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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen zum Trennen und
Entfernen von Partikeln aus der Luft, wie Schmutz, Staub, Regen
und Schnee, bevor diese in den Luftstrom eines Motors, Luftverdichters
oder eines ähnlichen
Geräts
eindringen.
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Hintergrund der Erfindung
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Luftfilter
werden herkömmlicherweise
zum Filtern von in einen Verbrennungsmotor angesaugter Luft verwendet.
Luftvorreiniger sind Vorrichtungen, die vor dem Strömen von
Luft durch den Filter zum Entfernen von Staub, Schmutz, Sand, Regen, Schnee
und anderen Luftverunreinigungen in der Ansaugluft verwendet werden.
Vorreiniger begünstigen eine
effizientere Verbrennung und längere
Lebensdauer von Motor und Filter. Die Leistungsfähigkeit des Vorreinigers wird
anhand des Prozentsatzes, der durch den Vorreiniger aus der Ansaugluft
entfernten Partikel bestimmt. Je effizienter der Vorreiniger ist, desto
geringer ist die Menge an Partikeln, die durch den Luftfilter entfernt
werden muss.
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Die
Vorreiniger nach dem Stand der Technik haben verschiedene Ausgestaltungen,
die als Mittel zum Entfernen der Partikel aus der Luft eingesetzt werden.
Beispiele von Vorreinigern oder Partikeltrennvorrichtungen werden
in den
U.S. Pat. Nr.: 2,193,479 ;
2,304,778 ;
2,417,130 ;
2,973,830 ;
3,552,102 ;
3,670,480 ;
3,740,932 ;
3,791,112 ;
3,973,937 ;
4,138,761 ;
4,197,102 ;
4,547,207 ;
5,022,903 ;
5,449,291 und
5,505,756 gezeigt.
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Obwohl
solche Vorreiniger hinsichtlich des Entfernens von Partikeln angemessene
Leistung bringen, wird dies manchmal auf Kosten eines verringerten
Luftstroms bewerkstelligt, z. B. kann der Vorreiniger selbst zu
einer Luftstromdrosselung werden. Gewöhnlich gibt es einen Kompromiss
zwischen der Leistungsfähigkeit
der Partikelerneuerung und der Ansaugluftdrosselung.
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Vorreiniger
zur Verwendung mit Kraftfahrzeugen werden typischerweise auf einer, über die Haube
des Fahrzeugs ragenden Halterung angebracht. Der Luftfilter wird
normalerweise unter der Haube in der Nähe des Vergasers oder Ansaugkrümmers angebracht.
Es wurden Versuche unternommen, den Vorreiniger und Filter angrenzend
aneinander einzubauen, wobei Vorreiniger mit herkömmlicher
Bodenluftansaugung genutzt werden, was erfordert, dass der Vorreiniger
dennoch bei einem Abstand vom Filtergehäuse entfernt ist, der ausreichend ist,
freien Luftfluss zum Vorreiniger zu gestatten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine
Ansaugluftreinigungsvorrichtung an die Hand gegeben, welche umfasst:
- a) ein Filtergehäuse und einen darin gelagerten Filter,
wobei das Filtergehäuse
ein Einlassende mit einer Lufteinlassöffnung darin und ein Ablasssende
mit einer Luftauslassöffnung
darin umfasst, wobei der Filter in dem Gehäuse gelagert ist, um die von
der Einlassöffnung
zur Ablassöffnung strömende Luft
zu filtern;
- b) eine an dem Einlassende an dem Filtergehäuse angebrachte Haube mit einem
Ablassstutzen zum Ablassen von Partikeln, wobei die Haube und das
Einlassende des Filtergehäuses
einen Luftraum ausbilden, mit einem umlaufenden Zwischenraum zwischen
der Haube und dem Filtergehäuse
und einer Reihe von in dem Zwischenraum bei einem Winkel zwischen
radial und tangential angebrachte Luftleitbleche zum Ausbilden von
Kanälen
zwischen diesen, durch die Luft in den Luftraum geleitet wird; und
- c) eine Rotorbaugruppe, die in dem Luftraum drehend angebracht
ist, um Partikel zum Ausstoßen durch
die Ablassöffnung
hin zur Haube zur schleudern.
