通用緊湊型空氣預清潔器、空氣清潔方法和用於空氣預清潔器的一次性空氣濾筒的製作方法

2023-07-08 19:29:56 2

通用緊湊型空氣預清潔器、空氣清潔方法和用於空氣預清潔器的一次性空氣濾筒的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種通用型空氣預清潔器，空氣清潔方法和用於空氣預清潔器的一次性空氣濾筒，其用來從含碎屑的空氣移除比空氣更重的微粒碎屑以提供清潔空氣流。空氣通過空氣預清潔器的分離器腔室的流動路徑在通往出口的途中往回折返。馬達驅動的風扇的馬達在流動路徑中位於分離器腔室的下遊。殼體的多個可獨立旋轉地調整的殼體部段形成有空氣預清潔器含碎屑的空氣入口、微粒碎屑噴射器埠、清潔空氣出口和用來將空氣預清潔器安裝到支承件上以提供具有不同配置的效用的支架這些器件中的相應部件。包括碎屑噴射器埠的分離器腔室端部段連接到過濾器，作為可移除的、一次性空氣濾筒，以在更換過濾器時避免噴射器埠堵塞。
【專利說明】通用緊湊型空氣預清潔器、空氣清潔方法和用於空氣預清潔器的一次性空氣濾筒
【技術領域】
[0001]本發明針對於改進的空氣預清潔器，空氣清潔方法和用於空氣預清潔器的一次性/用後即棄的空氣濾筒，其從含碎屑的空氣高效地移除比空氣更重的微粒碎屑，以向其所用於的裝置提供清潔的空氣流。空氣預清潔器為通用的並且緊湊的，以用於具有不同配置和在總空氣流應用中的不同清潔空氣流率性能要求的有限空間的應用中，諸如通風系統、用於熱交換器和加熱和空調系統的固定空氣流提供器，以及具有可變空氣流量需求的裝置，特別地內燃機，內燃機在它們的待供應清潔空氣的空氣引入口中施加可變的真空。根據優選實施例的本發明表示在2011年8月30日發出的共同擁有的美國專利N0.8，007，565中所公開的空氣預清潔器和方法的改進。
[0002]【背景技術】和
【發明內容】
已知從待用於內燃機、通風系統和吸入含碎屑的空氣的其它設備的空氣離心地分離比空氣更重的粒子的空氣預清潔器及方法。這些包括:採用馬達驅動的風扇來將含碎屑的空氣抽吸入到空氣預清潔器內的電動空氣預清潔器；以及，僅依靠由被供應清潔空氣的裝置(諸如內燃機)向預清潔器施加的真空來將含碎屑的空氣抽吸入到預清潔器內的空氣預清潔器。已知的空氣預清潔器可包括過濾器和/或結合具有過濾器的、在預清潔器的清潔空氣出口下遊的裝置而使用，用於從空氣移除額外碎屑。受讓人的現有空氣預清潔器的示例在以下美國專利號中示出:
5,656, 0506, 319, 304
5，766，3156，338，745
6，406，5067，056，368
6，425，9437，452，409
6,878，189。
[0003]已知的空氣預清潔器的缺陷包括它們可能太大而不能用於有限空間的應用並且由於配置和性能要求的變化，它們可能需要定製個別空氣預清潔器用於特定應用。這限制了空氣預清潔器的應用並且不利地影響它們的製造的時間和成本。在需要個別定製的應用之間的空氣預清潔器變型的示例包括從預清潔器向大氣噴射離心地分離的微粒碎屑的所需方向，用來從預清潔器向其所用於的裝置提供清潔空氣的清潔空氣出口的方位，裝置中過濾器的大小，用來安裝空氣預清潔器的可用支承結構的位置和從預清潔器需要的清潔空氣流率。在電動空氣預清潔器的情況下，在預清潔器中馬達驅動的風扇的馬達壽命已被發現由於馬達上的碎屑/汙垢積聚而縮短，這種碎屑/汙垢積聚降低了其冷卻。另外，已發現用來噴射從空氣預清潔器中的旋轉空氣流離心地分離的含碎屑的空氣的噴射埠被堵塞，由此降低了操作效率並且縮短了過濾器壽命。
