一种紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器的制作方法

1.本发明涉及特种车辆发动机技术领域，更具体的说，特别涉及一种紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器。


背景技术：

2.特种车辆的功率非常大，其动力及传动装置往往被封装在动力舱内，为了追求动力舱的高功率密度，造成空气滤清器需要满足紧凑的动力舱空间，造成了空气滤清器体积小和高面风速，进而导致了特种车辆的空气滤清器的进气阻力高、维护保养频繁，同时发动机油耗增加且功率输出受到影响，最终空气滤清器的小体积、大流量会导致车辆的机动性发挥受到限制，同时频繁保养空气滤芯也造成空气滤清器的可靠性降低。因此，目前特种车辆面临的频繁保养空气滤芯的难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器，利用压缩空气脉冲反吹空气滤芯，能够适时清理空气滤芯上的积尘，从而大幅提高空气滤清器的维护保养间隔。
4.为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：
5.本发明一种紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器，包括预滤器、抽尘泵、空气滤壳体、空气滤芯和反吹模块，所述空气滤壳体内腔并行设置过滤室和集气室；所述反吹模块包括压缩气包、脉冲阀和喷嘴；
6.所述空气滤壳体的表面设置预滤器和抽尘泵，所述抽尘泵分别与所述预滤器和空气滤壳体的过滤室连通；所述过滤室内设置空气滤芯，所述压缩气包上设置与内腔连通的脉冲阀，所述脉冲阀上安装与所述空气滤芯位置相对应的喷嘴；所述脉冲阀控制所述压缩气包内流入所述喷嘴的压缩气体，所述压缩气体作用在所述空气滤芯上进行喷吹维护。
7.进一步的，所述空气滤壳体表面还设置与所述抽尘泵的入口连接的抽尘比例调控腔体，所述抽尘比例调控腔体内部设置导流片，并分别连接所述预滤器的集尘腔和空气滤壳体的过滤室。
8.进一步的，所述反吹模块还包括空气压缩机、调压阀、过滤净化器和安全阀，所述空气压缩机的输入端连接外部发动机进行驱动，输出端连接压缩气包；所述空气压缩机与压缩气包之间沿进气方向依次设置有调压阀、过滤净化器和安全阀。
9.进一步的，所述反吹模块还包括脉冲控制器和电源，所述脉冲控制器位于所述空气滤壳体外侧，并与所述脉冲阀连接；所述脉冲控制器还连接电源。
10.进一步的，所述喷嘴包括与所述脉冲阀连接的连接管、连接块和v形板，所述连接管外表面通过连接块连接v形板，所述v形板的开口端朝向所述空气滤芯。
11.进一步的，所述空气滤壳体的内侧底部设有反吹收灰块，用于支撑空气滤芯和收集反吹沉降下来的灰尘；所述空气滤壳体的内侧并位于所述反吹收灰块下方形成收尘腔，
所述收尘腔与所述抽尘比例调控腔体连通。
12.进一步的，所述空气滤壳体的集气室内还设置连接收尘腔和抽尘比例调控腔体的吸尘通道，并设置有连接板；所述连接板的一端与所述吸尘通道的端部位置相对应，用于阻挡所述收尘腔内的粉尘流入所述集气室内。
13.进一步的，所述反吹收灰块为v型结构，开口端与所述空气滤芯的位置相对应，底部形成与所述收尘腔连通的吸尘缝隙；所述吸尘缝隙的宽度由所述空气滤芯的末端到前端逐渐增大，宽度大的端部与所述吸尘通道的位置相对应。
14.进一步的，所述空气滤壳体的侧壁并与集气室位置相对应设有检修门，所述检修门上设有压缩空气接入口、脉冲阀控制线接入口和滤清器出口。
15.进一步的，所述空气滤芯包括滤芯壳体、设置在所述滤芯壳体表面的滤纸，所述滤芯壳体的一端为滤芯出口，所述滤芯壳体的表面还设置滤芯提手。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
17.本发明提供的空气滤清器，在反吹模块不工作时，其功能与传统空气滤清器相同，通过预滤器分离出大粉尘颗粒，分离出的粉尘颗粒通过抽尘泵排出，预滤器初步净化后的气流进入空气滤壳体内经过空气滤芯进行二次精滤，最后干净的空气通往发动机，不会改变空气滤清器的基本性能。实际使用过程中，可根据使用需求人工控制脉冲控制器进行空气滤芯的反吹清理，也可根据空气滤芯后端的压力值自动设定反吹模块的启动时机。反吹模块的工作会及时清理掉空气滤芯上沉积的灰尘，使空气滤清器的阻力上升速度减慢，大幅提升空气滤清器的维护保养间隔。
18.因此，本发明的整体结构简单、紧凑，工作可靠，能够改善紧凑空间内的发动机空气滤清器在特种车辆高尘使用环境下堵塞频繁、维护保养间隔短的现状，并解决目前特种车辆面临的频繁保养空气滤芯的难题，即提高了空气滤芯和空气滤清器的使用寿命。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
20.图1为本发明紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器的整体结构图。
21.图2为本发明紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器的局部结构图。
22.图3为本发明中空气滤壳体内部的结构示意图。
23.图4为本发明中空气滤壳体内部的主视图。
24.图5为本发明中空气滤芯的结构示意图。
25.图6为本发明中抽尘比例调控腔体内气流的结构示意图。
