有成本效益的可調預清器的製作方法
2023-11-30 10:53:56
專利名稱：有成本效益的可調預清器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於空氣過濾器的慣性分離式預清器。
背景技術：
用於空氣過濾器的慣性分離式預清器已為人所知。進入的髒空氣或含塵空氣被預清器部分清潔，之後被向下遊發送至過濾器。慣性分離式預清器使進入的含塵空氣產生離心力，以實現塵顆粒分離。已知的是，徑向葉片式預清器使進入的含塵空氣偏轉並通過機械結構使其產生離心力。慣性分離式徑向葉片分離機被設計用於有限的流速範圍，且在設計的流速範圍內系統效率和系統阻力之間存在此消彼長的權衡關係。如果系統在高於該範圍的流速下操作，系統阻力會過高，會引起系統容量降低，而隨之即會產生不良的效應，例如，在發動機應用中的發動機功率的損失。如果系統在低於該設計流速範圍下操作，會降低預清器效率。通常，預清器的效率會對系統容量產生很大的影響。預清器效率的小小改變能決定容量目標是否能達到。過去，由於只能在上述狹窄的範圍內操作，所以不在設計限度內的流速可能需要改變結構設計及重建預清器。在一替換方案中，已知的是置換出或改變入口徑向葉片結構或入口分配器，而無需改變其餘的預清器外殼和結構。
發明內容
本系統在對於以上技術的持續發展努力期間產生。在一實施例中，本系統使調節預清器性能的成本進一步降低，而無需重新設計及重建，也無需替換徑向葉片構造或入口分配器。在其他方面，特別採用有成本效益的調節方法提供用戶可選擇的不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器的性能。
圖1是依照本發明的空氣預清器的等距視圖。圖2是圖1局部的等距視圖。圖3類似圖2，並示出了另一實施例。圖4是圖3的結構的分解透視圖。圖5類似圖3，示出了另一實施例。圖6是圖5的結構的分解透視圖。圖7類似圖3，示出了另一實施例。
圖8是圖7的結構的分解透視圖。圖9類似圖3，示出了另一實施例。圖10是圖9的結構的分解透視圖。
具體實施方式
圖1示出了用於過濾器22的空氣預清器20，過濾器22位於空氣預清器20的下遊。預清器包含外殼24，外殼24具有入口 26、葉片構造28和出口 30，入口 26接收進入的含塵空氣，葉片構造28使空氣產生離心力以從空氣中分離出塵顆粒從而預清潔空氣，出口30排放經預清潔的空氣，例如，排向下遊的過濾器22。預清器具有從入口 28到出口 30的穿過預清器的流動路徑。第二出口被提供在32處用於排放經分離的汙物顆粒，其中出口 32可以包含諸如在34處的虛線示出的單向閥，全部皆為已知。可替換的插入件36被可移除地安裝至預清器的外殼並通過改變穿過預清器外殼內部的流動路徑的流動區域來改動穿過預清器外殼內部的空氣流速。以下將會詳述，可替換的插入件可以被用於同一外殼的不同插入件替換，不同的插入件提供了穿過預清器外殼內部的不同流動區域，使得用戶根據應用挑選可選的預清器效率比阻力的權衡，及使得用戶得以針對特定應用對預清器的性能進行調節，且在一理想的實施例中，既無須購買另一個預清器外殼，也無須重新設計及重建組合。在一實施例中，提供了一系列的插入件，每個插入件都可被挑選用於可移除地且可替換地安裝至預清器外殼，每個插入件都會提供穿過預清器外殼內部的流動路徑的不一樣的流動區域，從而為用戶挑選提供不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器的性能。參見圖2到4，圖2中示出了基座預清器外殼23。入口 26由具有中央轂38的圓形入口和外環狀側壁40提供。上述葉片構造由多個葉片42提供，多個葉片42從轂38徑向向外延伸至側壁40。偵彳壁在轂的徑向外側，由側壁與轂之間的環狀間隙與轂徑向隔開。空氣流動路徑在環狀通路內流過環狀間隙，環狀通路在內環面和外環面之間具有徑向寬度，夕卜環面包圍內環面。上述插入件36，見圖3、4，被布置在入口 26處，並改變上述內環面和外環面中的至少一個的直徑來通過改變環狀通路的徑向寬度改變上述的流動區域。在一實施例中，插入件36在轂38處並增加了流動路徑環狀通路的上述內環面的直徑，從而減少了流動路徑環狀通路的上述徑向寬度。在一實施例中，一系列的插入件，例如，插入件36a、36b等被提供了增大的直徑，從而可選地提供了上述流動路徑環狀通路的上述徑向寬度的不一樣的減小量。