[0004]需要一種改進的空氣預清潔器和空氣清潔方法，其克服了已知空氣預清潔器的這些缺陷和局限性。更特定而言，需要一種改進的空氣預清潔器，其為緊湊的，允許其用於有限空間的應用中，並且其對於具有不同配置和清潔空氣流率要求的應用是通用的，從而避免了完全定製個別空氣預清潔器用於每種應用的需要並且縮短了製造時間並且降低了製造費用。需要一種電動空氣預清潔器，其能延長其中的馬達驅動的風扇的馬達壽命。還需要一種改進的空氣預清潔器和空氣清潔方法，其在預清潔器的噴射器埠已變得堵塞的情況下將會便利於使得預清潔器恢復到其完全操作潛力。
[0005]本發明的改進的通用的緊湊型空氣預清潔器、空氣清潔方法和一次性空氣濾筒解決了這些需要。根據所公開的實施例，用於從含碎屑的空氣分離比空氣更重的微粒碎屑以提供清潔空氣流的通用緊湊型空氣預清潔器包括:流動路徑，其從入口延伸穿過預清潔器到出口 ；帶風扇葉片的馬達驅動的風扇，其用於將含微粒碎屑的空氣抽吸入到入口並且使含碎屑的空氣沿著流動路徑流動；以及，空氣流動管理結構，其沿著流動路徑定位以使抽吸入到入口內的含碎屑的空氣繞軸線旋轉從而形成旋轉流動，旋轉流動將含碎屑的空氣分層，最重的粒子在旋轉流動的最外層軌道中。在流動路徑中的分離器腔室從旋轉流動離心地分離並且移除含微粒碎屑的空氣。設置至少一個噴射器埠，含微粒碎屑的空氣從分離器腔室中的旋轉流動通過至少一個噴射器埠噴射，用於使空氣通過分離器腔室的流動路徑在通往出口的途中往回折返。所公開的實施例的預清潔器在軸線的方向上為細長的，具有位於相反端部處的入口和至少一個噴射器埠，以及位於端部中間的出口。通過以此方式使流動路逕往回折返，空氣預清潔器更加緊湊，允許用於具有有限空間的應用中。
[0006]通過在預清潔器上設置用來將預清潔器安裝到支承件/裝置上的至少一個支架來便於將空氣預清潔器連接到支承結構/裝置。通用性得到改進，以使該裝置用於各種配置，因為空氣預清潔器具有用來獨立地調整出口、至少一個噴射器埠和至少一個支架中每一個繞預清潔器的軸線的徑向配置的器件以配置該預清潔器來安裝到該裝置上和連接到其入口。在所公開的實施例中，用於獨立地調整徑向位置的器件包括殼體，殼體具有沿著空氣預清潔器的軸線依序布置的多個殼體部段和用來可釋放地連接部段和使部段相對於彼此繞軸線可調整地旋轉的器件。入口位於與至少一個噴射器埠和出口的殼體部段間隔開的殼體部段上並且可釋放地連接到預清潔器。因此，入口配置可易於變化，允許空氣預清潔器適應空氣從大氣直接進入或者從連接到入口的空氣供應管道間接地進入。由這些特點提供的可調整性允許將單個空氣預清潔器用於許多不同應用/配置中並且也以僅很小的變化便於將不同大小的過濾器用於空氣預清潔器中並且更換空氣預清潔器以滿足不同的空氣流率要求。
[0007]所公開的本發明的空氣預清潔器的優選實施例包括馬達驅動的風扇，其具有安裝到馬達的輸出軸杆上的風扇葉片。風扇葉片在流動路徑中位於分離器腔室上遊並且將含微粒碎屑的空氣抽吸入到入口內並且使含碎屑的空氣沿著流動路徑流動。馬達驅動的風扇支承於空氣流動管理結構的護罩上。護罩相對於軸線在風扇葉片的下遊向外呈錐形並且遮蔽馬達驅動的風扇的馬達避免進來的空氣。空氣流動管理結構的多個固定靜葉使進來的含碎屑的空氣繞軸線旋轉，壓縮含碎屑的空氣的體積以增加空氣速度和作用於空氣中懸浮的粒子上的離心力。在護罩下方的馬達驅動的風扇的馬達在流動路徑中在分離器腔室下遊，這有利地減少了在馬達上汙垢和碎屑的積聚，用於改進的冷卻和較長的馬達壽命。
[0008]實施例的空氣預清潔器還包括空氣過濾器，空氣過濾器形成分離器腔室的內壁用來從旋轉流動的最內層軌道過濾空氣。空氣通過分離器腔室的流動路徑在通過過濾器之後在通往出口的途中往回折返。過濾器為管狀，優選地為圓柱形並且具有縱向延伸的內部通路用來使過濾的空氣從分離器腔室朝向空氣預清潔器的出口流動。
