内的过滤油具有持续的过滤能力。

进一步，油杯与导流管靠近过滤环的一端可拆卸连接。

油杯中的过滤油在长期使用后，过滤油内会存有大量的灰尘，此时需要对油杯内的过滤油进行更换以及对油杯进行清洗，此时拆卸导流管上的油杯，方便对油杯进行清洗或者添加过滤油，让空滤器持续具有过滤能力。

进一步，壳体包括壳盖和下壳体，壳盖与下壳体可拆卸连接，进气管竖直设置在壳盖上，导流管竖直设置在下壳体上，进气管、导流管和过滤环均竖直同轴设置，油杯设置在导流管的下端上。

通过壳盖和下壳体的设置，便于对壳盖和下壳体进行拆装，也便于对壳体的内部结构进行清洁；同时将进气管、导流管和过滤环均竖直同轴设置，便于进入到进气管内的空气竖直充入到油杯内，使得油杯对进入到空滤器的空气进行充分的油浴式过滤；同时空气进入到导流管和过滤环之间时，能让空气均匀的充入到导流管内壁与进气管的外壁之间，让空气中剩余的灰尘和雾化后的过滤油被均匀的粘附到导流管的内壁上，提升对灰尘过滤的全面性。

进一步，进气管的上端穿过进气口并且位于壳体外，进气管的顶端上设有盖组件，盖组件包括呈漏斗状的连接管以及连接管的顶端卡扣连接的盖子，连接管的下端与进气管的顶端卡扣连接，连接管的斜面上设有若干与进气管连通的进气孔。

空气进入到进气管内时，空气从连接管斜面处的进气孔处进入，此时连接管的顶端以及盖子均能对竖直掉落的灰尘进行阻挡，同时也能够避免灰尘直接从进气管的顶端直接进入到进气管内，能有效的减少灰尘的进入量，降低空滤器的过滤压力。

进一步，壳盖与下壳体的连接处设有第一密封圈，第一密封圈与下壳体连接。

当壳盖安装到下壳体时，第一密封圈能对壳盖与下壳体之间的连接处进行密封，避免在进行空气的过滤时壳盖与下壳体之间有未被过滤的空气进入，确保过滤后的空气保持纯净；同时便于拆卸壳盖和下壳体，对壳盖和下壳体的内部进行清理。

进一步，还包括与下壳体内壁相抵的过滤棉，过滤棉可拆卸安装在导流腔内，且过滤棉覆盖出气口。

在使用空滤器前，先让过滤棉内浸上少量过滤油，在进行过滤时，空气通过导流管进入到导流腔内，空气被浸有过滤油的过滤棉再次过滤，此时过滤棉内的过滤油能再次对空气内剩余的灰尘进行吸附清除，确保空气被充分过滤后才从出气口处排出，此时过滤后的空气内的灰尘含量相较于空气进气时的灰尘含量下降至1％以内；与此同时过滤棉能对空气中含有的雾化后的过滤油进行吸附，可将过滤后的空气中的过滤油降低至1％以内，降低内燃机内机油和过滤油的燃烧量。

附图说明

图1为本发明实施例1中油浴式油气分离空滤器主视方向的纵向剖视；

图2为图1中油浴式油气分离空滤器的俯视图；

图3为本发明实施例2中油浴式油气分离空滤器主视方向的纵向剖视；

图4为图3中过滤环和导流片的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：壳体10、壳盖101、下壳体102、嵌槽103、第一密封圈104、进气口105、出气口106、导流腔107、导流管108、第二密封圈109、进气管110、过滤环111、内环112、外环113、沟槽123、集油孔133、导流片114、曲轴箱废气排气孔115、废气排气管116、第三密封圈117、挡油环118、油杯20、过滤棉30、隔板40、凸起401、连接管501、盖子502、进气孔503。