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Weil
der Lufteinlass der in der nachfolgend beschriebenen und veranschaulichten
bevorzugten Ausführungsform
der Ansaugluftreinigungsvorrichtung durch den Zwischenraum zwischen
der Haube und dem Einlass des Filtergehäuses statt wie in herkömmlichen
Luftvorreinigern durch den Boden der Haube stattfindet, kann die
Haube an dem Filtergehäuse
montiert werden, um eine kompakte und robuste einteilige Einheit
vorzusehen. Die bevorzugte Ausführungsform
der Ansaugluftreinigungsvorrichtung sieht hoch leistungsfähige Reinigung
der Einlassluft für
Verbrennungsmotoren und dergleichen mit niedriger Luftstromdrosselung
vor. Sie sieht sowohl die Entfernung als auch den Ablass der Partikel aus
der Einlassluft sowie durch Luftfilterung in einer kompakten Einheit
vor, die zum Einbau in dem Motorraum eines Fahrzeugs gut ausgelegt
ist. Aufgrund der Kompaktheit der Vorrichtung nimmt sie keinen erheblich
größeren Raum
als eine herkömmliche
Luftfiltereinheit ein. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass
sie einfach teilweise zerlegt werden kann, um Zugriff auf Filter
zum Reinigen und Austauschen zu gestatten.
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Das
Filtergehäuse
hat vorzugweise eine zylindrische Außenwand, eine Einlassendwand,
die das Einlassende mit der Einlassöffnung darin ausbildet, und
eine Auslassendwand, die das Auslassende mit der Auslassluftöffnung darin
ausbildet. Der Filter ist vorzugsweise zylindrisch und weist ein
geschlossenes oberes Ende und ein offenes unteres Ende auf, das
mit der Auslassöffnung
des Gehäuses
in Verbindung steht. Eine äußerste Fläche des
zylindrischen Filters ist einwärts
der zylindrischen Außenwand
des Gehäuses
beabstandet, um einen Luftraum auszubilden, der in Verbindung mit
der Einlassöffnung
des Gehäuses
steht, so dass in die Einlassöffnung
des Gehäuses
strömende
Luft in den Luftraum und dann durch den zylindrischen Filter zur Auslassöffnung des
Gehäuses
strömt.
Die zylindrische Wand des Gehäuses
ist vorzugweise in zwei trennbaren Teilen, die einen unteren Abschnitt
und einen oberen Abschnitt umfassen, ausgebildet. An einem der Abschnitte
befestigte Klammern sehen ein Mittel zum lösbaren Verbinden des oberen
Abschnitts und des unteren Abschnitts miteinander vor. Wenn der
Filter gereinigt oder ausgetauscht werden muss, kann der Bediener
einfach die Klammern öffnen,
um ein Lösen
des oberen Teils des Gehäuses
mit der daran angebrachten Haube von dem unteren Teil des Gehäuses zu
ermöglichen,
was den Filter freilegt. Wenn der Filter gereinigt oder ausgetauscht
wurde, kann der obere Teil des Gehäuses mit der daran angebrachten
Haube wieder an dem unteren Teil des Gehäuses zusammengebaut werden
und die Klammern können
so betätigt
werden, dass sie die zwei Abschnitte des Gehäuses dicht zusammenhalten.
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Der
Filter ist vorzugsweise in zwei Teilen ausgebildet, die einen äußeren zylindrischen
Grobfilter mit einer Außenfläche kleineren
Durchmessers, als dem der Innenfläche des äußeren Filters einschließen. Der
zylindrische Innenraum des Innenfilters steht mit der Auslassöffnung des
Gehäuses
in Verbindung. Der äußere zylindrische
Filter weist ein geschlossenes oberes Ende und ein offenes oberes Ende
auf, das zum Vorsehen einer Luftdichtung, mit der Auslasswand des
Gehäuses
verbunden ist.
