一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的制作方法

1.本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器。


背景技术：

2.空气滤清器是一种过滤器，又叫空气滤筒、风格、空气滤芯，广泛应用于日常生活、工业生产、交通运输、军事装备等多种领域，当进入设备的空气包含沙粒、尘埃、碎屑等杂质时，杂质会对设备造成磨损，缩短设备的使用寿命，为了防止杂质进入设备，一般在设备的供气通道安装空气滤清器，按照滤清原理，空气滤清器可分为过滤式、离心式、油浴式、复合式几种，现有常见用于空气滤清的装置往往采用旋风筒。
3.传统的旋风筒利用离心力分离气流中固体颗粒物或液滴的设备，尽管能对颗粒密度较大的砂尘起过滤作用，但对小颗粒的微尘或比重较小的颗粒，特别是植物碎片、柳絮、杨絮等最容易堵塞二级精过滤的漂浮物就无能为力了。具体而言，上述空气滤清器在空气滤清效果方面存在以下问题：
4.1、气流在高速旋转时，产生的离心力贴向旋风筒壁的同时，在旋风筒壁上产生与其对应的壁压，不同比重、体积的灰尘，在离心力和壁压的双重作用下，处在旋风筒壁不同的位置，只有像沙粒这样的杂物可以接近筒壁，从而被沉降；而其他灰尘则拒绝靠近，这样就大大降低了除尘效果，除尘效果具有随机性。
5.2、由于引射组件的引射作用有限，无法将出口附近的灰尘较为彻底地排出，容易导致出口附近出现灰尘堆积的问题，存在灰尘清洁死角，严重时容易出现出口堵塞的问题，影响空气滤清器的正常使用。
6.3、金属滤网过滤器、纤维过滤器、纸质过滤器等传统过滤方式实质上是一种被动吸附式过滤方式，这种过滤方式只会产生两种结果：一种是灰尘通过过滤器，过滤器没有发挥应有的作用；二是灰尘被吸附在过滤器上，过滤器上的气流通道逐渐被堵塞，进气量逐渐减少。这种滤清方式必须经常更换滤芯，较为耗费时间和精力，大量使用滤芯的物质成本也较高，紧急情况下没有充足的时间进行清理或更换，势必影响设备的正常运行，甚至带来严重事故。
7.4、在遇到雨水、露水等潮湿的外界环境时，水分进入精过滤装置时，滤芯表面的灰尘层遇水会变成泥，对气流通道的堵塞更加严重。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器。
9.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器，包括一组滤清单元或两组以上层层套设的滤清单元；
10.所述滤清单元包括第一滤管和套设于所述第一滤管外部的第二滤管，最内层所述滤清单元的第一滤管设为一端封闭另一端开放的中空管体，所述第一滤管的缘端轴向弯折
与所述第二滤管的一端相连以构成滤清区，所述第二滤管的另一端轴向弯折与其外部相邻一所述滤清单元的第一滤管相连以构成洁净空气区，所述第一滤管的内腔与所述洁净空气区连通，所述第一滤管的内壁和所述第二滤管的外壁设有若干导流板以构成洁净空气流道，所述导流板面向所述滤清区的进气口倾斜布置，所述进气口通入外部空气以形成主通道，所述第二滤管远离所述进气口的一端侧壁相互连通；第二滤管远离所述进气口的一侧开设有开口，所述开口设有电磁阀。
11.在本发明中，优选地，每组所述滤清单元均设有气固分离器，所述气固分离器固设于所述第一滤管的外壁以及所述第二滤管的内壁上，以使所述滤清区的外部空气受到来自所述第一滤管和所述第二滤管的静压维持平衡状态。
12.在本发明中，优选地，所述气固分离器设置为若干突起，所述突起的截面形状设置为圆弧形、三角形或者梯形。
13.在本发明中，优选地，所述导流板两侧固设有收缩管段，所述收缩管段与所述气固分离器连接处尺寸小于所述收缩管段与所述导流板连接处尺寸。
14.在本发明中，优选地，所述收缩管段的管壁截面分别与所述第一滤管的管壁截面及所述第二滤管的管壁截面所呈夹角为锐角。
15.在本发明中，优选地，所述滤清单元共轴竖直排布，内层所述滤清单元的所述第二滤管套设于同组所述滤清单元的所述第一滤管外部，且套设于其相邻外层的所述滤清单元的第一滤管的内部。
16.在本发明中，优选地，同组所述滤清单元的所述第二滤管和所述第一滤管共轴布置，所述导流板以最内层所述第一滤管的中心轴呈中心对称布置。
