ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F02M35/22 F02M35/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к воздухоочистителям, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен воздухоочиститель для ДВС [1] содержащий корпус и расположенные в нем ряды прямоточных центробежных циклонов, в каждый из которых установлен со стороны входа воздуха лопаточный завихритель потока, а также общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, установленными соосно с внутренними сепарационными отверстиями циклонов. Каждый указанный патрубок выполнен с конической частью и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия циклона с образованием кольцевого канала. Пылесборный поддон содержит также большегабаритный пылеотводящий патрубок в центральной полости и установленный внутри него дополнительный моноциклон, в который поступает часть загрязненного воздуха из поддона.

При работе воздухоочистителя очищаемый воздух, проходя через лопаточный завихритель каждого циклона, приобретает на выходе из последнего вращательно-поступательное движение и перемещается в сторону приемного элемента. За счет возникновения в потоке инерционных сил, составные фракции загрязнителя крупные и мелкие частицы пыли, а также другие примеси отбрасываются к цилиндрической стенке циклона и продолжают движение через кольцевой канал между указанной стенкой и пылесборным патрубком в полость пылесборного поддона. При этом очищенные струйки воздуха, располагающиеся ближе к центральной части циклона, направляются в приемный патрубок со стороны его вершины, а из последнего по трубопроводу к двигателю. Часть загрязненного воздуха дополнительно очищается в моноциклоне.

Однако указанный воздухоочиститель требует частого периодического обслуживания для удаления отложений фракций загрязнителя из застойных зон пылесборного поддона и имеет при этом сложную конструкцию из-за наличия дополнительного моноциклона.

Известен также воздухоочиститель для ДВС, содержащий моноблочный корпус (литой или прессованный) и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий, в каждом из которых со стороны входа воздуха расположен лопаточный завихритель потока, а также закрепленный на корпусе, общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, каждый из которых установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала. Кроме того, в пылесборном поддоне установлен один или несколько экранов, имеющих отверстия под приемные патрубки и боковые отбортовки для установки экранов. При работе воздухоочистителя очищаемый воздух, проходя через лопаточный завихритель каждого сепарационного отверстия, приобретает на выходе из завихрителя вращательно-поступательное движение, обеспечивающее выделение из воздуха составных фракций загрязнителя и поступление их общий пылесборный поддон. При этом очищенные струйки воздуха направляются в приемные патрубки, а из последних по общему трубопроводу к двигателю.

Однако такой воздухоочиститель требует сравнительно частого периодического обслуживания для удаления отложений фракций загрязнителя из застойных зон пылесборника, образующихся между периферийными участками экрана (экранов) и поддоном, особенно между установленными отбортовками экрана и противолежащими им стенками указанного поддона и приемных патрубков. Одновременно воздухоочиститель имеет довольно сложную конструкцию из-за наличия дополнительного перфорированного экрана (экранов).

Задачей изобретения является увеличение сроков периодического обслуживания воздухоочистителя при одновременном упрощении его конструкции.

Выполнение указанной задачи достигается за счет технического решения, связанного с возможностью более интенсивного удаления загрязнителя (крупных и мелких частиц пыли и других примесей) из застойных зон пылесборного поддона при одновременном более простом конструктивном решении воздухоочистителя (по сравнению с прототипом).

Для получения указанного технического результата в воздухоочистителе, содержащем моноблочный корпус и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий, в каждом из которых со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель потока, а также закрепленный на корпусе общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, причем каждый приемный патрубок установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала, в моноблочном корпусе со стороны основания в общих стенках по меньшей мере трех соседних сепарационных отверстий выполнены дополнительные глухие каналы, а также щелевые сквозные пазы, размещенные тангенциально к сепарационным отверстиям и соединяющие их с дополнительными каналами.

В корпусе воздухоочистителя щелевые пазы могут быть выполнены с закруткой, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя.

Сепарационные отверстия за завихрителем могут иметь форму сужающегося по ходу воздуха конуса, оканчивающегося кольцевым буртом.

Более интенсивное удаление загрязнителя из застойных зон пылесборного поддона при одновременном упрощении конструкции достигается за счет определенной формы моноблочного корпуса со стороны основания, обращенного к пылесборному поддону, а также формы сепарационных отверстий.

При работе воздухоочистителя указанные щелевые пазы и глухие каналы организуют в пылесборном поддоне вокруг приемных патрубков для очищенного воздуха спиралевидные потоки с внутренними турбулентными вихрями (фиг.3 и 4), направленными к основанию поддона и обеспечивающими интенсивное удаление загрязнителя из всех зон внутренней полости пылесборного поддона.

Дополнительно интенсивность спиралевидных потоков и турбулентных вихрей повышается за счет увеличения скорости очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий и выполнения щелевых пазов с закруткой, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя.

На фиг. 1 выполнен продольный разрез воздухоочистителя; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 2 (вариант).

Прямоточный воздухоочиститель преимущественно для ДВС содержит корпус 1 в виде моноблока, изготовленный, например, литьем из алюминиевого сплава или прессованием из пластмассы, и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий 2, в каждом из которых со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель 3 потока с центральной втулкой 4, а также закрепленный на корпусе 1 (например, с помощью шпилек и гаек) общий пылесборный поддон 5, выполненный за одно целое аналогично корпусу (литьем или прессованием) с приемными патрубками (элементами) 6 для отвода очищенного воздуха.

