CN212039405U - 用于净化气态流体的多级流体过滤器的多旋风分离器和多级流体过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于清洁气态流体的多级流体过滤器（10）的多旋风分离器（14），以及多级流体过滤器。多旋风分离器（14）具有用于从气态流体中分离出颗粒和/或液体的多个旋风单元（18）。旋风单元（18）各自具有用于待清洁的气态流体的入口（22）、用于没有颗粒和液体的气态流体的出口（24），以及用于排出分离的颗粒和液体的至少一个排出窗口（30）。此外，多旋风分离器（14）具有用于分离的颗粒和液体的至少一个排放室（42），旋风单元（18）的排出窗口（30）打开到该排放室（42）中。此外，旋风分离器（14）具有至少一个排出开口（44），其从至少一个排放室（42）中引出。至少一个排放室（42）以漏斗的方式朝向至少一个排出开口（44）呈锥形。

Description

用于净化气态流体的多级流体过滤器的多旋风分离器和多级 流体过滤器

技术领域

本发明涉及一种用于清洁气态流体的多级流体过滤器的多旋风分离器，

- 具有用于从气态流体中分离颗粒和/或液体的多个旋风单元，其中旋风单元各自具有用于待净化的气态流体的入口、用于不含颗粒和液体的气态流体的出口，以及用于排出分离的颗粒和液体的至少一个排出窗口，

- 具有用于分离颗粒和液体的至少一个排出室，旋风单元的排出窗口打开到该排出室中，

- 并且具有至少一个排出开口，该排出开口从至少一个排出室引出。

此外，本发明涉及一种用于净化气态流体的多级流体过滤器，其具有至少一个多旋风分离器，该多旋风分离器布置在用于净化气态流体的至少一个主过滤器的上游，其中该多旋风分离器包括

- 用于从气态流体中分离颗粒和/或液体的多个旋风单元，其中旋风单元各自具有用于待净化的气态流体的入口、用于不含颗粒和液体的气态流体的出口，以及用于排出分离的颗粒和液体的至少一个排出窗口，

- 用于分离颗粒和液体的至少一个排出室，旋风单元的排出窗口向该排出室打开，

- 以及至少一个排出开口，该排出开口从至少一个排出室引出。

背景技术

WO 2016/113001 A1公开了一种预分离器模块，其体现为旋风块。在旋风块中，所谓的多旋风块中的多个单独的旋风单元在流动方面并联连接。已经在旋风块中预先分离的灰尘或水通过来自预分离器壳体的灰尘排出插座移除。

本发明的目的是构造一种多旋风分离器和上述种类的多级流体过滤器，其中可以改善分离效率和/或可以延长多旋风分离器的使用寿命。

发明内容

根据本发明的技术目的是针对多旋风分离器解决的，其中至少一个排出室像漏斗一样朝向至少一个排出开口呈锥形。

由于至少一个排出室的漏斗型锥形，分离的颗粒特别是灰尘和/或液体特别是水或水滴可以朝向至少一个排出开口引导。以这种方式，可以改善排出效率。

此外，以这种方式，可以省去对分离的颗粒和/或液体的额外抽吸动作，从而可以减少多旋风分离器的总开支，特别是部件开支和/或安装开支。通过省去额外的抽吸动作，可以减少用于连接到至少一个排出开口的对应管连接的开支。通过放弃额外的抽吸动作排出分离的颗粒和/或液体可以称为自排出。以这种方式，多旋风分离器可以称为自排出多旋风分离器。

分离的颗粒和分离的液体可以通过漏斗型锥形（有或没有抽吸动作）从至少一个排出室更快地排出。以这种方式，总体上可以将更大量的分离的颗粒和/或分离的液体输送出多旋风分离器。以这种方式，即使在多级流体过滤器的操作中，在极为充满灰尘和/或充满液体的环境中也可以实现对应高流速的气态流体。

有利地，多旋风分离器可以与两级紧凑流体过滤器结合使用。两级紧凑流体过滤器可包括作为第一级的多旋风分离器和作为第二级的主过滤器。多旋风分离器的出口侧可以与主过滤器的入口侧连接。以这种方式，可以将由多旋风分离器预净化的气态流体提供给主过滤器以进行精细净化。多旋风分离器以这种方式作为预分离级中的预分离器而起作用。

主过滤器尤其可以有利地包括棱柱形主过滤器元件。此外，主过滤器可以包括进一步的、特别是次级流体过滤器元件。次级过滤器元件可以用作安全元件，以便防止可能突破的颗粒可能到达主过滤器的清洁侧。

