一种多旋流管式空气滤清器
技术领域
本实用新型涉及一种多旋流管式空气滤清器，特别涉及一种具有防护网的多旋流管式空气滤清器。
背景技术
沙漠和多尘环境下，空气中的粉尘对于设备及车辆易造成损伤，通常设备和发动机等器件失效的主要因素包括粉尘颗粒；因此，空气滤清器是工程机械、农机装备、载重汽车中不可或缺的部件。通常空气滤清器用于发动机进气系统中的空气过滤，可为发动机提供清洁、充足的空气，其结构和管路设计会影响汽车发动机的稳定性和可靠性，高效的空气滤清器过滤效率能够延长发动机使用寿命，减少整车维护次数，显著降低用户的养护成本，其在多尘环境如高速公路、沙漠、农田、建筑工地等应用环境中尤为重要。
常用的多旋流管式空气滤清器中，空气从空滤器的进气口进入旋流管，经过旋流管的过滤，大量的灰尘、粉末和砂砾会由于离心作用被滤出，经过锥形管道被导入到储灰盆中，而过滤后的气体经过旋流管的内管进入洁净空气排出口以供后续使用。
然而现有技术中的多旋流管式空气滤清器，一方面受到使用环境如潮湿的工作区域、雨天、路面积水等影响，进气时空气中带入雨水、飞溅液滴，由于排水不畅、液体渗入导致旋流管过滤器的过滤效率降低、储灰盆结块堵塞，进而影响发动机的工况；另一方面，多旋流管式空气滤清器中旋流管与端板之间的装配工艺过程十分繁琐，生产效率低下，同时旋流管或旋流管模块往往作为单个零件进行装配，在旋流管与端板连接处易于产生间隙造成气流旁通，从而显著降低空气滤清器的过滤效率。
因此，在简化空气滤清器的装配工艺的同时保持空气滤清器的过滤效率并防止水滴渗透，造成设备故障和储灰盆堵塞已成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种多旋流管式空气滤清器，通过对空气滤清器的结构设计，简化旋流管的装配工艺，防止储灰盆排灰不畅，并提供良好的过滤效果和高效的过滤效率。
为实现上述目的，本实用新型提供一种具备如下结构的多旋流管式空气滤清器以解决现有技术中存在的问题。
一种多旋流管式空气滤清器，包括顶盖、外壁、进气口、旋流管、排气管、储灰盆及排灰装置，所述空气滤清器由顶盖、外壁和储灰盆密封连接组合而成；
排气管，沿空气滤清器的轴线方向设置在中心位置；
旋流管，设置在外壁与排气管之间，外壁内部设置与外壁密封连接的上隔板和下隔板以支撑所述旋流管；所述旋流管包括多个以排气管的轴线为中心均匀分布在外壁内部的单个旋流管；单个旋流管包括彼此部分地套接的内管和外管，内管的外管壁与外管套接段的内管壁之间保持间隙；所述旋流管的内管与上隔板一体成型，所述旋流管的外管与下隔板一体成型；
由所述空气滤清器的顶盖、外壁、储灰盆所包围的内部腔体被上隔板和下隔板分为自上而下的洁净气体腔体、净化腔体和储灰盆腔体；在空气滤清器工作时，气体从进气口进入净化腔体流入旋流管，经旋流管净化后，净化气体通过内管进入洁净气体腔体后通过排气管输送到外部，而分离出的杂质通过外管进入储灰盆腔体储存后由排灰装置排出。
进一步地，所述旋流管的内管与上隔板一体成型或所述旋流管的外管与下隔板的一体成型方法为注塑一体成型或3D打印一体成型；
进一步地，所述单个旋流管的外管为锥形管；所述单个旋流管的外管非套接端外壁与下隔板作为一体无接缝，所述外管通过下隔板对应通孔与储灰盆腔体连通；所述单个旋流管的内管非套接端外壁与上隔板作为一体无接缝，所述内管通过上隔板对应通孔与洁净气体腔体连通。
