RU193636U1 - Воздухоочиститель мультициклонный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к системам очистки воздуха транспортного двигателя внутреннего сгорания, а именно к элементам предварительной очистки воздуха.Задача полезной модели - повышение надежности и эффективности воздухоочистителя с сохранением компактности и простоты исполнения.Поставленная задача решается тем, что в воздухоочистителе мультициклонном, содержащем корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ с боковыми и торцевыми стенками, имеющий опорные пластины, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, пылесборные бункеры, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформ и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия выполнены вдоль боковых стенок каждой из полуформ, конусность каждого усеченного конуса циклонной трубки составляет 0,32, при этом на конце каждой трубки отвода воздуха размещены лопаточные завихрители с наружным диаметром, обеспечивающим плотное прилегание к внутренней поверхности циклонной трубки, при этом каждое из входных отверстий снабжено решеткой, прикрепленной к корпусу и выполненной в виде изогнутого под прямым углом основания с размещенными с равным шагом в выступающей части основания одинаковыми пластинами, закрепленными под углом к выступающей части основания.Достигаемым техническим результатом является обеспечение эффективной очистки от капельной влаги, града и снега, увеличение надежности работы и снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта потребителей очищенного воздуха.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к системам очистки воздуха транспортного двигателя внутреннего сгорания, а именно к элементам предварительной очистки воздуха.

Известен воздухоочиститель, содержащий корпус и расположенные в нем сепарационные отверстия (патент №2042857, F02M 35/08, 27.08.1995 г). В каждом сепарационном отверстии со стороны входа воздуха размещен завихритель потока. Воздухоочиститель содержит также присоединенный к корпусу пылесборный поддон с патрубком отсоса пыли и приемными конусами для очищенного воздуха. Каждый приемный конус со стороны вершины размещен с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия с образованием кольцевого канала. При этом на выходе из каждого сепарационного отверстия выполнен кольцевой бурт.

В известном воздухоочистителе корпус выполнен моноблочным. При этом сепарационные отверстия корпуса размещены в нем рядами. В моноблочном корпусе со стороны основания в общих стенках по меньшей мере трех соседних сепарационных отверстий выполнены дополнительные глухие каналы и щелевые сквозные пазы, расположенные тангенциально к сепарационным отверстиям, которые сообщены с дополнительными глухими каналами через щелевые сквозные пазы. Щелевые сквозные пазы расположены в корпусе с образованием направления закрутки потока, совпадающего с направлением закрутки потока лопаточным завихрителем. Каждое сепарационное отверстие на участке за завихрителем имеет форму сужающегося по ходу воздуха конуса. Недостатками известного воздухоочистителя являются низкие надежность и экономичность воздухоочистителя вследствие частого возникновения рыхлот и раковин в тонких общих стенках сепарационных отверстий, приводящих к появлению трещин, разрушающих тонкие общие стенки, особенно при движении транспортного средства по пересеченной местности и бездорожью.

Известен воздухоочиститель, содержащий корпус и расположенные в нем сепарационные отверстия (патент №2319855, F02M 35/02, 20.03.2008 г.). В каждом сепарационном отверстии со стороны входа размещен завихритель потока. Воздухоочиститель содержит также присоединенный к корпусу пылесборный поддон с патрубком отсоса пыли и приемными конусами для очищенного воздуха. Каждый приемный конус со стороны вершины размещен с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия с образованием кольцевого канала. При этом на выходе из каждого сепарационного отверстия выполнен кольцевой бурт, имеющий одно отверстие, выполненное в кольцевом бурте между кольцевым каналом и стенкой сепарационного отверстия.

В известном воздухоочистителе корпус выполнен прямоугольным и в продольном направлении составным. Корпус состоит, по крайней мере, из двух частей. При этом сепарационные отверстия корпуса размещены продольными рядами. Около каждого сепарационного отверстия со стороны основания выполнено окно с пересечением стенки сепарационного отверстия.

Недостатками известного воздухоочистителя являются низкие технологичность и экономичность воздухоочистителя, вследствие сложности конструкции воздухоочистителя.

