[发明专利]通用紧凑型空气预清洁器、空气清洁方法和用于空气预清洁器的一次性空气滤筒

说明书

技术领域

本发明针对于改进的空气预清洁器，空气清洁方法和用于空气预清洁器的一次性/用后即弃的空气滤筒，其从含碎屑的空气高效地移除比空气更重的微粒碎屑，以向其所用于的装置提供清洁的空气流。空气预清洁器为通用的并且紧凑的，以用于具有不同配置和在总空气流应用中的不同清洁空气流率性能要求的有限空间的应用中，诸如通风系统、用于热交换器和加热和空调系统的固定空气流提供器，以及具有可变空气流量需求的装置，特别地内燃机，内燃机在它们的待供应清洁空气的空气引入口中施加可变的真空。根据优选实施例的本发明表示在2011年8月30日发出的共同拥有的美国专利No. 8,007,565中所公开的空气预清洁器和方法的改进。

背景技术和发明内容

已知从待用于内燃机、通风系统和吸入含碎屑的空气的其它设备的空气离心地分离比空气更重的粒子的空气预清洁器及方法。这些包括：采用马达驱动的风扇来将含碎屑的空气抽吸入到空气预清洁器内的电动空气预清洁器；以及，仅依靠由被供应清洁空气的装置（诸如内燃机）向预清洁器施加的真空来将含碎屑的空气抽吸入到预清洁器内的空气预清洁器。已知的空气预清洁器可包括过滤器和/或结合具有过滤器的、在预清洁器的清洁空气出口下游的装置而使用，用于从空气移除额外碎屑。受让人的现有空气预清洁器的示例在以下美国专利号中示出：

5,656,050                6,319,304

5,766,315                6,338,745

6,406,506                7,056,368

6,425,943                7,452,409

6,878, 189。

已知的空气预清洁器的缺陷包括它们可能太大而不能用于有限空间的应用并且由于配置和性能要求的变化，它们可能需要定制个别空气预清洁器用于特定应用。这限制了空气预清洁器的应用并且不利地影响它们的制造的时间和成本。在需要个别定制的应用之间的空气预清洁器变型的示例包括从预清洁器向大气喷射离心地分离的微粒碎屑的所需方向，用来从预清洁器向其所用于的装置提供清洁空气的清洁空气出口的方位，装置中过滤器的大小，用来安装空气预清洁器的可用支承结构的位置和从预清洁器需要的清洁空气流率。在电动空气预清洁器的情况下，在预清洁器中马达驱动的风扇的马达寿命已被发现由于马达上的碎屑/污垢积聚而缩短，这种碎屑/污垢积聚降低了其冷却。另外，已发现用来喷射从空气预清洁器中的旋转空气流离心地分离的含碎屑的空气的喷射端口被堵塞，由此降低了操作效率并且缩短了过滤器寿命。

需要一种改进的空气预清洁器和空气清洁方法，其克服了已知空气预清洁器的这些缺陷和局限性。更特定而言，需要一种改进的空气预清洁器，其为紧凑的，允许其用于有限空间的应用中，并且其对于具有不同配置和清洁空气流率要求的应用是通用的，从而避免了完全定制个别空气预清洁器用于每种应用的需要并且缩短了制造时间并且降低了制造费用。需要一种电动空气预清洁器，其能延长其中的马达驱动的风扇的马达寿命。还需要一种改进的空气预清洁器和空气清洁方法，其在预清洁器的喷射器端口已变得堵塞的情况下将会便利于使得预清洁器恢复到其完全操作潜力。

本发明的改进的通用的紧凑型空气预清洁器、空气清洁方法和一次性空气滤筒解决了这些需要。根据所公开的实施例，用于从含碎屑的空气分离比空气更重的微粒碎屑以提供清洁空气流的通用紧凑型空气预清洁器包括：流动路径，其从入口延伸穿过预清洁器到出口；带风扇叶片的马达驱动的风扇，其用于将含微粒碎屑的空气抽吸入到入口并且使含碎屑的空气沿着流动路径流动；以及，空气流动管理结构，其沿着流动路径定位以使抽吸入到入口内的含碎屑的空气绕轴线旋转从而形成旋转流动，旋转流动将含碎屑的空气分层，最重的粒子在旋转流动的最外层轨道中。在流动路径中的分离器腔室从旋转流动离心地分离并且移除含微粒碎屑的空气。设置至少一个喷射器端口，含微粒碎屑的空气从分离器腔室中的旋转流动通过至少一个喷射器端口喷射，用于使空气通过分离器腔室的流动路径在通往出口的途中往回折返。所公开的实施例的预清洁器在轴线的方向上为细长的，具有位于相反端部处的入口和至少一个喷射器端口，以及位于端部中间的出口。通过以此方式使流动路径往回折返，空气预清洁器更加紧凑，允许用于具有有限空间的应用中。