CN220081560U - 复合式空气粗滤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合式空气粗滤器，包括上粗滤盘、下粗滤盘和连接在上下粗滤盘之间的多个旋流管；上粗滤盘和下粗滤盘之间连接有进气筒，各旋流管均位于进气筒内，进气筒的筒壁上均布有多个进气孔；各旋流管的出口均与出气管相通，进气筒外的下粗滤盘连接有竖向设置的内连接筒，内连接筒向径向外部通过旋流叶片连接有外连接筒，该环形腔的底端作为进气口；外连接筒向上连接有周向壳体，周向壳体顶端连接有上连接环，上连接环与上粗滤盘连为一体；上连接环向上连接有上壳体；周向壳体上设有若干与环境相通的一级出灰口。本实用新型集旋流叶片与旋流管于一体，通过多级分离提高预滤效果和产品寿命。进气腔与负压状态相匹配能提高一级过滤效果。

Description

复合式空气粗滤器

技术领域

本实用新型涉及机动车用空气过滤技术。

背景技术

商用车、农用车和工程车的使用环境中灰尘量大，对于空气过滤具有较高的要求，普遍采用空气预滤器（预滤器又称粗滤器）和空气滤清器两级过滤的结构。

市场上使用的空气预滤器有旋流叶片式和气流进入旋流管式。旋流叶片式工作原理为：气流经壳体叶轮形成旋流方向进入壳体，在壳体内部经旋流叶片后进去进气管；该方式结构最为简单，可靠性较差，同时过滤效率较低，对相匹配的发动机要求高；

气流直接进入旋流管式的预滤器，采用多个旋流管，分离效率比旋流叶片式效果好，但是维护困难，不好排灰，且工作压力集中在旋流管，气流从侧面进入旋流管，产品整体防雨性能差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同时采用旋流叶片和多个旋流管的复合式空气粗滤器，通过下进风提高防雨性能，通过二级旋流过滤提高空气预滤效率。

为实现上述目的，本实用新型的复合式空气粗滤器包括上粗滤盘、下粗滤盘和连接在上下粗滤盘之间的多个旋流管，各旋流管间隔设置；上粗滤盘和下粗滤盘之间连接有进气筒，各旋流管均位于进气筒内，进气筒的筒壁上均布有多个进气孔；

各旋流管的出口均与出气管相通，出气管与上粗滤盘和下粗滤盘相连接；出气管向下伸出下粗滤盘；

进气筒外的下粗滤盘连接有竖向设置的内连接筒，内连接筒向径向外部通过旋流叶片连接有外连接筒，旋流叶片在内连接筒和外连接筒之间围成的环形腔内沿周向均匀设有多个并用于使向上气流产生周向旋转，该环形腔的底端作为进气口；

外连接筒向上连接有周向壳体，周向壳体顶端连接有上连接环，上连接环向径向内向与上粗滤盘连为一体；上连接环向上连接有上壳体；周向壳体上设有若干与环境相通的一级出灰口。

下粗滤盘向下连接有集尘腔，集尘腔侧壁开设有排灰口，排灰口处螺纹连接或卡接有排灰盖；

上壳体与上粗滤盘之间围成预滤净气腔，出气管上端与预滤净气腔相通，出气管下端穿过集尘腔并用于与机动车的空气滤清器的进口管路相连接；

各旋流管结构相同，均包括固定连接在上粗滤盘上的上管和固定连接在下粗滤盘上的下管，下管底部呈上大下小的空心锥台形，下管底端穿过下粗滤盘伸入集尘腔并作为旋流管的落尘口；旋流管的落尘口作为二级出灰口；

上管上端穿过上粗滤盘伸入预滤净气腔并作为旋流管的出口；

上管和下管同轴线设置，上管和下管的上下两端均敞口设置；上管的中下部向下伸入下管并径向连接有旋流片，旋流片沿周向均匀分布，各旋流片的径向外端与下管内壁的配合间隙小于等于0.2毫米；旋流片用于使向下的气流形成旋转气流；

下管上端与上管外壁围成的环形口作为旋流管的进口。

以径向外部为外向，周向壳体上端直径小于其下端直径使其母线呈内高外低的斜线；

内连接筒向上连接有导流筒，导流筒与周向壳体同轴线；导流筒的上端直径大于其下端直径使其母线呈外高内低的斜线；

导流筒与周向壳体围成上窄下宽的环形的进气腔。

进气腔上窄下宽的程度和预定的发动机负压状态相匹配，使一级出灰口处的气流旋流速度与该处负压状态相匹配，在一级出灰口处形成微量的外泄气流。

集尘腔的底壁竖向截面呈人字形，为中间高两侧低的结构；排灰口对应于集尘腔两侧底壁最低处设有两个。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型的设计目标有：

