一种预滤器的制作方法

本发明涉及机动车零部件技术领域，尤其涉及一种预滤器。

背景技术：

随着汽车排放法规的日趋严格，内燃机尾气处理系统更加复杂和庞大，使发动机舱内留给其他部件的安装空间越来越小。另外，目前对空气滤清器保养里程的规划越来越长，6万公里和10万公里空气滤清器成为新规划的主流。除开空气滤清器本身的设计要求，对进入空滤的空气进行初步过滤洁净，提升预滤器的粗滤效率能有效提升空气滤清器的使用寿命，提升滤芯保养里程。

现有设计中，常规预滤器的粗滤效率在80％左右，效率较低；反向旋流管式预滤器粗滤效率最高，但其体积大，难以适用现有安装空间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种预滤器，减小体积，提高粗滤效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种预滤器，包括依次设置的：

第一进气端盖，包括第一腔体和设置在第一腔体内的若干第一旋流管；

第二进气端盖，包括第二腔体和设置在第二腔体内的若干第二旋流管，第一腔体和第二腔体形成第一排尘腔，第一旋流管的出口和第二旋流管的进口之间形成第一排尘口，第一排尘口设置在第一排尘腔内；

出气端盖，包括第三腔体和设置在第三腔体内的若干出流管，第二旋流管的出口和出流管的进口之间形成第二排尘口，第三腔体和第二进气端盖的端面形成第二排尘腔，第二排尘口设置在第二排尘腔内；

预滤器还包括若干旋流片，旋流片仅设置在第一旋流管内，且旋流片与第一旋流管一一对应设置，第二旋流管、第一旋流管和出流管一一对应并连通；且预滤器还包括分别设置在第一排尘口和第二排尘口上的第一挡灰片和第二挡灰片。

可选地，第一旋流管的出口口径大于第二旋流管的进口口径，第二旋流管的出口口径大于出流管的进口口径。

可选地，旋流片将第一旋流管的内壁分隔为第一入流部和第一旋流部；

第二旋流管包括第二入流部和与第二入流部连通的第二旋流部，且第二旋流部设置在第一旋流部内；

出流管包括入流口部和与入流口部连通的出流口部，入流口部设置在第二旋流部内。

可选地，入流口部为圆筒，出流口部为锥形筒，入流口部与出流口部连接，且出流口部靠近入流口部的内径小于远离入流口部的内径；

第二入流部和第二旋流部均为圆筒，第二入流部和第二旋流部通过连接部连接，连接部为锥形筒。

可选地，预滤器还包括：

第一挡灰片，与第一旋流管和第二旋流管中的一个相连接，且与另一个间隔设置；

第二挡灰片，与第二旋流管和出流管中的一个相连接，且与另一个间隔设置。

可选地，第一挡灰片与第一旋流管的间隔距离或与第二旋流管的间隔距离为l，以及第二挡灰片与第二旋流管的间隔距离或与出流管的间隔距离为l，其中，1mm≤l≤3mm。

可选地，第一挡灰片和第二挡灰片均包括套筒部、设置在套筒部外周的挡片部，以及开设在挡片部上的开口部。

可选地，第二进气端盖还包括与第二腔体连通的第一排放口，第一排放口包括1-3个第一分口；

出气端盖还包括与第三腔体连通的第二排放口，第二排放口包括1-3个第二分口。

可选地，旋流片包括支撑架和与支撑架连接的叶片，叶片数量为2-8个；

且叶片的倾斜角度与支撑架的周向夹角为β，其中，30°≤β≤75°。

可选地，第一进气端盖和第二进气端盖密封连接，第二进气端盖和出气端盖密封连接。

本发明的有益效果：

本发明提供的预滤器，发动机工作时，预滤器内部形成负压吸气，空气通过第一进气端盖进行第一级粗滤，具体地，空气在旋流片的引导作用下，在第一旋流管内高速旋转，利用离心力原理，颗粒较大的杂质灰尘通过会通过第一排尘口排出到第一排尘腔内；第一级过滤后的干净空气进入第二进气端盖进行第二级粗滤，在第二旋流管内继续高速旋转，同样利用离心力原理，再次将颗粒较大的杂质灰尘通过第二排灰口排出到第二排尘腔内；最后将第二级过滤后的干净空气通过出气端盖排出，进入下游的空气过滤器；经过两次过滤，提高了空气过滤效率和空气质量。同理，可选地，根据指标要求也可以在第一进气端盖和出气端盖之间设置多个第二进气端盖，以进一步提高过滤效率，但会相应增加预滤器的体积。

