惯性分离预净化器制造技术

一种惯性分离器(172)包括连接至y型接合部(179)的入口部分，y型接合部(179)具有从该入口部分流体延伸的第一导管(180)以及从该入口部分流体延伸的第二导管(182)。分离器壁(184)在第一导管与第二导管之间并沿第一导管及第二导管的至少一部分设置。分离器壁(184)在到第一导管(180)的入口与到第二导管(182)的入口之间具有延伸至y型接合部(179)中的尖端(185)。在分离器壁(184)的主纵向尺寸与入口部分中心线之间形成有锐角(α)，并且在从入口开口(170)朝第一及第二出口的气流方向上在y型接合部(179)的上游邻近大致笔直的入口部分的第二端部形成有斜坡(186)。在操作期间，进入入口部分的碎片从气流分离出并通过第二导管(182)排出，而空气通过第一导管(180)排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】惯性分离预净化器
本专利专利技术总体上涉及材料分离器，且更具体地涉及用于在发动机上使用的空气净化器。
技术介绍
内燃机被供应有用于在发动机内燃烧的空气及燃料的混合物，其产生机械功率。为了使由该燃烧过程产生的功率最大化，发动机常常配备有涡轮增压进气系统。为了防止从环境中摄取的碎片(诸如灰尘及其他碎片)对内部发动机部件造成可能的污染及损害，发动机通常使用过滤器来将灰尘及其他碎片与进入的发动机空气分离。对于大排量发动机以及对于在恶劣环境中操作的车辆上的发动机应用，还可在空气过滤器的上游使用预分离器来将较大的碎片颗粒从空气中移除，以便延长过滤器的使用期限并增加其中安装该发动机的机器的维修间隔时间。以前提出的预分离器典型地为离心式。在这种装置中，进入的空气穿过大致圆柱形壳体内的螺旋特征或管，使得随进入的空气悬浮或载送至壳体中的颗粒经受离心力并因此被迫与空气分离。如此分离的颗粒通常被收集在壳体的底部处并被移除。尽管离心式预分离器在从进入的空气中移除较大的碎片颗粒中是至少部分地有效的，但是它们并不适合于所有类型的操作环境。例如，在垃圾填埋场、森林以及其中可存在大碎片(诸如存在树叶、小枝、碎纸、织物纤维等)的其他区域中操作的机器可易于使它们的预分离器由于大碎片而被堵塞。预分离器堵塞，即使当并非很严重时，也可增加发动机的进入的空气压降，这可降低泵送效率并增加发动机燃料消耗。另外，严重的堵塞状况可致使发动机不可操作并需要维护。离心式预分离器尤其易于由于大于用于产生离心力的空气旋涡管的直径的碎片而产生堵塞。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术描述了一种用于与发动机的空气净化器一起使用的惯性分离器。该惯性分离器包括大致笔直的入口部分，该入口部分在一端具有入口开口以及入口部分中心线。Y型接合部流体连接在大致笔直的入口部分的第二端部处，第一导管在Y型接合部处流体连接至大致笔直的入口部分并具有第一出口，并且第二导管在Y型接合部处流体连接至大致笔直的入口部分并具有第二出口。分离器壁在第一导管与第二导管之间并沿第一导管及第二导管的至少一部分设置。分离器壁在到第一导管的入口与到第二导管的入口之间具有延伸至Y型接合部中的尖端。在分离器壁的主纵向尺寸与入口部分中心线之间形成有锐角，并且在从入口开口朝第一及第二出口的气流方向上在Y型接合部的上游邻近大致笔直的入口部分的第二端部形成有斜坡。在另一方面，本专利技术描述了一种用于内燃机的空气净化器。该空气净化器包括形成第一腔室及第二腔室的壳体，第一腔室与第二腔室在物理上是分离的。空气过滤器设置在第一腔室内，并且出口管延伸通过壳体且与空气过滤器相关联，使得来自第一腔室的空气通过空气过滤器进入出口管。惯性分离器具有入口、第一出口以及第二出口。该入口被构造成将空气吸入到入口分离器中。第一出口被设置成与第一腔室流体连通，并且第二出口被设置成与第二腔室流体连通。