气体过滤单元、轨道车辆及其空气过滤器的制作方法

本发明涉及气体过滤单元、轨道车辆及其空气过滤器。

背景技术：

轨道车辆包括空气压缩机和与空气压缩机相连的空气管路系统，空气压缩机输出的气体进入空气管路系统中，但是空气压缩机所排出的压缩空气中含有油、水、金属杂质、灰尘颗粒等，会造成空气管路系统发生水冻和锈蚀现象，更严重的会引起制动系统及用风系统的故障。因此，需要对空气压缩机排出的压缩空气进行过滤，以防止上述的情况发生。

授权公告号为cn206381763u的一篇实用新型专利公开了一种水性空气过滤器，过滤器包括壳体，壳体上设有进气通道和排气通道，壳体上设有存水杯，存水杯内设有滤芯（即气体过滤单元），滤芯内具有沿轴向延伸的排气管腔，排气管腔的上端与排气通道连通，在进气通道和滤芯之间还设置有旋风叶片。当压缩空气由进气通道进入时，由于旋风叶片的导向，在存水杯内部产生强烈的旋转，在离心力的作用下，空气中混有的大颗粒固体杂质、液态水滴和油滴被甩到存水杯的内表面上，在重力作用下沿壁面沉降到底部，由手动或自动排水器排出。滤芯进行二次过滤，过滤后的气体经由排气管腔排至排气通道内，完成对压缩空气的过滤。

上述的过滤器能够实现对压缩空气的两次过滤，增强了过滤效果。但是在上述的过滤器中，尤其是排气管腔周向腔壁所在的滤芯部分中，当空气由该滤芯部分通过后会直接由排气管腔排至排气通道中，流动行程较短，空气中残留的水分不会进行再次的冷凝和下落，最终都会进入排气通道内，导致由过滤器过滤后的空气仍然带有较多的水分，对轨道车辆的制动系统和用风系统造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轨道车辆用空气过滤器，以提高对空气中水分的过滤效果；还提供使用该空气过滤器的轨道车辆，还提供一种气体过滤单元。

为实现上述目的，本发明气体过滤单元的技术方案是：

气体过滤单元的方案一：一种气体过滤单元，包括滤芯，滤芯内具有沿滤芯轴向延伸的排气管腔，排气管腔内布置有冷凝导流管，所述冷凝导流管具有用于与过滤器的排气通道密封相连的排气口，还具有沿轴向延伸至排气管腔中的进气口，冷凝导流管还具有用于将过滤后的气体引导至所述进气口处以使气体经由冷凝导流管流动至排气口的引导外周面。

气体过滤单元的方案二：在方案一的基础上，冷凝导流管的引导外周面与排气管腔的内壁面沿径向间隔布置，以形成供气体流过的间隙。

气体过滤单元的方案三：在方案一或方案二的基础上，冷凝导流管中排气口所在的一端沿轴向突出于滤芯的外部。

本发明轨道车辆用空气过滤器的技术方案是：

轨道车辆用空气过滤器的方案一：一种轨道车辆用空气过滤器，包括壳体，所述壳体上设有进气通道和排气通道，壳体内设有与进气通道连通的滤芯，滤芯内具有沿轴向延伸的排气管腔，排气管腔内布置有冷凝导流管，所述冷凝导流管具有与排气通道密封相连的排气口，还具有沿轴向延伸至排气管腔内的进气口，所述冷凝导流管还具有用于将过滤后的气体引导至所述进气口处以使空气经由冷凝导流管流动至排气口的引导外周面。

本发明的有益效果是：本发明的轨道车辆用空气过滤器在使用时，空气由滤芯内通过进行过滤，过滤后的空气不能直接进入排气管腔内，只能在冷凝导流管引导外周面的引导下流动至冷凝导流管的进气口处，再流经冷凝导流管流动至排气口，再进入排气通道内。本发明增加了由滤料流出空气的流动行程，在较长的流动行程中，空气可以进行多次的过滤及水分的冷凝，减小了空气中的水分，提高了过滤器对水分的过滤效果。尤其是对排气管腔的周向腔壁所在的滤芯部分，上述的水分冷凝效果更加明显。

轨道车辆用空气过滤器的方案二：在方案一的基础上，冷凝导流管的引导外周面与排气管腔的内壁面沿径向间隔布置，以形成供空气流过的间隙。

轨道车辆用空气过滤器的方案三：在方案一的基础上，冷凝导流管中排气口所在的一端沿轴向突出于滤芯的外部且与壳体密封相连。

轨道车辆用空气过滤器的方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上设有沿冷凝导流管轴向延伸的螺杆及套装于螺杆上的支撑板，空气过滤器还包括旋装于螺杆上以将滤芯轴向压装于壳体和支撑板之间的螺母。

