过滤芯材结构及滤层结构的制作方法

1.本实用新型涉及内燃机进气系统的空气过滤器领域，尤其是一种轻卡型空气滤清器。


背景技术：

2.传统的空气滤清器通常采用径向进气的圆筒式空气滤芯，这种滤芯的滤纸层布置在径向圆周上，在空气滤清器内部需要留有足够的空气流通的空间，即空气滤清器的内部具有较大的空间体积，使得空气滤清器整体体积较大，需要占用较大的空间。为了减少空气滤清器的整体体积，目前轻卡也有采用轴向进气的直通式空气滤清器，直通式空气滤清器内的滤芯为直通式滤芯，其滤纸层沿轴向布满整个空间，空气在滤纸间的通道沿轴向方向流动并过滤，在同等性能要求下，直通式空气滤芯占用的空间更小。
3.现有轻卡型的直通式空气滤清器通常存在如下问题：
4.（1）直通式滤芯通常采用波浪形槽纹的滤纸层，滤纸层的横截面具有若干波峰和波谷交替布置的槽纹，忽略波峰和波谷处的圆角，每个槽纹的横截面为近似三角形状，这种波浪形的滤纸层在受到径向方向的挤压力时，容易发生变形，产生褶皱，使滤纸层内的气流通道轮廓发生形变，而增加气流的流阻，增大气流背压。
5.（2）现有直通式滤芯的滤纸层通常在气流通道的其中一个端部注胶封闭，相邻通道的封闭端位于相对的端部，气流从一个通道进入，经历一次跃迁后从相邻通道流出，气流在通道内流动的路径较短，流经的过滤层少，而气流的流速较高，有可能会造成空气流中的灰尘没被及时彻底过滤即流出，过滤精度较低。