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Die
Ansaugluftvorreinigungsvorrichtung führt also in einer einzigen
Einheit die Funktionen aus, die herkömmlich durch einen separaten
Luftvorreiniger und Luftfilter ausgeführt werden. Die Vorrichtung
ist insbesondere zum Einbauen innerhalb des Motorraums eines Fahrzeugs
ausgelegt. Die Vorrichtung kann, wenn gewünscht, auch als eine Einheit
außerhalb
des Motorraums eines Fahrzeugs befestigt werden, z. B. am oberen
Ende des Halterungsrohrs. Bei Einsatz wird Luft durch den Zwischenraum
und zwischen den Luftleitblechen gesaugt und aufwärts innerhalb
der Haube geleitet, um den Rotor anzutreiben, um Partikel durch
die Ablassöffnung
der Haube zu schleudern. Die Vorreinigung der Partikel aus der Luft
verringert das Volumen an Material, das aus der Luft durch die Filter
gereinigt werden muss, was die Lebensdauer des Filters verlängert. Die
Einlassluft strömt
dann durch die Einlassöffnung
des Filtergehäuses
und in den Luftraum zwischen der zylindrischen Wand des Gehäuses und
der äußeren zylindrischen
Fläche
des äußeren Grobfilters.
Der äußere zylindrische
Filter kann ein großes
Seitenverhältnis haben – das Verhältnis von
Höhe zu
Durchmesser – das
einen großen
Bereich vorsieht, durch den Luft in den Außenfilter gesaugt werden kann,
wodurch die mit dem Strömen
von Luft durch den äußeren Filter verbundene
Luftstromdrosselung verringert wird. Der innere Filter hat analog
vorzugsweise ein großes
Seitenverhältnis
und einen verhältnismäßig großen Bereich, über den
Luft durch das Material des inneren Filters und dann zu der Auslassöffnung des
Gehäuses
angesaugt werden kann. Die Verwendung von sowohl einem äußeren Filter
als auch einem inneren Filter gestattet es, verschiedene Materialien
in dem inneren Filter und äußeren Filter
zu verwenden, wobei der äußere Filter
aus einem Filtermaterial ausgebildet ist, das einfach verhältnismäßig größeren Schmutz-
und Staubpartikel, Feuchtigkeit, Öle, usw. sammeln kann, um zu
verhindern, dass solche Materialien zu dem inneren Filter gelangen,
der aus einem Material ausgebildet sein kann, das feineres Filtern vorsieht,
aber leichter durch das vom äußeren Filter entfernte
Material verstopft werden könnte.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen:
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1 ist
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Ansaugluftreinigungsvorrichtung.
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2 ist
eine Draufsicht der Ansaugluftreinigungsvorrichtung.
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3 ist
eine Querschnittsansicht durch die Ansaugluftreinigungsvorrichtung
allgemein entlang der Linien 3-3 von 2.
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4 ist
eine Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Ansaugluftreinigungsvorrichtung, die
die relative Anordnung von Teilen und deren Einbau in die vollständige Vorrichtung
zeigt.
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5 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich der 3 eines
Teils der Ansaugluftreinigungsvorrichtung, die eine bevorzugte Struktur
zum Tragen des oberen Endes des Luftfilters zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In
Bezug auf die Zeichnungen wird die erfindungsgemäße Ansaugluftreinigungsvorrichtung
allgemein bei 10 in 1 gezeigt.
Die Vorrichtung 10 kombiniert die Funktionen eines Luftvorreinigers
und eines Luftfilters in einer einzigen, kompakten, robusten Einheit.
Sie ist zum Befestigen im Motorraum eines Fahrzeugs, beispielsweise
eines LKWs, einer Zugmaschine oder eines großen Baugeräts, an der Stelle, an der ein
Luftfilter für
gewöhnlich
befestigt wird, ausgelegt. Aufgrund der kompakten und robusten Konstruktion
der Reinigungsvorrichtung 10, ist keine besonderem Umrüstung der
Reinigungsvorrichtung 10 erforderlich, um an Stelle einer
herkömmlichen
Luftfiltereinheit befestigt werden zu können.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst ein Filtergehäuse 11, vorzugsweise
mit einer im Allgemeinen zylindrischen äußeren Wand 12, die
in einen oberen Abschnitt 13 und einen unteren Abschnitt 14 unterteilt ist.