实施例1

实施例1基本如附图1和附图2所示：油浴式油气分离空滤器，包括壳体10以及设置在壳体10内的油气分离单元，壳体10包括壳盖101和下壳体102，下壳体102的上端上设有纵截面呈“U”形的嵌槽103，嵌槽103内嵌入有第一密封圈104，壳盖101的下端可嵌入到嵌槽103内并且与第一密封圈104相抵，壳盖101的边沿处与下壳体102的边沿处通过螺栓和螺母固定连接。如图1所示，壳盖101的右侧上竖直设置有进气口105，下壳体102的左下侧上竖直设置有出气口106。

如图1所示，下壳体102的左侧设有与出气口106连通的导流腔107，下壳体102的右侧设有与下壳体102一体成型的导流管108，导流管108的上端与导流腔107连通；导流管108下端的外壁上卡紧设置有第二密封圈109，导流管108的下端上安装有油杯20并且油杯20的上端可与第二密封圈109相抵，导流管108下端的外壁与油杯20的上端螺纹连接；同时油杯20采用透明塑料材料制成，方便观察灰尘多少以适时进行清理，且油杯20外面设有直条筋以便于徒手拆下和拧紧油杯20，从而实现此空滤器的快速清理。

如图1所示，油气分离单元包括进气管110和过滤环111，进气管110竖直设置，进气管110的下端穿过导流管108并与油杯20相对且连通，进气管110的上端穿过壳盖101上的进气口105并位于壳体10外，且进气管110与壳盖101一体成型；进气管110的顶端上设有盖组件，盖组件包括呈漏斗状的连接管501以及与连接管501的顶端卡扣连接的盖子502，连接管501的下端与进气管110的顶端卡扣连接，连接管501的斜面上设有若干与进气管110连通的进气孔503；连接管501和盖子502上设有与进气管110连通的曲轴箱废气排气孔115，如图2所示，曲轴箱废气排气孔115处一体成型有与曲轴箱的通气管连通的废气排气管116。

过滤环111包括内环112、外环113以及一体成型在内环112和外环113之间的若干导流片114，导流片114螺旋设置在内环112和外环113之间；外环113的上端与导流管108的下端面胶接，内环112的内壁与进气管110的下端外壁贴合；进气管110、导流管108和过滤环111均竖直同轴设置。

此外，还包括过滤棉30，过滤棉30为海绵，过滤棉30卡扣在导流腔107内，过滤棉30与下壳体102的内壁相抵，且过滤棉30覆盖出气口106；还包括带有若干通孔的隔板40，隔板40设置在过滤棉30和下壳体102设有出气口106的内壁之间，过滤棉30的下侧与隔板40的上表面相抵，隔板40的下侧上一体成型有若干凸起401，凸起401与下壳体102内壁相抵，凸起401使得隔板40与下壳体102的下侧内壁之间留有空气穿过的间隙。

本实施例中的油浴式油气分离空滤器在使用时，先向过滤棉30内浸入少量的过滤油，然后将该过滤棉30安装到导流腔107内；同时向油杯20内加入过滤油，使得过滤油占据油杯20容量的三分之二，然后将空滤器的出气口106与内燃机的进气系统连通。

在内燃机启动的瞬间，与内燃机相连的进气系统迅速吸气，外界的空气快速的通过进气口105进入到进气管110内，当空气进入到进气管110内时，空气从连接管501斜面处的进气孔503处进入，此时连接管501的顶端以及盖子502均能对竖直掉落的灰尘进行阻挡，同时也能够避免灰尘直接从进气管110的顶端直接进入到进气管110内，能有效的减少灰尘的进入量。

