Двухступенчатый воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания

Двухступенчатый воздухоочиститель ДВС содержит в первой ступени очистки циклонный аппарат, собранный из отдельных циклонов с заделкой в трубные доски; каждый циклон имеет корпус с входным патрубком и выхлопной трубой; во второй ступени последовательно установлены кассеты, корпуса которых заполнены гофрированной проволокой с различной плотностью для каждой из кассет, а также бункер отсоса пыли и выпускной патрубок, циклоны в циклонном аппарате выполнены с соотношением диаметров выходного патрубка и выхлопной трубы равным 1,6, при этом расстояние h от оси зигов до среза находятся в пределах 6,5-7,5 мм, а выходные кромки выходного патрубка и выхлопной трубы при заделке в трубные доски выполнены в виде дуги окружности радиусом R 1,5-2,5 толщины их стенок, при этом циклонный аппарат разделен на две секции с образованием межсекционного пространства, где шаг расположения циклонов в каждой из секций составляет 1,06-1,09 наружного диаметра корпуса циклона, а расстояние между срезом выхлопной трубы каждого из циклонов и нижней плоскостью входа воздуха в первую из двух кассет второй ступени очистки составляет не менее 1,4 диаметра выхлопной трубы циклона, при этом бункер отсоса пыли снабжен выштамповкой, выполненной с наклоном по направлению движения пыли на отсос. Такое выполнение позволило увеличить время работы воздухоочистителя до предельного сопротивления (до промывки), снизить коэффициент пропуска пыли. 4 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в транспортных средствах, а именно в военно-гусеничных машинах, например в танках, эксплуатируемых в условиях повышенной запыленности воздуха и имеющих малый объем моторно-трансмиссионного отделения (МТО) при мощном двигателе и большом расходе воздуха.

Известные типы воздухоочистителей не могут быть применены в гусеничных машинах, например в танках, по габаритно-массовым характеристикам (малые объемы МТО и большая мощность двигателя), а также по низкой эффективности (высокий коэффициент пропуска пыли и малое время работы между обслуживаниями).

Наиболее близким по технической сущности является двухступенчатый воздухоочиститель, применяемый в танках типа Т-72А. (см. Техническое описание и инструкцию по эксплуатации. Танк Т-72А. Книга 2, часть 1, М.: Воениздат, 1985 г.) Совокупность признаков этого воздухоочистителя наиболее близка к совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения, поэтому он выбран в качестве прототипа. Известный воздухоочиститель содержит две ступени очистки. В первой ступени - циклонный аппарат, собранный из отдельных циклонов с заделкой в трубные доски, каждый циклон имеет корпус с входным патрубком, выходным патрубком и выхлопной трубой. Во второй ступени последовательно установлены три кассеты, корпуса которых заполнены гофрированной проволокой с различной плотностью для каждой из кассет, а также имеется бункер отсоса пыли и выпускной патрубок.

Недостатком, несмотря на надежную защиту двигателя от абразивного износа, известной конструкции воздухоочистителя является довольно частая необходимость его обслуживания, которая заключается в трудоемких операциях промывки и промасливания кассет, а также недостаточная эффективность первой ступени очистки по коэффициенту пропуска пыли, что вынуждает применять три кассеты во второй ступени очистки и не позволяющая реализовать установку более мощного двигателя с большим расходом воздуха, не превышая предельного сопротивления, потому что этот эффект можно приобрести только увеличением габаритов воздухоочистителя.

Известны также циклоны для очистки воздуха, в которых цилиндрические части выхлопной трубы и выходного патрубка оснащены зигами (см. патент на изобретение № 2175577, В 04 С 5/12, опубл. БИПМ № 31, 10.11.2001).

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности в эксплуатации (работе и эффективности очистки воздуха, особенно в I ступени) при использовании более мощного двигателя, но с сохранением габаритов (габаритных размеров) в объеме, отведенном для воздухоочистителя, т.е. не увеличивая их. При этом достигается следующий технический результат: получено рациональное соотношение геометрических параметров, позволившее решить поставленную задачу, увеличение времени работы воздухоочистителя до предельного сопротивления (до промывки), снижение коэффициента пропуска пыли.