技术实现要素：

6.本技术人针对上述直通式空气滤清器的滤芯的滤纸层收到径向挤压时，容易发生变形而增加气流流阻、增大气流背压，滤芯的过滤精度较低等缺点，提供一种结构合理的过滤芯材结构及滤层结构，滤纸层不容易发生变形，气流背压小，滤芯的过滤精度高。
7.本实用新型所采用的技术方案如下：
8.一种过滤芯材结构，包括平面芯材与槽纹芯材，槽纹芯材上具有若干依次相连、沿轴向竖直设置的槽纹，槽纹的横截面为半圆形；平面芯材与槽纹芯材层叠布置，在槽纹芯材与平面芯材之间形成若干横截面为半圆形的主流道。
9.本实用新型的槽纹的横截面为半圆形，半圆形的槽纹相比于三角形，在相同高度的情况下，具有更大的横截面积，可以提供更大流道面积，利于减小气流流阻，降低气流背压，同时还可以提供更大的容尘空间。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.所有槽纹的朝向相同，其半圆弧形背离同层平面芯材向外凸。
12.每个主流道内部具有若干个相互间隔有距离的主流道封胶点。
13.部分主流道的其中一端部具有主流道封胶点。
14.相同端部具有主流道封胶点的主流道间隔有至少一个端部无主流道封胶点的主流道。
15.本实用新型主流道内部具有若干个主流道封胶点，若干主流道封胶点在主流道内部起到阻挡作用，迫使气流变向迁越至相邻的流道内，气流在主流道之间要绕开主流道封胶点，在不同的主流道、副流道之间多次变向迁越，获得更长的流动路径，使空气流中的灰尘可以及时滤除，气流每次迁越过程均要穿过槽纹芯材的滤纸层，更利于将空气流中的灰尘彻底地滤除，过滤精度更高。若干主流道封胶点还同时对槽纹起到径向支撑作用，提高槽纹的径向支撑强度，当滤层受到径向的挤压力时，滤层的槽纹不容易发生变形，避免主流道与副流道的通道轮廓发生形变而增加气流的流阻。
16.平面芯材为不具有通透性的复合材质，槽纹芯材为具有通透性的材质。
17.本实用新型各层过滤芯材之间的流道相互独立、互不干涉，保证每层过滤芯材流道内的气流保持稳定，更利于提高过滤精度。
18.一种滤层结构，采用上述的过滤芯材结构，若干层过滤芯材层叠布置后卷绕形成滤层，在槽纹芯材的外侧形成有若干副流道，主流道与副流道交替间隔分布。
19.作为上述技术方案的进一步改进：
20.副流道的两端部均设置有副流道封胶点，将副流道的两端部封堵。
21.本实用新型的副流道的两端部均被封堵，空气流进出滤层均在主流道内完成，副流道给相邻主流道的气流跃迁提供过渡，气流在迁越过程需要至少两次穿过槽纹芯材的滤纸层，在穿越滤纸层的过程中将灰尘分离过滤，过滤精度更高。
22.副流道由相邻槽纹相对的弧边与相邻层的平面芯材之间围成。
23.滤层内沿轴向设置有竖板、沿径向设置有横板。
24.本实用新型的滤层内的竖板与横板作为支撑件，给滤层提供足够的轴向与径向支撑，避免滤层发生变形而影响过滤效率。壳体外周的径向加强筋与轴向加强筋可以减少应力集中点，提高壳体的强度。
25.本实用新型的有益效果如下：
26.本实用新型的槽纹的横截面为半圆形，半圆形的槽纹相比于三角形，在相同高度的情况下，具有更大的横截面积，可以提供更大流道面积，利于减小气流流阻，降低气流背压，同时还可以提供更大的容尘空间。
27.本实用新型主流道内部具有若干个主流道封胶点，若干主流道封胶点在主流道内部起到阻挡作用，迫使气流变向迁越至相邻的流道内，气流在主流道之间要绕开主流道封胶点，在不同的主流道、副流道之间多次变向迁越，获得更长的流动路径，使空气流中的灰尘可以及时滤除，气流每次迁越过程均要穿过槽纹芯材的滤纸层，更利于将空气流中的灰尘彻底地滤除，过滤精度更高。若干主流道封胶点还同时对槽纹起到径向支撑作用，提高槽纹的径向支撑强度，当滤层受到径向的挤压力时，滤层的槽纹不容易发生变形，避免主流道与副流道的通道轮廓发生形变而增加气流的流阻。
28.本实用新型各层过滤芯材之间的流道相互独立、互不干涉，保证每层过滤芯材流道内的气流保持稳定，更利于提高过滤精度。
29.本实用新型的副流道的两端部均被封堵，空气流进出滤层均在主流道内完成，副流道给相邻主流道的气流跃迁提供过渡，气流在迁越过程需要至少两次穿过槽纹芯材的滤
纸层，在穿越滤纸层的过程中将灰尘分离过滤，过滤精度更高。
30.本实用新型的滤层内的竖板与横板作为支撑件，给滤层提供足够的轴向与径向支撑，避免滤层发生变形而影响过滤效率。壳体外周的径向加强筋与轴向加强筋可以减少应力集中点，提高壳体的强度。
附图说明
31.图1为采用本实用新型的空气滤清器的立体图。
32.图2为图1的俯视图。
33.图3为图2的a
‑
a截面剖视图。
34.图4为滤芯总成的立体图。
35.图5为图4的俯视图。
36.图6为图5中b部的放大图。
37.图7为图5的c
‑
c截面剖视图。
38.图8为图7中d部的放大图。
39.图中：1、下壳；11、进气口；12、排尘口；13、安装位；14、加强筋；15、进气腔；
40.2、上壳；21、出气口；22、出气腔；
41.3、滤芯总成；31、壳体；32、滤层；320、过滤芯材；321、平面芯材；322、槽纹芯材；3221、槽纹；323、主流道；324、副流道；325、主流道封胶点；326、副流道封胶点；33、密封件；34、竖板；35、横板；36、径向加强筋；37、轴向加强筋。
具体实施方式
42.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
