CN201159691Y - 一种空气滤清器性能检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气滤清器性能检测设备，包括：气流产生装置、流量测量装置、加灰器系统，其特点是使用风洞进行流量测量，能够准确的实现流量控制测量的要求，并且能够达到较高的精度，从而提高流量控制测量方面的可靠性。通过开启、关闭风洞中不同的喷嘴数量，可满足测量范围较大且精度较高的要求。采用流量调节阀与风洞配合，进一步满足测量范围大的要求。由于加灰系统使用振动电机+弹簧将储灰罐里面的灰尘均匀化，然后通过喷灰器将其喷射到被测件中，因而可以达到均匀稳定的效果。

Description

一种空气滤清器性能检测设备

技术领域

本实用新型涉及空气滤清器性能的试验检测设备。

背景技术

现有的空气滤清器性能检测设备在流量控制和测量方面多采用调节流量调节阀开度来调整测量过程需要的不同流量要求，通过流量传感器进行流量测量。此种方法在测量管路流量分布不均匀或者气流不稳定时，流量传感器采集的数值不准确，而且流量传感器的测量范围有限，不能够满足大范围高精度的要求。

实用新型内容

本实用新型针对传统测量设备对空气滤清器性能检测所存在的问题，提出一种空气滤清器性能检测的设备，在满足流量大范围变化的要求下，保证系统的测试精度。

为此，本实用新型的空气滤清器性能检测设备包括：气流产生装置、流量测量装置、加灰器系统，所述流量测量装置位于气流产生装置所产生的气流通道上、被测样品之后，加灰器置于气流上游、被测样品之前；其特征是：所述流量测量装置是风洞，所述风洞包括喷嘴和差压变送器，所述差压变送器的两个测试点分别位于喷嘴前后。

本实用新型还可以进一步包括如下特征：

所述风洞的喷嘴至少有两个，并且风洞还包括同样数量与喷嘴一一对应的喷嘴挡板。

还包括流量调节装置，位于气流上与流量测量装置相连。

所述流量调节装置包括两个或两个以上并联的流量调节阀。

所述加灰器系统包括储灰罐和与储灰罐相连的喷灰器组件、弹簧、振动电机。

还包括绝对滤清器系统，位于气流上被测样品之后，流量测量装置之前。

所述气流产生装置包括无油立式真空泵和与其相连的保压容器。

还包括控制系统，与流量调节阀、差压变送器、真空泵相连。

还包括数据采集及处理系统，与控制系统相连。

上述方案的有益效果是：由于使用风洞进行流量测量，能够准确的实现流量控制测量的要求，并且能够达到较高的精度，从而提高流量控制测量方面的可靠性。

通过开启、关闭风洞中不同的喷嘴数量，可满足测量范围较大且精度较高的要求。

采用流量调节阀与风洞配合，进一步满足测量范围大的要求。

由于加灰系统使用振动电机+弹簧将储灰罐里面的灰尘均匀化，然后通过喷灰器将其喷射到被测件中，因而可以达到均匀稳定的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的总体示意图。

图2是本实用新型实施例流量调节阀示意图。

图3是本实用新型实施例风洞示意图。

图4是本实用新型实施例绝对滤清器安装示意图。

图5a、5b是本实用新型实施例加灰器的主视图和俯视图的示意图。

具体实施方式

参照图下面通过具体实施方式并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

本测试系统用来检测空气滤清器的性能，包括、总成原始滤清效率试验和滤芯的原始滤清效率试验、总成的预滤效率、总成全寿命滤清效率试验、总成储灰能力/总成试验室寿命试验。具体的测控方法以及试验要求参照QCT 32(2006)汽车用空气滤清器试验方法。

在测试过程中，需要施加一定的气流(可能是加灰的气流)来模拟汽车实际使用过程中的空气滤清过程，因而对气流的流量进行控制和测量就成为空气滤清器性能检测设备中非常重要的一环。