有利地，多旋风分离器可以可拆卸地连接到多级流体过滤器的主过滤器的壳体。以这种方式，多旋风分离器，特别是用于维修目的，可以以简单和/或快速的方式与主过滤器的壳体分离。为此目的，可以有利地提供快速连接装置，特别是紧固件、螺钉封闭件、夹持封闭件、搭扣封闭件、***式封闭件等。

有利地，多旋风分离器可以设计为旋风块，其可以包括多旋风分离器的壳体。在多旋风分离器的壳体中，可以布置至少一个排出室。

有利地，每个旋风单元可包括浸没管，该浸没管包括待净化的流体的入口和净化流体的出口，并且在该出口处实现至少一个排出窗口。

有利地，旋风块可以在出口侧具有所谓的浸没管板。浸没管板可以在出口侧界定至少一个排出室。浸没管板可包括多个浸没管开口，其与旋风单元的浸没管的相应出口对齐。浸没管开口以及浸没管的出口可以连接到下游主过滤器的入口侧。

至少一个浸没管板可以有利地具有单件式配置。以这种方式，可以简化制造和组装。

有利地，在多旋风分离器的正常安装方向上的至少一个旋风单元的至少一个排出窗口可以在空间中向下指向。以这种方式，分离的颗粒和液体可以跟随重力作用仅向下沉。另选地，至少一个排出窗口可以实现为环形间隙，该环形间隙可以在对应的浸没管处周向延伸。另选地，也可以旋转至少一个排出窗口而不是在空间中向下指向，使得它不会在空间中向下指向。

有利地，至少一个排出室的漏斗型锥形可以形成漏斗室。漏斗室是至少一个排出室的一部分并且打开到至少一个排出开口。

有利地，多级流体过滤器，特别是多旋风分离器，可以实现为细长的，特别是平行六面体。以这种方式，取决于可用的安装空间，多级流体过滤器可以在空间中以对应的取向布置。在优选的取向中，多级流体过滤器可以布置成其长边在空间中是垂直的，即直立的。在另一个优选的取向中，多级流体过滤器可以布置成其长边在空间中是水平的，即处于平放位置。

多级流体过滤器也可以在空间中以另一个取向布置。在直立布置中，更多的旋风单元可以在空间中彼此上方布置，而不是处于平放布置中。在平放布置中，与直立布置相比，在空间中的多旋风分离器的底侧处更多的排出开口可以彼此相邻地布置。在平放布置中，具有相应排出室的多个分离器段可彼此相邻地布置。因此，作为整体，对于空间中的任何布置，可以实现相应的最佳分离效率。

有利地，旋风单元的旋转方向可以变化。在使用多个排出室的情况下，各个排出室中的旋风单元的旋转方向可以变化。旋转方向也可以在一个排出室内变化。

有利地，多级流体过滤器可以是多级空气过滤器。空气过滤器可以有利地是内燃机的进气歧管的一部分。它可用于净化供应给内燃机的燃烧空气。另选地，空气过滤器也可以是舱室过滤器。

本发明可用于机动车辆，特别是客车、卡车、公共汽车、农业和/或建筑车辆、建筑/农业机械、压缩机、工业马达或其他装置，特别是内燃机。本发明可用于陆运工具、船只和/或航空器。

在另一个有利的实施例中，在至少一个排出室中可以布置至少一个排出表面，该排出表面至少部分地形成至少一个排出室的漏斗型锥形，延伸到至少一个排出开口，并且相对于穿过至少一个排出开口的假想排出轴线倾斜地延伸。利用至少一个排出表面，可以以简单的方式实现漏斗型锥形。在至少一个排出表面处，分离的颗粒和/或分离的液体可以更好地引导到至少一个排出开口。

在另一个有利的实施例中，至少部分地形成至少一个排出室的漏斗型锥形的至少一个排出表面可以相对于穿过至少一个排出开口的假想排出轴线定位成以最大约40°，特别是最大约45°的角度倾斜。以这种方式，分离的颗粒和/或液体可以在至少一个排出表面上以对应的锐角冲击。以这种方式，可以更好地防止分离的颗粒和/或液体保持粘附到至少一个排出表面。布置至少一个排出表面越陡，保持粘附于其上或保持放置在其上的颗粒和/或液体的量越小。

在另一个有利的实施例中，在相对于穿过至少一个排出开口的假想排出轴线相对地定位的侧面上，可以布置倾斜延伸的排出表面。以这种方式，可以更容易地实现相对于至少一个排出开口的漏斗型锥形。