26.图7为本发明中反吹模块的整体示意图。
27.图8为本发明中喷嘴的结构示意图。
28.图9为本发明喷嘴中气体的流动示意图。
29.图10为本发明中空气滤壳体内腔底部的示意图。
30.附图标记说明如下：1
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预滤器、2
‑
抽尘泵、3
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空气滤壳体、4
‑
空气滤芯、5
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反吹模块、6
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过滤室、7
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集气室、8
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抽尘比例调控腔体、9
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导流片、10
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反吹收灰块、101
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吸尘缝隙、
11
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收尘腔、12
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吸尘通道、13
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检修门、14
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压缩空气接入口、15
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脉冲阀控制线接入口、16
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隔板、161
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开口、17
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连接板、31
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滤清器出口、41
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滤芯壳体、42
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滤纸、43
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滤芯提手、44
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滤芯出口、51
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空气压缩机、52
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调压阀、53
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过滤净化器、54
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安全阀、55
‑
压缩气包、56
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脉冲阀、57
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喷嘴、58
‑
脉冲控制器、59
‑
电源、571
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连接管、572
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连接块、573
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v形板、81
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第一接口、82
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第二接口、83
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排尘通道、84
‑
第一反吹排尘通道、85
‑
第二反吹排尘通道。
具体实施方式
31.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
