一种低噪音空气滤清器的制作方法

本发明涉及发动机配套设备领域，特别涉及一种低噪音空气滤清器。

背景技术：

活塞式机械（内燃机、往复压缩机等）工作时，如果吸入空气中含有灰尘等杂质就将加剧零件的磨损，所以必须装有空气滤清器，作用是为这些机械设备提供清洁的空气，以防这些机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的机率。空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯是主要的过滤部分，承担着气体的过滤工作，而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构。空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。

由于空气滤清器工作时噪音偏大，现有使用的空气滤清器都是在空气滤清器的空气入口处设有消音或者降噪的结构，例如日本专利（申请号为201410087664.6）公开了一种空气滤清器，其降噪结构是：在壳体中在入口和过滤元件之间设有引导片，引导片从壳的第一壁部朝向第二壁部突出，并且与壳一体地形成，空隙形成于引导片和第二壁部之间；包含灰尘的空气通过入口从壳体的外侧流入壳体中的气室，气室是在引导片的上游的空间，入口和气室作为亥姆霍兹共振器，进而，将噪声的声压级减少为共振频率。结果，削弱了发动机的进气噪声。虽然该技术方案可以达到很好地降噪效果，但是由于空气滤清器在泵入空气时，是通过空气出口产生吸力，进而实现空气在空气滤清器内流动，因此，其忽略了噪音产生较大的是空气出口处，并且，在空气进口处设置引导片，其必然会产生较大的空气进口阻力，这不利于空气滤清器对空气的净化，而且通过利用刚性引导片共振来实现降噪，其降噪效果并不是最理想的，需要对其进行改进，以达到最佳降噪效果。另外，上述结构也不利于过滤元件上灰尘的清除，导致过滤元件使用周期过短，需要时常更换。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低噪音空气滤清器，以解决上述存在的不足。

本发明采用的技术方案如下：一种低噪音空气滤清器，包括设有空气出口的上壳体和设有空气入口的下壳体，上壳体和下壳体之间固定连接形成过滤腔，过滤腔的中部设有过滤元件，过滤元件的周边通过固定装置固定在过滤腔内，固定装置包括振动仓和弹性裙边，弹性裙边的一部分压入上壳体和下壳体之间的连接缝隙内，以固定连接固定装置，过滤腔内，过滤元件的上方设有消音板，消音板的一端固定连接在上壳体一侧的壁面上形成固定端，另一端与上壳体的另一侧的壁面留有间隙形成消音板的悬臂端，空气出口设于固定端的上方。

由于上述结构的设置，在过滤元件的上方设置消音板，即在空气出口处设置亥姆霍兹共振器，以达到消除噪音的效果，相比于在空气进口处设置亥姆霍兹共振器，由于噪音产生较大的是空气出口处，消音板处于最佳消音位置且能够很好地吸收噪音的能量，将空气滤清器内地噪音降至最低，同时，在对空气阻力方面，经过滤元件过滤后的空气其流动能量已大幅降低，空气流经消音板时由于能量总量较小，消音板对空气的阻力整体上削弱较小，进而尽可能地减小了对空气流动的阻力，同时，由于免去了在过滤元件下部设置的引导片，消除了引导片的影响，有助于保证空气滤清器的过滤净化效率，降噪效果显著；考虑到没有引导片后，过滤元件在空气流动中会发生较大的晃动，在用于固定过滤元件的固定装置上设有振动仓，振动仓在过滤元件提供的较大振动能量和滤清器外壳提供地机械振动能量下，与过滤元件发生无规律的振动，这些规律的振动传递给过滤元件后，使粘附于过滤元件上的灰尘及其杂物脱落，进而解决了灰尘清除的问题，过滤元件使用周期得到大幅延长，无需时常更换。

进一步，为了使振动仓能够更好提供规律的振动和减少传递过程中的能量损失，振动仓的一面与过滤元件固定连接，另一面与上壳体的壁面留有缝隙，且振动仓通过弹性裙边在过滤腔内弹性移动，振动仓包括一个密闭的振动腔，振动腔内设有若干个振子，振子为金属圆棒和/或金属球，振子在振动腔内自由移动，振动腔由金属箔片密封围成，振动腔的横截面为矩形和/或圆形。

