CN214698114U - 一种适用于多沙地带的空气滤清器及重型机械设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及重型机械设备发动机进气系统领域，尤其涉及一种适用于多沙地带的空气滤清器及重型机械设备。包括依次连通的离心式预滤器、粗滤器、纸质式细滤器，所述粗滤器包括轴向旋流管,轴向旋流管的主体位于粗滤器壳体，在侧部设置进风口；上部设置出风管与粗滤器内胆连通，下端与外部相通并设置排尘口。在发动机停止时或积尘量堵住轴向旋流管下端时，所述排尘口处于打开状态。本实用新型采用旋流式粗滤器代替油浴式粗滤器，能够间歇性将过滤到的沙尘外排，是粗滤器保持过滤能力，具有更大的过滤沙尘的能力，能够适应多沙地带的发动机空气过滤。

Description

一种适用于多沙地带的空气滤清器及重型机械设备

技术领域

本实用新型涉及重型机械设备发动机进气系统领域，尤其涉及一种适用于多沙地带的空气滤清器及重型机械设备。

背景技术

重型装备，尤其是国防用大型运输装备，发动机工作负荷大，工作环境恶劣，尤其在沙尘频发地带,对发动机的过滤系统是一种考验,高效的进气过滤系统对于延长车辆发动机使用寿命、确保发动机功率、降低不完全燃烧气体排放具有显著意义。

为了提高空气滤清器过滤效率，现有的技术主要有两个方向进行改进。一是采用多级过滤的形式，比如采用预过滤器、粗滤器、细滤器三级过滤进行串联，提高过滤效率，提升过滤后的空气洁净程度。而是增加过滤通道，使多条过滤通道并联，减轻每条气体通道上过滤器的压力，从而提高过滤能力。

如中国专利CN212003391U《一种汽车用三级空气滤清器总成》，公开了三级空气滤清器总成包括两个预滤器、一个油浴式空气滤清器和两个干式空气滤清器。预滤器为旋风离心式过滤结构；油浴式空气滤清器为双进气、双出气和双内胆滤芯的双气流通道结构，干式空气滤清器内置纸质滤芯；从而构成一个整体式三级双气流通道的空气滤清器总成，提高过滤效率。

实用新型内容

要解决的问题

但是，现有这类的空气滤清器通过采用多级过滤，以及增加气流通道的方式增加过滤效率的方式仍仅适用于普通车辆、一般使用环境。在多沙恶劣环境下，如在沙漠地带，重型设备发动机的进气系统的灰尘过滤器需要过滤大量的沙尘，普通的空气滤清器无法适应这种多沙的使用环境，很快就会出现沙尘填充过滤材料，过滤能力急剧下降的情况，需要频繁换滤清器，效率低、成本高。

经发明人对更换下的滤清器进行拆解研究，通过对比多个过滤能力降低程度不同的滤清器，发现过滤能力最先降低，以及降低程度最大的是三级过滤中的粗滤器，即，处于三级过滤第二级的油浴式空气滤清器。因此，现有的三级过滤空气滤清器不适应多沙地带的主要原因是其中的油浴式空气滤清器不能适应处理含沙量大的空气。

本实用新型的目的在于提供一种适用于多沙地带的空气滤清器，实现在重型运输设备及超大型矿山机械发动机进气系统上的应用。

本实用新型提供的一种适用于多沙地带的空气滤清器，

包括依次连通的离心式预滤器、粗滤器、纸质式细滤器，所述粗滤器包括：

粗滤器壳体，粗滤器壳体内设置粗滤器内胆；粗滤器壳体的进气口与离心式预滤器的气体出口相连通,粗滤器内胆的出气口与纸质式细滤器连通；

轴向旋流管，设有多个，轴向旋流管的主体位于粗滤器壳体，在侧部设置进风口；上部设置出风管与粗滤器内胆连通，下端与外部相通并设置排尘口；

排尘口，所述排尘口为鸭嘴状开口，包括轴向旋流管底端的开缝，及沿开缝相对设置的弹性凸缘，形成鸭嘴状；

在发动机正常运转，且积尘量未堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于闭合状态；在发动机停止时或积尘量堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于打开状态。