17.在本发明中，优选地，所述汇集口正对布置有用于将灰尘抽出的引射风机，所述滤清区的进气口开设有用于将外部空气吸入所述滤清区的鼓风机，所述洁净空气区的出气口开设有用于促进洁净空气外排的引风机。
18.在本发明中，优选地，所述引射风机、所述鼓风机以及所述引风机均设置为轴流风机。
19.在本发明中，优选地，所述导流板包括翼型引流面和加速导流面，所述加速导流面呈凹弧结构。
20.本发明具有的优点和积极效果是：
21.(1)通过在第二滤管远离进气口的一侧设置有开口，能够将出口附近的灰尘吹出排向大气，开口处设置电磁阀，通过定期控制电磁阀启闭能够根据实际需要随时及时将灰尘排出，解决了引射组件的引射作用有限，无法将出口附近的灰尘较为彻底地排出，容易在出口附近聚集大量灰尘，从而出现清洁死角，堵塞严重，影响空气滤清器的滤清效率，甚至导致滤清器无法正常使用的问题。
22.(2)通过滤清区的进气口通入外部空气以形成用于外部空气通过的主通道，导流板之间构成洁净空气流道，由于位于滤清区主通道的流速大于洁净空气流道的流速，依据伯努利原理可以得出，主通道中心位置的气流的流速快、静压小，然而主通道两侧靠近导流板处的气流的流速慢、静压大，此时位于等高线上被裹挟的灰尘颗粒物在不对等的静压作用下产生压力差，靠近导流板处的灰尘颗粒物被推向主通道的中心位置，灰尘颗粒物与进气口的洁净空气分离，洁净空气通过导流板进入到发动机的进气系统，相较于传统旋风筒
结构而言除尘效果得以提高，能够将颗粒物杂质与进气气流主动分离，不受灰尘颗粒比重、体积等固有属性的限制，性能稳定可靠。
23.(3)通过设置气固分离器能够增大第一滤管的外壁以及第二滤管的内壁与颗粒物杂质的接触面积，增大了摩擦力，经过气固分离器的颗粒物由于受到压差的影响朝向远离气固分离器的方向移动，使得颗粒物的运动轨迹集中在滤清区的中部，解决了可能有少量颗粒物可能会打到导流板上的问题，进而避免杂质向导流板聚集可能导致导流板堵塞，降低滤清效率情况的发生。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
25.图1是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的正面结构剖视图；
26.图2是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的侧面结构剖视图；
27.图3是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的滤清单元的侧面结构示意图；
28.图4是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的引风机的结构示意图；
29.图5是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的俯视图；
30.图6是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的仰视图；
31.图7是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例一的引射组件的结构示意图；
32.图8是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例二的的导流板的结构示意图；
33.图9是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例三的的气固分离器的结构示意图；
34.图10是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例四的气固分离器的结构示意图；
35.图11是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例五的气固分离器的结构示意图；
36.图12是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的实施例六的收缩管段的结构示意图；
37.图13是图1的a结构的局部放大图；
