RU2042857C1

RU2042857C1 - Air cleaner

Info

Publication number: RU2042857C1
Application number: RU93042450A
Authority: RU
Inventors: Тамара Ивановна Березина; Игорь Викторович Березин; Андрей Порфирьевич Васильев; Николай Федорович Строков
Original assignee: Тамара Ивановна Березина; Игорь Викторович Березин; Андрей Порфирьевич Васильев; Николай Федорович Строков
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: air cleaner has monoblock housing and sets of separating openings positioned inside the housing. Each of the openings is provided with a blade swirler positioned from the side of air supply. Common dust-collecting pan is secured to the housing. The pan has receiving branch pipes for discharging cleaned air. Each receiving branch pipe is mounted coaxially with the separation opening, the top of the branch pipe being received in the inlet part of the separating opening with a spaced relation to define a ring passageway. Additional dummy passageways and slot through grooves arranged tangentially to the separating openings are made in common walls of at least three adjacent separating openings from the side of the base inside the housing. The separating openings are in communication with the additional passageways through the slot grooves. Each separating opening can be converging in the direction of air flow. EFFECT: improved quality of air cleaning. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к воздухоочистителям, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to mechanical engineering, namely to air cleaners, mainly for internal combustion engines (ICE).

Известен воздухоочиститель для ДВС [1] содержащий корпус и расположенные в нем ряды прямоточных центробежных циклонов, в каждый из которых установлен со стороны входа воздуха лопаточный завихритель потока, а также общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, установленными соосно с внутренними сепарационными отверстиями циклонов. Каждый указанный патрубок выполнен с конической частью и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия циклона с образованием кольцевого канала. Пылесборный поддон содержит также большегабаритный пылеотводящий патрубок в центральной полости и установленный внутри него дополнительный моноциклон, в который поступает часть загрязненного воздуха из поддона. Known air purifier for internal combustion engines [1] comprising a housing and rows of direct-flow centrifugal cyclones located in it, each of which is equipped with a blade flow swirl, as well as a common dust collector with receiving pipes for the removal of purified air, mounted coaxially with internal separation holes cyclones. Each specified pipe is made with a conical part and is placed with a peak with a gap inside the outlet section of the cyclone separation opening with the formation of an annular channel. The dust collector also contains a large dust outlet in the central cavity and an additional monocyclone installed inside it, into which part of the contaminated air enters from the pan.

При работе воздухоочистителя очищаемый воздух, проходя через лопаточный завихритель каждого циклона, приобретает на выходе из последнего вращательно-поступательное движение и перемещается в сторону приемного элемента. За счет возникновения в потоке инерционных сил, составные фракции загрязнителя крупные и мелкие частицы пыли, а также другие примеси отбрасываются к цилиндрической стенке циклона и продолжают движение через кольцевой канал между указанной стенкой и пылесборным патрубком в полость пылесборного поддона. При этом очищенные струйки воздуха, располагающиеся ближе к центральной части циклона, направляются в приемный патрубок со стороны его вершины, а из последнего по трубопроводу к двигателю. Часть загрязненного воздуха дополнительно очищается в моноциклоне. During the operation of the air purifier, the cleaned air passing through the scapular swirler of each cyclone acquires rotational-translational motion at the outlet of the latter and moves toward the receiving element. Due to the occurrence of inertial forces in the flow, the constituent fractions of the pollutant, large and small dust particles, as well as other impurities, are discarded to the cylindrical wall of the cyclone and continue to move through the annular channel between the wall and the dust collector into the cavity of the dust collector. At the same time, cleaned trickles of air, located closer to the central part of the cyclone, are sent to the intake pipe from the side of its top, and from the latter through the pipeline to the engine. Part of the polluted air is further purified in a monocyclone.

Однако указанный воздухоочиститель требует частого периодического обслуживания для удаления отложений фракций загрязнителя из застойных зон пылесборного поддона и имеет при этом сложную конструкцию из-за наличия дополнительного моноциклона. However, this air purifier requires frequent periodic maintenance to remove deposits of pollutant fractions from the stagnant zones of the dust pan and has a complex structure due to the presence of an additional monocyclone.