1、旋流叶片和旋流管的二级预滤复合结构，下进风提高防雨性能。

2、进气空间收缩，通过加大流速提高灰尘颗粒的惯性，使较大的灰尘颗粒能够对抗负压方向由一级出灰口排出，提高一级预滤效果的结构。

3、旋流管中部进气，上端出气，下部二级排灰与集尘腔相配合的结构，提高二级预滤效果，方便二级排灰。

4、集尘腔方便清理的结构，侧开口与内高外低的倾斜底面。

本实用新型集旋流叶片与旋流管于一体，对灰尘等进行多级分离，减轻旋流管压力，提高产品寿命。本实用新型多次对灰尘进行分离，提高产品预滤效率，为空气滤清器提供更干净的进气，使空气滤清器滤后进入发动机的气流更加纯净。

本实用新型是下进风的结构，使用时机动车的发动机处的负压由出气管传导至进气口，进气口处由下向上形成进风，相比以往侧进风提高了防雨性能。本实用新型对于气流采用了旋流叶片和旋流管进行二次旋流过滤，提高了空气预滤效率。

进气筒实际上也具有挡尘作用，一方面提高空气预滤效果，另一方面使气流在周向方向上更为均匀地进入进气筒内的空间供给各旋流管进行二级预滤。

灰尘在集尘腔可能发生板结等现象，有时需要工作人员手动清理。排灰口位于集尘腔侧壁，相比排灰口位于下端，更方便工作人员打开排灰盖进行清理动作。具体的，灰尘发生板结时，打开排灰盖，从侧部掏挖清理积灰较为方便。

旋流管分为上管和下管，中间进气，下端与集尘腔相通以排尘，上端与预滤净气腔相通以供净气流出，这种结构一方面通过旋流增强了二级过滤的效果（一级过滤作用是旋流叶片产生的），另一方面方便了出气与排尘，相比以往提高了排尘的便捷性。

气流在由下向上经过进气腔时，流道截面变小，气流速度增加，使气流中的灰尘颗粒更容易在惯性作用下经一级出灰口排入环境，提高一级预滤的效果。由于机动车发动机传来的负压效果，一级出灰口处的气流不会逆着负压方向大量向外流出，只有惯性大的灰尘颗粒容易流出一级出灰口。

在结构上使进气腔上窄下宽的程度与预定的发动机负压状态相匹配，可以实现一级出灰口处气流基本上不进不出、只有微量的外泄气流和惯性大的灰尘流出的效果。保持微量的外泄气流，是为了防止外界未经一级预滤的气体大量进入本实用新型，导致降低预滤效果。

在原理上，进气腔向上收缩的程度越高（顶端相对底端越窄），一级出灰口处的气流速度越快，也就越容易外泄；预定的发动机负压值越低（负压越大），则一级出灰口处的气流越容易向内流动而越不容易外泄。通过试验，可以得到合适的匹配状态。

集尘腔底壁中间高两侧低，排灰口与集尘腔底壁最低处相接，这样的结构使灰尘不会聚焦在集尘腔的中部，而容易自然滑落至排灰口处，便于排灰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2的B-B剖视图；

图4是图1的右视图；

图5是本实用新型的立体结构示意图；

图6是上下粗滤盘与集尘腔和各旋流管的装配结构示意图；

图7是旋流管的上管的结构示意图；

图8是集尘腔与出气管相配合的结构示意图；

图9是图2中A处的放大图。

具体实施方式

如图1至图9所示，本实用新型的复合式空气粗滤器包括上粗滤盘1、下粗滤盘2和连接在上下粗滤盘1、2之间的多个旋流管，各旋流管间隔设置；

上粗滤盘1和下粗滤盘2之间连接有进气筒3，各旋流管均位于进气筒3内，进气筒3的筒壁上均布有多个进气孔4；

各旋流管的出口均与出气管5相通，出气管5与上粗滤盘1和下粗滤盘2相连接；出气管5向下伸出下粗滤盘2；

进气筒3外的下粗滤盘2连接有竖向设置的内连接筒6，内连接筒6向径向外部通过旋流叶片7连接有外连接筒8，旋流叶片7在内连接筒6和外连接筒8之间围成的环形腔内沿周向均匀设有多个并用于使向上气流产生周向旋转，该环形腔的底端作为进气口9；

外连接筒8向上连接有周向壳体10，周向壳体10顶端连接有上连接环14，上连接环14向径向内向与上粗滤盘1连为一体；上连接环14向上连接有上壳体15；周向壳体10上设有若干与环境相通的一级出灰口11；