有利地，相对定位的排出表面之间的开口角度可以最大约为90°。以这种方式，可以降低分离的颗粒和/或液体保持位于排出表面上或保持粘附于其上的风险。

在另一个有利的实施例中，在多旋风分离器的操作就绪布置中，至少一个排出开口可以在空间上布置在底部。以这种方式，跟随重力，分离的颗粒和/或液体可以在漏斗型锥形的辅助下在向下方向上到达至少一个排出开口并且可以通过它从排出室排出。

有利地，至少一个排出室可包括至少两个排出开口。以这种方式，每单位时间可以从至少一个排出室排出更大量的分离颗粒和/或分离液体。

有利地，至少一个排出室可以在每个排出开口的前面具有近似漏斗型的锥形区域。以这种方式，可以实现分离颗粒和/或分离液体的更有效排出。

在另一个有利的实施例中，多旋风分离器可包括至少两个排出室，每个排出室具有至少一个排出开口。因此，可改善压力损失与分离效率的比率。

在另一个有利的实施例中，至少一个分离壁可以布置在至少两个分离室之间。以这种方式，可以减少排出室之间的相互影响，特别是通过分离的颗粒和/或液体。借助于分离壁，排出室可以分成多个段。具有对应的旋风单元和对应的排出开口的排出室可以分别实现为排出段。总的来说，与仅一个排出段相比，可以通过多个排出段延长使用寿命。

在另一个有利的实施例中，在待通过多旋风分离器净化的气态流体的流动轴线方向上观察的至少两个排出室可以彼此相邻定位或彼此定位在顶部上。以这种方式，排出室可以由气态流体平行地流过。总的来说，可以增加通过多旋风分离器的总流体流量。

在另一有利实施例中，至少一个排出开口与具有排出阀和/或排出连接器的至少一个排出室连接或可以与其外部连接。利用排出阀，可以自由地释放分离的颗粒和/或流体，而环境空气不能到达排出室。

有利地，至少一个排出阀可以实施为所谓的鸭嘴阀。鸭嘴阀形成简单的止回阀。

有利地，排出阀可以在空间上在向下方向上取向。以这种方式，跟随重力作用，分离的颗粒和/或液体可以从排出室通过排出阀向下离开。

对应的导管，特别是抽吸导管，连接或可连接到排出连接器。通过导管，分离的颗粒和/或液体可以被排出，特别是被吸走。为了实现抽吸作用，可以经由排出连接器施加对应的真空。以这种方式，可以改善多旋风分离器的预分离效率。

此外，根据本发明的目的是针对多级流体过滤器解决的，其中多旋风分离器的至少一个排出室像漏斗一样朝向至少一个排出开口呈锥形。

在其他方面，结合根据本发明的多旋风分离器和根据本发明的多级流体过滤器及其各自的有利实施例公开的特征和优点对应地适用于其中每个实施例，反之亦然。当然，各个特征和优点可以彼此组合，其中可以产生超过各个效果的总和的进一步有利效果。

附图说明

本发明的其他优点，特征和细节由以下描述得出，其中将借助于附图更详细地解释本发明的实施例。本领域技术人员将方便地而且单独地考虑附图，说明书和权利要求书中组合公开的特征，并将它们组合以方便地进一步组合。

在以下示意地示出：

图1是根据第一实施例的具有多旋风分离器的直立布置中的内燃机的两级空气过滤器的等距视图；

图2是图1的空气过滤器的纵向剖视图；

图3是图1和图2的空气过滤器的第一局部剖视图；

图4是图1至图3的空气过滤器的第二局部剖视图；

图5是图1至图4的多旋风分离器，在出口侧的视图中没有浸没管板；

图6是入口侧的视图中没有前壁的图1至图5的多旋风分离器：

图7是根据第二实施例的具有多旋风分离器的平放布置中的两级空气过滤器的等距视图；

图8是图7的多旋风分离器，在出口侧的视图中没有浸没管板；

图9是图7和图8的多旋风分离器，在入口侧的视图中没有前壁。

在附图中，相同的部件设置有相同的附图标记。

具体实施方式

在图1至图4中，在不同的透视图和剖视图中示出了根据第一实施例的两级空气过滤器10。空气过滤器10可以用在例如建筑物或农业机械的进气歧管中以用于净化空气。

空气过滤器10包括主过滤器12，主过滤器12在其上游布置有多旋风分离器14。空气过滤器10整体配置为所谓的在线过滤器。对应地，多旋风分离器14被配置为所谓的在线分离器。待通过空气过滤器10净化的空气的流动轴线16延伸穿过多旋风分离器14和主过滤器12。借助于多旋风分离器14，待净化的空气粗略地除去颗粒和液体，例如水或水滴，并随后供给主过滤器12。通过主过滤器12，过滤没有颗粒和液体的空气。