由于过滤元件晃动较大而发出较大噪音，并且考虑到振动仓振动时也会发出较大噪音，在降低空气出口处的吸力噪音的同时，为了消除该部分产生的噪音，消音板的气流面设有弹性聚氨酯层，弹性聚氨酯层上设有若干个突出部，突出部的横截面为V形、梯形、圆锥形、矩形、弧形中的一种。弹性聚氨酯层由于具有良好地弹性和柔韧性，能够大量吸收声波的能量，大幅降低噪音的能级，进而达到显著地降噪效果，进一步地，当振动地空气和声波传递至突出部时，突出部发出共振，进一步大量吸收振动能和声波能，由于其具有良好地柔韧性和弹性，对空气的流动能量影响较小，自身不会发出额外噪音，具有很好地降噪作用。

为了进一步避免突出部在共振时相互撞击而发生二次噪音，突出部均布于弹性聚氨酯层上，相邻突出部之间的间距不小于突出部长度的1/2。

进一步，为了使突出部和弹性聚氨酯层具备优秀的弹性性能和柔韧性性能，并同时保证突出部和弹性聚氨酯层具有良好地结构稳定性和持久性，突出部和弹性聚氨酯层采用弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯材料由以下重量份的材料组成：TPU树脂98-101份，六甲氧基甲基三聚氰胺6-8份，气相二氧化硅11-14份，棉纤维5-7份，偶联剂1-2份，抗氧化剂0.5-1份和分散剂0.5-1份，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，弹性聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制造TPU树脂，将质量比为26%的二甲基硅油、38.5%的TPR和6%的亚麻油置于涡轮搅拌器中搅拌混合均匀，并将混合液加热至100℃，将质量比为7%的有机硅树脂加热到160℃至熔融后，加入到混合液中，保持混合液的温度在100℃，用600rad/min的搅拌速度搅拌3h，得到混合液；

步骤2、将质量比为10.8%的滑石粉、3.2%的硬脂酸锌、1.5%的三乙胺中和剂、0.5%的有机锡催化剂和4.3%的芥酸酰胺在搅拌器中搅拌混合均匀后加入步骤1的混合液中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的混合液送至密炼机中密炼8h，最后加入质量比为2.2%的硼酸让其凝固成型，然后通过双螺旋挤出机挤出造粒后得到TPU树脂，存储备用；

步骤3、将白棉纤维和TPU树脂置于50℃热风下进行充分干燥，使白棉纤维和TPU树脂的水含量在0.06wt%以下，备用；

步骤4、称取各组分，将TPU树脂，六甲氧基甲基三聚氰胺、气相二氧化硅，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和抗氧化剂置于搅拌器中，在600rad/min的搅拌速度下于90℃搅拌混合均匀，然后加入白棉纤维和分散剂用分散机分散均匀，降低混料的温度至70℃，保温3min，再将混料投至密炼机中于105℃下密炼5h；

步骤5、将步骤4密炼后得到的混料用压片机压制成型后，得到弹性聚氨酯材料。

进一步，悬臂端的端部倒圆角形成舌部，舌部与上壳体壁面形成的间隙的宽度与舌部宽度之比为0.5-2:1。

上述中，有机硅树脂的加入可使TPU树脂具有优良的耐热、耐寒等特性，使突出部和弹性聚氨酯层能够适应空气滤清器的工作环境，能够大幅提高以TPU树脂为基体的弹性聚氨酯的综合性能；六甲氧基甲基三聚氰胺配合基料气相二氧化硅，能够大幅提高弹性聚氨酯的粘接性能和粘接强度，使弹性聚氨酯具有易粘接，粘接后不易脱落的特性；棉纤维的使用不仅能够大幅提高弹性聚氨酯材料的韧性和抗撕裂性，还能使弹性聚氨酯在长期使用中保持良好的弹性，使弹性聚氨酯能够长期保持结构和尺寸的稳定性能，保证突出部在振动过程中不会发生永久形变。

进一步，为了更好地引导过滤后的空气流入空气出口处，消音板朝向空气出口的一面为斜面，相对的一面为气流面，斜面的最高点不高于空气出口的高度，且斜面的最低点不低于固定装置的高度。