[0009]分離器腔室包括分離器腔室端部段，分離器腔室端部段包括至少一個噴射器埠。分離器腔室端部段連接到空氣過濾器的一端並且與空氣過濾器一起作為一次性空氣濾筒與空氣預清潔器可移除地連接。因此，如果在過去的過濾循環期間埠已堵塞，則在更換過濾器時，噴射埠隨著過濾器一起丟棄，從而使空氣預清潔器恢復其完全操作潛力。
[0010]本發明的空氣清潔方法包括:將含有比空氣更重的微粒碎屑的空氣吸入到空氣預清潔器的入口內；使含微粒碎屑的空氣在預清潔器中沿著流動路徑流動；使含碎屑的空氣流動在預清潔器中繞軸線旋轉以形成分層的旋轉流動，其中最重的粒子在旋轉流動的最外層軌道中；使含微粒碎屑的空氣從分層的旋轉流動的最外層軌道通過預清潔器的至少一個噴射器埠噴射；通過在旋轉流動內沿著軸線延伸的空氣過濾器從分層的旋轉流動的最內層軌道過濾空氣；使過濾的空氣沿著流動路徑朝向空氣預清潔器的出口流動，包括利用在空氣預清潔器中的可移除的、一次性空氣濾筒，其中空氣過濾器和至少一個噴射器埠為可移除的、一次性空氣濾筒的整體部分。根據該方法，離開空氣過濾器的過濾空氣在通往空氣預清潔器的出口的途中流過馬達驅動的風扇的馬達。
[0011]根據本發明的一次性空氣濾筒用於空氣預清潔器中作為分離器腔室的部分，其中含微粒碎屑的空氣被離心地分離並且通過位於分離器腔室壁內的至少一個噴射器埠從含碎屑的空氣的旋轉流動移除，包括:管狀空氣過濾器，其用於在空氣預清潔器中形成分離器腔室的內壁並且在分離器腔室中從含碎屑的空氣的旋轉流動的最內層軌道過濾空氣，管狀空氣過濾器具有縱向延伸的內部通路，其用於使過濾的空氣從分離器腔室朝向空氣預清潔器的出口流動；分離器腔室端部段，其牢固地連接到管狀空氣過濾器的一端並且從過濾器在徑向向外延伸以形成分離器腔室壁的一部分；至少一個噴射器埠，其形成於分離器腔室端部段中用來在分離器腔室中從旋轉流動移除含碎屑的空氣；以及，允許將空氣濾筒可釋放地連接到空氣預清潔器的器件。
[0012]當結合附圖考慮時，通過根據本發明的優選實施例的下文的描述，本發明的這些和其它目的、特點和優點將會變得更加顯然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為從一側和從上方觀察的本發明的一實施例的空氣預清潔器的透視圖。
[0014]圖2為圖1的空氣預清潔器的透視圖，在空氣預清潔器上，在入口上方已設置可選的雨帽。
[0015]圖3為圖2的空氣預清潔器的側視圖，被示出為直立的，如在朝向清潔空氣出口的方向上所觀察。
[0016]圖4為圖3的空氣預清潔器的側視圖，其中通過將殼體的較長分離器腔室部段替代圖3所示的較短分離器腔室部段作為允許使用延長壽命過濾器的過濾器延長器來延長空氣預清潔器，從圖1中的空氣預清潔器省略了雨帽。
[0017]圖5為示出圖3和圖4的空氣預清潔器處於拆卸關係的相應部件的分解透視圖，包括圖2中看到的雨帽和被配置成連接到用於待清潔空氣的空氣供應管道的替代入口，和替代清潔空氣出口殼體部段，其中在僅使用施加到清潔空氣出口上的真空將含碎屑的空氣吸入到空氣預清潔器內的情況下已省略了馬達驅動的風扇。[0018]圖6為空氣預清潔器的分離器腔室/噴射器埠端部的端視圖，利用箭頭B、B』示意性地示出了在預清潔器的端部處在分離器腔室的外壁中從兩個噴射器埠噴射含碎屑的空氣的方向。
[0019]圖7為清潔空氣出口繞本發明的預清潔器的圖1中的縱向延伸軸線A-A的八個可能的出口方向/徑向位置的示意圖。
[0020]圖8為類似於圖1的空氣預清潔器的透視圖，但入口被配置成連接到如在圖5中看到用於待清潔空氣的空氣供應管道。