在操作期间，通过入口夹带在气流中的可能会进入空气净化器的碎片可从气流分离，使得碎片中的至少一部分在第二腔室中收集且气流进入第一腔室中。在又一方面，本专利技术描述了一种发动机，该发动机具有流体连接至进气收集器的空气入口导管以及流体连接至排气收集器的排气管。该发动机还包括空气净化器，该空气净化器具有形成第一腔室及第二腔室的壳体、设置在第一腔室内的空气过滤器以及出口管，该出口管延伸通过壳体且与空气过滤器相关联，使得来自第一腔室的空气通过空气过滤器进入出口管。出口管流体连接至发动机的入口导管。惯性分离器具有入口、第一出口以及第二出口。该入口被构造成将空气吸入到入口分离器中。第一出口被设置成与第一腔室流体连通，并且第二出口被设置成与第二腔室流体连通。在操作期间，通过入口夹带在气流中的可能会进入空气净化器的碎片可从气流分离并在第二腔室中收集，而气流进入第一腔室中。文氏管装置与排气管相关联并操作以从流体连接至第二腔室的吹扫空气导管吸取空气及/或碎片。附图说明图1是根据本专利技术的内燃机的示例性方框图。图2是根据本专利技术的空气净化器的局部视图。图3是根据本专利技术的惯性分离预净化器的局部视图。图4-7是根据本专利技术的各种空气导管横截面形状的表示。图8及图9是示出了根据本专利技术的惯性分离预净化器的操作状况的流曲线图。图10是示出了根据本专利技术的惯性分离预净化器的颗粒追踪结果的图。具体实施方式本专利技术涉及空气净化器，且更具体地涉及结合包括内燃机的各种燃烧发动机使用的空气净化器。所述空气净化器使用惯性分离来将碎片从气流中移除，该气流被提供至空气过滤器并最终提供至发动机。通过在空气过滤器上游将材料从气流移除，可延长过滤器的服务有效性并改善其功能，因此减少了发动机的服务时间和成本并提高了发动机的燃料效率。在图1中，示出了作为发动机的示例性实施例的具有高压废气再循环(EGR)系统102的发动机100的简化方框图，但是应理解，也可使用其他发动机类型及构造。发动机100包括容纳多个燃烧汽缸106的汽缸壳体104。在示出的实施例中，六个燃烧汽缸以直列式或“I”型构造方式示出，但是也可使用以不同的构造(诸如“V”型构造)布置的任何其他数量的汽缸。所述多个汽缸106经由排气阀(未示出)流体连接至第一及第二排气导管108及110。第一及第二排气导管108及110中的每一者均连接至相应的排气管112及114，排气管112及114进而连接至涡轮增压器119的涡轮机120。根据需要，在操作期间，平衡阀116流体地互连在两个排气管112与114之间且被布置成将废气从第一排气管112引导至第二排气管114。应注意，平衡阀116是可选的且可被省略。在示出的实施例中，涡轮机120具有分离的壳体，其包括流体连接至第一排气管112的第一入口122以及连接至第二排气管114的第二入口124。每个入口122及124被设置成在发动机操作期间从第一及第二排气导管108及110中的一者或两者接收废气。在通过出口128离开涡轮机120的壳体之前，废气导致连接至轴126的涡轮机叶轮(此处未示出)旋转。在出口128处的废气在通过烟囱、尾部或排气管134被排放到环境中之前可选地穿过其他排气部件，诸如可机械地及/或化学地从废气流中移除燃烧副产物的后处理装置130，及/或抑制发动机噪声的消音器132。废气再循环系统102包括可选的废气再循环冷却器150，该废气再循环冷却器流体连接至第一排气导管108的废气再循环气体供应端口152。来自第一排气导管108的废气流可在经由废气再循环导管156被供应至废气再循环阀154之前穿过废气再循环冷却器150，在其中该废气流被冷却。废气再循环阀154可被电子控制且被构造成计量或控制穿过废气再循环导管156的气体的流速。废气再循环阀154的出口流体连接至进气歧管148，使得来自废气再循环导管156的废气可在发动机100的进气歧管148内与来自增压空气冷却器146的压缩空气相混合。轴126的旋转会使压缩机136的叶轮(此处未示出)旋转。