进一步，斜面沿空气出口的轴向方向倾斜。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、过滤元件的上方设置消音板，即在空气出口处设置亥姆霍兹共振器，以达到消除噪音的效果，相比于在空气进口处设置亥姆霍兹共振器，由于噪音产生较大的是空气出口处，消音板处于最佳消音位置且能够很好地吸收噪音的能量，将空气滤清器内地噪音降至最低，同时，在对空气阻力方面，经过滤元件过滤后的空气其流动能量已大幅降低，空气流经消音板时由于能量总量较小，消音板对空气的阻力整体上削弱较小，进而尽可能地减小了对空气流动的阻力，同时，由于免去了在过滤元件下部设置的引导片，消除了引导片的影响，有助于保证空气滤清器的过滤净化效率，降噪效果显著；

2、考虑到没有引导片后，过滤元件在空气流动中会发生较大的晃动，在用于固定过滤元件的固定装置上设有振动仓，振动仓在过滤元件提供的较大振动能量和滤清器外壳提供地机械振动能量下，与过滤元件发生无规律的振动，这些规律的振动传递给过滤元件后，使粘附于过滤元件上的灰尘及其杂物脱落，进而解决了灰尘清除的问题，过滤元件使用周期得到大幅延长，无需时常更换。

附图说明

图1是本发明的一种低噪音空气滤清器结构示意图；

图2是图1中A部分的放大结构示意图；

图3是图1中B部分的放大结构示意图；

图4是本发明的突出部局部俯视结构示意图。

图中标记：1为上壳体，101为空气出口，2为下壳体，201为空气进口，3为过滤腔，4为过滤元件，5为固定装置，6为振动仓，601为振动腔，602为振子，7为弹性裙边，8为消音板，801为固定端，802为悬臂端，803为舌部，804为斜面，805为气流面，9为弹性聚氨酯，10为突出部。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

如图1至图4所示，一种低噪音空气滤清器，包括设有空气出口101的上壳体1和设有空气入口201的下壳体2，上壳体1和下壳体2之间固定连接形成过滤腔3，过滤腔3的中部设有过滤元件4，过滤元件4的周边通过固定装置5固定在过滤腔3内，固定装置5包括振动仓6和弹性裙边7，弹性裙边7的一部分压入上壳体1和下壳体2之间的连接缝隙内，以固定连接固定装置5，过滤腔3内，过滤元件4的上方设有消音板8，消音板8的一端固定连接在上壳体1一侧的壁面上形成固定端801，另一端与上壳体1的另一侧的壁面留有间隙形成消音板的悬臂端802，空气出口101设于固定端801的上方。

作为一种改进地实施方式，为了使振动仓6能够更好提供规律的振动和减少传递过程中的能量损失，振动仓6的一面与过滤元件4固定连接，另一面与上壳体1的壁面留有缝隙，且振动仓6通过弹性裙边7在过滤腔3内弹性移动，振动仓6包括一个密闭的振动腔601，振动腔内601设有若干个振子602，振子为602金属圆棒和/或金属球，振子602在振动腔内自由移动，振动腔601由金属箔片密封围成，振动腔601的横截面为矩形和/或圆形，如图2所示。

作为一种改进地实施方式，如图3所示，悬臂端802的端部倒圆角形成舌部803，舌部803与上壳体1壁面形成的间隙的宽度与舌部宽度之比为0.5-2:1。

作为一种改进地实施方式，为了更好地引导过滤后的空气流入空气出口101处，如图1所示，消音板8朝向空气出口101的一面为斜面804，相对的一面为气流面805，斜面804的最高点不高于空气出口101的高度，且斜面804的最低点不低于固定装置5的高度。

作为一种改进地实施方式，如图1所示，斜面804沿空气出口101的轴向方向倾斜。

作为一种改进地实施方式，由于过滤元件4晃动较大而发出较大噪音，并且考虑到振动仓6振动时也会发出较大噪音，在降低空气出口101处的吸力噪音的同时，为了消除该部分产生的噪音，消音板8的气流面设有弹性聚氨酯层9，弹性聚氨酯层9上设有若干个突出部10，突出部10的横截面为V形、梯形、圆锥形、矩形、弧形中的一种，如图3和图4所示。弹性聚氨酯层9由于具有良好地弹性和柔韧性，能够大量吸收声波的能量，大幅降低噪音的能级，进而达到显著地降噪效果，进一步地，当振动地空气和声波传递至突出部10时，突出部10发出共振，进一步大量吸收振动能和声波能，由于其具有良好地柔韧性和弹性，对空气的流动能量影响较小，自身不会发出额外噪音，具有很好地降噪作用。

