CN113614354A - 预清洁器系统 - Google Patents

Abstract

一种用于进气系统(100)的预清洁器系统(200)。预清洁器系统包括预清洁器(210a、210b、210c)，每个预清洁器具有引起气流旋转并分离出颗粒物质的流动路径(224a、224b、224c)。颗粒物质从每个流动路径中的出口端口(236a、236b、236c)排出并从灰尘排出器(240a、240b、240c)离开。经预清洁的空气从每个预清洁器收集到气室(260)中。经预清洁的空气可以从气室流动到预清洁器系统出口(280)，并且经预清洁的空气可以由进气系统接收。可以使用盖(270)来阻止气流通过预清洁器中的一个以将预清洁器系统调节到所需的气流。

Description

预清洁器系统

技术领域

本公开大体上涉及空气清洁器。更具体地，该申请涉及预清洁器系统。

背景技术

目前，与提供理想效率的发动机进气过滤器一起使用的外部预清洁器的选择有限。可用的选择通常需要使用废气清除来实现峰值效率并且不能满足不同的气流速度需求。由于空气过滤器靠近废气烟囱，因此废气清除是不一致的、昂贵的并且并不总是可行的。

授予Crary的美国专利第9,795,907号描述了一种适配器组件，其包括从适配器入口延伸到适配器出口的适配器主体，用于将适配器主体固定到空气过滤器罐的罐安装件，以及用于将适配器主体固定到罐安装件的适配器接头。罐安装件包括固定在空气过滤器罐周围的套环。适配器接头允许适配器主体移动远离空气过滤器罐以更换空气过滤器，而无需将适配器主体与空气过滤器罐断开连接。预清洁器可气密地固定到适配器主体入口，并且空气过滤器罐可气密地固定到适配器主体出口。在到达空气过滤器之前由预清洁器清洁的空气在空气流入发动机之前具有待被空气过滤器过滤的较少污染物。

本公开旨在克服发明人发现的一个或多个问题。

发明内容

本文公开了一种用于对进气系统的进气进行预清洁的预清洁器系统。所述预清洁器系统包括多个预清洁器。每个预清洁器包括预清洁器出口壁。所述预清洁器出口壁具有延伸通过所述预清洁器出口壁的多个预清洁器出口。每个预清洁器出口与进气流体连通。

所述预清洁器系统还包括壳体、气室和第一盖。所述壳体在每个预清洁器之间延伸。所述气室由所述壳体和每个预清洁器出口壁形成并且与所述多个预清洁器出口流体连通。所述第一盖形成为阻挡所述多个预清洁器中的至少一个的多个预清洁器出口。

附图说明

本公开的实施例的细节(关于其结构和操作)可部分地通过研究附图来搜集，在附图中相同的附图标记指代相同的部分，并且其中：

图1是具有带预清洁器系统的进气系统的示例性发动机的功能框图；

图2是图1的示例性预清洁器系统的透视图；

图3是沿着线III-III的图2中的预清洁器系统的横截面；

图4是沿着线IV-IV的图2中的预清洁器系统的横截面；以及

图5是来自图2的具有盖的示例性预清洁器的透视图。

具体实施方式

下文结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种实施例的描述，而不旨在表示可以实践本公开的仅有的实施例。为了透彻理解实施例，详细描述包括具体细节。然而，显然本领域技术人员将能够在没有这些具体细节的情况下理解本公开。在一些情况下，为了使描述简洁，以简化形式展示了熟知的结构和部件。此外，为了清楚和易于解释，一些特征和表面被省略或夸大。

图1是具有预清洁器的示例性发动机的框图。如图1中所示，进气系统100可以包括预清洁器系统200和空气过滤器系统500。进气系统100可操作用于内燃机50或本领域已知的任何其他发动机。进气系统100可以接收环境空气(即进气)并从进气中去除颗粒物质，例如灰尘、污垢、颗粒、水和其他类似碎屑，并且将经清洁的进气引导至发动机50以用于燃烧过程。