[0021]圖9為從一側和從上方觀察的圖2的空氣預清潔器的透視圖，其中移除了預清潔器的空氣濾筒，並且以拆卸位置示出了孔口 /聯接構件、墊圈和金屬螺釘，當安裝於空氣預清潔器中時，空氣濾筒的端部密封到金屬螺釘上。
[0022]圖10為無雨帽和空氣濾筒的圖9的空氣預清潔器的側視圖，預清潔器已被部分地剖視以示出安裝於預清潔器中用來在其上以密封關係接納空氣濾筒端部的孔口/聯接構件。
[0023]圖11為用於可移除地附連到圖10所示的預清潔器部分上的空氣濾筒的透視圖，具有一體式分離腔室端部段/帽，在分離腔室端部段/帽中具有噴射器埠。
[0024]圖12為空氣預清潔器的側視圖，部分地剖切以示出安裝到分離器腔室端部上的空氣濾筒，其中過濾器的自由端抵靠預清潔器中的孔口 /聯接構件而密封地定位，並且雨帽被示出在預清潔器上。
[0025]圖13為類似於圖12，部分地剖切的空氣預清潔器的側視圖，但示出了靜葉環朝向分離器腔室的噴射器埠端部用於分離器腔室中以促進腔室中圍繞軸線A-A的旋轉離心空氣流動。
【具體實施方式】
[0026]現參考附圖，所公開的實施例的電動空氣預清潔器I包括由圖1和圖6中的箭頭B、B』和B"和圖12中的箭頭55所示的從入口 2到出口 3穿過系統延伸的流動路徑。馬達驅動的風扇4沿著流動路徑定位以將含微粒碎屑的空氣吸入到入口內並且使之繞系統的縱向軸線A-A旋轉以形成旋轉流動，旋轉流動使含碎屑的空氣分層，其中最重粒子在旋轉流動的最外層軌道中。在圖6中噴射器埠 5和5』設置於殼體11的分離器腔室端部段35中用來從空氣預清潔器的分離器腔室19中的分層的旋轉流動的最外層軌道噴射含微粒碎屑的空氣B』。，
圖示實施例的電動空氣預清潔器I配備空氣入口濾網6和可選的雨帽7(圖2)，用於例如機動車輛上的發動機罩上方的或其它戶外的設施。雨帽的底側被設計成以一定模式氣動地導向空氣流到入口內，具有最少量的空氣流動湍流。雨帽具有中心懸垂轂51 (圖12)，其上的四個突出部12壓配到繞著在空氣入口濾網的開放頂部的中心處在軸線A-A上的螺紋開口 9而同心地間隔開的多個孔8 (圖1)中的相應孔內。雨帽利用螺紋緊固件53 (圖12)可移除地牢固固定到空氣入口濾網上，且螺紋緊固件53從帽延伸穿過轂51中的中心孔10並且被牢固固定於空氣入口濾網的螺紋開口 9中。濾網與空氣預清潔器的殼體11的入口端部段31—體地模製。
[0027]雨帽7在空氣入口濾網6上方由中心懸垂轂而間隔開。圓形雨帽的直徑大於空氣入口濾網的直徑並且外圍形成有垂懸的環形凸緣54。凸緣朝向預清潔器延伸，但與預清潔器在徑向向外間隔開，到空氣入口濾網的高度用來遮蔽以防雨水進入。在入口的外圓周與凸緣之間的環形開放空間允許更重的、緩慢移動的粒子在進入到電動分離系統之前落出。這減少了在濾網上的碎屑積聚。
[0028]馬達驅動的風扇14具有安裝於馬達14的輸出軸杆13上的風扇葉片12 (圖12)。風扇葉片位於空氣入口濾網下方並且在空氣流動管理結構15的上遊沿著流動路徑以將所含的微粒碎屑吸入到入口內並且使含碎屑的空氣沿著流動路徑流動，如在圖12中由箭頭55示意性地示出。空氣流動管理結構包括護罩16，馬達驅動的風扇支承於護罩16上。可釋放的緊固件17，諸如螺栓和螺母，將馬達連接到護罩16 (圖12)的上中央端部。護罩在風扇葉片下遊向外呈錐形，如在圖12中看出，與連接著護罩16和殼體部段32的空氣流動管理結構的周向間隔開的、成角度的固定靜葉18形成外環形通路。
[0029]空氣流動管理結構的錐形護罩和成角度的固定靜葉壓縮並且旋轉由風扇吸入到入口內的含碎屑的空氣以形成繞軸線A-A的旋轉流動，其將含碎屑的空氣分層，其中最重粒子在旋轉流動的最外層軌道中。含碎屑的空氣的體積在其沿著流動路徑移動時被空氣流動管理結構壓縮以增加空氣速度和作用於空氣中懸浮的粒子上的離心力。馬達驅動的風扇4的馬達14位於與風扇葉片相反的護罩側部上並且在清潔空氣流動路徑中在如圖12所描繪的分離器腔室9下遊。
