空气净化滤清装置和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及一种空气净化滤清装置，更具体地说，涉及一种对输入到作业机械的发动机的空气进行净化滤清的空气净化滤清装置和包括这种空气净化滤清装置的作业机械。


背景技术：

2.作业机械是例如拖拉机、收割机之类的农业机械、以及装载机、挖掘机、推土机之类的工程机械等具有发动机的机械装置的总称。作业机械一般在包括许多沙尘、粉尘、碎屑的恶劣环境中工作，导致具有许多杂质的空气进入作业机械的发动机。因此，在发动机外部需要设置复杂的空气净化装置，以滤除空气中的各种杂质，得到清洁的空气，并与燃油混合。为提高净化效率，需要频繁地更换空气滤清器装置的滤芯，从而提高了使用成本。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种空气净化滤清装置和作业机械，通过对外部空气进行三级净化滤清，可以防范细微颗粒物对作业机械内的发动机造成损伤。
4.根据本实用新型一个方面的实施例，提供一种空气净化滤清装置，包括：壳体；第一分隔板和第二分隔板，适用于将所述壳体的内部分割成第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间；多个并排设置的卧式旋风除尘器，安装在所述第一容纳空间内，并包括设置在所述壳体上的第一进风口、和第一出风口；多个并排设置的立式旋风除尘器，安装在所述第二容纳空间内，并包括与所述第一出风口连通的第二进风口、和第二出风口；以及滤芯装置，安装在所述第三容纳空间内，所述滤芯装置被构造成对来自于所述第二出风口的空气净化后经排气口排出。
5.根据本实用新型第一种实施例，所述滤芯装置呈大致的筒形，并且水平放置。
6.根据本实用新型第一种实施例，所述滤芯装置包括：多个叠置的过滤层，并且最内层的过滤层限定圆柱形的收集室，所述收集室与安装在所述壳体上的排气管连通。
7.根据本实用新型第一种实施例，所述隔离层包括：筒形的内过滤层，所述内过滤层限定圆柱形的收集室；第一活性炭层，设置在所述内过滤层的外侧，并包括无纺布、以及布置在无纺布内的活性炭；第二活性炭层，设置在所述第一活性炭层的外侧，并包括具有多个蜂窝的支撑框架、以及容纳在所述蜂窝中的活性炭；以及筒形的外隔离层，设置在所述第二活性炭层的外侧。
8.根据本实用新型第一种实施例，所述卧式旋风除尘器包括：第一筒体，所述第一筒体的一端固定在所述壳体的侧壁上；支撑柱，设置在所述第一筒体内；多片第一螺旋叶片，设置在所述第一筒体和所述支撑柱之间，来自于所述壳体外部的空气穿过所述第一螺旋叶片，以实现灰尘与空气的第一次分离；以及第二筒体，所述第二筒体的一端插入所述第一筒体中，并且在所述第一筒体的内壁和第二筒体的外壁之间形成第一灰尘出口，所述第二筒体的另一端的外侧固定到直立设置的所述第一分隔板，使得被所述卧式旋风除尘器净化的
空气经所述第二筒体流动到所述第二容纳空间中。
9.根据本实用新型第一种实施例，所述立式旋风除尘器包括：第三筒体，所述第三筒体的上端固定在所述第二分隔板上；第四筒体，所述第四筒体的下端固定在位于所述第二分隔板下部的支撑板上，所述第四筒体的上端插入所述第三套筒的下端内；多片第二螺旋叶片，设置在所述第三筒体的下端和所述第四筒体的上端之间，来自于所述卧式旋风除尘器的空气穿过所述第二螺旋叶片，以实现灰尘与空气的第二次分离，并且经第二分离之后的空气经第三筒体上端的第二出风口进入第三容纳空间、经第二分离之后的灰尘经第四筒体下端的第二灰尘出口排出。
10.根据本实用新型第一种实施例，在所述第一容纳空间和第二容纳空间下部设有适用于收集来自于所述卧式旋风除尘器和立式旋风除尘器的集尘室。
11.根据本实用新型第一种实施例，所述集尘室内设有排灰装置。
12.根据本实用新型第一种实施例，所述第二分隔板包括：水平分隔板，所述第三筒体的上端固定在所述水平分隔板上；以及凹陷分隔板，从所述水平分隔板向下凹陷形成，所述滤芯装置的至少一部分位于所述凹陷分隔板之上并高于所述水平分隔板限定的平面。