通过在第一旋流管内设置旋流片，含杂质的空气通过旋流片加速，在第一旋流管内经离心力作用，灰尘颗粒在离心力作用下旋转至壁面后排出，提高了过滤效率；第二旋流管内不设置旋流片，利用惯性原理，经第一旋流管过滤后的空气进入第二旋流管继续旋转，实现再次过滤除尘；而第二旋流管内不设置旋流片，可减小进气阻力和制造成本。

第一挡灰片和第二挡灰片的设置，保障灰尘顺利排出，但同时避免已经排出的灰尘倒吸，进而提高了过滤效率；第一排尘腔和第二排尘腔的设置，可便于收集及导出过滤后的灰尘，以减少灰尘倒吸提高粗滤效率；同时第一排尘腔和第二排尘腔分隔设置，分别将两级过滤出的灰尘分别排出，避免两级同时过滤出灰尘，使产生的灰尘量过大而导致的灰尘倒吸；第一腔体、第二腔体和第三腔体设置在第一进气端盖、第二进气端盖和出气端盖上，并形成了第一排尘腔和第二排尘腔，结构简单紧凑，减小了预滤器的整体体积；同时第一旋流管、第二旋流管和出流管分别设置在第一腔体、第二腔体和第三腔体内，避免了外部气流的干扰，降低了流阻，从而提高了过滤效率。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的预滤器的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的预滤器的剖面图；

图3是图2的a处放大图；

图4是本发明的具体实施方式提供的第一挡灰片或第二挡灰片的结构示意图；

图5是本发明的具体实施方式提供的第一挡灰片的安装示意图；

图6是本发明的具体实施方式提供的第一进气端盖的结构示意图；

图7是本发明的具体实施方式提供的一种第二进气端盖的结构示意图；

图8是本发明的具体实施方式提供的另一种第二进气端盖的结构示意图；

图9是本发明的具体实施方式提供的出气端盖的一个视角的结构示意图；

图10是本发明的具体实施方式提供的出气端盖的另一个视角的结构示意图；

图11是本发明的具体实施方式提供的旋流片的结构示意图。

图中：

1-第一进气端盖；11-第一腔体；12-第一旋流管；121-第一入流部；122-第一旋流部；

2-第二进气端盖；21-第二腔体；22-第二旋流管；221-第二入流部；222-第二旋流部；223-连接部；23-第一排放口；231-第一分口；24-第一锥形腔；

3-出气端盖；31-第三腔体；32-出流管；321-入流口部；322-出流口部；33-第二排放口；34-第二锥形腔；35-限位凸筋；

4-旋流片；41-叶片；42-支撑架；

51-第一挡灰片；52-第二挡灰片；511-套筒部；512-挡片部；513-开口部；

61-第一密封圈；62-第二密封圈。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种预滤器，如图1所示，其包括依次设置的第一进气端盖1、第二进气端盖2和出气端盖3。具体地，如图2所示，第一进气端盖1包括第一腔体11和设置在第一腔体11内的若干第一旋流管12；第二进气端盖2包括第二腔体21和设置在第二腔体21内的若干第二旋流管22，第一腔体11和第二腔体21形成第一排尘腔，第一旋流管12的出口和第二旋流管22的进口之间形成第一排尘口，第一排尘口设置在第一排尘腔内；出气端盖3包括第三腔体31和设置在第三腔体31内的若干出流管32，第二旋流管22的出口和出流管32的进口之间形成第二排尘口，第三腔体31和第二进气端盖2的端面形成第二排尘腔，第二排尘口设置在第二排尘腔内；预滤器还包括若干旋流片4，旋流片4仅设置在第一旋流管12内，且旋流片4与第一旋流管12一一对应设置，第二旋流管22、第一旋流管12和出流管32一一对应并连通；且预滤器还包括分别设置在第一排尘口和第二排尘口上的第一挡灰片51和第二挡灰片52。