进气系统100可以是两级系统。第一级可以是预清洁器系统200，在空气过滤器系统500中的可维修初级滤筒510的上游。预清洁器系统200可以在空气到达空气过滤器系统500之前提供颗粒物质或其他污染物的第一级去除。预清洁器系统200可以是上游部件，其在空气不通过介质的情况下操作，然而使用旋风或离心方式来分离颗粒物质。

壳体205可以形成为容纳或包含预清洁器系统200的各种部件。待过滤的空气可以进入预清洁器系统200，分别地在第一预清洁器进气口220a、第二预清洁器进气口220b和第三预清洁器进气口220c处进入第一预清洁器210a、第二预清洁器210b和第三预清洁器210c。尽管图中示出了三个预清洁器，但可以使用更少或更多的预清洁器。例如，可以使用两个、四个或五个预清洁器。在预清洁器210a、210b、210c内分离的颗粒物质可以分别地通过诸如第一灰尘排出器240a、第二灰尘排出器240b和第三灰尘排出器240c的灰尘排出器排出。空气然后可以分别地通过诸如第一预清洁器出口壁250a、第二预清洁器出口壁250b和预清洁器出口壁250c的预清洁器出口壁离开预清洁器210a、210b和210c。穿过预清洁器出口壁250a、250b、250c的空气可以被收集在气室260中，如将预清洁器出口壁250a、250b、250c连接到气室260的线所示。空气可以从气室260经由预清洁器系统出口280离开预清洁器系统200。预清洁器系统出口280可以与空气过滤器系统500的空气通道520流体连通。

预清洁空气可以在空气通道520处由空气过滤器系统500接收，并且在离开进气系统100之前穿过初级滤筒510并进入清洁空气区域。经清洁的空气可以经由空气通道530被引导到下游设备，例如发动机50的发动机进气口51。

图2是图1的示例性预清洁器系统200的透视图。预清洁器系统200包括多个预清洁器并且可以包括第一预清洁器210a和第二预清洁器210b。本文所述的预清洁器可以包含类似的特征。应当领会，为一个预清洁器及其部件(例如第一预清洁器210a)提供的描述也可以适用于所描述的第二预清洁器210b和任何附加的预清洁器。

预清洁器系统200包括壳体205和预清洁器系统出口280。预清洁器系统出口280可以远离壳体205延伸并且可以成形为中空圆柱体，例如外部围绕圆柱形壁或管。壳体205可以形成为接收多个预清洁器，例如第一预清洁器210a和第二预清洁器210b，以及未示出的其他预清洁器。壳体205可以形成为接收预清洁器210a、210b的一部分并且可以将多个预清洁器以彼此预定的关系定位。壳体205可以允许多个预清洁器作为一个预清洁器系统200彼此相互作用。壳体205可以从预清洁器210a、210b附近延伸并且可以部分地设置在预清洁器210a、210b之间。预清洁器210a、210b可以以相似的高度设置。预清洁器210a、210b可以均沿着形成在壳体205顶部处的六边形的边缘设置。预清洁器210a、210b可以形成为从壳体205可移除。

第一预清洁器210a可以设置在壳体205和预清洁器系统出口280的外部并且包括用于接收进气的第一预清洁器进气口220a。第一预清洁器进气口220a可以包括第一进气口壁222a。第一流动路径224a可以延伸通过第一进气口壁222a。第一预清洁器进气口220a可以形成为从第一预清洁器210a移除。第一预清洁器进气口220a可以包括夹子264，所述夹子靠近第一进气口壁222a设置并形成为将第一预清洁器进气口220a连接到第一预清洁器210a。第一预清洁器进气口220a可以包括设置在第一预清洁器进气口220a右侧的第一进气口右侧226a。第一预清洁器进气口220a可以包括夹子264，所述夹子可以靠近第一进气口右侧226a设置。第一预清洁器210a可以包括多个夹子264。