Die beiden Abschnitte 13 und 14 sind zusammen an
einem Anschlussstück 16 verbunden,
das mit einem etwas größeren inneren
Durchmesser ausgebildet ist, um darin einen Teil des oberen Abschnitts 13 einsetzen
zu lassen. Ein Flansch 17 ragt vom oberen äußeren Rand
des unteren Abschnitts 14 nach außen und kann durch Betätigen der
an dem oberen Bereich 13 zum Vorsehen eines Mittels für das lösbare Verbinden
des oberen Abschnitts 13 mit dem unteren Abschnitt 14 befestigten
Klammern 18 gegriffen werden, um das zylindrische Gehäuse zu vervollständigen.
Der Boden des Gehäuses 11 ist
durch eine untere Wand 20 geschlossen, die eine Auslassöffnung 21 aufweist,
die durch eine Verlängerungshülse 22 ausgebildet
ist, die zum Passen über
das Lufteinlassrohr z. B. eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs
ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Luftreinigungsvorrichtung
kann auch in anderen Anwendungen verwendet werden, in denen Ansaugluftreinigung
erforderlich ist, wie z. B. für
stationäre Verbrennungsmotoren
und große
Luftkompressoren.
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Eine
von Hand einstellbare Schraube 24 wird auf dem Boden des
Gehäuseabschnitts 14 befestigt und
kann nach unten geschraubt werden, um das Ende der Schraube (nicht
gezeigt) gegen ein in die Hülse 22 eingeführtes Rohr
zu pressen. Eine zweite senkrechte Schraube 25 kann zum
Arretieren der Schraube 24 an Ort und Stelle gehandhabt
werden. Zum Verbinden des Filtergehäuses mit einem Einlassrohr
können
beliebige andere Mittel verwendet werden, einschließlich Klemmbügel, mehrere Schrauben,
usw. In einem geeigneten Fall kann eine Reibpassung genutzt werden,
oder das Rohr kann dauerhaft mit dem Filtergehäuse angebracht werden. Verstärkende Rippen 27 können, wie
am Rand des unteren Gehäuseabschnitts 14 dargestellt,
bei Bedarf ausgebildet werden, um bauliche Verstärkung vorzusehen.
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Das
Filtergehäuse 11 hat
ein Einlassende 28, an dem eine Haube 30 angebracht
ist. Die Haube 30 ist vom Einlassende 28 des Gehäuses 11 beabstandet,
um einen umlaufenden Zwischenraum 31 auszubilden. Die Haube 30 und
das Einlassende 28 des Gehäuses bilden einen Luftraum.
Eine Reihe von Luftleitblechen 32 ist vorzugsweise in dem
Zwischenraum 31 bei einem Winkel zwischen radial und tangential
angebracht, um zwischen ihnen Kanäle auszubilden, durch die Luft
in einen zwischen der Haube und dem Einlassende des Filtergehäuses ausgebildeten
Luftraum geleitet wird. Wie weiterhin nachfolgend beschrieben wird,
sind die Luftleitbleche 32 an einem Flansch 34 angebracht,
der von dem Rand der äußeren zylindrischen
Seitenwand 35 der Haube 30 nach außen ragt,
und bei Bedarf werden Luftleitbleche 32 an zusätzlichen
Flanschen 34 angebracht, wie weiter unten erläutert wird,
die zwischen einem vom oberen Rand des Einlassendes des Filtergehäuses nach
außen
ragenden Flansch 36 und der unteren Kante der zylindrischen
Seitenwand der Haube angebracht sind. Wie weiter unten erläutert wird,
können
zum ortsfesten Sichern der Flansche 34 und der Luftleitbleche 32 und
ferner zum zuverlässigen
Anbringen der Haube 30 am Filtergehäuse 11 Gewindebolzen 38 verwendet
werden. Die Bolzen 38 können durch
die Flansche 34 in Gewindebohrungen 39 auf der
Haube 30 geschraubt werden. Die Haube 30 weist
eine Ablassöffnung 40 auf,
die als ein Schlitz in der zylindrischen Seitenwand 35 der
Haube zum Ablassen von Partikeln von der Haube ausgebildet sein kann,
wie weiter unten erläutert
wird.