图1所示为空气滤清器性能测试台试验台架的基本结构，包括被测样件1、加灰器组件2、绝对滤清器组件3、风洞4、电控柜5、流量调节阀6、保压容器7、无油立式真空泵8。

其中，无油立式真空泵8、保压容器7、流量调节阀6、风洞4是用于向检测设备中施加气流，而加灰器组件2是为了向检测设备中添加预定量在灰尘，绝对滤清器组件3则是为了对被测样品过滤后仍有剩余的灰尘进行进一步过滤，并通过称重等办法计算被测样品所过滤灰尘的量。电控柜5用于对各部分进行控制，图中省略了电控柜与各部分的连接线。将被测样件1直接安装到相同管径的铁管上；加灰器组件2中的喷灰器组件24(见图5a)直接将搅拌均匀的试验用灰喷射到被测样品的进风口，尽量调整在中间位置；试验用灰首先通过被测空气滤清器，被滤除剩余的少量灰通过管路到达绝对滤清器组件3部分，由于绝对滤清器本身的特性，基本全部滤除剩余的少量灰尘。

测量时，无油立式真空泵8反向抽真空从而产生负压，以便在管路中形成气流，该气流被加灰后依次通过被测样品1、绝对滤清器组件3、风洞4、流量调节阀6和保压容器7，其中保压容器7用于使气流压力稳定，保持平稳。

图2所示为流量调节装置，包括了第一流量调节阀61和第二流量调节阀62。由于系统需要测试的空气滤清器型号有所不同，需要调节的空气流量范围也有较大的差别，因此采用两个流量调节阀并联的方式以满足系统通用性的要求。

图3所示为流量测量装置-风洞。其中包括风洞挡板41、喷嘴挡板42、喷嘴43、整流板44以及用来测量喷嘴前后压力差的差压变送器46。通过系统的流量要求，开启、关闭相关的喷嘴43，通过测量喷嘴43前后两个测量点451、452的压力差以及喷嘴43开启的面积等参数可以计算得到气体流量(计算公式见下)。此流量与要求数值相比较，再对流量调节阀进行微调，达到准确控制测量的目的。

喷嘴是标准的流量测试工具，与其他的流量传感器相比，具有量程范围大，准确度高等特点。本实施例中，喷嘴采用国家标准GB/T 2624-93《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》制造，等效采用国际标准ISO 5167-(1991)《用压差装置测量流量第一部分：安装在充满流体的圆形截面管道中的孔板、喷嘴和文丘里管》，本标准也符合美国供热空调制冷工程师协会和美国空气流动和调节协会标准。喷嘴的结构型式为上述标准中规定的长径低比值喷嘴(0.20≤d/D≤0.50，d-喷嘴喉部直径；D-上游管道内径。)。在很好满足系统流量范围变化较大要求的同时，又保证了很高的控制测量精度。

流量计算公式为：

$\mathrm{Qv}=3600\·C\·A\sqrt{2\mathrm{\ΔP}/\mathrm{\ρ}}$

其中C为系数，查表可得；A为喷嘴面积；ΔP为喷嘴压差；ρ为空气密度 ${\mathrm{\ρ}}_a=\frac{p_a-0.378p_v}{287{\mathrm{\θ}}_a},$ θ_a是环境绝对温度，θ_a＝t-273.15

，p^s是温度t下的饱和蒸汽压力值，可按下列表达式求得在0℃和30℃之间：

$P_s=\exp [\frac{17.438t}{239.78+t}+6.4147]$

在30℃和100℃之间：

P_s＝610.8+44.442t+1.4133t²+0.02768t³+2.55667×10^-4t⁴+2.89166×10^-6t⁵

图4所示为绝对滤清器组件，其中包括上盖体31、下盖体32、气缸33以及绝对滤清器(置于上盖体31、下盖体32盖合的空腔内，因此图中未示出)。通过上下盖体的绝对可靠连接保证系统中没有灰尘外泄；通过气缸33的通、断可以打开、关闭上盖体，很容易取出绝对滤清器进行称重等测试步骤。

图5所示为加灰器系统，其中包括喷灰器组件24、弹簧22、储灰罐21、振动电机23。振动电机23带动弹簧22进行水平、垂直方向动作，从而使储灰罐21产生振动，保证储灰罐21里面的灰尘均匀分布在容器中；通过喷灰器组件2向储灰罐21出口处喷射气体，将均匀流出的灰尘喷射到测试样品的进风口，达到系统加灰要求。而现有技术多采用人工向样品里面加灰的方法实现，不能够保证测量过程加灰均匀的要求。