支撑板可拆套装于螺杆上，使用时，在滤芯被堵塞严重时可以及时将支撑板拆下，更换滤芯。而且，支撑板可拆套装也可以适应不同尺寸的滤芯。

轨道车辆用空气过滤器的方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述进气通道的进口和排气通道的出口位于壳体的同一侧。

进气通道的进口和排气通道的出口位于壳体的同一侧，能够方便过滤器与外部的结构（如阀门等）的安装。

轨道车辆用空气过滤器的方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，壳体内具有过滤腔，过滤腔具有与所述进气通道连通的进口，过滤腔的进口处设置有用于形成旋转气流以对空气进行一次过滤的旋风叶片，过滤腔内设有用于对流过旋风叶片的空气进行二次过滤的所述滤芯。

轨道车辆用空气过滤器的方案七：在方案六的基础上，壳体上还设有与过滤腔相连的排水口及设于排水口处的启闭阀门。

轨道车辆用空气过滤器的方案八：在方案一或方案二或方案三的基础上，空气过滤器还包括污染报警系统，污染报警系统包括两个分别设于进气通道进口和排气通道出口处的压力计，还包括在两个压力计的压差达到设定值时发出警报的报警器。

当两个压力计的压差达到设定值表明滤芯被堵塞且情况较为严重，此时需要停止过滤器的工作，更换新的滤芯。

本发明轨道车辆的技术方案是：

轨道车辆的方案一：一种轨道车辆，包括车体，车体上设有空气过滤器，空气过滤器包括壳体，所述壳体上设有进气通道和排气通道，壳体内设有与进气通道连通的滤芯，滤芯内具有沿轴向延伸的排气管腔，排气管腔内布置有冷凝导流管，所述冷凝导流管具有与排气通道密封相连的排气口，还具有沿轴向延伸至排气管腔内的进气口，所述冷凝导流管还具有用于将过滤后的气体引导至所述进气口处以使空气经由冷凝导流管流动至排气口的引导外周面。

轨道车辆的方案二：在方案一的基础上，冷凝导流管的引导外周面与排气管腔的内壁面沿径向间隔布置，以形成供空气流过的间隙。

轨道车辆的方案三：在方案一的基础上，冷凝导流管中排气口所在的一端沿轴向突出于滤芯的外部且与壳体密封相连。

轨道车辆的方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上设有沿冷凝导流管轴向延伸的螺杆及套装于螺杆上的支撑板，空气过滤器还包括旋装于螺杆上以将滤芯轴向压装于壳体和支撑板之间的螺母。

轨道车辆的方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述进气通道的进口和排气通道的出口位于壳体的同一侧。

轨道车辆的方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，壳体内具有过滤腔，过滤腔具有与所述进气通道连通的进口，过滤腔的进口处设置有用于形成旋转气流以对空气进行一次过滤的旋风叶片，过滤腔内设有用于对流过旋风叶片的空气进行二次过滤的所述滤芯。

轨道车辆的方案七：在方案六的基础上，壳体上还设有与过滤腔相连的排水口及设于排水口处的启闭阀门。

轨道车辆的方案八：在方案一或方案二或方案三的基础上，空气过滤器还包括污染报警系统，污染报警系统包括两个分别设于进气通道进口和排气通道出口处的压力计，还包括在两个压力计的压差达到设定值时发出警报的报警器。

附图说明

图1为本发明轨道车辆用空气过滤器实施例一的示意图；

图2为本发明轨道车辆用空气过滤器实施例一中冷凝导流管的示意图；

图3为本发明轨道车辆用空气过滤器实施例二中滤芯与冷凝导流管之间的装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的轨道车辆用空气过滤器的具体实施例一：

本实施例中的空气过滤器为轨道车辆用的空气过滤器，如图1和图2所示，空气过滤器包括上壳体1，上壳体1内设置有相互隔离的进气通道13和出气通道12，本实施例中，进气通道13的进口和出气通道12的出口位于上壳体的同一侧，在与阀门等结构进行对接安装时非常方便。由图1可以看出，进口位于出口的下方。进气通道13和出气通道12均包括横向段和竖向段，进气通道的横向段位于出气通道的横向段下方。进气通道的竖向段为环形通道，进气通道的竖向段和出气通道的竖向段均向下开口设置。出气通道的竖向段位于进气通道的竖向段的中间。