进一步的改进,所述粗滤器内胆的下部具有下隔板，上部具有上隔板，所述上隔板将所述粗滤器内胆分隔为两个腔体；

所述轴向旋流管的侧部进风口位于所述下腔体，所述轴向旋流管顶部的出风管位于所述上腔体，所述轴向旋流管下端的排尘口向下从所述下隔板露出。

进一步的改进,所述离心式预滤器有四个，在每个离心式预滤器内，依次设置导向涡轮叶片、排尘转子；

所述粗滤器内胆有四个，粗滤器内胆的下腔体设置进气口分别与所述离心式预滤器的出气口连接；

所述纸质式细滤器有四个，纸质式细滤器的进气口分别连接粗滤器内胆上腔体的四个出气口。

进一步的改进,四个所述离心式预滤器的出气口通过卡箍分别安装在粗滤器内胆的四个进气口。

进一步的改进,四个所述纸质细滤器安装在粗滤器内胆壳体上面，纸质细滤器与粗滤器内胆壳体接口之间设有环形橡胶密封垫。

进一步的改进,在粗滤器内胆的壳体上部焊接有固定支架，所述固定支架为十字形，固定支架的四个末端分别与所述离心式预滤器固定连接；

在粗滤器内胆的壳体两侧焊接有安装支架。

进一步的改进,所述粗滤器内胆的四个进气口焊接在粗滤器内胆壳体上。

进一步的改进,四个所述离心式预滤器的出气口通过卡箍分别安装在粗滤器内胆的四个进气口。

进一步的改进,所述纸质细滤器内部设有纸式滤芯。

本实用新型还提供一种重型机械设备，包括上述的适用于多沙地带的空气滤清器，所述重型机械设备的类别包括重型运输设备、矿山设备、油轮。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案的有益效果：

(1)本实用新型采用旋流式粗滤器代替油浴式粗滤器，能够间歇性将过滤到的沙尘外排,使粗滤器保持过滤能力，具有更大的过滤沙尘的能力，能够适应多沙地带的发动机空气过滤。

(2)采用四个离心预滤器进气并联和一个大型油浴式粗滤器串联，然后在和四个纸质细滤器并联的三级过滤方式，过滤效率极高。

(3)本实用新型模块化设计，没有过多弯管连接，大大节约了整车空间，减轻整车重量；而且结构简单、安装拆卸方便，旋流式粗滤器和纸式细滤器滤芯可多次使用且维护保养简单，维护保养成本较低。。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的适用于多沙地带的空气滤清器的整体结构安装示意图；

图2为本实用新型实施例提供的适用于多沙地带的空气滤清器的离心式预滤器结构示意图；

图3为本实用新型实施例的锁紧卡箍结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的适用于多沙地带的空气滤清器的油浴式粗滤器结构示意图；

图5为本实用新型实施例图4的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的适用于多沙地带的空气滤清器的纸质式细滤器结构示意图；

图7为本实用新型实施例中轴向旋流管剖视图；

图8为本实用新型实施例中排尘口剖视图；

图中：1-离心式预滤器、1.1-离心式预滤器壳体、1.2-导向叶片、1.3-排尘转子、1.4排尘口、1.5-离心式预滤器出气口、1.6-锁紧卡箍、2-纸质式细滤器、2.2-纸式滤芯、2.3-纸质细滤器出气口、2.4-纸质细滤器端盖，3-旋流式粗滤器、3.1-轴向旋流管、3.2-下隔板、3.3-上隔板、3.4-粗滤器内胆、3.5-粗滤器出气口、3.6-双头连接螺栓、3.7-T型粗滤器内胆固定支架、3.8-板簧拉钩、3.9-沙漠式粗滤器下壳体、3.10-中间固定支架、3.11-旋流式粗滤器的上壳体、4-旋流式粗滤器的下壳体、5-旋流式粗滤器的进气口、6-纸质式细滤器出口、7-中间固定支架、7.1-轴向旋流管洁净管、7.2-排尘螺旋叶片、7.3-轴向旋流排尘锥形管、8、排尘鸭嘴。

具体实施方式

参照说明书附图对本实用新型的一种适用于多沙地带的空气滤清器作以下详细说明。

实施例1

本申请第一个实施例提供的适用于多沙地带的空气滤清器，如图1-3所示，包括：

四个离心式预滤器1、一个旋流式粗滤器3、四个纸质式细滤器2，空气依次经过离心式预滤器1、旋流式粗滤器3、纸质式细滤器2进行过滤净化后进入发动机。

离心式预滤器1，四个离心式预滤器1通过卡箍1.6分别安装在四个旋流式粗滤器3的进气口5上；

旋流式粗滤器3，旋流式粗滤器3所述粗滤器包括粗滤器内胆3.4，粗滤器内胆3.4设置在离心式预滤器下方，粗滤器内胆的气体进口与离心式预滤器的气体出口相连。

四旋流式粗滤器进气口5和中间固定支架3.10焊接在旋流式粗滤器上腔体3.11上，能保证旋流式粗滤器进气口稳定性，结构稳定。

纸质细滤器2和轴向粗滤器内胆3.4通过轴向粗滤器内胆3.4上部镶嵌的10个双头连接螺栓3.6，安装在旋流式粗滤器上腔体3.11上，三者有橡胶密封垫进行密封，保证纸式细滤器进气口和旋流式粗滤器出气口、外界的密封性。