Известен также воздухоочиститель для ДВС, содержащий моноблочный корпус (литой или прессованный) и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий, в каждом из которых со стороны входа воздуха расположен лопаточный завихритель потока, а также закрепленный на корпусе, общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, каждый из которых установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала. Кроме того, в пылесборном поддоне установлен один или несколько экранов, имеющих отверстия под приемные патрубки и боковые отбортовки для установки экранов. При работе воздухоочистителя очищаемый воздух, проходя через лопаточный завихритель каждого сепарационного отверстия, приобретает на выходе из завихрителя вращательно-поступательное движение, обеспечивающее выделение из воздуха составных фракций загрязнителя и поступление их общий пылесборный поддон. При этом очищенные струйки воздуха направляются в приемные патрубки, а из последних по общему трубопроводу к двигателю. An air cleaner for internal combustion engines is also known, containing a monoblock case (cast or pressed) and rows of separation holes located in it, each of which has a blade flow swirl located on the air inlet side, as well as a common dust collector with receiving nozzles for discharging the cleaned one, mounted on the housing air, each of which is installed coaxially with the separation hole and placed with a vertex with a gap inside the output section of the specified holes with the formation of an annular channel. In addition, one or more screens are installed in the dust pan, having openings for receiving pipes and side flanges for installing screens. During the operation of the air purifier, the cleaned air passing through the scapular swirler of each separation hole acquires a rotational-translational motion at the outlet of the swirler, which ensures the separation of the composite fractions of the pollutant from the air and their common dust collector. At the same time, cleaned air streams are sent to the intake pipes, and from the latter through the common pipeline to the engine.

Однако такой воздухоочиститель требует сравнительно частого периодического обслуживания для удаления отложений фракций загрязнителя из застойных зон пылесборника, образующихся между периферийными участками экрана (экранов) и поддоном, особенно между установленными отбортовками экрана и противолежащими им стенками указанного поддона и приемных патрубков. Одновременно воздухоочиститель имеет довольно сложную конструкцию из-за наличия дополнительного перфорированного экрана (экранов). However, such an air purifier requires relatively frequent periodic maintenance to remove deposits of pollutant fractions from the stagnant zones of the dust collector formed between the peripheral portions of the screen (s) and the tray, especially between the installed flanges of the screen and the opposite walls of the specified tray and receiving pipes. At the same time, the air purifier has a rather complicated design due to the presence of an additional perforated screen (s).

Задачей изобретения является увеличение сроков периодического обслуживания воздухоочистителя при одновременном упрощении его конструкции. The objective of the invention is to increase the period of periodic maintenance of the air purifier while simplifying its design.

Выполнение указанной задачи достигается за счет технического решения, связанного с возможностью более интенсивного удаления загрязнителя (крупных и мелких частиц пыли и других примесей) из застойных зон пылесборного поддона при одновременном более простом конструктивном решении воздухоочистителя (по сравнению с прототипом). This task is achieved due to the technical solution associated with the possibility of more intensive removal of the pollutant (large and small particles of dust and other impurities) from the stagnant areas of the dust pan while at the same time a simpler constructive solution of the air cleaner (compared to the prototype).

Для получения указанного технического результата в воздухоочистителе, содержащем моноблочный корпус и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий, в каждом из которых со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель потока, а также закрепленный на корпусе общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, причем каждый приемный патрубок установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала, в моноблочном корпусе со стороны основания в общих стенках по меньшей мере трех соседних сепарационных отверстий выполнены дополнительные глухие каналы, а также щелевые сквозные пазы, размещенные тангенциально к сепарационным отверстиям и соединяющие их с дополнительными каналами. To obtain the specified technical result in an air purifier containing a one-piece housing and rows of separation holes located in it, each of which has a blade flow swirl located on the air inlet side, as well as a common dust collecting pan fixed to the housing with receiving pipes for the removal of purified air, each the receiving pipe is installed coaxially with the separation hole and placed with a peak with a gap inside the output section of the specified holes with the formation of an annular channel, monoblock casing from the base in the common walls of at least three adjacent separation holes made additional blind channels, as well as slotted through grooves placed tangentially to the separation holes and connecting them with additional channels.

В корпусе воздухоочистителя щелевые пазы могут быть выполнены с закруткой, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя. In the case of the air cleaner, the slotted grooves can be made with a twist matching the twist of the blade swirl.

Сепарационные отверстия за завихрителем могут иметь форму сужающегося по ходу воздуха конуса, оканчивающегося кольцевым буртом. The separation holes behind the swirl may be in the form of a cone tapering along the air, ending in an annular collar.

Более интенсивное удаление загрязнителя из застойных зон пылесборного поддона при одновременном упрощении конструкции достигается за счет определенной формы моноблочного корпуса со стороны основания, обращенного к пылесборному поддону, а также формы сепарационных отверстий. A more intensive removal of contaminant from the stagnant zones of the dust collector while simplifying the design is achieved due to the specific shape of the monoblock casing from the base side facing the dust collector, as well as the shape of the separation holes.