38.图14是本发明的一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器的主通道及洁净空气流道的结构示意图。
39.图中：1、滤清单元；11、第一滤管；12、第二滤管；13、滤清区；14、洁净空气区；15、导流板；151、翼型引流面；152、加速导流面；16、洁净空气流道；17、主通道；2、排尘管；21、开口；22、电磁阀；3、引射组件；喉管31、喉管；32、汇集管段；33、引射管；34、汇集口；4、积尘腔；
5、气固分离器；51、突起；6、收缩管段；7、引射风机；8、鼓风机；9、引风机。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
43.实施例一：
44.如图1至图7所示，本发明提供一种具有防灰尘堵塞风口的空气滤清器，包括一组滤清单元1或两组以上层层套设的滤清单元1；
45.滤清单元1包括第一滤管11和套设于第一滤管11外部的第二滤管12，最内层滤清单元1的第一滤管11设为一端封闭另一端开放的中空管体，第一滤管11的缘端轴向弯折与第二滤管12的一端相连以构成滤清区13，第二滤管12的另一端轴向弯折与其外部相邻一滤清单元1的第一滤管11相连以构成洁净空气区14，第一滤管11的内腔与洁净空气区14连通，第一滤管11的内壁和第二滤管12的外壁设有若干导流板15以构成洁净空气流道16，导流板15面向滤清区13的进气口倾斜布置，进气口通入外部空气以形成主通道17，每层滤清单元1的第二滤管12远离进气口的一端侧壁相互连通；第二滤管12远离进气口的一侧开设有开口21，所述开口21设有电磁阀22。工作时，操作人员首先将滤清区13进气口处设置的鼓风机8打开，鼓风机8作为滤清器的动力单元，提供从进气口指向滤清区13方向的气流，裹挟外部空气从进气口进入滤清区13，外部空气包括柳絮、砂粒、粉尘颗粒物、植物碎片等杂质，滤清区13的进气口通入外部空气以形成用于外部空气通过的主通道17，导流板15之间构成洁净空气流道16，由于位于滤清区的主通道17的流速大于洁净空气流道16的流速，洁净空气流道16产生的吸力不能克服外部空气中的灰尘颗粒物的自身惯性，因而灰尘颗粒物无法被导流板15之间构成的洁净空气流道16吸入，气固主动分离，洁净空气通过洁净空气流道16到达洁净空气区14，而灰尘颗粒物在主通道17的气流作用下沿着滤清区13通过各个滤清单元1的排尘管2排回到大气中；当密度较大的灰尘颗粒物沿主通道17接近导流板15时，由于其自身惯性作用撞击到导流板15的斜面上发生弹射，返回到主通道17汇入并随着滤清区13的气流通过排尘管2排回到大气；滤清区13中的气流在鼓风机8的推动下具有较大的动压，当高压气流冲击到导流板15的斜面上时于加速导流面82处形成高压区，依据伯努利原理可以得出，主通道17中心位置的气流的流速快、静压小，然而主通道17两侧靠近导流板15处的气
流的流速慢、静压大，此时位于等高线上被裹挟的灰尘颗粒物在不对等的静压作用下产生压力差，靠近导流板15处的灰尘颗粒物被推向主通道17的中心位置，灰尘颗粒物与进气口的洁净空气分离，洁净空气通过导流板15进入到发动机的进气系统。通过在第二滤管远离进气口的一侧设置有开口21，且配合设置有电磁阀22，使得工作人员简单地操作定期控制电磁阀22的启闭就能够根据实际需要随时及时将灰尘排出，解决了引射组件3的引射作用有限，无法将出口附近的灰尘较为彻底地排出，容易在出口附近聚集大量灰尘，从而出现清洁死角，堵塞严重，影响空气滤清器的滤清效率，甚至导致滤清器无法正常使用的问题。
46.在本实施例中，进一步地，滤清单元1的底部设有积尘腔4，积尘腔4远离进气口的一端尺寸小于所述滤清区13的尺寸。由于积尘腔4从远离进气口的方向设置成收紧结构，积尘腔4的截面积变小，需要灰尘排出的压力也变小，更加易于灰尘的顺利排出，灰尘排回大气更加彻底。
47.在本实施例中，进一步地，每组滤清单元1均设有气固分离器5，气固分离器5固设于第一滤管11的外壁以及第二滤管12的内壁上，以使滤清区13的外部空气受到来自第一滤管11和第二滤管12的静压维持平衡状态。通过设置气固分离器5能够增大第一滤管11的外壁以及第二滤管12的内壁与颗粒物杂质的接触面积，增大了摩擦力，经过气固分离器5的颗粒物由于受到压差的影响朝向远离气固分离器5的方向移动，使得颗粒物的运动轨迹集中在滤清区13的中部，解决了可能有少量颗粒物可能会打到导流板15上的问题。