在一實施例中，插入件由圖3、4中36處示出的頂蓋提供。在另一實施例中，插入件由如圖5、6中36c處的圓盤提供，如圓盤可以包含頂蓋36或不包含頂蓋36，如圖7、8中示出。在進一步的實施例中，插入件可以由在葉片的下遊的環36d提供，見圖9、10，且環36d可與上述實施例中的任何部件一同被組合提供。在一實施例中，插入件在葉片構造的上遊，見圖3到8。在另一實施例中，插入件在葉片構造的下遊，見圖9、10。插入件在上述入口 26處被示出。在其他實施例中，插入件可以在出口處被提供。在進一步的實施例中，插入件是在葉片構造下遊的柔性部件，例如可以彎曲以使上述流動區域發生變化的柔性環36d。本系統提供了一種方法，根據用戶選擇的用於位於其下遊的過濾器22的空氣預清器20，對於特定應用有成本效益地調節空氣預清器的性能=。空氣預清器包含預清器外殼24，預清器外殼24具有入口 26、葉片構造28和出口 30，入口 26接收進入的含塵空氣，葉片構造28使空氣產生離心力以從空氣中慣性分離出含塵顆粒從而預清潔空氣，出口 30向諸如22的空氣過濾器的下遊排放經預清潔的空氣。預清器具有從入口 26到出口 30的穿過預清器的流動路徑。方法包含提供可替換的插入件36，可替換的插入件36被可移除地安裝至預清器的外殼並通過改變穿過預清器外殼的流動路徑的流動區域來改動穿過預清器外殼的空氣流速。方法提供了使可替換的插入件被用於同一外殼的不同插入件所替換，及不同的插入件提供了穿過預清器外殼的不同流動區域，從而使得用戶針對特定應用對預清器的性能進行調節。在一實施例中，無須購買另一個預清器外殼，也無須重新設計及重建組合就可以達成這效果。在進一步的實施例中，提供了 一系列的插入件，每個插入件都可選擇用於可移除地且可替換地安裝至預清器外殼，每個插入件都會提供穿過預清器外殼內部的流動路徑的不一樣的流動區域，從而為用戶挑選提供不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器性能。在以上的描述中，為簡潔、清晰和便於理解的目的而使用了某些術語。因為這些術語用於描述目的並且意欲進行廣泛地解釋，所以這些術語不意味著超過現有技術的要求的不必要的限制。此處描述的不同構造、系統和方法步驟可單獨使用或與其它構造、系統和方法步驟組合使用。可以預期到的是，在所附權利要求的範圍內，各種等同物、替代物和修改物是可能的。只有當在相應的限制中明確引用術語「用於...的裝置」或「用於...的步驟」時，在所附權利要求中的每個限制才意欲援用美國專利法第112條第六款的解釋。
權利要求
1.一種空氣預清器，所述空氣預清器用於其下遊的過濾器，包括預清器外殼和可替換的插入件，所述預清器外殼具有入口、葉片構造和出口，所述入口接收進入的含塵空氣，所述葉片構造使所述空氣產生離心力以從所述空氣中慣性分離出塵顆粒從而預清潔所述空氣，所述出口排放經預清潔的空氣，所述預清器外殼具有從所述入口到所述出口的流動路徑，所述可替換的插入件被可移除地安裝至所述預清器的外殼並通過改變穿過所述預清器外殼內部的所述流動路徑的流動區域來改動穿過所述預清器外殼內部的空氣流速。
2.根據權利要求1所述的空氣預清器，其中所述可替換的插入件可以被用於同一所述預清器外殼的不同插入件替換，所述不同的插入件提供了穿過所述預清器外殼內部的不同流動區域，使得用戶根據應用挑選可選的預清器效率比阻力的權衡，使得所述用戶得以針對特定應用對預清器的性能進行調節。
3.根據權利要求2所述的空氣預清器，其中所述入口包括具有中央轂的圓形入口和外環狀側壁，所述葉片構造包括多個葉片，所述多個葉片從所述轂徑向向外延伸至所述側壁，所述側壁在所述轂的徑向外側，並由所述側壁與所述轂之間的環狀間隙與所述轂徑向隔開，所述流動路徑在環狀通路內流過所述環狀間隙，所述環狀通路在內環面和外環面之間具有徑向寬度，所述外環面包圍所述內環面的範圍，所述插入件被布置在所述入口處，並改變所述內環面和所述外環面之間的至少一個環面的直徑來通過改變所述環狀通路的所述徑向寬度改變所述流動區域。
4.根據權利要求3所述的空氣預清器，其中所述插入件在所述轂處並增加了所述內環面的所述直徑，從而減少了所述環狀通路的所述徑向寬度。