13.根据本实用新型第一种实施例，在所述滤芯装置的与所述排气口相对的一端设有端盖。
14.根据本实用新型第一种实施例，所述壳体的面对所述端盖的侧壁上设有门。
15.根据本实用新型第一种实施例，在所述壳体的底壁设有适用于安装所述空气净化滤清装置的多个安装机构。
16.根据本实用新型另一方面的实施例，提供一种作业机械，包括：发动机，所述发动机包括进气管；以及如上述任一实施例所述的空气净化滤清装置，所述空气净化滤清装置的排气口与所述进气管连通，以向所述发动机输入净化滤清的空气。
17.根据本实用新型实施例的空气净化滤清装置和作业机械，通过对外部空气进行三级净化滤清，可以防范细微颗粒物对作业机械内的发动机造成损伤，延长空气滤清器装置里的滤芯使用寿命，从而降低作业机械的使用成本。
附图说明
18.本实用新型将参照附图来进一步详细说明，其中：
19.图1是根据本实用新型的一种示例性实施例的空气净化滤清装置的立体示意图；
20.图2是图1所示的空气净化滤清装置的另一种立体示意图，其中，灰尘排出装置被部分地拉出、并且门已打开；
21.图3是图1所示的空气净化滤清装置的侧视图；
22.图4是图3所示的空气净化滤清装置的沿a-a线的剖视图；
23.图5是图4所示的b部分的放大示意图；
24.图6是图4所示的c部分的放大示意图；
25.图7是图1所示的空气净化滤清装置的正视图；
26.图8是图1所示的空气净化滤清装置的另一种正视图，其中检测装置的保护盖以移除；
27.图9是图8所示的空气净化滤清装置的沿d-d线的剖视图；
28.图10是图9所示的f部分的放大示意图；
29.图11是图8所示的空气净化滤清装置的沿e-e线的剖视图；以及
30.图12是根据本实用新型的一种示例性实施例的排灰装置的立体示意图。
具体实施方式
31.虽然将参照含有本实用新型的较佳实施例的附图充分描述本实用新型，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的实用新型，同时获得本实用新型的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本实用新型所描述的示例性实施例。
32.另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本文披露的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
33.根据本实用新型的一种总体上的实用新型构思，提供一种空气净化滤清装置，包括：壳体；第一分隔板和第二分隔板，适用于将所述壳体的内部分割成第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间；多个并排设置的卧式旋风除尘器，安装在所述第一容纳空间内，并包括设置在所述第一壳体上的第一进风口、和第一出风口；多个并排设置的立式旋风除尘器，安装在所述第二容纳空间内，并包括与所述第一出风口连通的第二进风口、和第二出风口；以及滤芯装置，安装在所述第三容纳空间内，所述滤芯装置被构造成对来自于所述第二出风口的空气净化后经排气口排出。
34.如图1-4所示，根据本实用新型的一种示例性实施例的空气净化滤清装置100包括：具有大致的六面体形状的外部轮廓的壳体1、第一分隔板2、第二分隔板3、多个并排设置的卧式旋风除尘器4、多个并排设置的立式旋风除尘器5、以及滤芯装置6。第一分隔板2和第二分隔板3适用于将所述壳体1的内部分割成第一容纳空间11、第二容纳空间12和第三容纳空间13。多个卧式旋风除尘器4安装在所述第一容纳空间11内，并布置成多排和多列，每个卧式旋风除尘器4的中心中心线大致水平布置，并包括设置在所述壳体上的第一进风口41、和位于壳体1内并朝向第二容纳空间12开口的第一出风口42。多个立式旋风除尘器5安装在所述第二容纳空间12内，并布置成多排和多列，每个立式旋风除尘器5的中心中心线大致垂直布置，并包括与所述第一出风口42连通的第二进风口51、和朝向第三容纳空间13开口的第二出风口52。滤芯装置6安装在所述第三容纳空间13内，所述滤芯装置6被构造成对来自于所述第二出风口52的空气净化后经排气口61排出。
