ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ МУЛЬТИЦИКЛОННЫЙ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к системам очистки воздуха транспортного двигателя внутреннего сгорания, а именно к элементам предварительной очистки воздуха. Данное устройство может быть использовано в других технических системах, требующих выполнение такой функции.
Известен воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания, содержащий параллельно расположенные перегородки, в одну из которых установлены трубки отвода очищенного воздуха с завихрителями потока и которая закрыта воздухопроводом, сообщающимся с впускной системой двигателя через отводящий патрубок, а в другую установлены циклонные трубки, и которая закрывается крышкой, образуя с перегородкой пылесборный бункер, корпус образуется соединением по оси отводящего патрубка двух одинаковых деталей полукорпусов, в которых выполнены вертикально расположенные перегородки с отверстиями и в которые установлены трубки отвода очищенного воздуха с завихрителями потока, и стенки полукорпуса при соединении образуют с перегородками отводящий воздухопровод, заканчивающийся отводящим патрубком, а с торцев полукорпуса закрыты крышками, между которыми и полукорпусами зажаты перегородки с отверстиями, в которые установлены циклонные трубки и крышки, с перегородками образуют пылесборные бункеры, а между перегородками на стенках полукорпусов выполнены окна для входа воздуха (RU №116913 U1, МПК F02M 35/02 (2006.01), опубл. 10.06.2012).
Данный воздухоочиститель имеет недостатки, связанные не только с увеличением местного сопротивления самого устройства, но и со снижением эффективности очистки воздуха, а также значительным попаданием внутрь воздухоочистителя атмосферных осадков в виде дождя и снега, кроме этого существенно влияет на работу, как воздухоочистителя, так и элементов системы фильтрации воздуха, возникающее налипание снега на решетках, расположенных в верхней части воздухоочистителя. Увеличение сопротивления от устройства влияет на снижение показателей двигателя внутреннего сгорания и, как следствие, на ухудшение характеристик транспортного средства.
Известен также воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, отводящий патрубок и пылесборный бункер, причем в корпусе размещены сепарационные элементы, включающие в себя циклонные трубки, завихрители потока с трубками отвода очищенного воздуха, расположенные концентрично вокруг отводящего патрубка, циклонные трубки соединены между собой, образуя замкнутую полость, большим основанием ориентированную в сторону пылесборного бункера, а меньшим охватывающую отводящий патрубок, снабженный местным сужением и сообщающийся с замкнутой полостью в зоне местного сужения (RU №2020255, МПК F02M 35/02 (1990.01), опубл. 30.09.1994).
Недостатком такого решения является громоздкая конструкция, ограниченные компоновочные возможности.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является воздухоочиститель мультициклонный, содержащий корпус, выполненный составным, изготовленным из двух одинаковых полуформ, состоящих из двух параллельных одинаковых поверхностей и соединяющей их боковой поверхности и соединенных с помощью шурупов, сепарационные элементы, лопаточные завихрители потока, размещенные горизонтальными рядами и закрепленные на двух установочных панелях, каждая из которых размещена в полуформе корпуса параллельно его боковой поверхности, при этом каждый из лопаточных завихрителей выполнен в виде циклонной трубки, выполненной в виде усеченного конуса, в которую помещен усеченный конус с жесткими лопатками, входные отверстия, расположенные рядами, образующими по два прямоугольника, размещенных симметрично вверху в каждой из полуформ, патрубок для отвода очищенного воздуха, размещенный внизу в центре корпуса, при этом боковые поверхности каждой из полуформ корпуса выполнены суженными внизу, образуя пылесборный бункер, причем в каждый пылесборный бункер вставлен автоматический пылесборный клапан (RU №127825 U1, МПК F02M 35/022 (2006.01), F02M 5/08 (2006.01), опубл. 10.05.2013).
Данный воздухоочиститель имеет недостаточную надежность.
Была поставлена задача повысить надежность воздухоочистителя с сохранением компактности и простоты исполнения.
Поставленная задача решается тем, что в воздухоочистителе мультициклонном для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ с боковыми и торцевыми стенками, имеющий входные отверстия, выполненные на боковой стенке каждой из полуформ, опорные пластины, установленные в полуформах, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки в форме усеченного конуса, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, пылесборные бункеры, имеющие в нижней части патрубок с автоматическим пылесборным клапаном, отводящий воздухопровод, образованный опорными пластинами разных полуформ, выполненный с размещенным в нижней части патрубком для отвода очищенного воздуха, боковые и торцевые стенки корпуса выполнены выпуклыми наружу, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформ и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия распределены вдоль боковых стенок полуформ. В частном случае исполнения входные отверстия воздухоочистителя располагают на боковых стенках полуформ вертикально напротив открытых и не перекрываемых циклонными трубками частей трубок отвода воздуха, кроме того, в нижней части боковых стенок полуформ могут быть выполнены отверстия для удаления воды и пыли, блоки циклонов оснащены удерживающей изогнутой перегородкой, установленной в вертикальном направлении и закрепленной к опорным пластинам блока циклонов, между опорными пластинами блоков циклонов и боковыми стенками полуформ корпуса установлены уплотнительные элементы, блоки циклонов в полуформах корпуса зафиксированы от перемещения, а входные окна оснащены решетками.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что боковые и торцевые стенки корпуса выполнены выпуклыми наружу, сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе, пылесборные бункеры образованы торцевыми стенками полуформы и ближайшей опорной пластиной, а входные отверстия распределены вдоль боковых стенок полуформ позволяет повысить надежность воздухоочистителя, а также упростить конструкцию.