进一步地，所述单个旋流管的旋流叶片设置在内管套接段和外管套接段的间隙内，所述的旋流管内管套接段的外管壁与外管套接段的内管壁之间保持间隙，旋流叶片通过过盈配合或者装配台阶设置在上述间隙内；
进一步地，所述内管的下端外壁上具有第一环形台阶，外管的上端内壁上具有第二环形台阶，所述旋流叶片插装在外管的上端且套装在内管的下端，使旋流叶片的上下两端分别抵接在第一环形台阶和第二环形台阶上；
进一步地，先将旋流叶片套装在内管外，再依靠过盈配合装配在内管和外管的间隙内；
进一步地，在每个旋流叶片上设有导流槽，且旋流叶片上设置有叶片倒角。
进一步地，所述旋流叶片数量为4-10片，旋流叶片依次与内管相切，其轴向螺旋线绕中心圆柱90°；
优选所述旋流叶片的形状为平面状或曲面状；优选所述旋流叶片为螺旋弧状、机翼状或螺旋曲面状；优选每个旋流叶片上设有2-5个导流槽；
进一步地，旋流管的材质选用ABS工程塑料、不锈钢、合金、陶瓷、树脂或玻璃中的一种；
优选旋流管的材质为PP改性增强材料；
进一步地，所述旋流叶片外表面可设置不粘涂层；所述不粘涂层从内到外依次设置有铁质芯、石墨纤维、粘合剂和纳米高分子涂层。
进一步地，上隔板中心部通过倒扣配合卡口或者螺纹连接方式与排气管的上端进行连接固定，并使用护套和弹性材料进行密封；在空气滤清器工作时，洁净气体腔体中净化后的气体通过排气管输送到外部。
优选所述上隔板与排气管上端通过护套压胶条的方式进行密封连接。
在空气滤清器工作时，气体通过旋流叶片的作用变为旋转气体，分离后气体中的杂质进入储灰盆，去除杂质后的气体则会折返向上进入外壁中部竖直设立的排气管。旋流管的内管非套接端与排气管连通，外管非套接端与储灰盆连通。
进一步地，在净化腔体的外壁下部设置有排水孔，所述排水孔与下隔板上的导流通道连通或所述排水孔通过下隔板上的导流通道与下隔板上设置的储水区连通。
进一步地，下隔板及与其一体成型的外管配合，使得下隔板之上、旋流管的外管之间形成了导流通道，溅入的雨水、水滴汇集到由于下隔板下外管一体成型而无渗漏间隙的导流通道，通过导流通道，积水可以经由排水孔溢出。
进一步地，在下隔板上可以设置导流槽作为导流通道和/或在下隔板上设置储水区以便于积水的排出。
进一步地，所述顶盖为帽状顶盖，所述外壁为圆筒状外壁，通过帽状顶盖边沿均匀设置的孔与圆筒状外壁使用螺栓连接固定或外壁通过胶接与帽状顶盖连接固定；所述外壁上具有沿圆周方向均匀设置的进气口，所述进气口上设置有进气格栅。
进一步地，所述旋流管包括多个以外壁轴线为中心，沿外壁圆周方向均匀分布的单个旋流管；优选相邻单个旋流管的间距为1mm-10cm。
进一步地，所述进气格栅的外部被沿圆筒状外壁的圆周方向均匀分布的护网覆盖，所述护网通过胶接、焊接、卡接或者螺栓固定在空气滤清器的外壁外表面。
优选所述护网由具有细密网孔的防水网板制成。
进一步地，所述储灰盆包括向上敞口的储灰盆外壁、排灰口、排灰装置及下端连通排灰口的排灰收缩腔；
进一步地，所述储灰盆具有二个或多个腔壁为倾斜坡面或腔壁轴向呈流线形的排灰收缩腔，所述排灰收缩腔的水平横截面的面积沿由上至下的方向逐渐缩小。排灰收缩腔可为锥形管结构。
进一步地，相邻排灰收缩腔连接处为直线或近似直线的连接脊。
进一步地，相邻的排灰收缩腔壁的两个倾斜坡面以连接脊为脊线且彼此对称。
进一步地，所述排灰收缩腔的倾斜坡面为直线坡或曲线坡。