作为一种改进地实施方式，为了进一步避免突出部10在共振时相互撞击而发生二次噪音，突出部10均布于弹性聚氨酯层9上，相邻突出部10之间的间距不小于突出部10长度的1/2，如图4所示。

作为一种改进地实施方式，为了使突出部10和弹性聚氨酯层9具备优秀的弹性性能和柔韧性性能，并同时保证突出部10和弹性聚氨酯层9具有良好地结构稳定性和持久性，突出部10和弹性聚氨酯层9采用弹性聚氨酯材料，为了更好地解释和实施本发明的弹性聚氨酯材料，以下为本发明的弹性聚氨酯材料具体的几个实施例，值得说明的是，以下实施例仅为解释本发明，而并非为了限制本发明。

实施例1

一种用于粘接在消音板上的弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯材料由以下重量份的材料组成：TPU树脂100份，六甲氧基甲基三聚氰胺6份，气相二氧化硅11份，棉纤维7份，偶联剂1份，抗氧化剂0.5份和分散剂1份，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，弹性聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制造TPU树脂，将质量比为26%的二甲基硅油、38.5%的TPR和6%的亚麻油置于涡轮搅拌器中搅拌混合均匀，并将混合液加热至100℃，将质量比为7%的有机硅树脂加热到160℃至熔融后，加入到混合液中，保持混合液的温度在100℃，用600rad/min的搅拌速度搅拌3h，得到混合液；

步骤2、将质量比为10.8%的滑石粉、3.2%的硬脂酸锌、1.5%的三乙胺中和剂、0.5%的有机锡催化剂和4.3%的芥酸酰胺在搅拌器中搅拌混合均匀后加入步骤1的混合液中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的混合液送至密炼机中密炼8h，最后加入质量比为2.2%的硼酸让其凝固成型，然后通过双螺旋挤出机挤出造粒后得到TPU树脂，存储备用；

步骤3、将白棉纤维和TPU树脂置于50℃热风下进行充分干燥，使白棉纤维和TPU树脂的水含量在0.06wt%以下，备用；

步骤4、称取各组分，将TPU树脂，六甲氧基甲基三聚氰胺、气相二氧化硅，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和抗氧化剂168置于搅拌器中，在600rad/min的搅拌速度下于90℃搅拌混合均匀，然后加入白棉纤维和BYK-ATU分散剂用分散机分散均匀，降低混料的温度至70℃，保温3min，再将混料投至密炼机中于105℃下密炼5h；

步骤5、将步骤4密炼后得到的混料用压片机压制成型后，得到弹性聚氨酯材料。

实施例2

一种用于粘接在消音板上的弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯材料由以下重量份的材料组成：TPU树脂98份，六甲氧基甲基三聚氰胺6份，气相二氧化硅11份，棉纤维5份，偶联剂1份，抗氧化剂0.5份和分散剂0.5份，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，弹性聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制造TPU树脂，将质量比为26%的二甲基硅油、38.5%的TPR和6%的亚麻油置于涡轮搅拌器中搅拌混合均匀，并将混合液加热至100℃，将质量比为7%的有机硅树脂加热到160℃至熔融后，加入到混合液中，保持混合液的温度在100℃，用600rad/min的搅拌速度搅拌3h，得到混合液；

步骤2、将质量比为10.8%的滑石粉、3.2%的硬脂酸锌、1.5%的三乙胺中和剂、0.5%的有机锡催化剂和4.3%的芥酸酰胺在搅拌器中搅拌混合均匀后加入步骤1的混合液中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的混合液送至密炼机中密炼8h，最后加入质量比为2.2%的硼酸让其凝固成型，然后通过双螺旋挤出机挤出造粒后得到TPU树脂，存储备用；

步骤3、将白棉纤维和TPU树脂置于50℃热风下进行充分干燥，使白棉纤维和TPU树脂的水含量在0.06wt%以下，备用；

步骤4、称取各组分，将TPU树脂，六甲氧基甲基三聚氰胺、气相二氧化硅，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和抗氧化剂168置于搅拌器中，在600rad/min的搅拌速度下于90℃搅拌混合均匀，然后加入白棉纤维和BYK-ATU分散剂用分散机分散均匀，降低混料的温度至70℃，保温3min，再将混料投至密炼机中于105℃下密炼5h；