48.在本实施例中，进一步地，滤清单元1共轴竖直排布，内层滤清单元1的第二滤管12套设于同组滤清单元1的第一滤管11外部，且套设于其相邻外层的滤清单元1的第一滤管11的内部。通过将滤清单元1共轴竖直排布，使得颗粒物杂质依靠自重下落，相较于水平放置的滤清器而言沉降效果较好，且将若干组滤清单元1共轴布置能够有效节省滤清空间，结构布局合理、空间密集提高滤清效果。
49.在本实施例中，进一步地，同组滤清单元的第二滤管12和第一滤管11共轴布置，导流板15以最内层第一滤管11的中心轴呈中心对称布置，便于洁净空气顺利到达洁净空气区14。
50.在本实施例中，进一步地，汇集口34正对布置有用于将灰尘抽出的引射风机7，滤清区13的进气口设有用于将外部空气吸入滤清区13的鼓风机8，洁净空气区14的出气口开设有用于促进洁净空气外排的引风机9，鼓风机8提供的风速大于引风机9提供的风速，如图13所示，引射风机7、鼓风机8以及引风机9均设置为轴流风机或具有相同为滤清单元1提供轴向风力的风机，具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，选型过程采用本领域现有技术，故此处不再赘述。
51.实施例二：
52.本实施例相较于实施例一不同之处在于导流板15包括翼型引流面151和加速导流面152，具体结构如图8所示，其中，翼型引流面151与主通道17气流呈小角度，给予气流一定的迎面阻力，使其运行速度适当加快，压力减小；但考虑鼓风机8主动吸风的影响，角度可以适当加大；但原则是进气时主通道17气流与翼型引流面151不会出现分离，最大限度地将气流引入洁净空气流道16。加速导流面152与相邻导流板15几何位置间的相互配合形成洁净空气区14；通过其角度、形状与加速导流面152关系的调整，达到调整外界气流流速与进入主通风道气流流速比例关系的目的；同时调整进气口气流进入主通道17的角度，从而分配
主通道17方向气流与进气口方向气流的比例关系。加速导流面152设置为呈凸弧结构，这是因为风经由凹弧结构的加速导流面152局部会产生涡流，阻断且改变风的流向，不利于加速导流面152对洁净空气的导流作用，采用凸弧结构的加速导流面152能够削减凹弧结构所带来的涡流影响，改善加速导流面152部分的导流效果，从而促进洁净空气与灰尘颗粒物的分离。
53.实施例三：
54.本实施例中气固分离器5设置为若干突起51，将突起51的截面形状设置为圆弧形，具体结构如图9所示，圆弧形的突起51能够增大滤管的内壁与颗粒物杂质的接触面积，从而增大了二者的摩擦力，经过气固分离器5的颗粒物由于受到压差，其运动轨迹背离气固分离器5的方向移动，从而靠近并集中在滤清区13的中部，解决了可能有少量颗粒物可能会打到导流板15上的问题，进而避免杂质向导流板15聚集可能导致导流板15堵塞，降低滤清效率情况的发生。
55.实施例四：
56.本实施例相较于实施例三的不同之处在于，突起51的截面形状设置为三角形，具体结构如图10所示，三角形的突起51在结构设计上空间排布更加紧凑，增大滤管的内壁与颗粒物杂质的接触面积，从而增大了二者的摩擦力，经过气固分离器5的颗粒物由于受到压差，其运动轨迹背离气固分离器5的方向移动，从而靠近并集中在滤清区13的中部，且结构布局合理。
57.实施例五：
58.本实施例相较于实施例四的不同之处在于，突起51的截面形状设置为梯形，具体结构如图11所示，以确保了滤管的内壁与颗粒物杂质的接触面积增大，从而提高了摩擦力的基础上也避免了对三角形突起51对主通道17的干扰，经过气固分离器5的颗粒物由于受到压差，其运动轨迹背离气固分离器5的方向移动，从而靠近并集中在滤清区13的中部，便于混合物顺利通过滤清区13。
59.实施例六：
60.为增强灰尘和空气的分离，在本实施例中，进一步地，导流板15两侧固设有收缩管段6，具体结构如图12所示，收缩管段6与气固分离器5连接处尺寸小于收缩管段6与导流板15连接处尺寸，收缩管段6的管壁截面分别与第一滤管11的管壁截面及第二滤管12的管壁截面所呈夹角为锐角，通过设置收缩管段6能够避免气流产生漩涡，洁净空气顺沿着收缩管段6的内壁到达导流板15的洁净空气流道16，使得洁净空气气流与沿收缩管段6顺利通过洁净空气区14进而实现与灰尘分离，使得灰尘远离导流板15从而便于灰尘颗粒物的顺利排出。