下面，对旋流式粗滤器3的结构进一步说明。

如图3-5所示，粗滤器3包括粗滤器壳体，粗滤器壳体内设置四个粗滤器内胆，壳体的进气口与离心式预滤器的气体出口相连通；粗滤器内胆的出气口与纸质式细滤器连通；

轴向旋流管，设有多个，轴向旋流管的主体位于粗滤器壳体，在侧部设置进风口；上部设置出风管与粗滤器内胆连通，下端与外部相通并设置排尘口；

480个轴向旋流管3.1分成四部分均匀分布安装在轴向旋流管下隔板3.2和轴向旋流器上隔板3.3之间，三者之间通过卡槽过盈配合进行装配。

480个轴向旋流管3.1、及上隔板3.3、下隔板3.3通过八个T型滤网固定支架3.7固定在粗滤器内胆3.4上，旋流管上隔板3.3边缘有环形卡槽，粗滤器内胆3.4下边缘卡进环形卡槽内，卡槽内有橡胶圈进行密封，保证含有灰尘和杂质的空气都能经过轴向旋流器进行过滤。然后在通过旋流管下隔板3.2下的蝴蝶丝进行固定，T型固定支架3.7经过双头连接螺栓3.6固定到内胆上侧，结构紧凑简单有效。

如图7所示，轴向旋流管3.1，设有多个，轴向旋流管3.1的主体位于粗滤器内胆的内部，上部设置出风管与纸质式细滤器连通，侧部设置进风口，下端与外部相通并设置排尘鸭嘴8，用以在灰尘过量时进行排空灰尘。

如图8所示，排尘鸭嘴8为鸭嘴状开口，包括轴向旋流管底端的开缝，及沿开缝相对设置的橡胶片凸缘，形成鸭嘴状。

在发动机正常运转，且积尘量未堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于闭合状态；在发动机停止时或积尘量堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于打开状态。

鸭嘴状开口的工作机理如下：

当发动机运行时，轴向旋流管3.1内部处于负压状态，外部气压挤压两片橡胶片凸缘，使其紧贴闭合，达到闭合状态，当发动机停止时，内外气压相等，在重力及橡胶片凸缘自身弹性作用下，两片橡胶片凸缘呈相互平行状态，鸭嘴状开口处于打开状态。但发动机运行时，轴向旋流管下端灰尘积灰量较多，阻碍空气压力传递，内外压差为零或者较小，无法抵抗积累的灰尘的重力时，灰尘会冲开两片橡胶片凸缘，落到外部。

本装置空气过滤的工作过程：

风依次经过离心式预滤器1-粗滤器壳体-从侧部进入轴向旋流管3.1-向上进入粗滤器内胆3.4-进入纸质细滤器2。

具体为：

伴有灰尘及杂物的空气在发动机的负压下通过四个离心式预滤器壳体1.1的上部筛状孔进入预滤器可体内，进入预滤器壳体内的含有灰尘杂质的气体经过导向叶片1.2从而催动排尘转子1.3进行转动，含有一定重量的灰尘和杂质在离心力的作用下会经过排尘口1.4排出外界，较为洁净的空气进入离心式预滤器出气口1.5。

离心式预滤器出气口1.5和旋流式粗滤器进气口5通过锁紧卡箍1.6相连接，从离心式预滤器出来的空气经四个旋流式粗滤器进气口5进入旋流式粗滤器的上腔体3.11、轴向粗滤器内胆3.4和轴向旋流管下隔板3.2形成的空间内，随之经离心式预滤器过滤的空气进入480个均匀分布四个内胆下的轴向旋流管3.1内进入螺旋的空间排尘螺旋叶片7.2。

水、尘混合物在排尘螺旋叶片7.2螺旋结构中形成离心作用，由于受到重力的影响，灰尘和雨水被甩到轴向旋流排尘锥形管下部壁上，通过锥形面自然落下到锥形下壳体通汇集到锥形底壳底部过四个旋流式粗滤器橡胶排尘鸭嘴8里面。

排尘鸭嘴8下侧是一个鸭嘴状的开口，当发动机运转时由于背压的作用会合闭，这时沙尘杂质会汇聚到鸭嘴里面。当发动机停止底壳失去背压或者在发动机运转时虽有背压沙尘杂质达到一定重量鸭嘴就会打开，沙尘杂质就会排出外界；洁净的空气重量较轻，通过轴向旋流洁净管7.1上升进入四个轴向粗滤器内胆3.4内，然后经过轴向粗滤器内胆通过旋流式粗滤器出气口3.5和细滤器进气口2.3进入到四个相同的纸质细滤器2内。