步骤5、将步骤4密炼后得到的混料用压片机压制成型后，得到弹性聚氨酯材料。

实施例3

一种用于粘接在消音板上的弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯材料由以下重量份的材料组成：TPU树脂100份，六甲氧基甲基三聚氰胺7份，气相二氧化硅12份，棉纤维6份，偶联剂1份，抗氧化剂0.5份和分散剂1份，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，弹性聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制造TPU树脂，将质量比为26%的二甲基硅油、38.5%的TPR和6%的亚麻油置于涡轮搅拌器中搅拌混合均匀，并将混合液加热至100℃，将质量比为7%的有机硅树脂加热到160℃至熔融后，加入到混合液中，保持混合液的温度在100℃，用600rad/min的搅拌速度搅拌3h，得到混合液；

步骤2、将质量比为10.8%的滑石粉、3.2%的硬脂酸锌、1.5%的三乙胺中和剂、0.5%的有机锡催化剂和4.3%的芥酸酰胺在搅拌器中搅拌混合均匀后加入步骤1的混合液中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的混合液送至密炼机中密炼8h，最后加入质量比为2.2%的硼酸让其凝固成型，然后通过双螺旋挤出机挤出造粒后得到TPU树脂，存储备用；

步骤3、将白棉纤维和TPU树脂置于50℃热风下进行充分干燥，使白棉纤维和TPU树脂的水含量在0.06wt%以下，备用；

步骤4、称取各组分，将TPU树脂，六甲氧基甲基三聚氰胺、气相二氧化硅，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和抗氧化剂168置于搅拌器中，在600rad/min的搅拌速度下于90℃搅拌混合均匀，然后加入白棉纤维和BYK-ATU分散剂用分散机分散均匀，降低混料的温度至70℃，保温3min，再将混料投至密炼机中于105℃下密炼5h；

步骤5、将步骤4密炼后得到的混料用压片机压制成型后，得到弹性聚氨酯材料。

实施例4

一种用于粘接在消音板上的弹性聚氨酯材料，弹性聚氨酯材料由以下重量份的材料组成：TPU树脂101份，六甲氧基甲基三聚氰胺8份，气相二氧化硅14份，棉纤维7份，偶联剂2份，抗氧化剂1份和分散剂1份，棉纤维由白棉经皮辊轧棉机初加工后得到的白棉短绒纤维分散后制得，弹性聚氨酯材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1、制造TPU树脂，将质量比为26%的二甲基硅油、38.5%的TPR和6%的亚麻油置于涡轮搅拌器中搅拌混合均匀，并将混合液加热至100℃，将质量比为7%的有机硅树脂加热到160℃至熔融后，加入到混合液中，保持混合液的温度在100℃，用600rad/min的搅拌速度搅拌3h，得到混合液；

步骤2、将质量比为10.8%的滑石粉、3.2%的硬脂酸锌、1.5%的三乙胺中和剂、0.5%的有机锡催化剂和4.3%的芥酸酰胺在搅拌器中搅拌混合均匀后加入步骤1的混合液中搅拌混合均匀，然后将混合均匀后的混合液送至密炼机中密炼8h，最后加入质量比为2.2%的硼酸让其凝固成型，然后通过双螺旋挤出机挤出造粒后得到TPU树脂，存储备用；

步骤3、将白棉纤维和TPU树脂置于50℃热风下进行充分干燥，使白棉纤维和TPU树脂的水含量在0.06wt%以下，备用；

步骤4、称取各组分，将TPU树脂，六甲氧基甲基三聚氰胺、气相二氧化硅，乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和抗氧化剂168置于搅拌器中，在600rad/min的搅拌速度下于90℃搅拌混合均匀，然后加入白棉纤维和BYK-ATU分散剂用分散机分散均匀，降低混料的温度至70℃，保温3min，再将混料投至密炼机中于105℃下密炼5h；

步骤5、将步骤4密炼后得到的混料用压片机压制成型后，得到弹性聚氨酯材料。

将上述得到的弹性聚氨酯制品各取若干试样，用万能材料试验机等试验设备测试弹性聚氨酯材料的主要性能得到，弹性聚氨酯材料的抗拉强度达到10MPa，抗撕裂强度达到18KN/m，抗老化性达到6%，塑性变形率最低达到0.36%，具有优秀的综合性能。（注：抗老化性是在人工加速老化箱中老化一周后测其性能的下降百分比得到，塑性变形的测试是在1000次快速弯曲后进行测量）

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。