第一预清洁器210a可以包括十六个第一流动路径224a。第一流动路径224a可以彼此均匀地间隔开并且按行和列定向。第一流动路径224a可以与来自环境的空气流体连通。第一流动路径224a可以包括弯曲的叶片或轮叶(未示出)以促进旋转气流。第一预清洁器210a可以包括设置在第一流动路径224a和第一进气口壁222a下方的第一管道215a。第一管道215a可以从靠近第一流动路径224a的较大渐缩到远离第一流动路径224a的较窄。第一灰尘排出器240a可以从第一管道215a延伸远离第一流动路径224a和第一进气口壁222a。灰尘排出器240a可以与第一管道215a流体连通。第一灰尘排出器240a可以成形为中空圆柱体，例如外部围绕圆柱形壁或管。第一灰尘排出器240a可以包括设置在第一管道215a的远侧的第一阀245a。第一阀245a可以配置成防止空气经由灰尘排出器240a流入第一预清洁器210a并且可以允许特定物质和湿气从第一预清洁器210a离开。第一阀245a可以包括瓣阀。

第二预清洁器210b可以包括第二预清洁器进气口220b、第二流动路径224b、第二管道215b和第二灰尘排出器240b。第二预清洁器进气口220b可以包括第二进气口壁222b。第二预清洁器进气口220b还可以包括第二进气口右侧226b和第二进气口左侧227b。第二进气口左侧227b可以设置在第二预清洁器进气口220b的左侧，并且第二进气口右侧226b可以设置在第二预清洁器进气口220b的右侧。换言之，第二进气口右侧226b与第二进气口左侧227b相对设置。第二进气口左侧227b可以靠近第一进气口右侧226a设置。第二预清洁器210b可以包括靠近第二进气口右侧226b和第二进气口左侧227b设置的夹子264。第二预清洁器210b可以包括第二阀245b。

图3是沿着平面III-III的图2的预清洁器系统的横截面。第一流动路径224a均可以包括例如呈外部围绕圆柱形壁或管形式的第一通道228a。第一通道228a均可以具有靠近第一进气口壁222a设置的第一通道入口229a和与第一通道入口229a相对设置的第一通道出口230a。换言之，第一通道出口230a可以设置在第一通道228a的下游端并且可以靠近第一预清洁器出口壁250a。换言之，第一通道入口229a将朝向第一通道出口230a的上游。第一通道入口229a和第一通道出口230a可以彼此流体连通。第一通道228a可以从靠近第一通道入口229a的较窄渐缩到靠近第一通道出口230a的较宽。换言之，第一通道入口229a可以具有比第一通道出口230a小的直径。第一通道228a还可以包括轮叶。第一通道228a均可以在其第一通道出口230a处包括在朝向第一管道215a和第一灰尘排出器240a的方向上定向的第一出口端口236a。第一管道215a可以与第一出口端口236a流体连通。第一通道入口229a可以接收在第一进气口壁222a内。第一进气口壁222a可以包括尺寸确定成接收例如呈第一流动路径224a的上游端形式的第一通道入口229a的孔。第一预清洁器出口壁250a可以包括第一预清洁器出口255a，所述第一预清洁器出口延伸通过第一预清洁器出口壁250a并且可以延伸进入或被接收在第一通道228a内。预清洁器出口壁250a可以模制为第一预清洁器210a的一体部分或壳体205的一部分。第一通道228a的第一通道出口230a中的每一个可以在对应的第一预清洁器出口255a上方定向并且与对应的第一预清洁器出口255a流体连通。

第一进气口壁222a可以向下成角并且可以不与预清洁器系统出口280平行。第一进气口壁222a可以与第一预清洁器出口壁250a平行。第一预清洁器出口壁250a可以与竖直方向成角并且可以不与预清洁器系统出口280平行。在实施例中，第一预清洁器出口壁250a与壳体205成一体并模制。第一通道入口229a的最低点可以设置为低于第一通道出口230a的最低点。

第二预清洁器出口壁250b可以包括第二预清洁器出口255b。在实施例中，第二预清洁器出口壁250b与壳体205成一体并模制。第二预清洁器210b可以包括夹子264。