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Die
Querschnittsansicht von
3 zeigt die funktionellen Teile
der Reinigungsvorrichtung in Luftstrompfad vom Eintritt der Luft
durch die Kanäle,
die zwischen den Luftleitblechen
32 ausgebildet sind, um Luft
durch die Luftauslassöffnung
21 des
Filtergehäuses
auszulassen. Jedes der Luftleitbleche
32 in der Reihe ist
vorzugsweise gleichmäßig von
angrenzenden Luftleitblechen um den Zwischenraum
31 beabstandet,
um Luftkanäle
zwischen den angrenzenden Luftleitblechen auszubilden, um Seitenlufteinspritzung
vorzusehen. Beispielsweise können
die Luftleitbleche bei einem Winkel von etwa 35° bezüglich einer Tangente zu dem
kreisförmigen
Rand der Haube (z. B. dem Rand des Flanschs
34) ausgerichtet
sein, obwohl größere oder
kleinere Winkel (z. B. 20° bis 60° oder mehr)
genutzt werden können.
Die Luftleitbleche leiten Luft einwärts und tangential, und die Luft
wird durch eine Einlassendwand
42 des Filtergehäuses nach
oben gelenkt. Die Einlassendwand
42 ist vorzugsweise, wie
gezeigt, gebogen und neigt sich einwärts und aufwärts von
einer Verbindungsstelle
43 mit der zylindrischen Außenwand
des Filtergehäuses
11 zu
einer kreisförmige
Einlassöffnung
44 des
Gehäuses.
Eine Rotorbaugruppe
46 ist drehbar in dem Luftraum der
Haube angebracht, beispielsweise an der oberen Wand
47 der
Haube
30, und dient zum Schleudern von Partikeln zu der
Haube zum Auswurf durch die Ablassöffnung
40. Die Rotorbaugruppe
46 umfasst
eine an einem Lager
52 angebrachte Nabe
50, die
selbst durch einen Bolzen
53 an der oberen Wand
47 der
Haube gesichert ist. Mehrere Arme
55 (vorzugsweise vier
Arme
55 in einer X-Anordnung, wobei in
3 zwei
gezeigt werden) ragen radial von der Nabe
50. Es können mehr
oder weniger als vier Arme
55 verwendet werden. Eine bevorzugte
Rotorbaugruppe ist von der Art, wie sie allgemein in den Patenten
Nr.
5,449,391 und
5.505,756 gezeigt und beschrieben
wird. Jeder der Arme
55 hat ein erstes Messer
58 und
ein zweites Messer
59. Die ersten Messer
58 befinden
sich in einer Ebene radial zu der Nabe
50, d. h. einer
Ebene senkrecht zur Drehachse des Rotors, und die zweiten Messer
59 befinden
sich vorzugsweise in Ebenen axial zu der Nabe
50, d. h.
Ebenen parallel zur und vorzugsweise übereinstimmend mit der Drehachse.
Die ersten Messer
58 haben eine Schnittkante und eine hintere Kante,
wobei die Schnittkante vor der hinteren Kante läuft, während sich jeder Arm entlang
seines kreisförmigen
Drehpfads bewegt. Die ersten Messer
58 sind vorzugsweise
keilförmig,
wobei sie an der Stelle, an der sie sich mit der Nabe
50 verbinden,
am breitesten sind und sich zu einem Endpunkt der Schnittkante hin an
einer Stelle verjüngen,
die angrenzend an die Schaufeln
61 ist, die an den äußeren Enden
der Arme ausgebildet sind. Das zweite Messer
59 bewegt
sich vorzugsweise senkrecht von der hinteren Kante des ersten Messers
58 nach
unten und hat eine Vorderseite und eine Rückseite. Während der Rotor dafür ausgebildet
ist, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, ragt das erste Messer
58 von
der Vorderseite des zweiten Messers
59 in eine Richtung gegen
den Uhrzeigersinn, wogegen die Rückseite des
zweiten Messers ohne Hindernis ist und somit die an der Rückseite
vorbei fließende
Luft im Wesentlichen nicht behindert wird. Die Arme
55 können auch eine
einstückig
ausgebildete Nase
62 haben, die sich in einer in
3 gezeigten
Weise von dem axialen Messer
59 nach unten erstreckt. Die
Nasen erstrecken sich nach unten hin zu der durch die kreisförmige Einlassöffnung
44 des
Filtergehäuses
ausgebildeten Kehle. Die Nasen
62 können leicht im Uhrzeigersinn
gebogen oder aufgeweitet sein oder sich abwärts ohne Biegung in einer axialen
Ebene erstrecken. Eine gebogene Nase kann bei größeren Höhen, in denen der Winkel der
Nasen vergrößert werden
kann, um den geringeren Ansaugluftdruck zu kompensieren und dadurch
die Drehzahl der Rotorbaugruppe auf der gewünschten, trotz der niedrigen Luftdichte
hohen Geschwindigkeit zu halten, vorteilhaft sein. Weitere Hinweise
für die
Bauweise des Rotors sind in den vorangehenden Patenten Nr.