经过旋流式粗滤器3第二次过滤后的空气再次经过四个纸式滤芯2.3进行第三级过滤，过滤后洁净的空气经过纸质细滤器出气口排出汇集到一起提供给发动机使用。

本专利采用四个离心预滤器进气并联和一个大型旋流式粗滤器串联，然后在和四个纸质细滤器并联的三级过滤方式，过滤效率极高高达99.99％，有较强的排水性能；本专利采用四进气和四出气的结构，能满足超大功率、超大进气流量发动机的进气要求，且进气阻力较低；本专利模块化设计，没有过多弯管连接，大大节约了整车空间，减轻整车重量；本专利结构简单、安装拆卸方便，旋流式粗滤器和纸式细滤器滤芯可多次使用且维护保养简单，维护保养成本较低。

所述本专利是在原有进气系统基础上进行的设计创新，把离心式预滤器、沙漠式粗滤器和纸式细滤器模块化设计，极大的节约了整车的空间。离心式预滤器、沙漠式粗滤器和纸式细滤器集成化设计，之间取消了过多弯管连接，减少了各项生产及管理成本，大大降低了维护成本。

过滤效率试验，加灰900g，可以排出灰799g，除灰效率99.9％，效率极高；在6000m³/h超大流量下，整个进气系统的进气阻力为4.78kpa，进气阻力较小，大大满足高功率大流量发动机的匹配要求；本专利有良好的排水效果。

试验数据如下：

本实施例采用旋流式粗滤器代替油浴式粗滤器，能够适应多沙地带的原因在于，油浴式粗滤器吸收沙尘后无法排出，逐渐积累，导致过滤能力失效，本申请的旋流式粗滤器，能够间歇性将过滤到的沙尘外排，保持过滤能力，具有更大的过滤沙尘的能力。

实施例2

本申请第二个实施例提供一种重型机械设备，包括实施例1中所述的适用于多沙地带的空气滤清器，重型机械设备的类别包括重型运输设备、矿山设备、油轮等。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于多沙地带的空气滤清器，包括依次连通的离心式预滤器、粗滤器、纸质式细滤器，其特征在于，所述粗滤器包括：

粗滤器壳体，粗滤器壳体内设置粗滤器内胆；粗滤器壳体的进气口与离心式预滤器的气体出口相连通,粗滤器内胆的出气口与纸质式细滤器连通；

轴向旋流管，设有多个，轴向旋流管的主体位于粗滤器壳体，在侧部设置进风口；上部设置出风管与粗滤器内胆连通，下端与外部相通并设置排尘口；

排尘口，所述排尘口为鸭嘴状开口，包括轴向旋流管底端的开缝，及沿开缝相对设置的弹性凸缘，形成鸭嘴状；

在发动机正常运转，且积尘量未堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于闭合状态；在发动机停止时或积尘量堵住轴向旋流管下端时，所述鸭嘴状开口处于打开状态。

2.根据权利要求1所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，

所述粗滤器内胆的下部具有下隔板，上部具有上隔板，所述上隔板将所述粗滤器内胆分隔为两个腔体，分别为上腔体和下腔体；

所述轴向旋流管的侧部进风口位于所述下腔体，所述轴向旋流管顶部的出风管位于所述上腔体，所述轴向旋流管下端的排尘口向下从所述下隔板露出。

3.根据权利要求2所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，

所述离心式预滤器有四个，在每个离心式预滤器内，依次设置导向涡轮叶片、排尘转子；

所述粗滤器内胆有四个，粗滤器内胆的下腔体设置进气口分别与所述离心式预滤器的出气口连接；

所述纸质式细滤器有四个，纸质式细滤器的进气口分别连接粗滤器内胆上腔体的四个出气口。

4.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，四个所述离心式预滤器的出气口通过卡箍分别安装在粗滤器内胆的四个进气口。

5.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，四个所述纸质细滤器安装在粗滤器内胆壳体上面，纸质细滤器与粗滤器内胆壳体接口之间设有环形橡胶密封垫。

6.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，在粗滤器内胆的壳体上部焊接有固定支架，所述固定支架为十字形，固定支架的四个末端分别与所述离心式预滤器固定连接；

在粗滤器内胆的壳体两侧焊接有安装支架。

7.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，所述粗滤器内胆的四个进气口焊接在粗滤器内胆壳体上。

8.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，四个所述离心式预滤器的出气口通过卡箍分别安装在粗滤器内胆的四个进气口。

9.根据权利要求3所述的适用于多沙地带的空气滤清器，其特征在于，所述纸质细滤器内部设有纸式滤芯。

10.一种重型机械设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的适用于多沙地带的空气滤清器，所述重型机械设备的类别包括重型运输设备、矿山设备、油轮。

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