多旋风分离器14被配置为旋风块。多旋风分离器14整体上大致为平行六面体。在正常安装状态下，空气过滤器10以及因此多旋风分离器14（例如，如图1中所示）直立布置，其纵向方向在空间中垂直。

在多旋风分离器14中，多个通常已知的旋风单元18在流动方面并联连接。每个旋风单元18包括圆柱形浸没管20，其具有用于待净化空气的入口22和用于已经除去颗粒和液体的空气的出口24。

入口22和出口24相对于相应的浸没管轴线定位在轴向相对定位的侧面上。入口22布置在多旋风分离器14的入口侧26处。浸没管20的浸没管轴线平行且平行于流动轴线16延伸。

此外，每个旋风单元12包括布置在浸没管20内的导向叶片28。导向叶片28的旋转方向可以相同或不同。

在面向出口24的端面处，每个浸没管20在其圆周侧包括用于排出分离的颗粒和液体的出口窗口30。出口窗口30例如位于浸没管20的圆周侧处，其在多旋风分离器14的正常安装状态下在空间上位于底部处。以这种方式，分离的颗粒和液体跟随重力在向下方向上从浸没管20离开。

浸没管20穿过多旋风分离器14的前壁32，该前壁32面向入口侧26。在多旋风分离器14的背离入口侧26的出口侧34处，浸没管板36（例如在图3中示出）可拆卸地布置。浸没管板36横跨出口侧34的整个延伸部分延伸。它具有多个浸没管开口38，其分别与浸没管20、对应出口24对齐。

多旋风分离器14的浸没管板36、前壁32和圆周壁40界定了用于分离的颗粒和液体的排出室42。旋风单元18的出口窗口30朝向排出室42打开。浸没管板36、前壁32和圆周壁40基本上形成多旋风分离器14的壳体。

在圆周壁40的底部横向侧，排出开口44从排出室42引出。在外侧，鸭嘴阀形式的排出阀46连接到排出开口44。具有旋风单元18的排出室42和具有排出阀46的排出开口44形成多旋风分离器14的分离器段55。

在面向排出开口44的一侧处，两个排出表面50设置在排出室42中。排出表面50以在分别相对于通过排出开口44的排出轴线48，相对于具有排出轴线48和流动轴线16的假想平面的相对侧上对称的像漏斗一样的示例性方式布置。排出室42像漏斗一样朝向排出开口44呈锥形。具有漏斗型锥形的排出室42的区域可称为漏斗室。

排出表面50各自相对于排出轴线48倾斜大约图6中所示的角度52。角度52优选地各自小于45°。图6中的图示不适用于角度。总的来说，两个排出表面50相对于彼此倾斜小于90°的开口角度。

在待通过多旋风分离器14净化的空气的流动方向54上观察，主过滤器12的主过滤器入口侧64邻接出口侧34的下游。主过滤器12包括大致平行六面体的可打开的过滤器壳体56，其中棱柱形主过滤器元件58和平坦次级过滤器元件60各自布置成可更换的。

多旋风分离器14通过螺钉形式的快速连接装置62以可拆卸的方式紧固到过滤器壳体56。过滤器壳体56的面向多旋风分离器14的侧面是区域开放的并形成主过滤器入口侧64。

在相对于流动轴线16轴向背离主过滤器入口侧64的一侧处，过滤器壳体56包括用于净化空气的出口插座66，该出口插座66倾斜地位于底部。

在空气过滤器10的操作中，待净化的空气通过入口22被吸入旋风单元18的浸没管20中，并且借助于相应的导向叶片28被赋予旋涡。以这种方式，众所周知，吸入的空气中所含的粗颗粒和液体在浸没管20的内侧处被分离并且跟随重力通过各自的出口窗口30到达排出室42。

分离的颗粒和分离的液体跟随重力在排出室42中向下沉入，并由排出表面50的漏斗型布置引导至排出开口44。分离的颗粒和分离的液体通过排出阀46从排出室42离开。多旋风分离器14可称为自排式多旋风分离器，因为排出开口处44不需要额外的抽吸动作来排出颗粒和液体。

已经没有粗颗粒和液体的空气通过各自的出口24从浸没管20中离开并流向主过滤器12的主过滤器入口侧64。预净化的空气流过主过滤器元件58的过滤介质并被过滤。

过滤后的空气从主过滤器元件58离开并流过次级过滤器元件60，在那里空气进一步除去仍然包含的颗粒。过滤后的空气通过出口插座66从主过滤器12离开。

在图7至图9中，根据第二实施例示出了具有多旋风分离器14的两级空气过滤器10。与图1至图6的第一实施例类似的那些元件设置有相同的附图标记。第一实施例和第二实施例的空气过滤器10包括相同的主过滤器12和不同的多旋风分离器14，其中两个实施例的多旋风分离器14的相对于过滤器壳体56的连接侧是相同的。