预滤器的工作原理为：发动机工作时，预滤器内部形成负压吸气，空气通过第一进气端盖1进行第一级粗滤，具体地，空气在旋流片4的引导作用下，在第一旋流管12内高速旋转，利用离心力原理，颗粒较大的杂质灰尘通过会通过第一排尘口排出到第一排尘腔内；第一级过滤后的干净空气进入第二进气端盖2进行第二级粗滤，在第二旋流管22内继续高速旋转，同样利用离心力原理，再次将颗粒较大的杂质灰尘通过第二排灰口排出到第二排尘腔内；最后将第二级过滤后的干净空气通过出气端盖3排出，进入下游的空气过滤器；经过两次过滤，提高了空气过滤效率和空气质量。同理，可选地，根据指标要求也可以在第一进气端盖1和出气端盖3之间设置多个第二进气端盖2，以进一步提高过滤效率，但会相应增加预滤器的体积。

通过在第一旋流管12内设置旋流片4，含杂质的空气通过旋流片加速，在第一旋流管12内经离心力作用，灰尘颗粒在离心力作用下旋转至壁面后排出，提高了过滤效率；第二旋流管22内不设置旋流片4，利用惯性原理，经第一旋流管12过滤后的空气进入第二旋流管22继续旋转，实现再次过滤除尘；而第二旋流管12内不设置旋流片4，可减小空气阻力和制造成本。

第一挡灰片51和第二挡灰片52的设置，保障灰尘顺利排出，但同时避免已经排出的灰尘倒吸，进而提高了过滤效率；第一排尘腔和第二排尘腔的设置，可便于收集及导出过滤后的灰尘，以减少灰尘倒吸，提高粗滤效率，一般地，第一排尘腔和第二排尘腔与排尘袋连接，通过排尘袋排出灰尘；同时第一排尘腔和第二排尘腔分隔设置，分别将两级过滤出的灰尘分别排出，避免两级同时过滤出灰尘，使产生的灰尘量过大而导致的灰尘倒吸；第一腔体11、第二腔体21和第三腔体31设置在第一进气端盖1、第二进气端盖2和出气端盖3上，并形成了第一排尘腔和第二排尘腔，结构简单紧凑，减小了预滤器的整体体积；同时第一旋流管12、第二旋流管22和出流管32分别设置在第一腔体11、第二腔体21和第三腔体31内，避免了外部气流的干扰，降低了流阻，从而提高了过滤效率。

可选地，第一旋流管12、第二旋流管22和出流管32的数量相同，且数量的选择根据发动机进气流量要求设定，不再赘述。

可选地，第二进气端盖2的外边沿分别与第一进气端盖1和出气端盖3的外边沿相连接，结构简单；可选地，可通过紧固件连接，便于拆卸。

可选地，参照图2，第一进气端盖1和第二进气端盖2密封连接，第二进气端盖2和出气端盖3密封连接，避免外部气流通过连接处进入到第一排尘腔和第二排尘腔内，进而避免影响第一旋流管12、第二旋流管22和出流管32内的作用力，降低了流阻，从而提高了过滤效率。具体地，第一进气端盖1和第二进气端盖2通过第一密封圈61进行密封，第二进气端盖2和出气端盖3通过第二密封圈62进行密封，安装方便且连接可靠。

如果第二旋流管22的进口口径较大，则增大了灰尘进入到第二旋流管22内的概率，过滤效率低；为此，如图2所示，可选地，第一旋流管12的出口口径大于第二旋流管22的进口口径，从而使第一旋流管12的出口与第二旋流管22的入口之间形成第一排尘口，过滤后的干净空气进入第二旋流管22，灰尘通过第一排尘口进行排放，优化了气流通道，提高了过滤效率。同理，第二旋流管22的出口口径大于出流管32的进口口径，优化了气流通道，提高了过滤效率。

进一步可选地，旋流片4将第一旋流管12的内壁分隔为第一入流部121和第一旋流部122；第二旋流管22包括第二入流部221和与第二入流部221连通的第二旋流部222，且第二旋流部222设置在第一旋流部122内；由于离心力的作用，大颗粒的灰尘在靠近第一旋流部122的内壁面运动，第二入流部221设置在第一旋流部122内部时，灰尘不会进入到第二旋流管22内，因此不会影响过滤效率；而第二入流部221设置在第一旋流部122内部时，能避免干净的空气流失，提高了干净空气进入第二旋流管22的效率，进而提高了过滤效率；由于惯性作用，过滤后的干净空气在第二旋流部222内继续做离心运动。同理，出流管32包括入流口部321和与入流口部321连通的出流口部322，入流口部321设置在第二旋流部222内，进一步提高了过滤效率。