При работе воздухоочистителя указанные щелевые пазы и глухие каналы организуют в пылесборном поддоне вокруг приемных патрубков для очищенного воздуха спиралевидные потоки с внутренними турбулентными вихрями (фиг.3 и 4), направленными к основанию поддона и обеспечивающими интенсивное удаление загрязнителя из всех зон внутренней полости пылесборного поддона. During the operation of the air cleaner, these slotted grooves and blind channels organize spiral flows with internal turbulent vortices (FIGS. 3 and 4) in the dust collector around the receiving pipes for cleaned air, directed towards the base of the pan and provide intensive removal of contaminant from all areas of the internal cavity of the dust pan.

Дополнительно интенсивность спиралевидных потоков и турбулентных вихрей повышается за счет увеличения скорости очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий и выполнения щелевых пазов с закруткой, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя. Additionally, the intensity of spiral flows and turbulent vortices increases due to an increase in the speed of the cleaned air inside the separation holes and the implementation of slotted grooves with a twist matching the twist of the blade swirl.

На фиг. 1 выполнен продольный разрез воздухоочистителя; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2 (вариант). In FIG. 1 is a longitudinal section through an air cleaner; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 2; in FIG. 4 section BB in FIG. Option 2).

Прямоточный воздухоочиститель преимущественно для ДВС содержит корпус 1 в виде моноблока, изготовленный, например, литьем из алюминиевого сплава или прессованием из пластмассы, и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий 2, в каждом из которых со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель 3 потока с центральной втулкой 4, а также закрепленный на корпусе 1 (например, с помощью шпилек и гаек) общий пылесборный поддон 5, выполненный за одно целое аналогично корпусу (литьем или прессованием) с приемными патрубками (элементами) 6 для отвода очищенного воздуха. The direct-flow air purifier mainly for ICE contains a housing 1 in the form of a monoblock, made, for example, by casting from aluminum alloy or extruded from plastic, and the rows of separation holes 2 located in it, each of which is equipped with a blade swirler 3 of the flow with a central sleeve 4, as well as a common dust collector 5, mounted on the housing 1 (for example, using studs and nuts), made in one piece similar to the housing (casting or pressing) with receiving pipes (elements) 6 to remove purified air.

Каждый приемный патрубок 6 установлен соосно с соответствующим ему сепарационным отверстием 2 и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала а между патрубком 6 и кольцевым буртом б на конце отверстия 2. Each receiving pipe 6 is installed coaxially with the corresponding separation hole 2 and is placed with a vertex with a gap inside the output section of the specified hole with the formation of an annular channel a between the pipe 6 and the annular collar b at the end of the hole 2.

Корпус 1 со стороны основания выполнен с рядами глухих дополнительных каналов (круглого или некруглого поперечного сечения), образованных в каждой общей стенке группы не менее чем из 3-х соседних сепарационных отверстий 2, а также с щелевыми сквозными (со стороны основания корпуса) пазами 8, соединяющими дополнительные каналы 7 с отверстиями 2. The housing 1 on the base side is made with rows of blind additional channels (round or non-circular cross section) formed in each common wall of the group of at least 3 neighboring separation holes 2, as well as with slotted through (from the base of the housing) grooves 8 connecting additional channels 7 with holes 2.

При этом пазы 8 размещены тангенциально сепарационным отверстиям 2 и выполнены с закруткой воздуха, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя 3. Пазы 8 имеют в продольном сечении прямую или сужающуюся форму (фиг.3 и 4). In this case, the grooves 8 are placed tangentially to the separation holes 2 and are made with a swirl of air coinciding with the swirl of the blade swirler 3. The grooves 8 have a straight or tapering shape in longitudinal section (FIGS. 3 and 4).

В корпусе 1 сепарационные отверстия 2 за завихрителем 3 имеют форму сужающегося по ходу воздуха конуса, а пылесборный поддон 5 соединен с патрубком 9 отсоса пыли. In the housing 1, the separation holes 2 behind the swirler 3 have the shape of a cone tapering along the air, and the dust collector 5 is connected to the dust suction nozzle 9.

Воздухоочиститель работает следующим образом. The air purifier operates as follows.