[0030]預清潔器的分離器腔室19在流動路徑中在護罩16和靜葉18下遊以接收旋轉流動並且在旋轉流動的最外層軌道中離心地分離碎屑粒子並且移除碎屑粒子。分離器腔室具有由空氣預清潔器的殼體的三個殼體部段33、34和35 (圖3)形成的外壁20 (圖12)。殼體的分離器腔室端部段35閉合所述分離器腔室的下端並且支承空氣過濾器23。兩個徑向外部噴射器埠 5、5』形成於端部段35的外環形壁部分66中，當端部段由分離器腔室部段34上的可釋放的彈簧夾具8牢固固定到空氣預清潔器上時，端部段35的外環形壁部分66形成分離器腔室的外壁的一部分。在空氣預清潔器操作期間，在分離器腔室中來自旋轉流動的最外層軌道的含微粒碎屑的空氣通過噴射埠噴射到大氣。
[0031]管狀，優選地圓柱形空氣過濾器23具有穿過它的縱向延伸的內部通路24。過濾器的一端連接到端部段35。通路24形成流動路徑55的一部分用於使過濾的空氣從過濾器的另一開口端流動到出口。過濾器通過粘合劑在一端處密封地連接到使得分離腔室和通路24 一端閉合的部段35的端壁的中心。過濾器當安裝於空氣預清潔器中時與軸線A-A同軸，其中過濾器位於分離器腔室內中央並且形成分離器腔室的內壁。過濾器延伸腔室的整個長度，其中另一端可釋放地，密封地接合著孔口 /聯接構件25 (圖9)的凸緣。構件25可釋放地連接到徑向向內的凸緣26，凸緣26由螺紋緊固件61 (圖10)連接到空氣流動管理結構的護罩16。密封墊圈62 (圖9)設置於凸緣26與聯接構件25之間。安裝於空氣過濾器一端上的柔性環形密封件27 (圖11)密封地接合孔口 /聯接構件25的凸緣以確保在分離器腔室中來自分層的旋轉流動的最內層軌道的空氣的流動路徑穿過過濾器而不是繞過過濾器。過濾的空氣流動通過內部通路24，內部通路24與孔口 /聯接構件25中的中心孔口成開放連通並且到護罩16內的區域內，在那裡，其流動經過馬達驅動的風扇4的馬達14並且從位於空氣預清潔器端部中間的出口 3出來。護罩的下外端密封地牢固固定於環形凸緣26上以用於分隔在分離器腔室上遊的流動路徑的部分與在分離器腔室下遊的流動路徑的部分。因此，通過分離器腔室中的過濾器到出口 3的空氣的流動路逕往回折返。
[0032]附連到殼體11的出口部段32的下遊端/底部的殼體的分離器腔室部段33提供旋轉空氣流到分離器腔室19內的平穩過渡。
[0033]密封墊圈63 (圖5)用於各個殼體部段之間以密封外部殼體。空氣中懸浮的碎屑沿著腔室外壁20的內側移動並且牢固地壓靠在腔室外壁20內側直到其到達分離器腔室19下端處的噴射器埠 5和5』，在那裡，其被噴射迴環境，如上文所指出的那樣。在單級分離器腔室內，在分層的旋轉流動的最內層軌道中，被除去大部分碎屑的空氣流通過空氣過濾器內部通路24內的空氣過濾器23流到空氣預清潔器的清潔空氣出口 3和連接到出口的下遊裝置，諸如內燃機或通風系統。
[0034]多個殼體部段，例如入口部段31、出口部段32和分離器腔室部段33、34和35沿著軸線A-A依序布置(在它們之間具有密封墊圈63)並且由可釋放的螺紋緊固件30在多個間隔開的周向位置處端對端連接到彼此。四個周向間隔開的彈簧夾具28將分離器腔室端部段35可釋放地連接到殼體的分離器腔室部段34的下端。彈簧夾具的下端在端部段35的上端處繞徑向向外延伸的凸緣29可釋放地牢固固定。通過釋放彈簧緊固件，上面牢固固定有過濾器23的端部段可旋轉以將噴射埠 5、5』的方向改變為空氣預清潔器外圍上的任何位置。存在根據具體應用定製空氣預清潔器的完全360°的自由度。彈簧夾具28也被釋放用來替換空氣過濾器和分離器腔室端部段的組件，該組件構成可移除的一次性空氣濾筒。通過將噴射器埠 5、5』包括於空氣濾筒的分離器腔室端部段35中，如果在過去的過濾循環期間噴射器埠已堵塞，則替換過濾器使空氣預清潔器恢復到其完全操作潛力。在圖6中的箭頭B、B』描繪了從殼體的分離器腔室端部段35中的兩個噴射埠 5、5』噴射碎屑的方向。