本实用新型是下进风的结构，使用时机动车的发动机处的负压由出气管5传导至进气口9，进气口9处由下向上形成进风，相比以往侧进风提高了防雨性能。本实用新型对于气流采用了旋流叶片7和旋流管进行二次旋流过滤，提高了空气预滤效率。

进气筒3实际上也具有挡尘作用，一方面提高空气预滤效果，另一方面使气流在周向方向上更为均匀地进入进气筒3内的空间供给各旋流管进行二级预滤。

下粗滤盘2向下连接有集尘腔12，集尘腔12侧壁开设有排灰口13，排灰口13处螺纹连接或卡接有排灰盖；排灰口13处设置排灰盖为常规技术，图未示排灰盖。

上壳体15与上粗滤盘1之间围成预滤净气腔16，出气管5上端与预滤净气腔16相通，出气管5下端穿过集尘腔12并用于与机动车的空气滤清器的进口管路相连接；

各旋流管结构相同，均包括固定连接在上粗滤盘1上的上管17和固定连接在下粗滤盘2上的下管18，下管18底部呈上大下小的空心锥台形，下管18底端穿过下粗滤盘2伸入集尘腔12并作为旋流管的落尘口；旋流管的落尘口作为二级出灰口19；

上管17上端穿过上粗滤盘1伸入预滤净气腔16并作为旋流管的出口20；

上管17和下管18同轴线设置，上管17和下管18的上下两端均敞口设置；上管17的中下部向下伸入下管18并径向连接有旋流片21，旋流片21沿周向均匀分布，各旋流片21的径向外端与下管18内壁的配合间隙小于等于0.2毫米；配合间隙小于等于0.2毫米，作用是一方面便于装配，另一方面防止间隙过大使旋流管内向下气流不能得到旋流片21的有效导流作用。旋流片21用于使向下的气流形成旋转气流；下管18上端与上管17外壁围成的环形口作为旋流管的进口22。

灰尘在集尘腔12可能发生板结等现象，有时需要工作人员手动清理。排灰口13位于集尘腔12侧壁，相比排灰口13位于下端，更方便工作人员打开排灰盖进行清理动作。具体的，灰尘发生板结时，打开排灰盖，从侧部掏挖清理积灰较为方便。

旋流管分为上管17和下管18，中间进气，下端与集尘腔12相通以排尘，上端与预滤净气腔16相通以供净气流出，这种结构一方面通过旋流增强了二级过滤的效果（一级过滤作用是旋流叶片7产生的），另一方面方便了出气与排尘，相比以往提高了排尘的便捷性。

以径向外部为外向，周向壳体10上端直径小于其下端直径使其母线呈内高外低的斜线；内连接筒6向上连接有导流筒23，导流筒23与周向壳体10同轴线；导流筒23的上端直径大于其下端直径使其母线呈外高内低的斜线；导流筒23与周向壳体10围成上窄下宽的环形的进气腔24。

气流在由下向上经过进气腔24时，流道截面变小，气流速度增加，使气流中的灰尘颗粒更容易在惯性作用下经一级出灰口11排入环境，提高一级预滤的效果。由于机动车发动机传来的负压效果，一级出灰口11处的气流不会逆着负压方向大量向外流出，只有惯性大的灰尘颗粒容易流出一级出灰口11。

进气腔24上窄下宽的程度和预定的发动机负压状态相匹配，使一级出灰口11处的气流旋流速度与该处负压状态相匹配，在一级出灰口11处形成微量的外泄气流。

在结构上使进气腔24上窄下宽的程度与预定的发动机负压状态相匹配，可以实现一级出灰口11处气流基本上不进不出、只有微量的外泄气流和惯性大的灰尘流出的效果。保持微量的外泄气流，是为了防止外界未经一级预滤的气体大量进入本实用新型，导致降低预滤效果。

在原理上，进气腔24向上收缩的程度越高（顶端相对底端越窄），一级出灰口11处的气流速度越快，也就越容易外泄；预定的发动机负压值越低（负压越大），则一级出灰口11处的气流越容易向内流动而越不容易外泄。针对预定的发动机产生的负压状态，通过改变进气腔24向上收缩的程度进行有限次实际试验或仿真实验，可以得到合适的匹配状态。