Это достигается тем, что в двухступенчатом воздухоочистителе двигателя внутреннего сгорания, содержащем в первой ступени очистки циклонный аппарат, собранный из отдельных циклонов с заделкой в трубные доски; каждый циклон имеет корпус с входным патрубком и оснащенными зигами выходным патрубком и выхлопной трубой; во второй ступени последовательно установлены кассеты, корпуса которых заполнены гофрированной проволокой с различной плотностью для каждой из кассет, а также бункер отсоса пыли и выпускной патрубок, циклоны в циклонном аппарате выполнены с соотношением диаметров выходного патрубка и выхлопной трубы равным 1,6, при этом расстояние h от оси зигов до среза находятся в пределах 6,5-7,5 мм, а выходные кромки выходного патрубка и выхлопной трубы при заделке в трубные доски выполнены в виде дуги окружности радиусом 1,5-2,5 толщины их стенок, при этом циклонный аппарат разделен на две секции с образованием межсекционного пространства, где шаг расположения циклонов в каждой из секций составляет 1,06-1,09 наружного диаметра корпуса циклона, а расстояние между срезом выхлопной трубы каждого из циклонов и нижней плоскостью входа воздуха в первую из двух кассет второй ступени очистки составляет не менее 1,4 диаметра выхлопной трубы циклона, при этом бункер отсоса пыли снабжен выштамповкой, выполненной с наклоном по направлению движения пыли на отсос.

Отличительными от прототипа являются признаки: циклоны в циклонном аппарате выполнены с соотношением диаметров выходного патрубка и выхлопной трубы равным 1,6, при этом расстояние h от оси зигов до среза находятся в пределах 6,5-7,5 мм, а выходные кромки выходного патрубка и выхлопной трубы при заделке в трубные доски выполнены в виде дуги окружности радиусом 1,5-2,5 толщины их стенок, при этом циклонный аппарат разделен на две секции с образованием межсекционного пространства, где шаг расположения циклонов в каждой из секций составляет 1,06-1,09 наружного диаметра корпуса циклона, а расстояние между срезом выхлопной трубы каждого из циклонов и нижней плоскостью входа воздуха в первую из двух кассет второй ступени очистки составляет не менее 1,4 диаметра выхлопной трубы циклона, при этом бункер отсоса пыли снабжен выштамповкой, выполненной с наклоном по направлению движения пыли на отсос.

Эти признаки являются новыми и соответствуют критерию «Новизна». Они обусловили создание малогабаритного воздухоочистителя, дающего возможность использовать более мощный двигатель с большим расходом воздуха. Рациональные соотношения геометрических размеров позволили достичь повышения эффективности очистки воздуха, повысить плотность компоновки первой ступени очистки, улучшить оценочные параметры воздухоочистителя в целом, т.е. увеличить время работы до предельного сопротивления (промывки), снизить коэффициент пропуска пыли, улучшить массогабаритные показатели и повысить эксплуатационную надежность. Это позволило решить поставленную задачу и получить указанный технический результат.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению «Изобретательский уровень».

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 - изображен двухступенчатый воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания, на фиг.2 - вид сверху на циклонный аппарат воздухоочистителя (крышка, кассеты условно не показаны), на фиг.3 - бункер отсоса пыли с выштамповкой, на фиг.4 - циклон циклонного аппарата с зигами на выхлопной трубе и выходном патрубке.

Двухступенчатый воздухоочиститель содержит: первую ступень очистки с циклонным аппаратом 1, в котором установлены отдельные циклоны 2, трубные доски 3, 4, каждый циклон 2 имеет корпус 5, входной патрубок 6, выходной патрубок 7, выхлопную трубу 8, зиги 9, а также вторую ступень очистки 10, в которой расположены две кассеты 11, 12, бункер отсоса пыли 13 и выпускной патрубок 14. Бункер отсоса пыли 13 снабжен выштамповкой 15, имеющей уклон в сторону пылезабора. Циклонный аппарат 1 имеет две секции 16 и межсекционное пространство 17.

Устройство работает следующим образом:

Под действием разрежений, создаваемых двигателями и отсасывающим устройством, например эжектором, запыленный воздух засасывается во входные патрубки 6 (фиг.1) циклонного аппарата 1 (фиг.1). За счет тангенциального расположения входного патрубка 6 к корпусу 5 циклона 2 (фиг.1) запыленный воздух получает закрутку. Вследствие вращательного и поступательного движения потока частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпусов 5 циклонов 2 (фиг.1) и стекают в бункер отсоса пыли 13 (фиг.1).