61.本发明的工作原理和工作过程如下：工作时，操作人员首先将滤清区13进气口处设置的鼓风机8打开，鼓风机8作为滤清器的动力单元，提供从进气口指向滤清区13方向的气流，裹挟外部空气从进气口进入滤清区13，外部空气包括柳絮、砂粒、粉尘颗粒物、植物碎片等杂质，滤清区13的进气口通入外部空气以形成用于外部空气通过的主通道17，导流板15之间构成洁净空气流道16，由于位于滤清区13主通道17的流速大于洁净空气流道16的流速，洁净空气流道16产生的吸力不能克服外部空气中的灰尘颗粒物的自身惯性，因而灰尘颗粒物无法被导流板15之间构成的洁净空气流道16吸入，具体如图14所示，气固主动分离，
洁净空气通过洁净空气流道16到达洁净空气区14，而灰尘颗粒物在主通道17的气流作用下沿着滤清区13通过排尘管2排回到大气中；当密度较大的灰尘颗粒物沿主通道17接近导流板15时，由于其自身惯性作用撞击到导流板15的斜面上发生弹射，返回到主通道17汇入并随着滤清区13的气流通过排尘管2排回到大气；滤清区13中的气流在鼓风机8的推动下具有较大的动压，当高压气流冲击到导流板15的斜面上时于加速导流面82处形成高压区，依据伯努利原理可以得出，主通道17中心位置的气流的流速快、静压小，然而主通道17主通道17两侧靠近导流板15处的气流的流速慢、静压大，此时位于等高线上被裹挟的灰尘颗粒物在不对等的静压作用下产生压力差，靠近导流板15处的灰尘颗粒物被推向主通道17的中心位置，灰尘颗粒物与进气口的洁净空气分离，洁净空气通过导流板15进入到发动机的进气系统，相较于传统旋风筒结构而言除尘效果得以提高。
62.排尘管2连通有用于导引灰尘排出的引射组件3，引射组件3包括喉管31、汇集管段32和引射管33，喉管31的一端连通有发动机排气管，喉管31的另一端和汇集管段32的一端连通，汇集管段32的另一端开设有汇集口34，汇集口34的径向尺寸小于喉管31和汇集管段32连接处的径向尺寸，引射管33穿设喉管31用以将灰尘吸入汇集口34。由于喉管31的一端连通有发动机排气管，排气管将发动机排出的尾气通过引射管33引入至喉管31，汇集管段32的收紧结构使得喉管31和汇集管段32的连接处形成负压区，将排尘管2的灰尘通过汇集管段32排至汇集口34，通过设置引射组件3便于灰尘顺利排回大气，解决了灰尘聚集在出口附近长时间工作容易发生堵塞的问题，且有效利用了排气管尾气排放产生的能源，在一定程度上节约了能源。
63.虽然引射组件3能够携带大量灰尘排出，但引射组件3的引射作用毕竟是有限的，无法保证将出口附近的灰尘较为彻底地排出，因而容易在出口附近聚集大量灰尘，出现清洁死角，严重时容易发生堵塞，影响空气滤清器的滤清效率，甚至导致滤清器无法正常使用。为此，基于上述问题对空气滤清器的结构进行改进，在第二滤管12远离进气口的一侧开设有开口21，开口21设有电磁阀22。通过设置开口21能够将出口附近的灰尘吹出排向大气，开口21处设置电磁阀22，通过定期控制电磁阀22启闭能够根据实际需要随时及时将灰尘排出，进而解决出口附近出现清扫死角的问题。传统的旋风筒利用离心力分离气流中固体颗粒物或液滴的设备，尽管能对颗粒密度较大的砂尘起过滤作用，但对小颗粒的微尘或比重较小的颗粒，特别是植物碎片、柳絮、杨絮等最容易堵塞二级精过滤的漂浮物就无能为力了，这是由于气流高速旋转时，颗粒产生的离心力贴向旋风管壁的同时，在旋风管壁上产生与其对应的壁压，不同比重、体积的灰尘，在离心力和壁压的双向压力作用下，处在距旋风管壁不同距离的位置，只有向沙粒这样的杂物可以接近管壁被沉降；而其它灰尘拒绝靠近，被吸入二级精过滤装置，这样就大大降低了除尘效果，这种除尘装置具有随机性。此外，诸如柳絮等轻质杂质容易堆积在出口附近，灰尘从出口推出需要较大推力。为此，本发明通过设置滤清单元1能够将颗粒物杂质与进气气流主动分离，取代了原有旋风筒被动吸附除尘的结构，除尘效率高，不受灰尘颗粒比重、体积的固有属性的影响，均能顺利排回到大气，装置的结构简单、性能稳定可靠，经久耐用。
64.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。