一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置的制作方法

本发明涉及燃料电池空气过滤装置，特别是涉及应用于空气过滤器领域的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置。

背景技术：

1、燃料电池用空气过滤装置的核心作用是为燃料电池电堆提供洁净、稳定的空气，主要是氧气的供应，确保电堆高效、安全、持久运行，通过拦截过滤空气中的颗粒物，防止颗粒物进入电堆后堵塞气体扩散层导致降低氧气传输效率，还可避免颗粒物污染催化剂，进而保证电化学反应活性。

2、中国发明专利cn115138189b公开了一种燃料电池阴极三级空气过滤装置，与现有技术相比，该发明具有三级过滤结构，主要利用刚性的过滤结构，在清理时采用刮板处理或者停机拆装处理。

3、中国发明专利cn115121080b公开了一种应用于燃料电池电堆的化学过滤装置，化学过滤装置用于对通过燃料电池电堆组件进气端空气进行过滤，使得质子交换膜使用寿命得到延长，进而提高燃料电池系统的使用寿命和工作效率。

4、现有过滤装置使用刚性的滤网进行粉尘拦截过滤处理，伴随着过滤时长的增加，滤网会发生堵塞，此时需要借助刮板等结构来进行滤网的表面清理，进而起到堵塞自抑制效果，但是刮板清理难以对滤网网孔内卡塞的物质予以清理，此外，刮板清理后的堵塞物需要转移出过滤装置内以避免二次堵塞，这就导致过滤装置内相关结构数量较多，占据过滤空间。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是燃料电池空气过滤装置在长期运行中因过滤网袋堵塞导致的清理不彻底、维护效率低以及故障自抑制能力不足。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，包括表面安装有报警器的过滤圆筒，过滤圆筒的底部圆心位置处安装有抽吸管和位于抽吸管外侧的吸附芯圈，且抽吸管的表面安装有控制阀，过滤圆筒的底部贯穿安装有多个位于吸附芯圈外侧的进气管，进气管的内壁滑动连接有动环，动环的内侧表面安装有过滤网袋，过滤圆筒上安装有用于切换过滤网袋放置状态的切换组件，过滤圆筒的底部固定安装有位于抽吸管外侧的约束环槽，约束环槽的下方布置有用于拍打清理过滤网袋的清理组件，清理组件包括内齿圈环，且内齿圈环的顶部与转动连接在约束环槽内的滚杆连接，抽吸管的表面通过托板安装有驱动电机，驱动电机的输出端连接有与内齿圈环相啮合的驱动齿轮，内齿圈环的表面安装有拍打件。

3、在上述故障自抑制燃料电池空气过滤装置中，通过过滤网袋、切换组件以及清理组件的配合，过滤网袋充盈展开进行高效拦截，当堵塞发生时，切换组件使过滤网袋外翻暴露堵塞面，随后清理组件对过滤网袋进行拍打除尘。

4、作为本申请的进一步改进，切换组件包括安装在过滤圆筒顶部的隔离罩，隔离罩的内部安装有提拉电机，提拉电机的输出端连接有收卷杆，收卷杆的表面绕接有提拉绳，提拉绳的尾端连接有重力球，且重力球的底部表面与过滤网袋竖直放置状态下内侧表面的底端中部连接。

5、作为本申请的进一步改进，过滤圆筒的底壁安装有位于吸附芯圈内侧的气体传感器，用于检测吸附芯圈的吸附状态，进气管的内壁设有滑槽，且动环通过滑块滑动连接于滑槽的内部。

6、作为本申请的再进一步改进，过滤圆筒的内壁设有约束槽，约束槽的内部滑动连接有连杆，连杆的尾端连接有电磁环，提拉绳的尾端表面固定套接有磁吸环，且电磁环的圆心与进气管的圆心位于同一竖直轴线上。

7、作为本申请的再进一步改进，连杆的表面安装有与电磁环信号连接的位移感应器，过滤圆筒的内壁安装有粉尘浓度传感器，用于辅助判断过滤网袋是否发生破裂，过滤网袋和提拉绳均为耐磨材料制成。

8、作为本申请的更进一步改进，还包括故障自抑制系统，故障自抑制系统包括堵塞清理模块和约束坠落模块，其中堵塞清理模块与清理组件和切换组件信号连接，用于配合对过滤网袋进行外翻式堵塞清理，约束坠落模块与位移感应器和电磁环信号连接，用于约束重力球下落时的下落路径。