控制系统(置于电控柜5中，图中未示出)在以上各部分的基础上，运用工控机和调理箱为控制主体，以各电磁阀、流量调节阀、差压变送器、真空泵为被控制对象，完成了各项试验的控制、测量要求及打印等各项辅助功能。

以下举例说明利用上述装置对空气滤清器进行检测的操作步骤：

空气滤清器总成原始进气阻力实验：启动无油立式真空泵8，通过风洞4测量的数值来调节流量调节阀至额定空气体积流量，抽气10min，使被测件适应试验环境。然后调节流量调节阀6至额定流量的40％、60％、80％、100％、120％，分别测取个时刻样品的压力降。

滤芯原始进气阻力试验的控制方法与总成的基本一致，不再赘述。

原始滤清效率试验：记录环境温度、大气压力和相对湿度。启动无油立式真空泵8，通过风洞4测量的数值来调节流量调节阀6至额定空气体积流量，抽气10min，将样品放置在称重装置上进行称重；然后重复进行空抽和称量，直到称量值的变化量连续2次均不大于原始滤清效率试验时加灰量的万分之五为止，记录最后一次变化量值。启动加灰装置2，以1g/m3的加灰浓度加灰。称量并记录加灰后的试验件的质量，与加灰前的质量一起计算增量；通过计算便可得原始滤清效率。

空气滤清器总成全寿命滤清效率试验、空气滤清器总成储灰能力/空气滤清器总成试验室寿命试验：启动无油立式真空泵8，通过风洞4测量的数值来调节流量调节阀6至额定空气体积流量，抽气10min，使被测件适应试验环境。启动加灰器2连续均匀的加入。当进气阻力每次增加量为6KPa与原始进气阻力之差的1/5时，记录一次累积加灰量，进气阻力和即时的滤清效率。试验终止条件为进气阻力达到6KPa或者即时滤清效率低于99％。

现有技术中测试过程的数据以及曲线报告多是采用人工记录和手绘方法进行，使报告存在不准确的可能。而本实用新型中，系统的测试数据以及曲线都是通过计算机(图中未示出)完成记录和描绘的工作，不存在操作人员参与的状况，减少了人为造成的误差，提高可信度。

计算机使用Labview的强大数据处理能力，可以自动生成数据、曲线等各种报告，测试过程不需要操作人员记录测试数据，描绘数据曲线，减少测试人员的工作量并且提高了报告的可信度。

通过台架实际运行验证，控制系统操作简单，测试数据准确可靠，很好的降低了操作人员的工作量，提高了人性化。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1、一种空气滤清器性能检测设备，包括：气流产生装置(7、8)、流量测量装置(4)、加灰器系统(2)，所述流量测量装置(4)位于气流产生装置(7、8)所产生的气流通道上、被测样品(1)之后，加灰器(2)置于气流上游、被测样品(1)之前；其特征是：所述流量测量装置(4)是风洞，所述风洞(4)包括喷嘴(43)和差压变送器(46)，所述差压变送器(46)的两个测试点(451、452)分别位于喷嘴(43)前后。

2、如权利要求1所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：所述风洞(4)的喷嘴(43)至少有两个，并且风洞(4)还包括同样数量与喷嘴(43)一一对应的喷嘴挡板(42)。

3、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：还包括流量调节装置(6)，位于气流上与流量测量装置(4)相连。

4、如权利要求3所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：所述流量调节装置(6)包括两个或两个以上并联的流量调节阀(61、62)。

5、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：所述加灰器系统(2)包括储灰罐(21)和与储灰罐(21)相连的喷灰器组件(24)、弹簧(22)、振动电机(23)。

6、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：还包括绝对滤清器系统(3)，位于气流上被测样品(1)之后，流量测量装置(4)之前。

7、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：所述气流产生装置(7、8)包括无油立式真空泵(8)和保压容器(7)。

8、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：还包括控制系统，与流量调节装置(6)、差压变送器(46)、真空泵(8)相连。

9、如权利要求1或2所述的空气滤清器性能检测设备，其特征是：还包括数据采集及处理系统，与控制系统相连。

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