[0035]殼體11的分離器腔室部段33與殼體的出口部段32之間的連接形成於部段上八對均勻周向間隔開的對置的舌片36，使用螺紋緊固件30連接相鄰成對的舌片。通過移除螺紋緊固件，出口部段可繞軸線A-A旋轉並且選擇性地定位於空氣預清潔器中的八個可能位置中的任何位置，其中由舌片位置提供45°轉位。由圖7中的箭頭示意性地示出了可能的多出口配置。
[0036]殼體11的入口部段31和出口部段32連接於繞部段的外圍均勻地間隔開的四對對置舌片36並且由可釋放的螺紋緊固件30連接。如上文所指出的那樣，在圖1的實施例中入口部段31可被圖5和圖8中所示的入口部段31』替換，入口部段31』具有配件37作為空氣供應管道的聯接件，如在空氣預清潔器定位於車輛發動機罩下方的情況下。
[0037]殼體11的分離器腔室部段33和34/34』和入口部段31/31』各形成有一對支架38用於將空氣預清潔器在使用中安裝到支承件或裝置上。支架與它們的相應殼體部段一體地形成。因為部段33和34/34』和31/31』可繞軸線A-A相對於彼此和空氣預清潔器而獨立地旋轉，支架可定位到圍繞空氣清潔器的外圍每45°間隔開的選定周向位置，而不影響/獨立於出口和噴射器埠的方向。在公開的實施例中，殼體部段由模製塑料形成，但也可使用其它材料。
[0038]根據本發明的另一特點，通過將殼體的分離器腔室形成為具有如圖3所示的上部段33和下部段34 (其在上部段與分離器腔室端部段35中間)，可容納不同大小的過濾器。即，如圖4所示，可通過用更長的部段34』來替換部段34來改變下部段的軸向長度以在預清潔器中容納更長的過濾器。同樣，連接到空氣流動管理結構的孔口 /聯接構件25 (過濾器的上端抵靠它密封)可更換以改變空氣預清潔器的空氣流量限制/空氣流率。在空氣預清潔器中使用具有不同葉片間距的風扇葉片12也允許僅根據具體應用來對於空氣預清潔器的空氣流率的空氣預清潔器定製做出少許改變。
[0039]馬達驅動的風扇4的馬達和其在空氣預清潔器中的控制可根據上文所引用的共同擁有的美國專利N0.8，007，565。馬達的布線39延伸穿過安裝於出口部段32中的開口中的彈性線插頭40。在空氣預清潔器內的比空氣更重的微粒碎屑的離心分離在所引用的申請中詳細地描述。但是，本發明的空氣預清潔器通過使用在通往位於空氣預清潔器的端部中間的出口的途中往回折返的空氣通過分離器腔室的空氣流動路徑而更加緊湊，同時允許在空氣預清潔器內使用不同過濾器，並且由於空氣預清潔器的通用性，允許單個空氣預清潔器用於需要入口、出口、噴射器埠的不同配置以及用於支持/安裝空氣預清潔器的不同布置的不同應用中。也便於維修空氣清潔器。在示例實施例中，在圖1中的外殼11具有16.8英寸/42.7cm的長度(無雨帽，在具有雨帽的情況下為18.9英寸/48.0cm)並且附圖是按照比例繪製的，但也可做出其它大小。