气室260可以由第一预清洁器出口壁250a、第二预清洁器出口壁250b和壳体205形成。第一预清洁器出口255a和第二预清洁器出口255b可以与气室260流体连通。气室260可以与预清洁器系统出口280流体连通。

图4是沿着平面IV-IV的图2的预清洁器系统的横截面。第二流动路径224b均可以包括第二通道228b。第二通道228b可以具有第二通道入口229b、第二通道出口230b和第二出口端口236b。第三预清洁器210c可以包括第三预清洁器进气口220c、第三管道215c、第三灰尘排出器240c和第三阀245c。第三预清洁器进气口220c可以包括第三进气口壁222c和第三流动路径224c的一部分。第三流动路径224c均可以包括第三通道228c。第三通道228c可以具有第三通道入口229c、第三通道出口230c和第三出口端口236c。第三预清洁器210c可以包括第三预清洁器出口壁250c。第三预清洁器出口壁250c可以包括第三预清洁器出口255c。

第三预清洁器出口壁250c的一部分可以与第二预清洁器出口壁250b的一部分相邻。在实施例中，第三预清洁器出口壁250c与壳体205成一体并模制。气室260可以由第二预清洁器出口壁250b、第三预清洁器出口壁250c和壳体205形成。第三预清洁器出口255c可以与气室260流体连通。

图5是来自图2的具有盖的预清洁器系统的透视图。预清洁器系统200可以包括盖270，其形成为盖住、限制或覆盖预清洁器进气口220a、220b、220c中的一个或多个。盖270可以具有夹子274，所述夹子可以靠近盖270的顶部和底部设置并且形成为将盖270连接到预清洁器210a、210b、210c。如图5中所示，盖270可以设置在预清洁器进气口220a、220b、220c中的一个或多个上方并阻挡流动路径224a、224b、224c免受环境空气。盖270可以是第一盖和第二盖，并且均可以阻挡不同的进气口壁222a、222b、222c并且可以限制气流到达预清洁器进气口220a、220b、220c中的一个或多个并防止进气进入流动路径224a、224b、224c。第三预清洁器进气口220c可以具有第三预清洁器进气口左侧227c和第三进气口右侧226c。第三进气口左侧227c可以设置在第三预清洁器进气口220c的左侧，并且第三进气口右侧226c可以设置在第三预清洁器进气口220c的右侧。第一预清洁器进气口220a可以具有与第一进气口右侧226a相对设置的第一进气口左侧227a。第一进气口左侧227a可以靠近第三进气口右侧226c设置。

工业适用性

本公开通常适用于对与发动机50一起使用的进气系统100的进气进行预清洁。应当理解，发动机50可以与本领域已知的任何固定或移动机器一起使用。这样的机器可以用于建筑、农业、采矿、发电和/或其他类似应用。因此，这样的机器可以包括例如挖掘机、履带式拖拉机、轮式装载机、公路载具、越野载具、发电机组、机动平地机或其他类似机器。与这样的机器以及与进气系统100关联的发动机50可以包括本领域已知的柴油、汽油、天然气和/或其他类似发动机50。公开的预清洁器系统200可以调节气流速度并提供峰值空气清洁器效率。

预清洁器系统200可以如下操作：包含颗粒物质的气流流过每个预清洁器210a、210b、210c中的每个流动路径224a、224b、224c的通道入口229a、229b、229c。该流动被导致在流动路径224a、224b、224c内旋转。气流的旋转特性导致离心力作用在气流中的颗粒物质上。颗粒物质比气流中的气体重并且朝通道228a、228b、228c的壁迁移。颗粒从出口端口236a、236b、236c排出，而剩余的气流流向通道出口230a、230b、230c并通过预清洁器出口255a、255b、255c。气室260可以由预清洁器出口壁250a、250b、250c和壳体205形成并且可以收集从每个预清洁器出口255a、255b、255c向下游流动的空气。经预清洁的气流从气室260流动通过预清洁器系统出口280，并且可以流动通过空气通道520，流向初级滤筒510。从出口236a、236b、236c排出的颗粒物质通过重力向下落入管道215a、215b、215c中。管道215a、215b、215c将颗粒物质汇集到灰尘排出器240a、240b、240c中，在该处颗粒物质经由阀245a、245b、245c从预清洁器系统200排出。阀245a、245b、245c可操作以允许颗粒物质流通过直接压力打开而离开预清洁器系统200。阀245a、245b、245c可操作以在不存在直接压力的情况下保持关闭并防止空气进入预清洁器系统200。夹子264可以用于将预清洁器进气口220a、220b、220c附接到相应的预清洁器210a、210b、210c。