在上壳体1上设置有下壳体5，下壳体5具有过滤腔，下壳体5螺纹安装在进气通道13竖向段的外侧孔壁上，还包括用来密封两者之间间隙的壳体密封圈4。在进气通道13竖向段的内侧孔壁上安装有滤芯组件。滤芯组件包括安装座15，安装座15固定在上壳体1上，两者之间设置有安装座密封圈2。在上壳体1上固定有螺杆8，该螺杆8由出气通道12向下延伸，在螺杆8的下端通过螺母9向上支撑有支撑板15，支撑板15和安装座15之间设置有滤芯6，滤芯6为桶状的结构，桶壁和桶底上均设置有过滤孔，各过滤孔均与上壳体1的进气通道13相连通，滤芯6内具有排气管腔，排气管腔内布置有冷凝导流管7，其中，冷凝导流管7的上端沿轴向凸出于滤芯6，冷凝导流管7的上端与排气通道12的内壁螺纹相连，实现了冷凝导流管7与排气通道12的密封相连。同时，冷凝导流管7的外周面与滤芯6的排气管腔腔壁之间沿径向间隔布置，两者之间形成了供空气流过的间隙。冷凝导流管7的上端具有与排气通道12相连的排气口，下端伸入排气管腔内且具有进气口。

冷凝导流管7能够防止空气由桶壁上的过滤孔直接进入排气通道12内，冷凝导流管7的外周面迫使该部分气体只能由排气管腔腔壁与冷凝导流管7之间的间隙向下流动至冷凝导流管7的进气口处，再经过冷凝导流管7流动至排气口处再经过排气通道12流出，流动的过程中产生冷凝效应，在保证过滤面积及过滤速度的前提下，增强滤水效果。

在排气通道12的环形竖向段内还固定有导流板3，本实施例中，导流板3为旋风叶片，在压缩空气由旋风叶片中通过时能够产生较强的旋转，压缩空气中质量较大的杂质在离心力的作用下被甩到下壳体5的内壁上。剩余的压缩空气经过滤芯进行二次过滤。

在下壳体的底部开设有排水口，排水口上安装有启闭阀门10，排水口将压缩空气中过滤出的水分及杂质定期排出。

本实施例中，过滤器还包括报警系统11，报警系统11包括设置在进气通道进口和出气通道出口处的压力计（图中未画出），报警系统11还包括在两个压力计的差值到达设定值时进行报警的报警器。使用时，当进口和出口的压差达到设定值时发出报警，停止过滤，具有自诊断功能。因为，当进口和出口的压差较大时，滤芯被堵塞严重，压缩空气无法通过或只能部分通过，导致出口处的压力值过小，此时需要更换新的滤芯。

本发明中，压缩空气由进气通道13经过导流板3产生旋转，大颗粒的被甩至下壳体内，压缩空气被一次过滤，过滤后的空气经过滤芯6进行二次过滤，过滤后的空气经过冷凝导流管7向上进入出气通道12，完成压缩空气的过滤。

本发明空气过滤器的具体实施例二：

如图3所示，与上述实施例的不同之处主要在于，本实施例中，滤芯1的桶底没有开设过滤孔，仅在滤芯1的桶壁上开设过滤孔2，滤芯1内具有排气管腔，在排气管腔内布置有冷凝导流管3，空气经过过滤孔2后进入冷凝导流管3的下端进口，再由冷凝导流管3的上端出口排出。

冷凝导流管的外周面用来引导滤芯桶壁处的空气进入冷凝导流管的下端开口而形成引导外周面，冷凝导流管的下端开口形成了进气口，上端开口形成了排气口。

本实施例中，“上”“下”仅代表相对位置关系，当滤芯横向布置时，滤芯的轴向为左右方向。

本实施例中，冷凝导流管的引导外周面与排气管腔的内壁面之间间隔布置，在其他实施例中，两者之间可以不保留间隙，此时，滤芯内的空气在滤芯内流动至冷凝导流管的进气口处，流动的过程中也实现了多次过滤和冷凝。

本发明轨道车辆的具体实施例，轨道车辆包括车体和设置在车体上的空气过滤器，空气过滤器的结构与上述实施例的结构一致，其内容不再赘述。

本发明气体过滤单元的具体实施例，气体过滤单元包括滤芯及设于滤芯内的冷凝导流管，其结构及装配关系与上述实施例中的结构一致，其内容不再赘述。