集尘腔12的底壁竖向截面呈人字形，为中间高两侧低的结构；排灰口13对应于集尘腔12两侧底壁最低处设有两个。

集尘腔12底壁中间高两侧低，排灰口13与集尘腔12底壁最低处相接，这样的结构使灰尘不会聚焦在集尘腔12的中部，而容易自然滑落至排灰口13处，便于排灰。

使用时，本实用新型安装在机动车上（尤其是过滤负荷较大的商用车、农用车或工程车），出气管5连接机动车空气滤清器的进口管路，进气口9向下与大气相通。

发动机工作时产生负压，沿进气管路系统传递至本实用新型中的出气管5，在本实用新型内产生负压，使进气口9外的环境气体由下向上进入进气口9。进气口9处的旋流叶片7使得上升气流变为旋转上升的气流，在经过上窄下宽的进气腔24时流速增大，气流中灰尘的惯性增大。其中较大的灰尘颗粒具有较大的惯性，对抗负压作用后由一级出灰口11排出。气流及另一部分灰尘则在负压作用下经过进气筒3侧壁的多个进气孔4进入进气筒3内部空间，由旋流管的进口22进入下管18，在旋流片21的导向作用下形成向下的旋转气流；旋转气流中的灰尘（尤其是大颗粒灰尘）具有较大的向下惯性，经下管18下端（二级出灰口19）进入排灰腔。由于正常工作时排灰盖未打开，因而集尘腔12内由于气流无法流出而相对旋流管的上管17具有较高的气压；集尘腔12气压相对较高，且下管18底部呈上大下小的空心锥台形提高了气流向下的阻力，因而惯性较大的灰尘会进入集尘腔12，而气流由于向下流阻高且集尘腔12没有空气出口而向上通过上管17进入预滤净气腔16，然后经出气管5向下排出送往机动车的空气滤清器，由空气滤清器过滤后提供发动机燃烧使用。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.复合式空气粗滤器，包括上粗滤盘、下粗滤盘和连接在上下粗滤盘之间的多个旋流管，各旋流管间隔设置；其特征在于：

上粗滤盘和下粗滤盘之间连接有进气筒，各旋流管均位于进气筒内，进气筒的筒壁上均布有多个进气孔；

各旋流管的出口均与出气管相通，出气管与上粗滤盘和下粗滤盘相连接；出气管向下伸出下粗滤盘；

进气筒外的下粗滤盘连接有竖向设置的内连接筒，内连接筒向径向外部通过旋流叶片连接有外连接筒，旋流叶片在内连接筒和外连接筒之间围成的环形腔内沿周向均匀设有多个并用于使向上气流产生周向旋转，该环形腔的底端作为进气口；

外连接筒向上连接有周向壳体，周向壳体顶端连接有上连接环，上连接环向径向内向与上粗滤盘连为一体；上连接环向上连接有上壳体；周向壳体上设有若干与环境相通的一级出灰口。

2.根据权利要求1所述的复合式空气粗滤器，其特征在于：下粗滤盘向下连接有集尘腔，集尘腔侧壁开设有排灰口，排灰口处螺纹连接或卡接有排灰盖；

上壳体与上粗滤盘之间围成预滤净气腔，出气管上端与预滤净气腔相通，出气管下端穿过集尘腔并用于与机动车的空气滤清器的进口管路相连接；

各旋流管结构相同，均包括固定连接在上粗滤盘上的上管和固定连接在下粗滤盘上的下管，下管底部呈上大下小的空心锥台形，下管底端穿过下粗滤盘伸入集尘腔并作为旋流管的落尘口；旋流管的落尘口作为二级出灰口；

上管上端穿过上粗滤盘伸入预滤净气腔并作为旋流管的出口；

上管和下管同轴线设置，上管和下管的上下两端均敞口设置；上管的中下部向下伸入下管并径向连接有旋流片，旋流片沿周向均匀分布，各旋流片的径向外端与下管内壁的配合间隙小于等于0.2毫米；旋流片用于使向下的气流形成旋转气流；

下管上端与上管外壁围成的环形口作为旋流管的进口。

3.根据权利要求1所述的复合式空气粗滤器，其特征在于：以径向外部为外向，周向壳体上端直径小于其下端直径使其母线呈内高外低的斜线；

内连接筒向上连接有导流筒，导流筒与周向壳体同轴线；导流筒的上端直径大于其下端直径使其母线呈外高内低的斜线；

导流筒与周向壳体围成上窄下宽的环形的进气腔。

4.根据权利要求3所述的复合式空气粗滤器，其特征在于：进气腔上窄下宽的程度和预定的发动机负压状态相匹配，使一级出灰口处的气流旋流速度与该处负压状态相匹配，在一级出灰口处形成微量的外泄气流。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的复合式空气粗滤器，其特征在于：集尘腔的底壁竖向截面呈人字形，为中间高两侧低的结构；排灰口对应于集尘腔两侧底壁最低处设有两个。