Очищенный воздух всасывается в выхлопные трубы 8 (фиг.1) циклонного аппарата 1 (фиг.1) и далее, дополнительно очищаясь в кассетах 11, 12 (фиг.1) через выпускной патрубок 14 (фиг.1), поступает во впускные коллектора и цилиндры двигателя. При этом соотношение диаметров (фиг.4) выходного патрубка 7 к выхлопной трубе 8 подобрано опытным путем с целью достижения оптимальных физических качеств процесса очистки запыленного воздуха при прохождении через циклон 2, а расстояние h (фиг.4) в пределах 6,5-7,5 мм обеспечивает выполнение заделки в трубные доски 3, 4 (фиг.1) выходных кромок выходного патрубка 7 и выхлопной трубы 8 в виде дуги окружности радиусом R 1,5-2,5 толщины их стенок, что снижает сопротивление выхода воздушных потоков и способствует распылению потока, снижая его кинетическую энергию, создавая при этом благоприятные условия равномерного распределения при снижении кинетической энергии потока воздуха перед первой кассетой 11 (фиг.1), а также при выпуске потока воздуха из выходного патрубка 7 (фиг.1) при удалении пыли из бункера отсоса пыли 13 (фиг.1). Компоновка циклонного аппарата 1 (фиг.1) с шагом 1,06 D×1,09 D (фиг.2), а также разделение его на две секции 16 (фиг.2) с межсекционным пространством 17 (фиг.2) обеспечивает, как установили испытания, оптимальный доступ к входным патрубкам 6 (фиг.1) циклонов 2 при засасывании запыленного воздуха.

При выходе очищенного воздуха из выхлопных труб 8 (фиг.1) циклонного аппарата 1 (фиг.1) воздух дополнительно доочищается в кассетах 11, 12 (фиг.1). При этом расстояние В (фиг.1) между срезом выхлопной трубы каждого из циклонов 2 и нижней плоскостью входа воздуха в первую из кассет 11 (фиг.1) второй ступени 10 (фиг.1) очистки составляет не менее 1,4d1 (фиг.4) выхлопной трубы 8 (фиг.1) циклона 2. Это расстояние выбрано опытным путем и обеспечивает в процессе очистки оптимальное снижение кинетической энергии воздушного потока и его равномерное распределение на входе в кассету 11 (фиг.1) по всей ее поверхности, что способствует максимальному процессу задержания частиц пыли равномерно по всей поверхности кассет 11, 12.

На основании вышеизложенного изготовлен опытный образец воздухоочистителя, проведены испытания, которые подтвердили промышленную применимость заявленного технического решения. Устройство малогабаритно, экономично, надежно в работе и эффективно при очистке воздуха в ДВС.

Двухступенчатый воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания, содержащий в первой ступени очистки циклонный аппарат, собранный из отдельных циклонов с заделкой в трубные доски, каждый циклон имеет корпус с входным патрубком и оснащенными зигами выходным патрубком и выхлопной трубой, во второй ступени последовательно установлены кассеты, корпуса которых заполнены гофрированной проволокой с различной плотностью для каждой из кассет, а также бункер отсоса пыли и выпускной патрубок, отличающийся тем, что циклоны в циклонном аппарате выполнены с соотношением диаметров выходного патрубка и выхлопной трубы равным 1,6, при этом расстояния h от оси зигов до среза находятся в пределах 6,5-7,5 мм, а выходные кромки выходного патрубка и выхлопной трубы при заделке в трубные доски выполнены в виде дуги окружности радиусом 1,5-2,5 толщины их стенок, при этом циклонный аппарат разделен на две секции с образованием межсекционного пространства, где шаг расположения циклонов в каждой из секций составляет 1,06-1,09 наружного диаметра корпуса циклона, а расстояние между срезом выхлопной трубы каждого из циклонов и нижней плоскостью входа воздуха в первую из двух кассет второй ступени очистки составляет не менее 1,4 диаметра выхлопной трубы циклона, при этом бункер отсоса пыли снабжен выштамповкой, выполненной с наклоном по направлению движения пыли на отсос.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобилестроению и позволяет повысить экономичность и приемистость автомобиля за счет использования воздухоочистителя с подогревом воздуха.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателестроении в устройствах для очистки воздуха, снабженных ионизаторами. .

Изобретение относится к области машиностроения и позволяет повысить эффективность очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания. .

Циклон // 2099576
Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению, и может быть использовано в воздухоочистителях для двигателей внутреннего сгорания или для очистки от пыли вентиляционных выбросов различных производств.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателестроении в устройствах для очистки воздуха, снабженных ионизаторами. .

