система воздухоочистки для транспортного средства

Формула изобретения

1. СИСТЕМА ВОЗДУХООЧИСТКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, работающего в условиях повышенной запыленности воздуха, содержащая трубопровод, коллектор и связанный с коллектором по меньшей мере один фильтрующий элемент для тонкой очистки воздуха, отличающаяся тем, что коллектор с установленным фильтрующим элементом для тонкой очистки воздуха размещен в зоне крыши кабины для забора воздуха пониженной запыленности.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что на коллекторе установлены по меньшей мере два фильтрующих элемента, параллельно соединенных между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при работе транспортного средства в условиях очень большой запыленности воздуха, преимущественно в пустынных регионах и открытых угольных разработках.

Известен воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с воздухозаборной частью, в котором размещен в защитном кожухе, выполненном в виде инерционной решетки, бумажный фильтрующий элемент [1].

Известен воздухораспределитель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с фильтрующим элементом, соединенный с воздухозаборником, и эжекторное устройство в виде соединенного с выхлопной трубой патрубка [2].

Известен 1-ступенчатый воздухоочиститель, содержащий разборный цилиндрический корпус с радиальным входным устройством и осевым выходным патрубком, расположенным у нижней торцовой крышки воздухоочистителя. Во внутренней полости воздухоочистителя установлен кольцевой гофрированный бумажный элемент, торцовые крышки которого выполнены из резины и снабжены кольцевыми поясками, одна из крышек фильтрующего элемента глухая, другая со стороны выходного патрубка воздухоочистителя выполнена в виде кольца. Для соединения гофрированной шторы фильтрующего элемента с крышками используется клеящий состав, заливаемый в крышку с наружной стороны фильтрующего элемента [3].

Известен воздухоочиститель с неразъемным корпусом, при изготовлении корпуса две его части из пластика собираются вместе с фильтрующим элементом и свариваются по периметру на эжекторной сварочной машине [4].

Известен воздухоочиститель, содержащий фильтрующий элемент с гофрированным картоном, корпус фильтрующего элемента разделен на изолированные отсеки [5].

Известен воздухоочиститель с кольцевым гофрированным бумажным фильтрующим элементом, собранным в тонкостенной гофрированной оболочке, который вставляется в корпус воздухоочистителя с торца и уплотняется с помощью широкого и упругого кольца. Корпус выполнен тонкостенным, снабженным воздухоподводящим патрубком и внутренней кольцевой воздухораспределительной камерой [6].

Известны различные схемы наружного расположения воздушных фильтров, содержащие воздухозаборники и воздушные фильтры (фильтрующие элементы), помещенные в герметичные корпусы [7].

Все вышеописанные воздухоочистители имеют недостаточную пылеемкость при работе транспортного средства в условиях очень большой запыленности воздуха, например в пустынных регионах Средней Азии и на углеподачах при открытых разработках.

Известна система воздухоочистки, пригодная для работы в условиях очень большой запыленности, принятая в качестве прототипа, воздухоочиститель которой содержит герметичный корпус с фильтрующими элементами, установленными вертикально, эжекторную систему, впускной и выпускной патрубки, патрубок отсоса пыли, снабженный перфорированным участком, расположенным между корпусом и пластинчатым основанием, соединенный с эжектором [8].

Недостатками известной системы воздухоочистки являются сложность конструкции (высокая металлоемкость и трудоемкость производства), поскольку ее работа предполагает установку фильтрующих элементов в герметичном корпусе, использование эжекторной системы и высотного воздухозаборника; ограниченность пылеемкости из-за невозможности установки по условиям компоновки и требованиям обзорности дополнительного количества фильтрующих элементов или фильтрующего элемента увеличенного типоразмера.

Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение пылеемкости системы воздухоочистки.

Цель достигается тем, что система воздухоочистки для транспортного средства содержит трубопровод, коллектор и установленный на нем фильтрующий элемент, согласно изобретению, фильтрующий элемент установлен в зоне наименьшей запыленности.

На коллекторе может быть установлено не менее двух фильтрующих элементов, параллельно соединенных между собой.