Каждый приемный патрубок 6 установлен соосно с соответствующим ему сепарационным отверстием 2 и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала а между патрубком 6 и кольцевым буртом б на конце отверстия 2.

Корпус 1 со стороны основания выполнен с рядами глухих дополнительных каналов (круглого или некруглого поперечного сечения), образованных в каждой общей стенке группы не менее чем из 3-х соседних сепарационных отверстий 2, а также с щелевыми сквозными (со стороны основания корпуса) пазами 8, соединяющими дополнительные каналы 7 с отверстиями 2.

При этом пазы 8 размещены тангенциально сепарационным отверстиям 2 и выполнены с закруткой воздуха, совпадающей с закруткой лопаточного завихрителя 3. Пазы 8 имеют в продольном сечении прямую или сужающуюся форму (фиг.3 и 4).

В корпусе 1 сепарационные отверстия 2 за завихрителем 3 имеют форму сужающегося по ходу воздуха конуса, а пылесборный поддон 5 соединен с патрубком 9 отсоса пыли.

Воздухоочиститель работает следующим образом.

Загрязненный воздух, подлежащий очистке, поступает в сепарационные отверстия 2, в каждом из которых, проходя через лопаточный завихритель 3, приобретает вращательно-поступательное движение и перемещается в сторону приемного элемента 6. За счет возникновения в потоке инерционных сил составные фракции загрязнителя, крупные и мелкие частицы пыли, а также другие примеси отбрасываются к стенке отверстия 2 и продолжают вращательно-поступательное движение через кольцевой канал а (между стенкой бурта б отверстия 2 и приемного элемента 6) в пылесборную полость поддона 5, а из последнего в патрубок 9 отсоса пыли.

При этом очищенные (в допустимых пределах) струйки воздуха, располагающиеся ближе к центральной части сепарационного элемента, направляются в приемный патрубок 6 со стороны его вершины, а из него в общую приемную полость и к двигателю.

Часть воздуха с фракциями загрязнителя поступает в щелевые пазы 8, а из них в каналы 7, приобретая при этом дополнительную закрутку с образованием вокруг приемных патрубков 6 спиралевидных потоков с внутренними турбулентными вихрями, направленными к основанию поддона 5 (фиг.3 и 4).

Указанные спиралевидные потоки и вихри обеспечивают интенсивное удаление загрязнителя из всех зон (в этом числе из застойных) внутренней полости поддона 5, после чего загрязненный воздух отсасывается через патрубок 9. Повышение интенсивности спиралевидных потоков и турбулентных вихрей обеспечивается за счет увеличения скорости очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий из-за конической формы и бурта б, а также совпадения направления закрутки этих потоков в пазах 8 с направлением закрутки очищаемого воздуха внутри сепарационных отверстий.

В результате значительно повышается эффективность очистки пылесборного поддона от отложений фракций загрязнителя и увеличивается периодичность обслуживания очистки воздухоочистителя.

Предлагаемый воздухоочиститель технологичен в промышленном изготовлении. Так, сепарационные отверстия 2, щелевидные пазы 8 и дополнительные каналы 7 выполняются одновременно с прессованием или литьем моноблочного корпуса 1 по прогрессивной безотходной технологии (за счет пресс-форм).

Аналогично изготавливается поддон 5 с приемными патрубками 6.

Относительные размеры указанных выше элементов воздухоочистителя являются "ноу-хау".

Использование: в двигателестроении, в частности в воздухоочистителях в ДВС. Сущность изобретения: воздухоочиститель содержит моноблочный корпус и расположенные в корпусе ряды сепарационных отверстий. В каждом из последних со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель. На корпусе закреплен общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха. Каждый приемный патрубок установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри входного участка сепарационного отверстия с образованием кольцевого канала. В корпусе со стороны основания в общих стенках по меньшей мере трех соседних сепарационных отверстий выполнены дополнительные глухие каналы и расположенные тангенциально к сепарационным отверстиям щелевые сквозные пазы. Сепарационные отверстия сообщены с дополнительными каналами через щелевые пазы. Предусмотрены варианты выполнения воздухоочистителя, в одном из которых каждое сепарационное отверстие имеет форму сужающегося по ходу воздуха конуса. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ для двигателя внутреннего сгорания, содержащий моноблочный корпус и расположенные в нем ряды сепарационных отверстий, в каждом из которых со стороны входа воздуха размещен лопаточный завихритель потока, закрепленный на корпусе общий пылесборный поддон с приемными патрубками для отвода очищенного воздуха, причем каждый приемный патрубок установлен соосно с сепарационным отверстием и размещен вершиной с зазором внутри выходного участка указанного отверстия с образованием кольцевого канала, отличающийся тем, что в моноблочном корпусе со стороны основания в общих стенках по меньшей мере трех соседних сепарационных отверстий выполнены дополнительные глухие каналы и щелевые сквозные пазы, расположенные тангенциально к сепарационным отверстиям, которые сообщены с дополнительными глухими каналами через щелевые сквозные пазы. 2. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, что щелевые сквозные пазы расположены в корпусе с образованием направления закрутки потока, совпадающего с направлением закрутки потока лопаточным завихрителем. 3. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, что каждое сепарационное отверстие на участке за завихрителем имеет форму сужающегося по ходу воздуха конуса, а на выходе из каждого сепарационного отверстия в моноблочном корпусе выполнен кольцевой бурт.