优选所述排灰收缩腔的数量为2-8个；
进一步地，所述的储灰盆采用注塑工艺或3D打印工艺一体成型制得，储灰盆上具有透明材料制成的观察口或储灰盆使用透明材料制成。所述储灰盆的材质选用ABS工程塑料或玻璃，优选储灰盆的材质为PP改性增强材料；
进一步地，相邻排灰收缩腔连接部沿连接脊径向的横截面为近似倒V形；
进一步地，所述储灰盆为环状结构或排灰收缩腔为锥形管结构。
进一步地，所述储灰盆与空气滤清器外壁通过外壁上的孔进行螺栓连接，并使用弹性材料如胶条进行密封；
优选排灰口的直径30-80mm。
进一步地，控制部件，用于打开或关闭所述储灰盆排灰口的控制部件；进一步地，在储灰盆下部设置排灰装置，排灰装置的数量与排灰收缩腔的数量相同，且每个排灰装置的设置位置与每个排灰收缩腔的位置对应；
进一步地，排灰装置采用手动排灰装置或自动排灰装置。
本实用新型的空气滤清器应用广泛，适用于工程机械、农业机械以及固定设备。其中工程机械包括挖掘机、装载机、工程自卸车、压路机、推土机、平地机、环卫清扫车、旋挖钻机、叉车、吊车等；农业机械包括拖拉机、玉米收割机、小麦收割机、水稻收割机、花生收割机、大豆收割机；固定设备包括发电机组、空压机。
本实用新型提供的技术方案，通过一体成型的工艺结合整体结构和细节设置，克服了本领域中存在的各种问题，获得了优秀的过滤效果和高效的过滤效率。
通过旋流管内外管分别与上下隔板一体成型的工艺，一方面使旋流管与上下隔板之间没有间隙，能够避免气体中夹杂的水滴或进气口溅入的雨水、污水从旋流管装配间隙处渗入，导致发动机故障或者储灰盆中灰尘结块。而与此同时，又能避免装配的间隙配合处气体旁通，降低过滤效率；另一方面，结合内外管的过盈装配，本实用新型一次性装配旋流管，比单个装配的旋流管而言装配效率明显提高，而相对于一体成型的旋流管又便于拆分，清洗旋流管更加方便有效；本领域中旋流管工作一段时间后往往需要进行清洗，从外部清洗不能拆分的旋流管，易于导致旋流管的损坏；而易损的旋转叶片更可在拆装过程中进行维修更换。
由于旋流管与隔板部分一体成型使得下隔板不漏水，在旋流管外管周围存在导流通道，使用净化腔体下部排水孔的设计配合导流通道，在工作状态下也能及时排空、防止水分过多造成溢流，从而避免了雨水或积水污染发动机或二级滤芯，造成故障。
与隔板一体成型的旋流管，还可以降低空气滤清器在使用过程中由于长时间、高强度的振动造成旋流管松脱、密封性降低等故障率。
此外，轴向流线形、倾斜坡面设计的腔壁结合直线或近似直线的连接脊结构的设计，使得储灰盆腔体中的灰尘无处堆积、易于滑落，使杂质通过重力作用近乎排空，使清理频率显著降低，减少故障的发生。
附图说明
图1是本实用新型的多旋流管式空气滤清器无护网款的主视图。
图2是本实用新型的多旋流管式空气滤清器无护网款的侧视图。
图3是本实用新型的多旋流管式空气滤清器无护网款的剖面示意图。
图4是本实用新型的多旋流管式空气滤清器无护网款的立体图。
图5是本实用新型的多旋流管式空气滤清器无护网款的俯视图。
图6是本实用新型的上隔板和内管一体成型部件的立体图。
图7是本实用新型的上隔板和内管一体成型部件的俯视图。
图8是本实用新型的上隔板和内管一体成型部件的侧视图。
图9是本实用新型的下隔板和外管一体成型部件的立体图。
图10是本实用新型的下隔板和外管一体成型部件的主视图。
图11是本实用新型的下隔板和外管一体成型部件的俯视图。