В результате проведенного анализа уровня техники по патентам и другим источникам научно-технической информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения, обнаружено не было. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания, общий вид спереди;
фиг. 2 - то же, вид сбоку;
фиг. 3 - то же, поперечный разрез воздухоочистителя вдоль осей циклонов;
фиг. 4 - то же, вид снизу, без монтажного кронштейна;
фиг. 5 - то же, продольный разрез воздухоочистителя поперек осей циклонов;
фиг. 6 - то же, продольный разрез воздухоочистителя вдоль осей циклонов.
Воздухоочиститель мультициклонный для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, выполненный составным из двух одинаковых полуформ 2 и 3, соединенных между собой сваркой или винтами. Каждая из полуформ 2 и 3 имеет боковые и торцевую стенку, соответственно 4 и 5, которые выполнены выпуклыми наружу.
В полуформах установлены опорные пластины 6, в отверстия которых горизонтальными рядами установлены сепарационные элементы на основе лопаточных завихрителей потока воздуха, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки 7 в форме усеченного конуса, в которую частично помещена трубка 8 отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями 9. Сепарационные элементы объединены в два блока циклонов, каждый из которых размещен в своей полуформе.
Отводящий воздухопровод 10 образован опорными пластинами 6 разных полуформ и выполнен с размещенным в нижней части патрубком 11 для отвода очищенного воздуха.
Вдоль боковых стенок 4 каждой из полуформ напротив открытых и не перекрываемых циклонными трубками частей трубок отвода воздуха выполнены входные отверстия 12, которые размещены вертикально для равномерного распределения потока воздуха к горизонтально расположенным циклонам. Такое расположение входных отверстий 12 в вертикальном направлении снижает возможность попадания в воздухоочиститель атмосферных осадков и налипания снега, перекрывающего вход в воздухоочиститель.
Пылесборные бункеры 13 образованы торцевыми стенками 5 полуформ 2 и 3 и ближайшей опорной пластиной 6, имеют в нижней части патрубок и снабжены автоматическим пылесборным клапаном 14 для сброса пыли при останове двигателя.
Блоки циклонов оснащены удерживающей изогнутой перегородкой 15, которая делит внутреннее пространство воздухоочистителя на два отсека 16, установленной в вертикальном направлении, что позволяет исключить вредные завихрения и удары от встречных потоков при подводе воздуха к горизонтально расположенным циклонам.
В нижней части боковых стенок 4 полуформ выполнены отверстия 17 для удаления попавших атмосферных осадков в виде дождя и пыли.
Для исключения попадания внутрь воздухоочистителя посторонних предметов с воздухом входные отверстия 12 оснащены решетками 18.
Воздухоочиститель работает следующим образом.
При работе двигателя запыленный воздух затягивается через входные отверстия 12, затем распределяется по отсекам 16 воздухоочистителя. В пространстве между опорными пластинами 6 поток проходит и равномерно распределяется между сепарационными элементами, поступает к лопаточным завихрителям 9 потока и получает вращательное винтовое движение в циклоннных трубках 7. За счет действия центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам и сгоняются в пылесборные бункеры 13. Далее поток воздуха из центральной зоны, поворачиваясь на 180°, поступает в трубки 8 отвода очищенного воздуха. При этом при повороте потока происходит также дополнительная очистка воздуха от примесей. Из трубок 8 очищенный воздух поступает в отводящий воздухопровод 10 и далее к воздушному фильтру.
При работе двигателя за счет разрежения в пылесборных бункерах 13 ниппельные клапаны 14 находятся в закрытом состоянии и в них собираются отсепарированные частицы. При останове двигателя ниппельные клапаны 14 открываются, и отсепарированные частицы высыпаются наружу, так происходит автоматическая очистка бункера 13.
Воздухоочиститель по заявляемому техническому решению имеет достаточно высокую степень очистки воздуха от взвешенных в воздухе частиц, по конструкции простой, на автомобиле может компоноваться, например, на задней стенке кабины автомобиля. Конструкция воздухоочистителя построена таким образом, что за счет боковых вертикально расположенных напротив открытых и не перекрываемых циклонными трубками частей трубок отвода воздуха входных отверстий, а также за счет вертикальной изогнутой перегородки обеспечивается меньшее сопротивление и повышается эффективность по пылеотделению в широком диапазоне расхода воздуха через воздухоочиститель.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность работы воздухоочистителя и его эффективность за счет выполнения стенок корпуса выпуклыми наружу, снижения сопротивление воздухоочистителя, уменьшения попадания в воздухоочиститель атмосферных осадков и налипание снега, перекрывающего вход в воздухоочиститель. Кроме этого данное решение при сохранении компактности исполнения, его эстетики, а также технологичности изготовления изделия позволит улучшить основные показатели двигателя внутреннего сгорания и характеристики транспортного средства в целом, эксплуатировать автомобиль с данным воздухоочистителем в условиях повышенной запыленности, увеличить ресурс и межсервисный интервал по смене основного фильтроэлемента системы очистки воздуха автомобиля.
Техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.