5,449,391 und
5,505,756 beschrieben.
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In
Betrieb wird Luft, die Partikel enthalten kann, mittels eines durch
einen Motor oder eine ähnliche
mit dem Luftauslass
21 des Filtergehäuses verbundene Vorrichtung
erzeugten Unterdrucks durch den Zwischenraum
31 durch die
Kanäle
zwischen den Luftleitblechen
32 gesaugt. Die Winkelung
des Luftleitblechs
32 leitet den Luftstrom innerhalb des zwischen
dem Einlassende des Filtergehäuses – insbesondere
der Einlassendwand
42 – und
der Haube
30 ausgebildeten Luftraums in kreisförmiger Richtung
gegen den Uhrzeigersinn. Der Luftstrom wird gegen die Messer
58 und
59 und
die Nasen
62 der Rotorbaugruppe
46 geleitet, wodurch
die Rotorbaugruppe
46 veranlasst wird, sich entgegen des
Uhrzeigersinns zu drehen. Die Rotorbaugruppe könnte so ausgebildet werden,
dass die Richtung der Drehung bei Bedarf im Uhrzeigersinn sein könnte. Die
kreisförmige
Bewegung der Rotorbaugruppe
46 versetzt die Luft in eine
kreisförmige
Bewegung, die eine Zentrifugalkraft verursacht, die auf Partikel
in der angesaugten Luft auszuüben
ist. Die Partikel werden somit auswärts gegen die innere zylindrische
Fläche der
Seitenwand
35 der Haube geschleudert. Die Auslegung der
Haube
30 zwingt die Partikel entlang des Innenbereichs
der Fläche
der Haube in Richtung des sich senkrecht ersteckenden Schlitzes,
der die Ablassöffnung
40 ausbildet.
Es können
andere Auslegungen von Ablassöffnungen
verwendet werden, wofür
Beispiele in den Patenten Nr.
5,022,903 ,
5,449,391 und
5,505,756 dargestellt werden. Diese Funktion
dient dazu, die Ansaugluft von den schwereren Partikelmaterialien
vorab zu reinigen, bevor die Luft gefiltert wird.
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Die
Flansche 34 können
getrennt von der Haube 30 ausgebildet sein, z. B. jeder
als ein kreisförmiger
Ring, und eine Reihe von gleich beabstandeten Luftleitblechen 32 kann
an jedem der Flansche 34 angebracht werden, beispielsweise
dadurch, dass sie damit aus beständigem
Kunststoff geformt werden. Ein einzelner der Flansche 34 kann
mit den daran angebrachten Luftleitblechen 32 an der Haube 30 angebracht
werden, wo eine einzelne Lage von Luftleitblechen angemessenen Lufteinlass
vorsieht. Ein Vorteil von getrennten Flanschringen 34 mit
einer Reihe von daran angebrachten Luftleitblechen 32 ist, dass
eine ausgewählte
Anzahl von solchen getrennten Bauteilen in der am besten in 4 gezeigten Weise,
die die Baugruppe der Vorrichtung zeigt, aufeinander gestapelt werden
kann. Es versteht sich aber, dass mehr oder weniger der Flansch-
und Luftleitblecheinheiten eingesetzt werden können. Die Anzahl der in einem
Stapel verwendeten Einheiten kann gewählt werden, um einen gewünschten
Gesamtlufteinlassbereich vorzusehen, der ein wesentlicher Faktor
der Drosselung der in den Luftvorreiniger gesaugten Luft ist. Die
Flansch- und Luftleitblecheinheiten können für eine besondere Anwendung,
die eine bestimmte Anzahl von Einheiten im Stapel erfordern, genormt
werden und können
einfach aus den Standardteilen zusammengebaut werden. Wie in 4 abgebildet,
können
die Einheiten, die einen Flanschring 34 und Luftleitbleche 32 umfassen,
so ausgebildet sein, dass die Bolzen 38 durch jede der
Einheiten und in die Haube geschraubt werden können, beispielsweise an den
Gewindebohrungen 39 an der Haube.