一种使用预清洁器系统100的方法包括根据环境因素(例如要从进气去除的颗粒物质的成分、尺寸和量)来确定发动机的进气气流需求。该方法还包括通过阻止气流通过一个或多个预清洁器来调节进气气流速度。

盖270可以替代预清洁器进气口220a、220b、220c中的一个或多个并阻止空气穿过预清洁器210a、210b、210c中的一个或多个的预清洁器出口255a、255b、255c。替代地，盖270可以放置在预清洁器进气口220a、220b、220c中的一个或多个上方以阻挡暴露于一个或多个预清洁器210a、210b、210c的环境空气的流动路径224a、224b、224c。盖270可以形成为经由夹子274附接到预清洁器210a、210b、210c。盖270可操作以通过阻挡预清洁器出口255a、255b、255c或流动路径224a、224b、224c中的至少一个来调节通过预清洁器系统200的气流速度。使用一个或多个盖270可以允许调节气流速度以在进入初级滤筒510之前从空气去除目标量的颗粒物质。替代地，受限的气流可以用于解决不同的发动机50尺寸。

尽管已关于本发明的详细实施例展示和描述了本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不脱离所要求保护的发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节的各种改变。因此，前面的详细描述在本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。特别地，所述的实施例不限于与特定类型的进气系统100或发动机50结合使用。例如，所述的实施例可以应用于采矿、建筑、农业和发电应用中采用的机器，或其任何变型。此外，并没有意图受任何前面部分中呈现的任何理论的束缚。也要理解，图示可以包括放大的尺寸和图形表示，以更好地图示所示出的引用项，并且除非这样明确说明，否则不认为是限制性的。

要理解，上文描述的益处和优点可以与一个实施例有关，或者可以涉及若干实施例。实施例不限于具有任何或所有所述益处和优点的实施例。

Claims (6)

1.一种用于对进气系统(100)的进气进行预清洁的预清洁器系统(200)，所述预清洁器系统包括：

多个预清洁器(210a、210b、210c)，每个预清洁器包括

预清洁器出口壁(250a、250b、250c)，具有延伸通过所述预清洁器出口壁的多个预清洁器出口(255a、255b、255c)，每个预清洁器出口与所述进气流体连通；

壳体(205)，所述壳体在每个预清洁器之间延伸并且形成为将所述多个预清洁器以彼此预定的关系定位；

气室(260)，所述气室由所述壳体和来自所述多个预清洁器中的每一个的所述预清洁器出口壁形成，所述气室与所述多个预清洁器出口流体连通；以及

第一盖(270)，所述第一盖形成为阻止进气穿过所述多个预清洁器中的至少一个的多个预清洁器出口。

2.根据权利要求1所述的预清洁器系统，其中所述预清洁器系统还包括第二盖(270)，所述第二盖形成为阻止进气穿过所述多个预清洁器中的至少一个的多个预清洁器出口。

3.根据权利要求1所述的预清洁器系统，其中多个预清洁器包括至少三个预清洁器。

4.根据权利要求1所述的预清洁器系统，其中每个预清洁器还包括具有阀(245)的灰尘排出器(240)。

5.根据权利要求4所述的预清洁器系统，其中所述阀是瓣阀。

6.根据权利要求1所述的预清洁器系统，其中每个预清洁器还包括瓣阀(245)。

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