由于此时带有灰尘的空气流速快，使得带有灰尘的空气在经过进气管110导流后高速冲向油杯20内的过滤油油面上，由于灰尘相对于空气的质量较大，当灰尘冲击到过滤油的油面上时，空气中80％左右的灰尘被吸附到过滤油中，实现对灰尘的吸附过滤；与此同时，质量较小的空气冲击到过滤油的表面上，使得部分过滤油被冲击后发生雾化，使得空气中剩余的灰尘粘附到雾化的过滤油内，灰尘和雾化后的过滤油随空气继续向上流动并穿过螺旋设置的导流片114之间，使得空气中的灰尘和雾化后的过滤油切向冲击到导流管108的内壁上，使得灰尘和雾化后的过滤油螺旋式的上升，上升过程中大部分灰尘和雾化后的过滤油均粘附到导流管108的内壁上，与空气实现灰尘和过滤油的离心分离；此过程中，灰尘和雾化后的过滤油混合，增大了灰尘的质量，进而增大了灰尘和雾化后的过滤油在螺旋运动过程中受到的离心力，使得灰尘更有效的与导流管108的内壁接触并粘附到导流管108的内壁上，此时灰尘的过滤量提升至了90％以上，极大的增强了对灰尘的过滤量；同时也增加了雾化后的过滤油粘附到导流管108内壁上的机率，能够增加过滤油的回收量，减少空气中的过滤油含量。

当空气继续通过导流管108进入到向导流腔107内时，导流腔107内的过滤棉30能再次对空气中残留的小部分灰尘进行进一步过滤，过滤棉30内的过滤油能对灰尘进行进一步的粘附；同时过滤棉30也能对空气中还剩余的过滤油进行吸附，使得过滤后的空气中灰尘和过滤油含量均低于1％，充分实现了油气分离以及灰尘的过滤，使得该空气能够非常适用于后续内燃机的使用。

当过滤棉30对空气进行过滤时，过滤后的空气也能快速的通过隔板40上的各个通孔进入到隔板40与凸起401之间形成的间隙处，此时隔板40和凸起401能为过滤后的空气提供流动空间，便于过滤后的空气快速从出气口106处排出。

与此同时，曲轴箱内排出的废气也通过通气管和废气排气管116被吸入到进气管110内，此时空滤器能对废气进行同样的过滤处理，可实现对曲轴箱废气中机油和空气的分离，进而有效的解决发动机烧机油问题，避免燃烧室内积碳的形成，能够让内燃机保持良好的动力输出状态，降低内燃机的损坏风险；同时在连接曲轴箱废气排气孔115后，废气中含有大量的机油油雾对空气中的灰尘进行加湿，进而增大灰尘的质量和惯量，便于对灰尘进行油浴式过滤和离心过滤；同时当机油被空滤器分离后，机油能对空滤器内的过滤油进行补充，保证空滤器具有良好的油浴过滤能力。

待空滤器长期使用后，油杯20的底部会存储大量灰尘，此时旋下导流管108下端上的油杯20，将油杯20内的过滤油倒出，然后对油杯20进行清洗，清洗后再次装入适量的过滤油，将油杯20再次旋入到导流管108下端上，让油杯20恢复其对灰尘的过滤能力；当油杯20内的过滤油过少时，也可以拆下油杯20，向油杯20内补入过滤油，油杯20与导流管108之间的拆装方便，便于对油杯20内的过滤油进行更换和清理。

同时可以拆卸壳盖101和下壳体102之间的螺栓和螺母，此时壳盖101带动进气管110上移，使得进气管110与下壳体102上的导气管和过滤环111分离，此时，可以取出导流腔107内的过滤棉30进行更换，也便于对壳盖101和下壳体102的内部结构进行清理，实现对整个空滤器的清洁。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2基本如附图3和附图4所示，导流管108的上端上同轴设置有可对过滤油进行阻挡的挡油环118，挡油环118的外圈与导流管108的内壁一体成型，挡油环118的内圈与进气管110之间设有供空气通过的间隙；同时挡油环118沿轴线向下设置有圆环状的凸缘，凸缘与挡油环118一体成型，且挡油环118与凸缘的过渡处为圆弧过渡。

