CN105649833A - 沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，用于对进入滤清器的高含尘空气进行预除尘。本器设有栅状进气口、出气口和排尘孔；壳体内设有旋风导流机构和旋转分离机构；旋风导流机构包括由一个隔离罩与壳体内壁形成的环形气道及排列在环形气道内的多个导流片，各导流片连接于壳体内壁与隔离罩外壁之间，并以同一导向角倾斜；旋转分离机构由中心轴、转架、多个转臂和叶片组成，各叶片安装于对应转臂的臂端，转架设有中心孔；中心轴的上端通过一个支架固定，下端套接于转架的中心孔中，并嵌装有滚珠推力轴承。本器装于滤清器之前，确保发动机免遭大量尘粒的危害，防止故障发生。

Description

沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器

技术领域

本发明涉及一种沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，它装于工程机械发动机的滤清器之前，用于对进入滤清器滤清器之前的高含尘空气进行预除尘。

背景技术

矿山、建筑、冶金等领域中，其作业现场难免尘土飞扬，在这样的恶劣环境中工作的工程机械装备由于大量沙尘等颗粒的侵入，常会使发动机产生严重的磨料磨损，导致发动机空气滤清器堵塞，使空气滤清器的过滤性能降低，发动机的进气量减小，而且发动机内部的润滑油路等***因受沙尘污染，造成故障率急剧增、乃至无法工作，整机的动力性、经济性和安全可靠性受到严重影响，使用寿命降低。

为此，工程机械装备通常在发动机的空气滤清器前面加装一个空气预滤器。目前，这种空气预滤器大致分为三类：盆式预滤器、旋流管式预滤器和自动排尘式预滤器，其相应的过滤效率分别为：盆式预滤器≥70%，旋流管式预滤器≥80%，自动排尘式预滤器≥80%。其中，盆式预滤器的分离效果差，需定期清理集尘器中的灰尘，预滤效果差，已经逐渐被淘汰；旋流管式空气预滤器实际过滤效果在80%左右，但在其寿命的中后期由于管壁积灰导致过滤效率下降，压力损失急剧增大，需频繁的清理和维护，难以满足恶劣沙尘环境下的使用需求；自动排尘式预滤器目前应用较广，主要产品有唐纳森公司的Topspin空气预滤器、康明斯公司的FleetGuard空气预滤器、特博公司的TurboPrecleaner空气预滤器等，但现有的这些自动排尘式预滤器存在以下不足：一是与发动机的匹配性较差，压力损失较大；二是沙尘的过滤效率亟待提高，尤其在高浓度沙尘的恶劣环境中的过滤效率偏低。因此，急需研制适用于尘土飞扬、含高沙尘浓度等恶劣环境下作业的机械装备发动机的高效能空气预滤器，使其具有高效快速过滤沙尘等颗粒效能，延长发动机保养周期和使用寿命，提高发动机抵御沙尘、尘土飞扬等恶劣环境侵害的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于恶劣沙尘环境下作业的工程机械发动机的空气预滤器，它装于发动机滤清器之前，对进入空气滤清器的空气进行预过滤，以避免滤清器堵塞，解决工程机械发动机易遭沙尘损伤而频发故障的问题。

本发明的技术方案如下：

一种工程机械发动机的空气预滤器，包含壳体，所述壳体上端设有栅状进气口、下端底面设有出气口和排尘孔；壳体内设有旋风导流机构和旋转分离机构；所述旋风导流机构包括由一个隔离罩与壳体内壁形成的环形气道及排列在环形气道内的多个导流片，各导流片连接于壳体内壁与隔离罩外壁之间，并以同一导流角ɑ倾斜；所述旋转分离机构由中心轴、转架、多个转臂和叶片组成，各叶片安装于对应转臂的臂端，转架设有中心孔；所述中心轴的上端通过一个支架固定，下端套接于转架的中心孔中，二者之间嵌装有滚珠推力轴承。

所述各导流片的导流角ɑ为20~28°。

所述出气口设有一圈挡尘堰。

所述排尘孔为弧形孔，2~3个弧形排尘孔开设在壳体底面的边缘内侧。

所述旋转分离机构的中心轴上端与支架之间以螺纹连接，且顶端旋以螺母，所述支架位于所述的隔离罩内并与隔离罩相连。

所述弧形排尘孔一侧设有挡尘隔板，拦尘隔板的后端向下部壳体的内壁方向延伸并与内壁相连，从而在拦尘隔板与下部壳体的内壁之间形成前端开口、后端封闭的收尘室。

所述旋转分离机构中，转架呈十字型，十字型转架连有四个转臂。

所述壳体由上段、中段和下段连接组合而成，上段壳体设有帽状顶板和侧向进气的栅状进气口；所述的旋风导流机构设置在中段壳体内；所述的旋转分离机构设于下段壳体内。

所述壳体的上段、中段和下段通过粘胶连接或以螺栓连接。

本空气预滤器下端出气口可与工程机械发动机的空气滤清器的空气进口相连接，当工程机械运行时，外界的含尘空气从本预滤器上段栅状进气口进入，通过中段环形气道时，斜置的导流片使气流高速切向进入下段空间并推动叶片及转架快速旋转，气流中含有的较大尘粒受离心力而被推向器壁（壳体内壁），然后下落并被吹扫到排尘孔排出，经上述预滤除尘后的空气流从出气口通入空气滤清器进一步过滤洁净空气提供给发动机。采用本空气预滤器，即使在尘土飞扬、弥漫高浓度的沙尘颗粒等恶劣环境下，也能确保工程机械发动机获得足够清洁的空气，使发动机免遭大量尘粒的危害，防止故障发生，延长了维护保养周期。本空气预滤器结构简单，安装方便，除尘效率高，分离出的尘粒能自动排出，免于清洗。