Загрязненный воздух, подлежащий очистке, поступает в сепарационные отверстия 2, в каждом из которых, проходя через лопаточный завихритель 3, приобретает вращательно-поступательное движение и перемещается в сторону приемного элемента 6. За счет возникновения в потоке инерционных сил составные фракции загрязнителя, крупные и мелкие частицы пыли, а также другие примеси отбрасываются к стенке отверстия 2 и продолжают вращательно-поступательное движение через кольцевой канал а (между стенкой бурта б отверстия 2 и приемного элемента 6) в пылесборную полость поддона 5, а из последнего в патрубок 9 отсоса пыли. The contaminated air to be cleaned enters the separation holes 2, in each of which, passing through the blade swirler 3, it acquires a rotational-translational motion and moves towards the receiving element 6. Due to the inertial forces arising in the flow, the composite fractions of the pollutant, large and small dust particles, as well as other impurities are thrown to the wall of the hole 2 and continue rotational-translational movement through the annular channel a (between the wall of the shoulder b of the hole 2 and the receiving element 6) in the dust polar cavity tray 5, and from the latter into the dust suction pipe 9.

При этом очищенные (в допустимых пределах) струйки воздуха, располагающиеся ближе к центральной части сепарационного элемента, направляются в приемный патрубок 6 со стороны его вершины, а из него в общую приемную полость и к двигателю. At the same time, cleaned (within acceptable limits) air streams located closer to the central part of the separation element are sent to the receiving pipe 6 from the side of its top, and from it to the common receiving cavity and to the engine.

Часть воздуха с фракциями загрязнителя поступает в щелевые пазы 8, а из них в каналы 7, приобретая при этом дополнительную закрутку с образованием вокруг приемных патрубков 6 спиралевидных потоков с внутренними турбулентными вихрями, направленными к основанию поддона 5 (фиг.3 и 4). Part of the air with fractions of the pollutant enters the slotted grooves 8, and from them into the channels 7, acquiring an additional swirl with the formation of spiral flows around the receiving nozzles 6 with internal turbulent vortices directed to the base of the sump 5 (Figs. 3 and 4).

Указанные спиралевидные потоки и вихри обеспечивают интенсивное удаление загрязнителя из всех зон (в этом числе из застойных) внутренней полости поддона 5, после чего загрязненный воздух отсасывается через патрубок 9. Повышение интенсивности спиралевидных потоков и турбулентных вихрей обеспечивается за счет увеличения скорости очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий из-за конической формы и бурта б, а также совпадения направления закрутки этих потоков в пазах 8 с направлением закрутки очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий. These spiral flows and vortices provide intensive removal of contaminant from all zones (including the stagnant ones) of the internal cavity of the pan 5, after which the contaminated air is sucked out through the nozzle 9. An increase in the intensity of spiral flows and turbulent vortices is ensured by increasing the speed of the cleaned air inside the separation holes due to the conical shape and collar b, as well as the coincidence of the direction of swirl of these flows in the grooves 8 with the direction of swirl of the cleaned air inside the separation holes.

В результате значительно повышается эффективность очистки пылесборного поддона от отложений фракций загрязнителя и увеличивается периодичность обслуживания очистки воздухоочистителя. As a result, the efficiency of cleaning the dust collector from deposits of fractions of the pollutant is significantly increased and the frequency of servicing the cleaning of the air cleaner increases.

Предлагаемый воздухоочиститель технологичен в промышленном изготовлении. Так, сепарационные отверстия 2, щелевидные пазы 8 и дополнительные каналы 7 выполняются одновременно с прессованием или литьем моноблочного корпуса 1 по прогрессивной безотходной технологии (за счет пресс-форм). The proposed air purifier is technologically advanced in industrial production. So, the separation holes 2, slit-like grooves 8 and additional channels 7 are performed simultaneously with the pressing or casting of the one-piece housing 1 according to progressive non-waste technology (due to the molds).

Аналогично изготавливается поддон 5 с приемными патрубками 6. Similarly, a pallet 5 with receiving pipes 6 is manufactured.

Относительные размеры указанных выше элементов воздухоочистителя являются "ноу-хау". The relative dimensions of the above air cleaner elements are know-how.

Claims

1. An AIR CLEANER for an internal combustion engine, comprising a monoblock casing and rows of separation holes located in it, each of which has a blade flow swirl located on the air inlet side, a common dust collecting pan fixed to the casing with receiving pipes for exhausting cleaned air, each receiving pipe installed coaxially with the separation hole and placed with a peak with a gap inside the output section of the specified holes with the formation of an annular channel, characterized in that monoblock casing from the base in the common walls of at least three adjacent separation holes made additional blind channels and slotted through grooves located tangentially to the separation holes that are in communication with additional blind channels through slotted through grooves.

2. The air purifier according to claim 1, characterized in that the slotted through grooves are located in the housing with the formation of the flow swirl direction coinciding with the flow swirl direction with a blade swirl.

3. The air purifier according to claim 1, characterized in that each separation hole in the area behind the swirler has the shape of a cone tapering along the air, and an annular collar is made at the outlet of each separation hole in a monoblock casing.