43.如图1至图3所示，空气滤清器的外壳包括下壳1与上壳2，下壳1与上壳2通过紧固件固定连接；外壳内竖直布置有滤芯总成3，滤芯总成3下部伸入下壳1内，在下壳1内、位于滤芯总成3的下方形成进气腔15；滤芯总成3的上部伸入上壳2内，在上壳2内、位于滤芯总成3的上方形成出气腔22；下壳1的一侧侧面水平开设有进气口11，进气口11连通进气腔15；上壳2上、与进气口11相对的另一侧侧面水平开设有出气口21，出气口21连通出气腔22，如图2所示，出气口21朝向一侧倾斜一定的角度，出气口21与进气口11在水平方向上具有一定的夹角。空气流从进气口11水平进入进气腔15，在进气腔15内转向90度，沿轴向垂直向上流过滤芯总成3进行过滤后进入出气腔22，在出气腔22内再次转向90度后，从出气口21水平排出；空气流从进气至出气过程中，需要经历两次转向，空气流中的部分灰尘会在转向过程中被分离滤除，更利于将灰尘彻底滤除，提高过滤精度。而且，滤清器整体竖直布置，滤芯总成3位于进气口11的上方，空气流中的水分在转向过程中被分离，可以避免水分进入滤芯总成3而降低过滤效率。
44.如图3所示，下壳1的底面上、位于进气口11的内侧开设有排尘口12，用于将过滤出的灰尘排出。下壳1的底面个还设置有若干个安装位13，用于与相应的连接件固定连接。下壳1的内侧壁面上设置有若干加强筋14，提高下壳1的强度及可靠性，避免下壳1发生变形。
45.如图3所示，上壳2上与出气口21相对的另一侧为弧形面，对空气流起引导作用，引导出气腔22内的空气流平缓过渡至出气口21，有利于减小气流阻力，降低气流背压。
46.如图4、图5所示，滤芯总成3整体呈长圆柱体，其壳体31为长圆筒形，壳体31的外周、沿周向设置有环形的密封件33，如图3所示，密封件33的底面与外周面压紧在下壳1相应的配合面上、实现滤芯总成3与下壳1之间的密封，密封件33的顶面压紧在上壳2相应的配合面上、实现滤芯总成3与上壳2之间的密封。如图4、图5、图7所示，壳体31内沿轴向竖直布置滤层32，滤层32内沿轴向设置有竖板34、沿径向设置有横板35，竖板34与横板35作为支撑件，给滤层32提供足够的轴向与径向支撑，避免滤层32发生变形而影响过滤效率。如图4所示，壳体31的外周分别设置有若干径向加强筋36与轴向加强筋37，可以减少应力集中点，提高壳体31的强度。
47.如图4、图5所示，滤层32由若干层过滤芯材320层叠布置后卷绕形成长圆柱形。如图6所示，过滤芯材320包括层叠布置的平面芯材321与槽纹芯材322，平面芯材321为不具有通透性的复合材质，槽纹芯材322为具有通透性的材质；槽纹芯材322上具有若干依次相连、沿轴向竖直设置的槽纹3221，槽纹3221的横截面为半圆形，所有槽纹3221的朝向相同，其半圆弧形背离同层平面芯材321向外凸；半圆形的槽纹3221相比于三角形，在相同高度的情况下，具有更大的横截面积，可以提供更大流道面积，利于减小气流流阻，降低气流背压，同时还可以提供更大的容尘空间。平面芯材321与槽纹芯材322层叠后，在槽纹芯材322与平面芯材321之间形成若干横截面为半圆形的主流道323；若干层过滤芯材320层叠后，半圆形的槽纹3221顶点靠接在相邻层过滤芯材320的平面芯材321上，相邻槽纹3221相对的弧边与相邻层的平面芯材321之间围成横截面为近似三角形的副流道324，副流道324位于同层槽纹芯材322的外侧。如图4、图5所示，若干层过滤芯材320层叠布置卷绕成滤层32后，滤层32具有若干层叠分布的主流道323及副流道324，如图6至图8所示，主流道323与副流道324交替间隔分布；由于平面芯材321不具有通透性，而槽纹芯材322具有通透性，因此同层过滤芯材320的主流道323与副流道324互通，空气流可以在同层的主流道323与副流道324之间跃迁，而各层过滤芯材320之间的流道相互独立、互不干涉，保证每层过滤芯材320流道内的气流保持稳定，更利于提高过滤精度。如图7、图8所示，每层过滤芯材320的每个主流道323内部具有若干个相互间隔有距离的主流道封胶点325，部分主流道323的其中一端部具有主流道封胶点325，相同端部具有主流道封胶点325的主流道323间隔有至少一个端部无主流道封胶点325的主流道323，若干主流道封胶点325在主流道323内部起到阻挡作用，迫使气流变向迁越至相邻的流道内，使气流获得更长的流动路径，更利于提高过滤精度，若干主流道封胶点325还同时对槽纹3221起到径向支撑作用，提高槽纹3221的径向支撑强度，当滤层32受到径向的挤压力时，滤层32的槽纹3221不容易发生变形，避免主流道323与副流道324的通道轮廓发生形变而增加气流的流阻；每层过滤芯材320的每个副流道324的两端部均设置有副流道封胶点326，将副流道324的两端部封堵；由于副流道324的两端部均被封堵，空气流进出滤层32均在主流道323内完成，副流道324给相邻主流道323的气流跃迁提供过渡，气流在迁越过程需要至少两次穿过槽纹芯材322的滤纸层，在穿越滤纸层的过程中将灰尘分离过滤，过滤精度更高；而且主流道323内部具有若干个主流道封胶点325，气流在主流道323之间要绕开主流道封胶点325，在不同的主流道323、副流道324之间多次变向迁越，获得更长的流动路径，使空气流中的灰尘可以及时滤除，气流每次迁越过程均要穿过槽纹芯材322的滤纸层，更利于将空气流中的灰尘彻底地滤除，过滤精度更高。
48.本实用新型实际使用时，空气流从进气口11进入进气腔15，沿轴向垂直向上流过
滤芯总成3进行过滤后进入出气腔22，从出气口21水平排出。
49.以上描述是对本实用新型的解释，不是对本实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。