[0040]雖然僅已示出和描述了根據本發明的單個實施例和多個變型，應了解本發明並不限於此，而是本發明可易於做出本領域技術人員已知的許多變化和修改。例如，本發明的空氣預清潔器無需包括馬達驅動的風扇而是可為下面這樣的類型:從被供應清潔空氣的下遊裝置(諸如內燃機)的入口向預清潔器在其出口處提供真空。此外，牢固固定到分離器腔室殼體部段34的內壁上的靜葉環64 (圖13)可設置於分離器腔室19的下遊部分，在端部段35和噴射器埠前方。在靜葉環上多個周向間隔開的、成角度的固定靜葉為用來維持含碎屑的空氣繞軸線A-A旋轉流動的空氣流動管理結構和在分離器腔室中直到噴射器埠、便於碎屑離心分離和避免特別地高空氣流率的層流並且利用較長的過濾器的空氣過濾器。另夕卜，空氣預清潔器無需在離心分離器腔室內包括過濾器。過濾器(若使用)可位於空氣預清潔器出口的下遊。緊湊性的優點和本發明的通用性可在這樣的變型中保留。因此，本發明並不限於本文所示出和描述的細節，但涵蓋所附權利要求的範圍所涵蓋的這樣的變化和修改。
【權利要求】
1.一種通用緊湊型空氣預清潔器，其用於從含碎屑的空氣分離比空氣更重的微粒碎屑以提供清潔的空氣流，所述空氣預清潔器包括: 流動路徑，其從入口延伸穿過所述空氣預清潔器到出口， 馬達驅動的風扇，其具有風扇葉片，用於將含微粒碎屑的空氣吸入到所述入口內並且使所述含碎屑的空氣沿著所述流動路徑流動， 空氣流動管理結構，其沿著所述流動路徑定位以使吸入到所述入口內的含碎屑的空氣繞軸線旋轉從而形成旋轉流動，所述旋轉流動將所述含碎屑的空氣分層，其中最重的粒子在所述旋轉流動的最外層軌道中， 在所述流動路徑中的分離器腔室，其用於從所述旋轉流動離心地分離和移除含碎屑的空氣， 至少一個噴射器埠，含微粒碎屑的空氣從所述分離器腔室中的所述旋轉流動通過所述至少一個噴射器埠流動， 其中空氣通過所述分離器腔室的流動路徑在通往所述出口的途中往回折返。
2.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其還包括空氣過濾器，其形成所述分離器腔室的內壁用於從通往所述出口的途中的所述旋轉流動的最內層軌道過濾空氣。
3.根據權利要求2所述的空氣預清潔器，其中，所述分離器腔室包括分離器腔室端部段，所述分離器腔室端部段包括所述至少一個噴射器埠，所述分離器腔室端部段連接到所述空氣過濾器的一端並且可從與所述空氣過濾器一起作為一次性空氣濾筒的所述空氣預清潔器移除。
4.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述空氣流動管理結構包括在所述分離器腔室的下遊部分中的多個固定靜葉，用來在所述分離器腔室中維持所述含碎屑的空氣的所述旋轉流動。
5.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，包括:殼體，其具有沿著所述軸線依序布置的多個殼體部段和用來使所述部段相對於彼此可釋放地連接並且繞所述軸線可調整地旋轉所述部段的器件，所述入口、所述出口和所述至少一個噴射器埠位於相應殼體部段中。
6.根據權利要求5所述的空氣預清潔器，其還包括至少一個支架，其用於將所述空氣預清潔器安裝到支承件上，所述至少一個支架位於除了具有所述出口和所述至少一個噴射器埠的所述殼體部段之外的所述殼體部段中的至少一個上。
7.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述空氣流動管理結構包括多個固定靜葉。
8.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述馬達驅動的風扇具有馬達，所述馬達在所述流動路徑中位於所述分離器腔室下遊。
9.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述空氣流動管理結構支承所述馬達驅動的風扇。
10.根據權利要求9所述的空氣預清潔器，其中，所述空氣流動管理結構包括護罩，所述馬達驅動的風扇支承於所述護罩上，所述護罩相對於所述軸線在所述風扇葉片的下遊向外呈錐形。