图12是本实用新型的单个半圆形护网部件的立体图。
图13是本实用新型的装配两个半圆形护网的护网部件的俯视图。
图14是本实用新型的装配两个半圆形护网的护网部件的侧视图。
图15是本实用新型的多旋流管式空气滤清器护网款的主视图。
图16是本实用新型的多旋流管式空气滤清器护网款的剖面图。
图17是本实用新型的多旋流管式空气滤清器护网款的立体图。
图18是本实用新型的多旋流管式空气滤清器护网款的俯视图。
图19是本实用新型的多旋流管式空气滤清器护网款的侧视图。
图20是本实用新型的排气管部件的局部放大图。
图21是本实用新型的储灰盆部件的主视图。
图22是本实用新型的储灰盆部件的立体图。
图中：1、顶盖；11、顶盖边沿均匀设置的孔；2、外壁；21、上隔板；22、下隔板；23、导流通道；3、进气口；31、进气格栅；32、护网；33、护网孔；4、旋流管；41、内管；42、外管；43、旋流叶片；5、排气管；51、倒扣配合卡口；6、储灰盆；61、排灰收缩腔；62、腔壁；63、倾斜坡面；64、连接脊；7、排灰装置；71、排灰口；8、洁净气体腔体；81、上隔板对应通孔；9、净化腔体；91、下隔板对应通孔；10、胶条。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：如图所示的一种多旋流管式空气滤清器，包括顶盖1、外壁2、进气口3、旋流管4、排气管5、储灰盆6及排灰装置7，所述空气滤清器由顶盖1、外壁2和储灰盆6密封连接组合而成；
排气管5，沿空气滤清器的轴线方向设置在中心位置；
旋流管4，设置在外壁2与排气管5之间，外壁2内部设置与外壁密封连接的上隔板21和下隔板22以支撑所述旋流管4；所述旋流管4包括多个以排气管5的轴线为中心均匀分布在外壁2内部的单个旋流管；单个旋流管包括彼此部分地套接的内管41和外管42，内管的外管壁与外管套接段的内管壁之间保持间隙；所述旋流管的内管与上隔板21一体成型，所述旋流管的外管42与下隔板22一体成型；
由所述空气滤清器的顶盖1、外壁2、储灰盆6所包围的内部腔体被上隔板21和下隔板22分为自上而下的洁净气体腔体8、净化腔体9和储灰盆腔体；在空气滤清器工作时，气体从进气口3进入净化腔体9流入旋流管4，经旋流管4净化后，净化气体通过内管进入洁净气体腔体8后通过排气管5输送到外部，而分离出的杂质通过外管42进入储灰盆腔体储存后由排灰装置7排出。
所述旋流管的内管与上隔板21一体成型或所述旋流管的外管42与下隔板22的一体成型方法为注塑一体成型；
所述单个旋流管的外管42为锥形管；所述单个旋流管的外管42非套接端外壁与下隔板22作为一体无接缝，所述外管42通过下隔板对应通孔91与储灰盆腔体连通；所述单个旋流管的内管非套接端外壁与上隔板21作为一体无接缝，所述内管通过上隔板81对应通孔与洁净气体腔体8连通。
所述单个旋流管的旋流叶片43设置在内管套接段和外管42套接段的间隙内，所述的旋流管内管套接段的外管42壁与外管42套接段的内管壁之间保持间隙，旋流叶片43通过过盈配合设置在上述间隙内；
先将旋流叶片43套装在内管外，再依靠过盈配合装配在内管和外管42的间隙内；
在每个旋流叶片43上设有导流槽，且旋流叶片43上设置有叶片倒角。
所述旋流叶片43数量为4片，旋流叶片43依次与内管相切；
所述旋流叶片43的形状为曲面状；