35.根据本实用新型实施例的空气净化滤清装置100，滤芯装置6的排气口61与安装在第二壳体上的排气管7连通，排气管与工程机械的发动机的进气管(未示出)连通，发动机的吸气作用将外部环境的空气吸入空气净化滤清装置100。来自于外部环境的包含沙尘、灰尘、颗粒物、碎屑等杂质的空气从卧式旋风除尘器4的进气口41进入卧式旋风除尘器4内，由卧式旋风除尘器4、立式旋风除尘器5和滤芯装置6对外部空气进行三级净化滤清。这样，由本实用新型实施例的空气净化滤清装置净化滤清的空气输送到农业及工程机械的发动机的进气管，可以防范细微颗粒物对作业机械内的发动机造成损伤，延长空气滤芯的使用寿命，从而降低作业机械的使用成本。
36.进一步地，卧式旋风除尘器4、立式旋风除尘器5和滤芯装置6都设置在壳体1中，可
以减小整个空气净化滤清装置100的外部尺寸，降低制作成本。
37.在一种实施例中，参见图4、6、8-10，所述滤芯装置6呈大致的筒形，并且水平放置。所述滤芯装置6包括：多个叠置的过滤层，并且最内层的过滤层限定圆柱形的收集室62，所述收集室62与安装在所述壳体1上的排气管7连通。来自于所述第二出风口52的被第二次分离的空气在径向方向上穿过各个过滤层并进入收集室62，以被进一步的过滤，之后经排气管7被吸入工程机械的发动机内。可以理解，滤芯装置6的外圆周与壳体1的内壁之间具有间隙，以使第三容纳空间13中的空气从滤芯装置的整个外圆周进入滤芯装置6。
38.在一种实施例中，参见图4、6、8-10，所述隔离层包括：由内至外依次布置的筒形的内过滤层63、第一活性炭层64、第二活性炭层65和筒形的外隔离层66。所述内过滤层63限定圆柱形的收集室62；第一活性炭层64设置在所述过滤网层63的外侧，并包括无纺布、以及布置在无纺布内的活性炭；第二活性炭层65设置在所述第一活性炭层64的外侧，并包括具有多个蜂窝的支撑框架651、以及容纳在所述蜂窝中的活性炭652；筒形的外隔离层66设置在所述第二活性炭层65的外侧。第三容纳空间中的空气在径向方向上依次从外至内穿过外隔离层66、第二活性炭层65、第一活性炭层64和内隔离层63，并进入收集室62。外隔离层66、第二活性炭层65、第一活性炭层64和内隔离层63依次套接在一起，可以根据实际需要，更换其中的任何一个。
39.在一种示例性实施例中，位于最外侧的外隔离层66适用于阻挡来自于第三容纳空间的被二次分离的空气中的细颗粒物住。第二活性炭层65适用于吸附例如一氧化碳(co)、碳氢化合物(thc)、硫化氢(h2s)、氮氢化合物(nox)之类的有害气体。第一活性炭层64适用于进一步吸附穿过第二活性炭层65的例如一氧化碳(co)、碳氢化合物(thc)、硫化氢(h2s)、氮氢化合物(nox)之类的有害气体。内过滤层63适用于滤除来自于第一活性炭层的空气中的细微颗粒物。
40.本实用新型上述实施例的空气净化滤清装置100进一步适用于以氢燃料电池代替发动机为动力源的作业机械。氢燃料电池的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)，经过催化剂(例如铂)的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板(正极)。由于电子不能通过质子交换膜，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水(蒸气)带走，就可以不断地提供电能。
41.一般地，需要设置空压机将外部空气吸入到空压机，并将压缩的空气输送到燃料电池的阴极板。如果包含有如一氧化碳、二氧化硫、氨气、硫化氢等有害气体的外部空气进入燃料电池，将引起燃料电池的阴极催化剂