11.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述空氣預清潔器在所述軸線的方向上為細長的，所述入口和所述至少一個噴射器埠位於所述空氣預清潔器的相反端部並且所述出口位於所述端部中間。
12.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述至少一個噴射器埠沿著所述分離器腔室的外壁定位。
13.根據權利要求1所述的空氣預清潔器，其中，所述馬達驅動的風扇的所述風扇葉片在所述流動路徑中位於所述分離器腔室上遊並且所述馬達驅動的風扇的所述馬達在所述流動路徑中位於所述分離器腔室下遊。
14.一種空氣清潔方法，包括: 將含有比空氣更重的微粒碎屑的空氣吸入到空氣預清潔器的入口內， 使含有微粒碎屑的空氣在所述空氣預清潔器中沿著流動路徑流動， 使所述含碎屑的空氣流動在所述空氣預清潔器中繞軸線旋轉以形成分層的旋轉流動，其中最重的粒子在所述旋轉流動的最外層軌道中， 從所述分層旋轉流動的最外層軌道通過所述空氣預清潔器的至少一個噴射器埠噴射含微粒碎屑的空氣， 通過在所述旋轉流動內沿著所述軸線延伸的所述空氣預清潔器的空氣過濾器從所述分層旋轉流動的所述最內層軌道過濾空氣， 使所述過濾的空氣沿著所述流動路徑朝向所述空氣預清潔器的出口流動，包括利用在所述空氣預清潔器中的可移除的、一次性空氣濾筒，其中用於所述過濾的所述空氣過濾器和用於所述噴射的至少一個噴射器埠為所述空氣預清潔器的所述可移除的、一次性空氣濾筒的整體部分。
15.根據權利要求14所述的空氣清`潔方法，包括:使在通往所述出口的途中的所述過濾的空氣經過所述空氣預清潔器的馬達驅動的風扇的馬達。
16.一種一次性空氣濾筒，其用於空氣預清潔器中作為分離器腔室的部分，其中，含微粒碎屑的空氣離心地分離並且通過位於所述分離器腔室壁內的至少一個噴射器埠從所述含碎屑的空氣的旋轉流動移除，所述空氣濾筒包括: 管狀空氣過濾器，其用於在所述空氣預清潔器中形成所述分離器腔室的內壁並且在所述分離器腔室中從所述含碎屑的空氣的旋轉流動的最內層軌道過濾空氣，所述管狀空氣過濾器具有縱向延伸的內部通路，其用於使過濾的空氣從所述分離器腔室朝向所述空氣預清潔器的出口流動， 分離器腔室端部段，其牢固固定地連接到所述管狀空氣過濾器的一端並且從所述過濾器在徑向向外延伸以形成所述分離器腔室的壁的一部分， 至少一個噴射器埠，其形成於所述分離器腔室端部段中用來在所述分離器腔室中從所述旋轉空氣移除含碎屑的空氣；以及 允許將所述空氣濾筒可釋放地連接到所述空氣預清潔器的器件。
17.根據權利要求16所述的空氣濾筒，其中，與所述一端相反的所述管狀過濾器的端部為開放的以與所述空氣預清潔器的所述帶凸緣的聯接構件密封地接合。
18.根據權利要求16所述的空氣濾筒，其中，所述允許空氣濾筒可釋放地連接到所述空氣預清潔器的所述器件包括在所述分離器腔室端部段上的外凸緣，在所述空氣預清潔器上的多個可釋放的緊固件可抵靠所述外凸緣牢固固定。
19.根據權利要求16所述的空氣濾筒，其中，所述分離器腔室端部段包括與所述管狀空氣過濾器同軸的外環形部分，其形成所述分離器腔室的外壁的一部分，並且其中所述至少一個噴射器埠形成於所述外環形部分中。
20.根據權利要 求16所述的空氣濾筒，其中，所述管狀過濾器為圓柱形。
【文檔編號】B01D45/12GK103826719SQ201280047626
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月9日 優先權日:2011年7月29日
【發明者】J.G.莫爾多克, E.L.埃倫伯格 申請人:賽克隆公司