为增大第二旋流管22的旋流面积，提高过滤效率，可相应地增加第二旋流部222的内径，由于第二入流部221的外径小于第一旋流部122的内径，如图2、图6-图10所示，优选地，第二入流部221和第二旋流部222均为圆筒，且第二旋流部222与第一旋流部122的内径和外径分别相同；第二入流部221和第二旋流部222通过连接部223连接，连接部223为锥形筒；既可充分利用第二腔体21内的空间，也不至于增大预滤器的体积；同时，第二入流部221和第二旋流部222通过锥形筒进行过渡，有效降低进气阻力，降低流阻，提高了过滤效率。

同理，入流口部321为圆筒，出流口部322为锥形筒，入流口部321与出流口部322连接，且出流口部322靠近入流口部321的内径小于远离入流口部321的内径，便于过滤后的干净空气通过第二旋流部222进入入流口部321，同时出流口部322为锥形筒，增大了空气排放空间，提高了过滤后的空气向外排放效率。

本实施例中，过滤空气的气流通道为：第一入流部121、旋流片4、第一旋流部122、第二入流部221、第二旋流部222、入流口部321和出流口部322，由于第一旋流管12、第二旋流管22和出流管32的结构设计及安装关系，降低了气流流阻，提高了过滤效率，使结构紧凑，减小了体积。

为使第一挡灰片51和第二挡灰片52既能实现灰尘排出，又能避免灰尘倒吸，其可通过下列结构实现。

本实施例中，第一挡灰片51与第一旋流管12和第二旋流管22中的一个相连接，且与另一个间隔设置；第二挡灰片52与第二旋流管22和出流管32中的一个相连接，且与另一个间隔设置；通过第一挡灰片51来减小第一排灰口的尺寸，使灰尘在离心力的作用下能通过第一旋流管12和第二旋流管22的预留间隙排出，但第一排尘腔内没有相应的作用力，使灰尘难以通过第一挡灰片51倒吸；同理，通过第二挡灰片52来减小第二排灰口的尺寸，使灰尘在离心力的作用下能通过第二旋流管22和出流管32的预留间隙排出，但第二排尘腔内没有相应的作用力，使灰尘难以通过第二挡灰片52倒吸，从而提高了过滤效率。

具体地，如图2和图3所示，第一挡灰片51包括套筒和设置在套筒上的挡片，套筒套设在第二旋流管22上，且挡片的端面与第一旋流管12的出口端面间隔设置，使灰尘通过挡片的端面和第一旋流管12的出口端面之间的间隙排出，结构简单，安装方便；可选地，第一挡灰片51与第二旋流管22可以是一体结构也可以是分体结构，当为分体结构时，二者可通过焊接连接，也可以通过紧固件连接。

可选地，第一挡灰片51包括套筒和设置在套筒上的挡片，挡片连接在第一旋流管12上，套筒套设在第二旋流管22上，且套筒和第二旋流管22之间设置有间隙，灰尘通过间隙排出；可选地，第一挡灰片51可以是一体结构也可以是分体结构；可选地，第一挡灰片51与第一旋流管12可以是一体结构也可以是分体结构，当为分体结构时，二者可通过焊接连接，也可以通过紧固件连接。

同理，第二挡灰片52与第一挡灰片51结构相同，其安装方式也相同，在此不再赘述。第一挡灰片51和第二挡灰片52的具体尺寸根据相应的安装结构进行选取，不再赘述。

所述第一挡灰片(51)与所述第一旋流管(12)连接时，则第一挡灰片(51)与所述第二旋流管(22)的间隔距离为l；或者所述第一挡灰片(51)与所述第二旋流管(22)连接时，则第一挡灰片(51)与所述第一旋流管(12)的间隔距离为l。所述第二挡灰片(52)与所述第二旋流管(22)连接时，所述第二挡灰片(52)与所述出流管(32)的间隔距离为l；所述第二挡灰片(52)与出流管(32)连接时，所述第二挡灰片(52)与第二旋流管(22)的间隔距离为l。上述间隔距离均为l，其中，1mm≤l≤3mm，避免间隔距离过大出现倒吸，也避免间隔距离过小降低灰尘排出效率；上述结构可组合配置，且不同结构的间隔距离可以相同也可以不同，只要在数值范围内即可。