″
中毒
″
，造成阴极催化剂不可逆转的损伤，催化效果就会大大降低，从而导致燃料电池性能迅速显著下降，并缩短使用寿命。
42.根据本实用新型的上述实施例的空气净化滤清装置，滤芯装置6的排气口61与安装在壳体上的排气管7(下面将详细描述)连通，排气管与作业机械的氢燃料电池的空压机的进气管(未示出)连通，氢燃料电池的空压机的吸气作用将外部环境的空气吸入空气净化滤清装置100。通过空气净化滤清装置可以对掺杂有许多杂质的空气进行三次预处理，去除细微颗粒的杂质、以及对氢燃料电池可能造成损伤的有害气体，这样，可以减少细微颗粒物堵塞氢燃料电池的相关结构、及一氧化碳等多种有害气体对氢燃料电池内的催化剂和/或
铂电极的毒害，延长氢燃料电池的使用寿命，从而降低作业机械的使用成本。
43.在进一步地的实施例中，参见图8-10，设有用于监测收集室的空气中的有害气体含量或者浓度的监测装置9。监测装置9包括适用于检测一氧化碳的浓度或者含量的第一检测器92、适用于检测碳氢化合物的浓度或者含量的第二检测器93、适用于检测硫化氢的浓度或者含量的第三检测器94和适用于检测氮氢化合物的浓度或者含量的第四检测器95中的至少一个。监测装置9还包括适用于处理来自于所述第一、第二、第三和第四检测器中的至少一个的电信号的处理器96、以及根据处理器96的结果发出警示信号的警示装置97。警示装置例如可以包括音频报警器、或者视频报警器，以在第一、第二、第三和第四检测器检测的空气中的有害气体的浓度或者含量超出预定值的情况下发出警示信号，提示工作人员更换、或者维修第二活性炭层65。监测装置9还包括适用于无线发射信号的发射器98，以将各个检测器检测的有害气体的浓度或者含量值无线发送到例如设置在驾驶室的显示装置，以由工作人员随时了解空气净化滤清装置排出的空气中含有的有害气体的情况。各个检测器检测的有害气体的浓度或者含量值无线发送到云平台至手机端或pc端，使得远程工作人员可以获得滤芯装置中第二活性炭层的性能。
44.参见图7和8，在壳体1上设有适用于覆盖各个检测器和警示装置的保护盖91。
45.在一种示例性实施例中，参见图8-10，检测装置9还包括导气管99，所述导气管99适用于将第二活性炭层65和第一活性炭层64之间的空气引导至第一、第二、第三和第四检测器。这样，可以准确的检测穿过第二活性炭层65之后的空气中的有害气体的浓度或者含量。
46.在一种示例性实施例中，参见图3-5，所述卧式旋风除尘器4包括第一筒体43、支撑柱44、多片第一螺旋叶片45和第二筒体46。所述第一筒体43的一端(图5中的上端)固定在所述壳体1的侧壁上。支撑柱44设置在所述第一筒体43内。多片第一螺旋叶片45设置在所述第一筒体43和所述支撑柱44之间，来自于所述壳体1外部的空气被吸入穿过所述第一螺旋叶片45，空气中的灰尘在第一螺旋叶片45的引导下实现灰尘与空气的第一次分离。例如可以设置4片第一螺旋叶片25。在一种实施例中，多个第一螺旋叶片45的连接支撑柱44和第一筒体43的内壁之间，以增加第一螺旋叶片的稳定性。第二筒体46的一端(图5中的上端)插入所述第一筒体43中，并且在所述第一筒体43的内壁和第二筒体46的外壁之间形成第一灰尘出口47，所述第二筒体46的另一端(图5中的下端)的外侧固定到直立设置的所述第一分隔板2，使得被所述卧式旋风除尘器4净化的空气(即第一次被分离的空气)经所述第二筒体46流动到所述第二容纳空间12中。另一方面，从第一螺旋叶片45被分离的灰尘由于重力的作用从第一筒体43的另一端滑落出每个第一旋风除尘器4，并聚集到位于壳体1的下部的集尘室16(下面将详细描述)中。可以理解，支撑柱44的至少一端是封闭的，使得空气不能穿过支撑柱44流动。