如图所示，压缩机136为径向压缩机，其被构造成通过压缩机入口140从空气净化器138接收新鲜的过滤后的空气流。压缩机136的出口142处的加压空气在被提供至发动机100的进气歧管148之前经由增压空气导管144被引导至增压空气冷却器146。在示出的实施例中，来自进气歧管148的空气被引导至单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与发动机(100)的空气净化器(138)一起使用的惯性分离器(172)，其包括：大致笔直的入口(178)部分，其在一端具有入口开口(170)以及入口部分中心线；y型接合部(179)，其流体连接在所述大致笔直的入口(178)部分的第二端部处；第一导管(180)，其在所述y型接合部(179)处流体连接至所述大致笔直的入口部分并具有第一出口(174)；第二导管(182)，其在所述y型接合部(179)处流体连接至所述大致笔直的入口部分并具有第二出口(176)；分离器壁(184)，其在所述第一导管与所述第二导管之间并沿所述第一导管及所述第二导管的至少一部分设置，所述分离器壁(184)在到所述第一导管(180)的入口与到所述第二导管(182)的入口之间具有延伸至所述y型接合部(179)中的尖端(185)；其中在所述分离器壁(184)的主纵向尺寸与所述入口部分中心线之间形成有锐角(α)；并且其中在从所述入口开口(170)朝所述第一及第二出口(174、176)的气流方向上在所述y型接合部(179)的上游邻近所述大致笔直的入口部分的所述第二端部形成有斜坡(186)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.24 US 14/523,3651.一种用于与发动机(100)的空气净化器(138)一起使用的惯性分离器(172)，其包括：大致笔直的入口(178)部分，其在一端具有入口开口(170)以及入口部分中心线；y型接合部(179)，其流体连接在所述大致笔直的入口(178)部分的第二端部处；第一导管(180)，其在所述y型接合部(179)处流体连接至所述大致笔直的入口部分并具有第一出口(174)；第二导管(182)，其在所述y型接合部(179)处流体连接至所述大致笔直的入口部分并具有第二出口(176)；分离器壁(184)，其在所述第一导管与所述第二导管之间并沿所述第一导管及所述第二导管的至少一部分设置，所述分离器壁(184)在到所述第一导管(180)的入口与到所述第二导管(182)的入口之间具有延伸至所述y型接合部(179)中的尖端(185)；其中在所述分离器壁(184)的主纵向尺寸与所述入口部分中心线之间形成有锐角(α)；并且其中在从所述入口开口(170)朝所述第一及第二出口(174、176)的气流方向上在所述y型接合部(179)的上游邻近所述大致笔直的入口部分的所述第二端部形成有斜坡(186)。2.如权利要求1所述的惯性分离器(172)，其中所述锐角(α)在100与120度之间。3.如权利要求1所述的惯性分离器(172)，其中所述斜坡(186)被形成为所述大致笔直的入口(178)部分的减小直径部分，所述减小直径部分在其一个直径侧而不是在相对的直径侧上延伸入所述大致笔直的入口部分内部。4.如权利要求1所述的惯性分离器(172)，其中所述尖端(185)朝所述第二导管(182)并远离所述第一导管(180)弯曲，使得在操作期间能减少所述尖端(185)的下游侧上的涡流旋涡。5.如权利要求1所述的惯性分离器(172)，还包括增大直径段，其邻近所述y型接合部(179)及所述尖端(185)位于所述第二导管(182)中。6.如权利要求1所述的惯性分离器(172)，其中所述大致笔直的入口(178)部...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·小金赛，W·严，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US