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Wie
in der Querschnittsansicht von 3 dargestellt,
ist ein Filter 70 im Innenraum des Filtergehäuses 11 angebracht,
um die von einer Einlassöffnung 44 zu
der Auslassöffnung 21 strömende Luft zu
filtern. Der Filter 70 ist vorzugsweise zylindrisch und
hat eine von der Innenfläche 72 der
zylindrischen Wand des Filtergehäuses
einwärts
beabstandete Außenfläche 71,
um einen mit der Einlassöffnung 44 des
Gehäuses
in Verbindung stehenden Luftraum auszubilden. Luft, die in die Einlassöffnung des
Gehäuses
strömt,
strömt
in den Luftraum und von dort durch den zylindrischen Filter 70 zur
Auslassöffnung 21.
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Für die leistungsfähigste Reinigung
der Luft durch den Filter 70 ist es bevorzugt, dass der
Filter 70 in zwei Teilen ausgebildet ist, einem äußeren zylindrischen
Grobfilter 74 und einem inneren zylindrischen Feinfilter 75.
Der innere Filter 75 hat einen Außendurchmesser, der kleiner
als der Innendurchmesser des äußeren Filters 74 ist
und ist somit davon einwärts
beabstandet. Der äußere zylindrische
Filter 74 hat eine obere Wand 77, die die offene
Oberseite des zylindrischen Filters verschließt und in das Filtergehäuse strömende Luft
durch die Einlassöffnung 44 in den
Luftraum zwischen der zylindrischen Seitenwand des äußeren Filters 74 und
der Innenwand des zylindrischen Filtergehäuses zwingt. Wie in 3 gezeigt,
weist die obere Wand 77 vorzugsweise eine zentrale Spitze 78 auf,
die sich dann davon zumindest teilweise zu dem äußeren Rand des äußeren zylindrischen
Filters weg neigt, um in das Gehäuse durch
die Einlassöffnung
strömende
Luft nach außen zu
dem Luftraum zwischen der äußeren Fläche des äußeren zylindrischen
Filters und der inneren Fläche der
zylindrischen Wand des Gehäuses
zu lenken. In der oberen Wand 42 des Gehäuses können Distanzhalter 79 ausgebildet
sein, wie in 3 und der detaillierten Ansicht
von 5 gezeigt wird, die sich abwärts erstrecken und in einem
Haltestift 82 enden, der mit einer Bohrung in einer aufrechten
Verlängerung 83 der
oberen Wand 77 des Filters einrückt, um beim Halten des Filters
in seiner richtigen Stellung mitzuwirken. Das untere Ende 80 des äußeren zylindrischen
Filters ist vorzugsweise offen und rastet in eine sich von der Auslassendwand 20 des
Filtergehäuses
nach oben erstreckende zylindrische Hülse 81 ein. Das untere
Ende 80 des äußeren Filters
rastet vorzugsweise eng in die Hülse 81 ein,
um eine im Wesentlichen luftdichte Dichtung auszubilden, um so Luft,
die in das Filtergehäuse
gesaugt wurde, zu zwingen, durch den äußeren Filter zu strömen. Der äußere Filter kann
ein Grobfilter sein, der in herkömmlicher
Weise aus gefaltetem Filterpapier ausgebildet ist, um größere Staubpartikel,
Feuchtigkeit, Fett usw. auszufiltern, während die Drosselung des Luftstroms
durch den äußeren Filter
minimiert wird.
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Der
innere Filter 70 ist auch vorzugsweise zylindrisch, an
seiner Oberseite durch eine obere Wand 84 verschlossen,
mit einem offenen Boden, der über
einen sich aufwärts
erstreckenden Hülsenbereich 85 einrastet,
um eine im Wesentlichen luftdichte Dichtung auszubilden. Der innere
zylindrische Filter 75 kann aus einem Material wie z. B.