此外，导流管108下端的内壁上设有阶梯台，过滤环111的外环113与阶梯台的下表面相抵，且外环113的外壁与导流管108的内壁之间卡紧设置有第三密封圈117，油杯20的外壁与导流管108下端的内壁螺纹连接，且油杯20的上端可与外环113的下表面相抵；同时如图4所示，外环113的上表面上设有环状的沟槽123，沟槽123的表面与导流管108的内壁表面圆滑过渡，导流环的沟槽123内竖直设置有若干连通沟槽123和油杯20的集油孔133。

当灰尘和雾化后的过滤油受到离心力的作用沿导流管108的内壁处螺旋上升时，部分未被粘附到导流管108内壁上的灰尘和雾化后的过滤油会螺旋上升至挡油环118处，挡油环118能对此部分灰尘和雾化后的过滤油进行阻挡，能够进一步的降低空气中灰尘和过滤油的含量；同时挡油环118和导流管108的内壁上粘附有大量的过滤油和灰尘后，过滤油裹挟着灰尘沿导流管108的内壁下流，过滤油和灰尘聚集到过滤环111的沟槽123内，使得聚集后的过滤油和灰尘通过集油孔133回流至油杯20内，实现对过滤油的回收以及灰尘的沉降，确保油杯20内的过滤油能对灰尘进行持续性的过滤。

在对空滤器进行清洁时，可在拆卸油杯20后同步拆卸位于导流管108和进气管110之间的过滤环111和导流片114，方便对过滤环111和导流片114进行清洁，也更便于对导流管108的内壁进行清洁；同时也便于进行开模，降低空滤器的加工成本。

Claims (10)

1.油浴式油气分离空滤器，包括壳体以及设置在壳体内的油气分离单元，所述壳体上设有进气口和出气口，其特征在于，还包括与进气口连通的曲轴箱废气排气孔，所述油气分离单元包括进气管、油杯和过滤环，进气管的一端与壳体的进气口处固定连接并且连通，进气管的另一端与油杯相对并且连通，所述过滤环套设在进气管靠近油杯的一端上，且过滤环与进气管之间设置有若干可将空气向壳体内壁上导流的导流片。

2.根据权利要求1所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述壳体内设有与出气口连通的导流腔以及套设在进气管外的导流管，所述导流管的一端与导流腔连通，导流管的另一端与过滤环的外壁固定连接，导流管靠近过滤环的一端与油杯连通并且相对。

3.根据权利要求2所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述导流片螺旋或倾斜设置在过滤环与进气管之间。

4.根据权利要求3所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述导流管远离导流片的一端上同轴固定安装有可对过滤油进行阻挡的挡油环，挡油环的外圈与导流管的内壁连接，挡油环的内圈与进气管之间设有供空气通过的间隙。

5.根据权利要求4所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述过滤环靠近挡油环的一侧上设有环状的沟槽，导流环的沟槽内设有若干连通沟槽和油杯的集油孔。

6.根据权利要求5所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述油杯与导流管靠近过滤环的一端可拆卸连接。

7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述壳体包括壳盖和下壳体，壳盖与下壳体可拆卸连接，所述进气管竖直设置在壳盖上，导流管竖直设置在下壳体上，进气管、导流管和过滤环均竖直同轴设置，所述油杯设置在导流管的下端上。

8.根据权利要求7所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述进气管的上端穿过进气口并且位于壳体外，进气管的顶端上设有盖组件，所述盖组件包括呈漏斗状的连接管以及连接管的顶端卡扣连接的盖子，连接管的下端与进气管的顶端卡扣连接，连接管的斜面上设有若干与进气管连通的进气孔。

9.根据权利要求7所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，所述壳盖与下壳体的连接处设有第一密封圈，第一密封圈与下壳体连接。

10.根据权利要求8或9所述的油浴式油气分离空滤器，其特征在于，还包括与下壳体内壁相抵的过滤棉，所述过滤棉可拆卸安装在导流腔内，且过滤棉覆盖出气口。

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