5.根據權利要求4所述的空氣預清器，包括一系列的具有增大的直徑的所述插入件，所述一系列的具有增大的直徑的插入件可被挑選地提供了所述環狀通路的所述徑向寬度的不一樣的減小量，每個所述插入件都可被挑選用於可移除地且可被替換地在所述入口的所述轂處安裝至所述預清器外殼，及每個所述插入件都提供穿過所述預清器外殼內部的所述流動路徑的不一樣的流動區域，從而為用戶挑選提供不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器的性能。
6.根據權利要求2所述的空氣預清器，包括一系列的所述插入件，每個所述插入件都可被挑選用於可移除地且可被替換地安裝至所述預清器外殼，及每個所述插入件都提供穿過所述預清器外殼內部的所述流動路徑的不一樣的流動區域，從而為用戶挑選提供不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器的性能。
7.根據權利要求6所述的空氣預清器，其中所述插入件選自頂蓋、圓盤及環中的至少一種。
8.根據權利要求6所述的空氣預清器，其中所述插入件在所述葉片構造的上遊。
9.根據權利要求8所述的空氣預清器，其中所述插入件在所述入口處。
10.根據權利要求6所述的空氣預清器，其中所述插入件在所述葉片構造的下遊。
11.根據權利要求10所述的空氣預清器，其中所述插入件在所述出口處。
12.根據權利要求2所述的空氣預清器，其中所述插入件是在所述葉片構造下遊的柔性部件。
13.一種方法，所述方法用於對於特定應用有成本效益地調節空氣預清器性能，所述特定應用根據用戶對於用於過濾器下遊的空氣預清器的挑選，所述空氣預清器包括預清器外殼，所述預清器外殼具有入口、葉片構造和出口，所述入口接收進入的含塵空氣，所述葉片構造將離心力給予在所述空氣上以從所述空氣中慣性分離出含塵顆粒從而預清潔所述空氣，所述出口排放經預清潔的空氣，所述預清器具有從所述入口到所述出口的貫穿所述預清器的流動路徑，所述方法包括提供可替換的插入件，所述可替換的插入件可移除地安裝至所述預清器的外殼並通過改變穿過所述預清器外殼內部的所述流動路徑的流動區域來改動穿過所述預清器外殼內部的空氣流速。
14.根據權利要求13所述的方法，包括使所述可替換的插入件被用於同一所述外殼的不同插入件替換，所述不同的插入件提供了穿過所述預清器外殼內部的不同流動區域，從而使得所述用戶得以針對所述特定應用對預清器的性能進行調節，並且包括根據所述形成的調節挑選用於特定應用的預清器比阻力的權衡。
15.根據權利要求14所述的方法，包括提供了一系列的所述插入件，每個所述插入件都可被挑選用於可移除地且可替換地安裝至所述預清器外殼，每個所述插入件都會提供穿過所述預清器外殼內部的不一樣的流動區域，從而為用戶挑選提供不一樣的預清器效率比阻力的權衡和與之協調的可調預清器的性能。
16.根據權利要求14所述的方法，包括將所述入口提供成具有中央轂的圓形入口和外環狀側壁，將所述葉片構造提供成包括多個葉片，所述多個葉片從所述轂徑向向外延伸至所述側壁，所述側壁在所述轂的徑向外側，並由所述側壁與所述轂之間的環狀間隙與所述轂徑向隔開，所述流動路徑流過環狀通路中所述環狀間隙，所述環狀通路在內環面和外環面之間具有徑向寬度，所述外環面包圍所述內環面，包括將所述插入件布置在所述入口處，所述插入件改變所述內環面和所述外環面中的至少一個的直徑，通過改變所述環狀通路的所述徑向寬度來改變所述流動區域。
17.根據權利要求16所述的方法，包括將所述插入件布置在所述轂處，所述插入件增加了所述內環面的所述直徑，從而減少了所述環狀通路的所述徑向寬度。
18.根據權利要求17所述的空氣預清器，包括一系列的具有增大的直徑的所述插入件，所述一系列的具有增大的直徑的插入件可選地提供了所述環狀通路的所述徑向寬度的不一樣的減小量。
全文摘要
一種慣性分離式空氣預清器系統包含可替換的插入件，可替換的插入件可移除地安裝至預清器並通過改變穿過預清器外殼的流動路徑的流動區域來改動穿過預清器的空氣流速。可替換的插入件可以被用於同一預清器外殼的不同插入件替換，不同的插入件提供穿過預清器外殼內部的不同的流動區域，使得用戶根據特定應用挑選可選的預清器效率比阻力的權衡，從而使得用戶可以對預清器的性能進行調節。
文檔編號B01D45/12GK103068463SQ201180041424
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年3月15日
發明者肯尼思·M·託福斯蘭德, 史蒂芬·L·法隆 申請人:康明斯過濾Ip公司