优选地，第一挡灰片51与第一旋流管12的出口的间隔设置，其间隔距离可以是2mm，以及第二挡灰片52与第二旋流管22的出口的间隔设置，其间隔距离可以是1.5mm、2mm或2.5mm，结构简单，便于安装。

其他实施例中，第一挡灰片51和第二挡灰片52结构相同，均包括套筒部511、设置在套筒部511外周的挡片部512，以及开设在挡片部512上的开口部513。具体地，如图4和图5所示，第一挡灰片51的套筒部511套设连接在第二旋流管22上，挡片部512封堵第一排灰口，使第一级过滤出的灰尘通过开口部513排出，同时又避免灰尘通过开口部513倒吸，从而提高了灰尘过滤效率。同理，第二挡灰片52的套筒部511套设连接在出流管32上，挡片部512封堵第二排灰口，使第二级过滤出的灰尘通过开口部513排出，同时又避免灰尘通过开口部513倒吸；第一挡灰片51和第二挡灰片52的结构简单，可分别通过焊接连接在第二旋流管22上和出流管32上，安装方便可靠。第一挡灰片51和第二挡灰片52的具体尺寸根据相应的安装结构进行选取，不再赘述。

如图6-图10所示，第二进气端盖2还包括与第二腔体21连通的第一排放口23，使第一排尘口排出的灰尘通过第一排放口23进行排放，具体地，第一排放口23与第二腔体21通过第一锥形腔24连通，便于第一级过滤出的灰尘通过第一锥形腔24的锥形面向第一排放口23导出；同理，出气端盖3还包括与第三腔体31连通的第二排放口33，第二排放口33与第三腔体31通过第二锥形腔34连通，便于第二级过滤出的灰尘通过第二锥形腔34的锥形面向第二排放口33导出；进一步可选地，第一锥形腔24和第二锥形腔34的锥角均为α，其中，30°≤α≤80°，此时有利于杂质顺利排出；优选地，α＝45°。

由于预滤器的粗滤效率高，排尘量大，优化第一排放口23和第二排放口33的设计，避免积灰。可选地，第一排放口23包括1-3个第一分口231，以提高排尘量，避免积灰；如图8所示，可选地，第一排放口23包括均匀开设的三个第一分口231；可选地，三个第一分口231可分别设置在第一锥形腔24的两侧壁和底部。同理，第二排放口33也可以包括均匀开设的1-3个第二分口，其布置方式和结构形式可与第一排放口23相同，不再赘述；或者如图7、图9和图10所示，可选地，当第一排放口23或第二排放口33的数量为1个时，第一排放口23和第二排放口33可以是长条形孔或圆形孔等形状的孔，在此不做限定，以增大排放口径，提高排尘量；可选地，第一分口231和第二分口可以是长条形孔或圆形孔。

本实施例中，排灰通道为：第一级排灰的通道依次为：第一旋流管12、第一挡灰片51的间隙设置或开口部513、第一排尘腔和第一排放口23；第二级排灰的通道依次为：第二旋流管22、第二挡灰片52的间隙设置或开口部513、第二排尘腔和第二排放口33；通过第一挡灰片51和第二挡灰片52的设置，防止灰尘倒吸，提高了排尘效率，进而提高了过滤效率。

参照图10，出气端盖3上设置有限位凸筋35，预滤器通过限位凸筋35安装在空气过滤器上，并实现预滤器在空气过滤器上的限位。

旋流片4可以提高在第一旋流管12内的风量，加快空气流转速度，如图11所示，旋流片4包括支撑架42和与支撑架连接的叶片41，叶片41数量为2-8个，叶片41数量越多，旋流速度越大，叶片41数量越少，气流量越大；且叶片41的倾斜角度与支撑架42的周向夹角为β，其中，30°≤β≤75°，角度越小，气流量越大，角度越大，则旋流速度越大；优选地，β为45°；为避免预滤器的体积过大，第一旋流管12的内径一定，相应地，旋流片4的具体结构可综合旋流效果和结构体积进行选择叶片41数量和叶片41的倾斜角度。具体地，叶片41为曲面形状，提高了吸风量；具体地，旋流片4与第一旋流管12可以是一体结构也可以是分体结构，当旋流片4与第一旋流管12是分体结构时，旋流片4通过叶片41的外边缘与第一旋流管12的内壁过盈配合并安装在第一旋流管12内。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。