32.本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
33.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
34.参阅图1～图4所示，本发明实施例提供一种紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器，包括：预滤器1、抽尘泵2、空气滤壳体3、空气滤芯4和反吹模块5，所述空气滤壳体3内腔并行设置过滤室6和集气室7；所述反吹模块5包括压缩气包55、脉冲阀56和喷嘴57。
35.所述预滤器1和抽尘泵2并行安装在空气滤壳体3外部上方，所述抽尘泵2分别连接所述预滤器1和所述空气滤壳体3的过滤室6。所述过滤室6内设置空气滤芯4，所述压缩气包55设置在所述空气滤壳体3内，并位于所述空气滤芯4的一侧。所述压缩气包55上设置脉冲阀56，所述脉冲阀56与所述压缩气包55的内腔连通，并安装与所述空气滤芯4位置相对应的喷嘴57。所述脉冲阀56控制所述压缩气包55内流入所述喷嘴58的压缩气体，所述压缩气体作用在所述空气滤芯4上进行喷吹维护。具体的，所述脉冲阀56和喷嘴57位于所述集气室7内。所述喷嘴57位于所述脉冲阀56和所述空气滤芯4之间，所述喷嘴57的开口端正对所述空气滤芯4内部。
36.本实施例中，所述预滤器1采用旋流管式预滤器，能够可靠、有效地分离进入空气滤清器空气中的大粉尘颗粒，减少进入所述空气滤芯4的粉尘量，从而提高所述空气滤芯4的使用时间。
37.进一步的，所述空气滤壳体3内设置隔板16(图3、图10中所示)，所述隔板16将所述空气滤壳体3内腔分成过滤室6和集气室7，即所述过滤室6和集气室7两者并行位于所述隔板16的两侧。所述隔板16设置长条形的开口161，所述空气滤芯4的出口位于所述开口161
处。具体的，由所述预滤器1分离大粉尘颗粒后的含尘空气进入所述过滤室6内，经过所述空气滤芯4进行过滤后的干净气流进入所述集气室7内。
38.本实施例中，所述过滤室6内并行设置两个空气滤芯4，所述压缩气包55位于两个空气滤芯4之间，每个空气滤芯4的出口处并对应所述开口161都布置了3个脉冲阀56，每个所述脉冲阀56分别连接一个喷嘴57，所述脉冲阀56的入口通过法兰固定在所述压缩气包55的附座上，所述脉冲阀56的出口通过螺纹或者法兰固定着所述喷嘴57，所述喷嘴57正对所述空气滤芯4的内部。具体的，所述脉冲阀56和喷嘴57的数量可以根据实际需要进行增加或减少。
39.本实施例中，参阅图5所示，所述空气滤芯4包括滤芯壳体41、设置在所述滤芯壳体41表面的滤纸42，所述滤芯壳体41的一端为滤芯出口，为了方便安装，所述滤芯壳体41的表面还设置滤芯提手43，所述滤芯提手43的数量可以根据实际需要进行增加或减少。
40.进一步的，所述空气滤壳体3外部还设置与所述抽尘泵2的入口连接的抽尘比例调控腔体8，所述抽尘比例调控腔体8内部设置导流片9(图6中所示)，并分别连接所述预滤器1的集尘腔和空气滤壳体3的过滤室6。具体的，所述抽尘比例调控腔体8上设置与所述预滤器1集尘腔连通的第一接口81、与所述抽尘泵2连接的第二接口82、位于所述导流片9两侧的排尘通道83和第一反吹排尘通道84、及位于所述反吹排尘通道84一侧的第二反吹排尘通道85。
41.本实施例中，所述抽尘泵2与外部电源相连，通过调节抽尘比例调控腔体8内的导流片9的位置，可以调节两个方向的抽尘通道面积，从而可以获得预滤器1的集尘室、及空气滤壳体3的过滤室6的预期抽尘流量，从而实现对于预滤器1分离粉尘和反吹空气滤芯4剥离粉尘的抽吸。
42.进一步的，继续参阅图3、图4和图7所示，所述反吹模块5还包括空气压缩机51、调压阀52、过滤净化器53和安全阀54，所述压缩气包55的端部连接有空气压缩机51，所述空气压缩机51的输入端连接外部发动机进行驱动，输出端连接压缩气包55。所述空气压缩机51与压缩气包55之间相对于所述空气滤壳体3由外至内(即沿进气方向)依次设置有调压阀52、过滤净化器53和安全阀54。
43.进一步的，所述反吹模块5还包括脉冲控制器58和电源59，所述脉冲控制器58位于所述空气滤壳体3外侧，并通过信号线与所述脉冲阀56连接，控制所述脉冲阀56工作。所述脉冲控制器58还连接车载24vdc的电源59。
44.具体的，所述空气压缩机51采用车载空气压缩机，其供气量不低于50升每分钟。所述压缩气包55的容量为15升，充气压力为5
‑
10atm，压缩气包55的充气时间不大于5分钟。通过调压阀52可以将脉冲反吹的压力范围设置在5
‑
10atm内调节，通过脉冲控制器58可以将脉冲宽度设置在0.06
‑
0.2s间可调，所述脉冲阀56的喷吹间隔在1分钟至60分钟之间可调，脉冲循环的间隔可在1分钟至2小时内任意设定。通过设置安全阀54，在供气压力高于10atm时，则不对压缩气包55充气。通过过滤净化器53将压缩空气中的水分和杂质过滤，从而保证脉冲阀56能够可靠工作。
45.本实施例中，压缩空气从空气压缩机51出来压缩后的空气，经过调压阀52调节到压缩气包55所需压力，并经过过滤净化器53进行净化后，经过安全阀54通入压缩气包55，当压缩气包55内的压力超过10atm，安全阀54控制达到限定压力后，则停止向压缩气包55内充