47.在一种实施例中，参见图3、4和6，所述立式旋风除尘器5包括第三筒体53、第四筒体54和多片第二螺旋叶片56。所述第三筒体53的上端固定在所述第二分隔板4上。所述第四筒体54的下端固定在位于所述第二分隔板4下部的支撑板55上，所述第四筒体54的上端插入所述第三套筒53的下端内。多片第二螺旋叶片56设置在所述第三筒体53的下端和所述第四筒体54的上端之间，来自于所述卧式旋风除尘器4的空气穿过第三筒体53和第四筒体54之间的所述第二螺旋叶片56，以实现灰尘与空气的第二次分离，并且经第二分离之后的空
气经第三筒体53上端的第二出风口52进入第三容纳空间13、经第二分离之后的灰尘经第四筒体54的下端的第二灰尘出口57排出，并聚集到位于壳体1下部的集尘室14(下面将详细描述)中。可以理解，第三筒体53是中空的，以允许第二次被分离的空气穿过第三筒体53的内部流动，并将第三筒体53用做第二出风口51。
48.在一种实施例中，参见图1-6和9，在所述第一容纳空间11和第二容纳空间12下部设有适用于收集来自于所述卧式旋风除尘器4和立式旋风除尘器5的集尘室14。在一种实施例中，所述集尘室14内设有排灰装置141。
49.在一种实施例中，如图5、6、11、12所示，排灰装置141包括抽屉式集尘盒。例如，排灰装置141包括底板143、安装在底板143周边的直立的框架144，从第一灰尘出口47和第二灰尘出口57下落的灰尘聚积在抽屉式的排灰装置141中。当排灰装置141中聚积的灰尘到预定程度的情况下，可以将排灰装置141拉出壳体1，并清除聚积的灰尘。在排灰装置141上设有锁定机构142，可以通过操作锁定机构142将排灰装置141锁定到壳体1或者允许从壳体1拉出排灰装置141。
50.在一种实施例中，如图4和6所示，所述第二分隔板3包括：水平分隔板31和凹陷分隔板32。所述第三筒体53的上端固定在所述水平分隔板31上。凹陷分隔板32从所述水平分隔板31向下凹陷形成，所述滤芯装置6的至少一部分位于所述凹陷分隔板32之上并高于所述水平分隔板限定的平面。这样，可以降低空气净化滤清装置100的高度，并充分利用壳体1的内部空间。
51.在一种实施例中，如图1-3和9所示，在所述滤芯装置6的与所述排气口相对的一端设有端盖81。所述壳体1的面对所述端盖8的侧壁上设有门8。在门8上设有适用于操作门8的把手82。在安装、维修或者更换滤芯装置6时，可以通过操作把手82打开门8，并取下端盖81，以对滤芯装置6机械拆卸、维修或者安装操作。
52.在一种实施例中，参见图1，在所述壳体1的底壁设有适用于安装所述空气净化滤清装置100的多个安装机构15。例如，安装架机构包括基座和形成在基座上的螺纹孔，可以通过螺纹连接在方式将空气净化滤清装置100安装在安装架(未示出)，从而将空气净化滤清装置100安装在作业机械上。
53.根据本实用新型另一方面的实施例，提供一种作业机械，包括：发动机，所述发动机包括进气管；以及本实用新型的上述各种实施例所述的空气净化滤清装置100，所述空气净化滤清装置的排气管7与所述进气管连通，以向所述发动机输入净化滤清的空气。
54.本实用新型实施例的作业机械包括，但不限于，例如拖拉机、收割机之类的农业机械、以及装载机、挖掘机、推土机之类的工程机械等具有发动机的机械装置。这种作业机械一般在包括许多沙尘、粉尘、碎屑的恶劣环境中工作，通过空气净化滤清装置可以对掺杂有许多杂质的空气进行三次预处理，去除细微颗粒物的杂质，这样，可以防范细微颗粒物对作业机械内的发动机造成损伤，延长空气滤芯的使用寿命，从而降低作业机械的使用成本。
55.本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本实用新型的技术问题的基础上，实现更多种空气净化滤清装置和作业机械。
56.在详细说明本实用新型的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了
解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本实用新型亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本实用新型的范围。