旋流管4的材质为PP改性增强材料；
上隔板21中心部通过倒扣配合卡口51与排气管5的上端进行连接固定，并使用压胶条10的方式进行密封连接；在空气滤清器工作时，洁净气体腔体8中净化后的气体通过排气管5输送到外部。
在空气滤清器工作时，气体通过旋流叶片43的作用变为旋转气体，分离后气体中的杂质进入储灰盆6，去除杂质后的气体则会折返向上进入外壁2中部竖直设立的排气管5。旋流管的内管非套接端与排气管5连通，外管42非套接端与储灰盆6连通。
在净化腔体9的外壁下部设置有排水孔，所述排水孔与下隔板22上的导流通道23连通。
下隔板22及与其一体成型的外管42配合，使得下隔板之上、旋流管的外管之间形成了导流通道23，溅入的雨水、水滴汇集到由于下隔板下外管一体成型而无渗漏间隙的导流通道23，通过导流通道23，积水可以经由排水孔溢出。
所述顶盖1为帽状顶盖，所述外壁2为圆筒状外壁，通过帽状顶盖1边沿均匀设置的孔11与圆筒状外壁2使用螺栓连接固定并通过压胶条密封；所述外壁2上具有沿圆周方向均匀设置的进气口3，所述进气口3上设置有进气格栅31。
所述旋流管4包括多个以外壁轴线为中心，沿外壁圆周方向均匀分布的单个旋流管；相邻单个旋流管的间距为3mm-5mm。
所述进气格栅31的外部被沿圆筒状外壁2的圆周方向均匀分布的护网32覆盖，所述护网32固定在空气滤清器的外壁2的外表面。
所述护网32由具有细密网孔的防水网板制成，细密网孔设计包括但不限于图中所示护网网孔形状。
所述储灰盆6包括向上敞口的储灰盆外壁、排灰口71、排灰装置7及下端连通排灰口71的排灰收缩腔61；
所述储灰盆6具有二个腔壁62为倾斜坡面63的排灰收缩腔61，所述排灰收缩腔61的水平横截面的面积沿由上至下的方向逐渐缩小。
相邻排灰收缩腔61连接处为直线或近似直线的连接脊64。
相邻的排灰收缩腔61壁的两个倾斜坡面63以连接脊64为脊线且彼此对称。
所述排灰收缩腔61的倾斜坡面63为直线坡。
所述排灰收缩腔61的数量为2个；
所述的储灰盆6采用注塑工艺一体成型制得，储灰盆6使用透明材料制成；
储灰盆6的材质为PP改性增强材料；
所述储灰盆6与空气滤清器外壁2通过外壁上的孔进行螺栓连接，并使用胶条10进行密封；
相邻排灰收缩腔61连接部沿连接脊64径向的横截面为近似倒V形；
所述储灰盆6为环状结构或排灰收缩腔61为锥形管结构。
控制部件，用于打开或关闭所述储灰盆排灰口71的控制部件；优选排灰口71的直径30mm。
在储灰盆6下部设置排灰装置7，排灰装置7的数量与排灰收缩腔61的数量相同，且每个排灰装置7的设置位置与每个排灰收缩腔61的位置对应；
排灰装置7采用手动排灰装置。
储灰盆内腔体的容积有限，必须及时进行清理，流线形结构使得灰尘由于重力作用不易在排灰收缩腔61造成局部堆积，而连接部为近似直线的连接脊64避免连接处水平面上的灰尘堆积，这样的设计可克服由于现有技术中储灰盆无法完全排空其中积累的杂质造成储灰盆实际使用容积显著减小，清理频率高的问题，避免现有技术中杂质分离效果大幅下降，维护保养量增大且繁琐，阻力大、耗油、燃烧不充分、冒黑烟、尾气排放不达标等等现象。
排气管5、上下隔板22、外壁2与顶盖1之间均使用胶条10和螺栓连接，减小了滤清器的体积，密封性更佳，提升了过滤效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