与第一实施例相反，第二实施例中的整个空气过滤器10布置成平放，与第一实施例中的直立形成对比。这意味着平行六面体多旋风分离器14和过滤器壳体56的纵向侧面水平延伸。

根据第二实施例的多旋风分离器14包括两个分离器段55。在流动轴线16的方向上看，两个分离器段55彼此相邻地布置。每个分离器段55包括多个旋风单元18和排出室42，其像漏斗一样朝向相应的排出开口44呈锥形。两个排出室42通过分离壁68彼此分开，分离壁68例如在图9中示出。在图8中，为了更清楚起见未示出分离壁68。分离器段55的排出阀46在空间上位于多旋风分离器14的纵向侧处的底部。

取决于空气过滤器10是如第一实施例中那样直立布置还是如第二实施例中那样平放布置，根据第一实施例或根据第二实施例的对应的多旋风分离器14可以与相同的主过滤器12组合。

Claims (11)

1.一种用于净化气态流体的多级流体过滤器（10）的多旋风分离器（14），

- 具有用于从所述气态流体中分离颗粒和/或液体的多个旋风单元（18），其中所述旋风单元（18）各自包括用于待净化的气态流体的入口（22）、用于没有颗粒和液体的所述气态流体的出口（24），与用于排出所述分离的颗粒和液体的至少一个排出窗口（30），

- 具有用于分离的颗粒和液体的至少一个排出室（42），所述旋风单元（18）的所述排出窗口（30）打开到所述排出室（42）中，

- 并且具有从所述至少一个排出室（42）引出的至少一个排出开口（44），

其特征在于

所述至少一个排出室（42）像漏斗一样朝向所述至少一个排出开口（44）呈锥形。

2.根据权利要求1所述的多旋风分离器，其特征在于，在所述至少一个排出室（42）中布置至少一个排出表面（50），所述排出表面（50）至少部分地形成所述至少一个排出室（42）的漏斗型锥形，通向所述至少一个排出开口（44），并且相对于假想的排出轴线（48）倾斜地延伸穿过所述至少一个排出开口（44）。

3.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，至少部分地形成所述至少一个排出室（42）的漏斗型锥形的至少一个排出表面（50）相对于通过所述至少一个排出开口（44）的假想的排出轴线（48）倾斜最大40°的角度（52）。

4.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，至少部分地形成所述至少一个排出室（42）的漏斗型锥形的至少一个排出表面（50）相对于通过所述至少一个排出开口（44）的假想的排出轴线（48）倾斜最大45°的角度（52）。

5.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，倾斜延伸的排出表面（50）布置在相对于通过所述至少一个排出开口（44）的假想的排出轴线（48）相对定位的侧面上。

6.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，在所述多旋风分离器（14）的操作准备布置中，所述至少一个排出开口（44）在空间上布置在底部。

7.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，所述多旋风分离器（14）包括至少两个排出室（42），其各自具有至少一个排出开口（44）。

8.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，至少一个分离壁（68）布置在至少两个排出室（42）之间。

9.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，在待通过所述多旋风分离器（14）净化的所述气态流体的流动轴线（16）的方向上观察的至少两个排出室（42）布置成彼此相邻或彼此布置在顶部上。

10.根据权利要求1或2所述的多旋风分离器，其特征在于，所述至少一个排出室（42）外部的所述至少一个排出开口（44）与排出阀（46）和/或排出连接器连接或能够与排出阀（46）和/或排出连接器连接。

11.一种用于净化气态流体的多级流体过滤器（10），其具有至少一个多旋风分离器（14），所述多旋风分离器（14）布置在用于所述净化气态流体的至少一个主过滤器（12）的上游，其中所述多旋风分离器（14）包括

- 用于从所述气态流体中分离颗粒和/或液体的多个旋风单元（18），其中所述旋风单元（18）各自包括用于待净化的所述气态流体的入口（22）、用于没有颗粒和液体的所述气态流体的出口（24），与用于排出分离的颗粒和液体的至少一个排出窗口（30），

- 用于分离的颗粒和液体的至少一个排出室（42），所述旋风单元（18）的所述排出窗口（30）打开到所述排出室（42）中，

- 以及从所述至少一个排出室（42）引出的至少一个排出开口（44），

其特征在于

所述多旋风分离器（14）的所述至少一个排出室（42）像漏斗一样朝向所述至少一个排出开口（44）呈锥形。

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