9、作为本申请的又一种改进，内齿圈环的表面安装有转动电机，转动电机的输出端连接有电推杆，且电推杆的动力端与拍打件的表面连接。

10、作为本申请的进一步补充，电推杆的表面与内齿圈环的表面存在间隙，转动电机位于约束环槽的下方。

11、综上所述，在过滤阶段，抽吸作用使过滤网袋充盈展开，高效拦截灰尘，同时吸附芯圈进一步净化有害气体；当堵塞发生时，切换组件驱动重力球下拉，使过滤网袋外翻暴露堵塞面，随后清理组件通过旋转拍打件对过滤网袋进行全面拍打除尘。针对过滤网袋下部分区域表面清理存在盲区这一问题，本发明提出两种解决方式：一是在堵塞程度较轻时，通过提拉重力球形成w型折叠结构，使底部区域重叠以补充拍打；二是在堵塞程度较重时，采用电推杆调节拍打件角度，确保覆盖整个过滤网袋长度，进而起到全面拍打清理的作用。此外，电磁环与位移感应器协同约束重力球下落路径，避免气流干扰，而气体传感器与粉尘浓度传感器实时监测吸附芯圈和过滤网袋状态，触发报警或关闭控制阀以实现提醒更换维护目的，确保过滤装置运行质量的稳定。

1.一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，包括表面安装有报警器的过滤圆筒（1），其特征在于：所述过滤圆筒（1）的底部圆心位置处安装有抽吸管（2）和位于抽吸管（2）外侧的吸附芯圈（101），且抽吸管（2）的表面安装有控制阀，所述过滤圆筒（1）的底部贯穿安装有多个位于吸附芯圈（101）外侧的进气管（3），所述进气管（3）的内壁滑动连接有动环（31），所述动环（31）的内侧表面安装有过滤网袋（5），所述过滤圆筒（1）上安装有用于切换过滤网袋（5）放置状态的切换组件，所述过滤圆筒（1）的底部固定安装有位于抽吸管（2）外侧的约束环槽（10），所述约束环槽（10）的下方布置有用于拍打清理过滤网袋（5）的清理组件，所述清理组件包括内齿圈环（7），且内齿圈环（7）的顶部与转动连接在约束环槽（10）内的滚杆（16）连接，所述抽吸管（2）的表面通过托板安装有驱动电机（6），所述驱动电机（6）的输出端连接有与内齿圈环（7）相啮合的驱动齿轮（9），所述内齿圈环（7）的表面安装有拍打件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述切换组件包括安装在过滤圆筒（1）顶部的隔离罩（4），所述隔离罩（4）的内部安装有提拉电机（41），所述提拉电机（41）的输出端连接有收卷杆，所述收卷杆的表面绕接有提拉绳（42），所述提拉绳（42）的尾端连接有重力球（43），且重力球（43）的底部表面与过滤网袋（5）竖直放置状态下内侧表面的底端中部连接。

3.根据权利要求1所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述过滤圆筒（1）的底壁安装有位于吸附芯圈（101）内侧的气体传感器，用于检测吸附芯圈（101）的吸附状态，所述进气管（3）的内壁设有滑槽，且动环（31）通过滑块滑动连接于滑槽的内部。

4.根据权利要求2所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述过滤圆筒（1）的内壁设有约束槽，所述约束槽的内部滑动连接有连杆（11），所述连杆（11）的尾端连接有电磁环（12），所述提拉绳（42）的尾端表面固定套接有磁吸环（13），且电磁环（12）的圆心与进气管（3）的圆心位于同一竖直轴线上。

5.根据权利要求4所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述连杆（11）的表面安装有与电磁环（12）信号连接的位移感应器，所述过滤圆筒（1）的内壁安装有粉尘浓度传感器，用于辅助判断过滤网袋（5）是否发生破裂，所述过滤网袋（5）和提拉绳（42）均为耐磨材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：还包括故障自抑制系统，所述故障自抑制系统包括堵塞清理模块和约束坠落模块，其中堵塞清理模块与清理组件和切换组件信号连接，用于配合对过滤网袋（5）进行外翻式堵塞清理，所述约束坠落模块与位移感应器和电磁环（12）信号连接，用于约束重力球（43）下落时的下落路径。

7.根据权利要求1所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述内齿圈环（7）的表面安装有转动电机（15），所述转动电机（15）的输出端连接有电推杆（14），且电推杆（14）的动力端与拍打件（8）的表面连接。

8.根据权利要求7所述的一种故障自抑制燃料电池空气过滤装置，其特征在于：所述电推杆（14）的表面与内齿圈环（7）的表面存在间隙，所述转动电机（15）位于约束环槽（10）的下方。