Известен мульпликационный воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания (патент №2020255 F02M 35/02, 1994 г.), содержащий корпус, отводящий патрубок и пылесборный бункер, причем в корпусе размещены сепарационные элементы, включающие в себя циклонные трубки

Недостатком устройства является большие массо-габаритные размеры, низкая технологичность, ограничения по мощности и по компоновочным решениям.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания (патент №179540 F02M 35/022, 17.05.2018 г.), содержащий корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ с боковыми и торцевыми стенками, имеющий входные отверстия, выполненные на боковой стенке каждой из полуформ, опорные пластины, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, пылесборные бункеры, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха, боковые и торцевые стенки корпуса выполнены выпуклыми наружу, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформ и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия распределены вдоль боковых стенок полуформ. В частном случае исполнения входные отверстия воздухоочистителя располагают на боковых стенках полуформ вертикально напротив открытых и не перекрываемых циклонными трубками частей трубок отвода воздуха, кроме того, в нижней части боковых стенок полуформ могут быть выполнены отверстия для удаления воды и пыли, блоки циклонов оснащены удерживающей изогнутой перегородкой, установленной в вертикальном направлении и закрепленной к опорным пластинам блока циклонов, между опорными пластинами блоков циклонов и боковыми стенками полуформ корпуса установлены уплотнительные элементы, блоки циклонов в полуформах корпуса зафиксированы от перемещения, а входные окна оснащены решетками.

Данный воздухоочиститель также имеет недостаточные надежность и эффективность.

Задача полезной модели - повышение надежности и эффективности воздухоочистителя с сохранением компактности и простоты исполнения.

Поставленная задача решается тем, что в воздухоочистителе мультициклонном содержащем корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ с боковыми и торцевыми стенками, имеющий опорные пластины, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, пылесборные бункеры, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформ и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия выполнены вдоль боковых стенок каждой из полуформ, конусность каждого усеченного конуса циклонной трубки составляет 0,32, при этом на конце каждой трубки отвода воздуха размещены лопаточные завихрители с наружным диаметром, обеспечивающим плотное прилегание к внутренней поверхности циклонной трубки, при этом каждое из входных отверстий снабжено решеткой, прикрепленной к корпусу и выполненной в виде изогнутого под прямым углом основания с размещенными с равным шагом в выступающей части основания одинаковыми пластинами, закрепленными под углом к выступающей части основания.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение эффективной очистки от капельной влаги, града и снега, увеличение надежности работы и снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта потребителей очищенного воздуха.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:

фиг. 1 - воздухоочиститель мультициклонный (главный вид) для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус 1, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ 2 и 3 с боковыми 4 и торцевыми 5 стенками, имеющий опорные пластины 6, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки 7 в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха 8 с лопаточными завихрителями 9, пылесборные бункеры 13, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод 10, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха 11. Входные отверстия 12 выполнены вдоль боковых стенок каждой из полуформ, каждое из входных отверстий 12 снабжено решеткой 14, прикрепленной к корпусу 1 и выполненной в виде изогнутого под прямым углом основания с размещенными с равным шагом в выступающей части основания одинаковыми пластинами 15;

фиг. 2 - воздухоочиститель мультициклонный (вид слева);

фиг. 3 - сепарационные элементы воздухоочистителя;

фиг. 4 - защитные решетки (главный вид);

фиг. 5 - защитные решетки (разрез А-А).

Воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, выполненный составным из двух одинаковых полуформ 2 и 3, соединенных между собой сваркой или винтами. Каждая из полуформ 2 и 3 имеет боковые и торцевую стенку, соответственно 4 и 5.

В полуформах установлены опорные пластины 6, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока воздуха, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки 7 в форме усеченного конуса, в которую частично помещена трубка 8 отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями 9. Конусность каждого усеченного конуса циклонной трубки 7 составляет 0,32, при этом на конце каждой трубки отвода воздуха размещены лопаточные завихрители с наружным диаметром, обеспечивающим плотное прилегание к внутренней поверхности циклонной трубки.

Конструкция сепарационных элементов выбрана под требуемый расход и степень очистки воздуха для двигателя внутреннего сгорания, размеры основных частей сепарационных элементов определялись исходя из расчетов:

а) по формуле (1) рассчитывалась необходимая площадь сечения циклона F, м²:

где Q - объем очищаемого воздуха, м³/ч;

V_o - оптимальная скорость газа в воздухоочистителе,

б) исходя из требуемой площади сечения циклона и их количества по формуле (2) определялся диаметр цилиндрической части циклона D, м:

где F - площадь сечения циклона, м²;

n - количество циклонов в воздухоочистителе,

в) после расчета диаметра цилиндрической части циклона D, были определены все остальные размеры сепарационного элемента, включая конусность циклонной трубки. На фиг. 2 показаны размеры сепарационного элемента в зависимости от диаметра его цилиндрической части.

Сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе.

Отводящий воздухопровод 10 образован опорными пластинами 6 разных полуформ и выполнен с размещенным в нижней части патрубком 11 для отвода очищенного воздуха.

Вдоль боковых стенок 4 каждой из полуформ напротив открытых и не перекрываемых циклонными трубками частей трубок отвода воздуха выполнены входные отверстия 12, которые размещены вертикально для равномерного распределения потока воздуха к горизонтально расположенным циклонам. Такое расположение входных отверстий 12 в вертикальном направлении снижает возможность попадания в воздухоочиститель атмосферных осадков и налипания снега, перекрывающего вход в воздухоочиститель.

Пылесборные бункеры 13 образованы торцевыми стенками 5 полуформ 2 и 3 и ближайшей опорной пластиной 6, имеют в нижней части патрубок и снабжены автоматическим пылесборным клапаном 16 для сброса пыли при останове двигателя.

Для исключения попадания внутрь воздухоочистителя посторонних предметов с воздухом входные отверстия 12 оснащены решетками 14. прикрепленными к корпусу и выполненными в виде изогнутого под прямым углом основания с размещенными с равным шагом в выступающей части основания одинаковыми пластинами 15, закрепленными под острым углом к выступающей части основания.

Воздухоочиститель работает следующим образом.

При работе двигателя запыленный воздух затягивается через входные отверстия 12, затем распределяется по отсекам воздухоочистителя. В пространстве между опорными пластинами 6 поток проходит и равномерно распределяется между сепарационными элементами, поступает к лопаточным завихрителям 9 потока и получает вращательное винтовое движение в циклоннных трубках 7. За счет действия центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам и сгоняются в пылесборные бункеры 13. Далее поток воздуха из центральной зоны, поворачиваясь на 180°, поступает в трубки 8 отвода очищенного воздуха. При этом при повороте потока происходит также дополнительная очистка воздуха от примесей. Из трубок 8 очищенный воздух поступает в отводящий воздухопровод 10 и далее к воздушному фильтру.

При работе двигателя за счет разрежения в пылесборных бункерах 13 ниппельные клапаны находятся в закрытом состоянии и в них собираются отсепарированные частицы. При останове двигателя ниппельные клапаны открываются, и отсепарированные частицы высыпаются наружу, так происходит автоматическая очистка бункера 13.

Воздухоочиститель по заявляемому техническому решению имеет достаточно высокую степень очистки воздуха от взвешенных в воздухе частиц, по конструкции простой, на автомобиле может компоноваться, например, на задней стенке кабины автомобиля.

Воздушный поток с загрязнениями в виде пыли, капельной влаги, града и снега, проходя между пластинами 15, закрепленными под острым углом к выступающей части основания решеток очищается от капельной влаги, града и снега, которые задерживаются на пластинах 15 и под действием силы тяжести стекают за пределы воздухоочистителя

Предлагаемый воздухоочиститель позволяет улучшить конструкцию, снизить его аэродинамическое сопротивление, обеспечить эффективную очистку от капельной влаги, града и снега, увеличить надежность и снизить трудоемкость технического обслуживания и ремонта потребителей очищенного воздуха и увеличить срок службы транспортных средств за счет качественной очистки потребляемого воздуха.

Claims (1)

1. Воздухоочиститель мультициклонный, содержащий корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ с боковыми и торцевыми стенками, имеющий опорные пластины, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, пылесборные бункеры, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформ и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия выполнены вдоль боковых стенок каждой из полуформ, отличающийся тем, что конусность каждого усеченного конуса циклонной трубки составляет 0,32, при этом на конце каждой трубки отвода воздуха размещены лопаточные завихрители с наружным диаметром, обеспечивающим плотное прилегание к внутренней поверхности циклонной трубки, при этом каждое из входных отверстий снабжено решеткой, прикрепленной к корпусу и выполненной в виде изогнутого под прямым углом основания с размещенными с равным шагом в выступающей части основания одинаковыми пластинами, закрепленными под острым углом к выступающей части основания.

Images