气。当脉冲控制器58通电以后，根据脉冲控制器58内部设定的程序开启脉冲阀56，从内到外反吹空气滤芯4，即气流由所述空气滤芯4的内侧向外侧喷吹实现反吹清理，从而达到清理空气滤芯4上积灰的目的。
46.进一步的，所述脉冲阀56采用1寸直角阀，所述喷嘴57采用v型喷嘴，开口端朝向所述空气滤芯4，喷嘴57的角度为30
°
，宽度为30mm，长度为50mm。具体的，参阅图8所示，所述喷嘴57包括与所述脉冲阀56连接的连接管571、连接块572和v形板573，所述连接管571外表面通过连接块572连接v形板573，所述v形板573的开口端朝向所述空气滤芯4。图9中箭头方向所示为气体经过所述喷嘴57的方向，气体由压缩气包55、脉冲阀56喷出后，通过所述连接管571喷出后被所述v形板573强制向两侧分流，可以更好地吹向所述空气滤芯4。
47.进一步的，参阅图10所示，所述空气滤壳体3的内侧底部设有反吹收灰块10，用于支撑空气滤芯4和收集反吹沉降下来的灰尘。所述空气滤壳体3的内侧并位于所述反吹收灰块10下方形成收尘腔11，所述收尘腔11与所述抽尘比例调控腔体8连通。
48.进一步的，所述空气滤壳体3的集气室7内还设置吸尘通道12，所述吸尘通道12连接收尘腔11和抽尘比例调控腔体8的第二反吹排尘通道85，用于排出粉尘。所述集气室7内侧底部还设置连接板17，所述连接板17的一端与所述吸尘通道12的端部位置相对应，用于阻挡由所述收尘腔11进入所述吸尘通道12内的粉尘流入所述集气室7内。
49.进一步的，所述反吹收灰块10为v型结构，开口端背离所述收尘腔11方向即与所述空气滤芯4的位置相对应，底部形成一条狭长的吸尘缝隙101，所述吸尘缝隙101与所述收尘腔11连通，所述吸尘缝隙101的宽度由所述空气滤芯4的末端到前端逐渐增大，宽度大的端部与所述吸尘通道12位置相对应，即从1mm增加到3mm，并根据抽尘流量保证吸尘缝隙内的流速达到15m/s。
50.本实施中，通过设置吸尘缝隙101和吸尘通道12，被吸入吸尘缝隙101的粉尘先落到收尘腔11中，再通过吸尘通道12，排入到抽尘比例调控腔体8内，最终被抽尘泵2排出，设置连接板17阻挡粉尘流入集气室7内。而通过设置所述吸尘缝隙101的宽度逐渐增大，并将宽度较大的端部与所述吸尘通道12位置相对应，便于收尘腔11能够可靠地收集粉尘，并由吸尘通道12排出。
51.进一步的，继续参阅图1所示，所述空气滤壳体3的侧壁并与集气室7位置相对应设有检修门13，所述检修门13上设有压缩空气接入口14、脉冲阀控制线接入口15和滤清器出口31，需要时拆下检修门13即可检修脉冲阀56和喷嘴57。
52.本发明提供的紧凑式脉冲反吹长寿命空气滤清器的工作过程如下：
53.进气过滤时，含尘空气进入预滤器1进行粗滤，滤出的粉尘通过抽尘泵2排出，经初步净化后的空气进入空气滤壳体3的过滤室6，过滤室6内的空气再经过空气滤芯4二次净化后进入集气室7，然后通过滤清器出口31提供给外部的发动机。
54.当脉冲控制系统监测到发动机的转速和滤清器出口31的阻力，提示需要启动反吹模块5对空气滤芯4进行清理维护时，脉冲控制器59自动控制脉冲阀56按照设定的时间开启，释放压缩空气，通过喷嘴57分散到到空气滤芯4的内部表面，形成一个气流冲击和反向吹力，将附着在空气滤芯4外表面上的粉尘吹落，增加空气滤芯4的使用时间，并减小空气滤芯4的阻力。
55.进一步的，本发明提供的空气滤清器中的反吹模块5开启时，有以下停机喷吹、怠
速喷吹及高阻力喷吹几种模式，具体为：
56.一、高阻力喷吹模式：外部系统监测空气滤清器的出口压力和发动机转速，反馈到脉冲控制器58上。当脉冲控制器58检测到发动机的转速大于1600rpm，同时进气压力高于5kpa的时候，反吹模块5处于高清灰模式，即每个空气滤芯4的3个脉冲阀56为一组，并同时开启且每隔60分钟，通过喷嘴57向所述空气滤芯4喷吹一次。当检测到发动机转速低于1600rpm或者空气滤清器阻力低于5kpa的时候，脉冲控制器58控制反吹模块5停止工作。
57.二、怠速喷吹(清灰)模式，当脉冲控制器58检测到发动机处于怠速工况时，启动反吹模块5，通过喷嘴57将空气滤芯4反向喷吹一次后停止。
58.三、停车喷吹(清灰)模式：当脉冲控制器58检测到发动机熄火，还未下电的时候，启动反吹模块5向所述空气滤芯4反向喷吹一次。
59.本发明中，通过在所述空气滤壳体3内设置反吹模块5，并采用脉冲控制器58控制脉冲阀56喷出的压缩空气，反向清理维护空气滤芯4，将空气滤芯4上沉积的粉尘吹落，降低空气滤芯4的阻力，延长空气滤清器的维护保养间隔，并可以根据实际需要(即发动机的转速)控制脉冲控制器58和脉冲阀56工作，实现反吹模块5的不同喷吹模式，整体结构简单、紧凑，工作可靠。
60.与传统空气滤清器相比，脉冲反吹长寿命空气滤清器实现了空气滤芯4的免拆在线维护，最终实现在空气滤芯4的整个寿命周期内不需要维护；此外，由于反吹清理的作用效果，在进气过滤过程中空气滤芯4上沉积的粉尘较少，能够使空气滤清器能始终处在较低的进气阻力下，能够提高发动机的功率输出、降低发动机的油耗，提高空气滤芯4和空气滤清器的工作寿命。同时，由于避免频繁拆装空气滤芯4可能引起的滤芯密封失效，免拆维护还能提高空气滤清器工作的可靠性。
61.本发明提供的空气滤清器可在各种车辆的进气滤清器上使用，只要车上具备压缩空气或者空气滤清器自带压缩空气即可，其适用范围广。
62.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。