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к воздухоочистителям для двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Аспирационная система устройства предварительной очистки для всасывающего воздуха предназначена для двигателя внутреннего сгорания, имеющего воздухозаборник и выпуск для продуктов сгорания при повышенных температурах. Двигатель содержит устройство предварительной очистки, соединенное по текучей среде с воздухозаборником двигателя и расположенное выше по потоку от него. Устройство предварительной очистки выполнено с возможностью предотвращения попадания потока крупных загрязняющих веществ в воздухозаборник двигателя и их накопления. Устройство предварительной очистки имеет выпуск для загрязняющих веществ. Аспирационная система содержит элемент, образующий канал первичного потока для выхлопных газов двигателя. Указанный элемент имеет секцию трубки Вентури и трубку, имеющую выпуск вблизи секции трубки Вентури. Указанная трубка соединена по текучей среде с выпуском устройства предварительной очистки для загрязняющих веществ так, что загрязняющие вещества втягиваются в указанную трубку и проходят через нее. Указанный элемент имеет, по меньшей мере, один впуск для окружающего воздуха в канал первичного потока для охлаждения потока выхлопных газов из двигателя вблизи указанного элемента. Технический результат заключается в улучшении очистки от загрязнений, накапливаемых в устройстве предварительной очистки. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в ручном рабочем устройстве, которое имеет привод от двигателя внутреннего сгорания. Ручное рабочее устройство содержит кожух (200) двигателя и двигатель (202) внутреннего сгорания, расположенный в кожухе (200) двигателя и содержащий цилиндр (204) и коленчатый вал. Имеется колесо (214) вентилятора, приводимое в действие коленчатым валом так, что колесо (214) вентилятора вращается вокруг оси A. Кожух (216) вентилятора окружает и взаимодействует с колесом (214) вентилятора. Впуск (224) для воздуха, предназначенного для горения, расположен радиально снаружи колеса (214) вентилятора для направления воздуха к двигателю (202) внутреннего сгорания и содержит входное отверстие (226) и канал (228). Во входном отверстии (226) предусмотрена первая кромка (230), радиально примыкающая к внешней периферии (220) колеса (214) вентилятора. Угол X между первой линией L1, проходящей радиально от оси А в направлении, параллельном основному направлению цилиндра (204), и радиусом L2, проходящим радиально от оси А в таком направлении, что он пересекается с первой кромкой (230), меньше 70° , предпочтительно меньше 66° и еще более предпочтительно меньше 62°. Раскрыты варианты ручного рабочего устройства. Технический результат заключается в снижении веса рабочего устройства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к воздухоочистителям для двигателей наземной техники. Воздухоочиститель содержит моноблочный корпус 1 и расположенные в нем сепарационные отверстия 2, в каждом из которых со стороны входа размещен завихритель потока загрязненного воздуха 3, а на выходе выполнен кольцевой бурт 4. К корпусу 1 присоединен пылесборный поддон 5 с патрубком отсоса пыли 6 и приемными устройствами для очищенного воздуха 7. Каждое приемное устройство для очищенного воздуха 7 размещено с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия 2 с образованием кольцевого канала 8 для сброса пыли в пылесборный поддон 5. Высота воздухоочистителя определена в зависимости от диаметра сепарационного отверстия 2 и от наружного диаметра приемного устройства для очищенного воздуха 7 в зоне пылесборного поддона 5 по формуле Нв.о.=(2,55÷2,76)⋅(D+d), где Нв.о. - высота воздухоочистителя, D - диаметр сепарационного отверстия 2, a d - наружный диаметр устройства для очищенного воздуха 7 в зоне пылесборного поддона 5. При этом кольцевой бурт 4, выполненный на выходе из каждого сепарационного отверстия 2, сопряжен со стенкой сепарационного отверстия 2 конусной поверхностью 9 между диаметром сепарационного отверстия 2 и внутренним диаметром кольцевого бурта 4. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к воздухоочистителям для двигателей наземной техники. Технический результат - снижение трудоемкости изготовления воздухоочистителя при минимальных размерах воздухоочистителя и оптимальной степени очистки воздуха. Воздухоочиститель содержит моноблочный корпус 1 и расположенные в нем сепарационные отверстия 2, в каждом из которых со стороны входа размещен завихритель потока загрязненного воздуха 3. К корпусу 1 присоединен пылесборный поддон 4 с патрубком отсоса пыли 5 и приемными устройствами для очищенного воздуха 6. Каждое приемное устройство для очищенного воздуха 6 размещено с зазором внутри выходного участка сепарационного отверстия 2 с образованием кольцевого канала 7 для сброса пыли в пылесборный поддон 4. Плоскость начала отвода очищенного воздуха 8 в отверстии приемного устройства для очищенного воздуха 6 совмещена с местом оптимальной очистки воздуха в сепарационном отверстии 2, расположение которого определено по формуле. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки воздуха двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано в транспортных средствах, а именно в военно-гусеничных машинах, например в танках, эксплуатируемых в условиях повышенной запыленности воздуха и имеющих малый объем моторно-трансмиссионного отделения при мощном двигателе и большом расходе воздуха

Наверх