Kunststoffschaum gebildet sein, der zum Ausfiltern kleinster Partikel
gut ausgelegt ist, der aber zu Verstopfen und einer Verminderung
der Leistungsfähigkeit
neigen könnte,
wenn die größeren Partikel
und Feuchtigkeit usw. vorher nicht durch den äußeren Filter 74 entfernt worden
wären.
Natürlich
kann bei Bedarf eine einzelne Filtereinheit verwendet werden, oder
zusätzliche Filter
können,
nach Bedarf verwendet werden. Der aus dem äußeren Filter 74 und
dem inneren Filter 74 bestehende Filter 70 kann
ein handelsübliches
Filtersystem sein, wie z. B. zylindrische Filter, erhältlich von
Nelson unter dem Namen Dual SealTM und von Donaldson,
Virgis Filters und anderen.
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Die
Wände und
andere bauliche Teile der Haube 30 und des Gehäuses 11 können aus
geeigneten Materialien, wie z. B. Aluminium, anderen Metallen und
Kunststoffen, ausgebildet sein. Ein geeigneter Kunststoff, aus dem
diese Bauteile geformt werden können,
ist glasgefüllter
Acetylkunststoff.
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Die
Anordnung der erfindungsgemäßen Ansaugluftreinigungsvorrichtung
wird in Bezug auf die Explosionsansicht von 4 dargestellt.
Der obere Abschnitt 13 und der untere Abschnitt 14 des
Filtergehäuses
sind, wie gezeigt, voneinander getrennt. Der innere zylindrische
Filter 75 kann dann in den unteren Filtergehäuseabschnitt 14 eingesetzt
werden, gefolgt von dem äußeren Filter 74,
der in seine Stellung in dem unteren Filtergehäuseabschnitt 14 um den
inneren Filter 75 eingesetzt wird. Die Haube 30 und
die Flansche 34 und Luftleitbleche 32 werden in 4 getrennt
von dem oberen Filtergehäuseabschnitt 13 zur
Darstellung der Form der Baugruppe dieser Einheiten gezeigt, es
versteht sich aber, dass nach dem Zusammenbau diese Teile miteinander durch
die Bolzen 38, die sich durch die Flansche 34 erstrecken
und mit den Gewindebohrungen 39 verschraubt sind, miteinander
befestigt sind, um die Haube und die Flansche mit den Luftleitblechen
daran mit dem oberen Abschnitt 13 des Filtergehäuses zuverlässig zu
befestigen. Nachdem der innere Filter 75 und äußere Filter 74 an
ihrem Platz in dem unteren Filtergehäuseabschnitt 74 angebracht
sind, kann dann der äußere Filtergehäuseabschnitt 75 mit
der daran befestigten Haube 30 eingepasst werden, wobei
das untere Ende 90 des oberen Filtergehäuseabschnitts 13 in
das Anschlussstück 16 eingesetzt
wird und dann die Klammern 18 betätigt werden, um die hakenförmigen Enden 92 der
Klammern 18 über
dem Flansch 17 einzurasten, um den oberen Gehäuseabschnitt 13 mit
dem unteren Gehäuseabschnitt 14 zu verbinden.
Umgekehrt kann ein Bediener, wenn die Filter 75 und 74 gereinigt
oder ausgetauscht werden müssen,
einfach die Klammern 18 betätigten, um die Klammern von
dem Eingriff mit dem Flansch 17 zu lösen, was ein Ziehen des oberen
Filtergehäuses 13 mit
der daran angebrachten Haube 30 von dem unteren Filtergehäuseabschnitt
nach oben ermöglicht, was
Zugriff auf die Filter 74 und 74 gewährt. Der
Bediener oder Wartungstechniker kann auf diese Weise leicht und
schnell die Klammern 18 zum Öffnen des Filtergehäuses betätigen, um
zum Wechseln oder Reinigen der Filter Zugriff auf diese zu gewähren.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die einzelnen, hierin
veranschaulichend dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist,
sondern dass sie all jene abgewandelten Formen derselben einschließt, die
in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.