附图说明

图1是本发明空气预滤器的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图2的C-C剖面图。

图4是图1的B-B剖视图。

图中，1—帽状顶板，2—栅杆，2-1—栅状进气口，3—隔离罩，4—导流片，5—支架，6—螺母，7—叶片，8—转臂，9—转架，10—中心轴，11—轴承，12—排尘孔，12-1—拦尘隔板，12-2—收尘室，13-—出气口，13-1-—挡尘堰；—上段，—中段，—下段；ɑ—导流角。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明空气预滤器的实施例结构。

如图1，壳体由上段、中段和下段连接而成。上段设有帽状顶板1和侧向栅状进气口2-1；中段内设置旋风导流机构，其结构见图1和图2，隔离罩3与中段内壁之间形成环形气道，环形气道内排列有多个导流片4，参见图3，各导流片4以相同的圆周方向倾斜一个导流角ɑ（本例中，ɑ为23o）。见图1和图4，下段内的旋转分离机构由中心轴10、转架9、四个转臂8和四个叶片7组成；中心轴10的上端以螺纹与支架5连接，支架5固定在隔离罩4内。中心轴10的下端套接在十字型转架9的中心孔中，二者之间上下各嵌装一个滚珠推力轴承11。下段的底面中心设有出气口13，边缘设有两个弧形排尘孔12；出气口13设有高于底面的一圈挡尘堰13-1可阻挡壳体底面的尘粒从出气口带出。弧形排尘孔12的内侧设置拦尘隔板12-1，拦尘隔板12-1的后端延伸至壳体下段的内壁并与之相连，从而在弧形排尘孔12上方形成前端为切向开口、后端封闭的收尘室12-2（图1）。

将上述空气预滤器的出气口13与工程机械发动机的空气滤清器的进气口相连接，在工地上作业的工程机械时，发动机处于尘土飞扬的恶劣环境中，空气中含大量沙尘等颗粒。空气滤清器除尘原理如下：

含尘空气通过格栅状进气口2-1进入器内，在通过环形气道时，因导流片4的导向作用，气流以高速旋转涡流的形式进入下段内，极高的流动动能带动叶片7、转臂8和转架9绕中心轴10高速旋转，使沙尘等颗粒物受到足够大离心力而甩向下段的壳体内壁，内壁附近的高含尘气流旋流至收尘室12-2的开口处时，其中尘粒被拦尘隔板12-1截留在收尘室12-2内，收集在收尘室12-2内的大量尘粒下落到弧形排尘口12被排出，除尘后较清洁的空气从出气口13进入发动机的空气滤清器，留存在空气中的少量细小灰尘经空气滤清器进一步滤除，给予发动机提供合格的洁净空气。

Claims (9)

1.一种沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，包含壳体，其特征在于所述壳体上端设有栅状进气口、下端底面设有出气口和排尘孔；壳体内依次旋风导流机构和旋转分离机构；所述旋风导流机构包括由一个隔离罩与壳体内壁形成的环形气道及排列在环形气道内的多个导流片，各导流片连接于壳体内壁与隔离罩外壁之间，并以同一导向角ɑ倾斜；所述旋转分离机构由中心轴、转架、多个转臂和叶片组成，各叶片安装于对应转臂的臂端，转架设有中心孔；所述中心轴的上端通过一个支架固定，下端套接于转架的中心孔中，二者之间嵌装有滚珠推力轴承。

2.根据权利要求1所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述各导流片的导向角ɑ为20~28°。

3.根据权利要求2所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述出气口设有一圈挡尘堰。

4.根据权利要求3所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述排尘孔为弧形孔，2~3个弧形排尘孔开设在壳体底面的边缘内侧。

5.根据权利要求4所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述旋转分离机构的中心轴上端与支架之间以螺纹连接，且顶端旋以螺母，所述支架位于所述的隔离罩内并与隔离罩相连。

6.根据权利要求5所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述弧形排尘孔一侧设有挡尘隔板，拦尘隔板的后端向下部壳体的内壁方向延伸并与内壁相连，从而在拦尘隔板与下部壳体的内壁之间形成前端开口、后端封闭的收尘室。

7.根据权利要求6所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述旋转分离机构中，转架呈十字型，十字型转架连有四个转臂。

8.根据权利要求7所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述壳体由上段、中段和下段连接组合而成，上段壳体设有帽状顶板和侧向进气的栅状进气口；所述的旋风导流机构设置在中段壳体内；所述的旋转分离机构设于下段壳体内。

9.根据权利要求8所述的沙尘环境运行的工程机械发动机的空气预滤器，其特征在于所述壳体的上段、中段和下段通过粘胶连接或以螺栓连接。