Наличие отличительных от прототипа признаков, а именно использование в системе воздухоочистки только фильтрующих элементов, установленных на коллекторе, и размещение их непосредственно в зоне наименьшей запыленности (например, на кабине трактора) позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию изобретения "новизна".

Известны конструкции, у которых первая ступень для грубой воздухоочистки установлена в зоне наименьшей запыленности (на кабине трактора Т-100М), но это не обеспечивает достаточную очистку воздуха, поступающего в двигатель, и требует установки второй ступени - для тонкой очистки воздуха. Установка фильтрующих элементов для тонкой очистки воздуха непосредственно в зоне наименьшей запыленности позволила исключить герметичный корпус, эжекторную систему, высотный воздухозаборник и одновременно повысить пылеемкость воздухоочистителя. Применение системы воздухоочистки в таком виде и при таком расположении на транспортном средстве неизвестно из патентной и научно-технической литературы, это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен трактор Т-170, оборудованный системой воздухоочистки, общий вид; на фиг.2 - система с фильтрующими элементами неразборной или разборной конструкции со сплошной перфорацией наружной обечайки (серийный фильтр-патрон); на фиг.3 представлена система воздухоочистки с разборным фильтрующим элементом и глухой наружной обечайкой, в верхней части которой выполнены щели с пылевлагоотбойными лопатками; на фиг.4 - система, на фильтрующий элемент которой установлен колпак, обеспечивающий противоточное движение запыленного воздуха; на фиг.5 - система, на фильтрующий элемент которой установлен колпак, обеспечивающий прямоточное движение запыленного воздуха.

Система воздухоочистки содержит основной фильтрующий элемент 1, герметично установленный на коллекторе 2. Коллектор 2 может быть несущей конструкцией, выполненной с разветвленными патрубками или ресиверного типа. Основной фильтрующий элемент 1 прижимается к коллектору 2 затяжкой рукоятки 3 через силовую стойку (не показана), прикрепленную к коллектору 3 и находящуюся внутри предохранительного фильтрующего элемента 4, или через корпус элемента 4, прикрепленного к коллектору 2, а также трубопровод 9.

Наружная обечайка фильтрующего элемента 1 разборной или неразборной конструкции может быть со сплошной перфорацией 5, а при разборной конструкции - глухой, в верхней части которой выполнены впускные щели с пылевлагоотбойными лопатками (типа "жалюзи") 6.

Кроме того, на фильтрующий элемент разборной или неразборной конструкции с обечайкой 5 или без нее может быть установлен защитный колпак 7, обеспечивающий противоточное движение поступающего воздуха и оседающей в окружающую среду пыли, или колпак 8, обеспечивающий прямоточное движение поступающего воздуха и оседающей пыли.

Система воздухоочистки может быть выполнена из параллельно соединенных между собой фильтрующих элементов, установленных соосно парами (не показана).

Система воздухоочистки работает следующим образом.

Воздушный поток, всасываемый двигателем из зоны наименьшей запыленности (пылевая активная зона не достигает впускных отверстий фильтрующих элементов, поскольку они расположены над крышей кабины), проходит через основной 1 и предохранительный 4 фильтрующие элементы, полностью очищается в них от пылевых частиц, поступает в коллектор 2 и затем по герметичному трубопроводу 9 - к компрессору нагнетателя или во впускной коллектор двигателя.

При этом вибрация кабины, передающаяся на фильтрующие элементы, способствует их самоочищению за счет интенсивного стряхивания и ссыпания налипшей пыли в окружающую среду.

Фильтрующий элемент в качестве предохранительного может размещаться на выходе из трубопровода 9 - на входе в компрессор нагнетателя или впускного коллектора двигателя.

В этом случае предохранительный фильтрующий элемент 4 может не устанавливаться внутрь основного элемента 1.

Предлагаемая система воздухоочистки позволяет в сравнении с прототипом значительно повысить площадь фильтрующей поверхности путем установки дополнительных фильтрующих элементов (серийных фильтр-патронов), что снижает среднюю скорость фильтрации и пылевую нагрузку на фильтрующую штору. Вследствие этого важнейший эксплуатационный показатель - пылеемкость системы воздухоочистки изменяется следующим образом:

= , где - относительное изменение пылеемкости воздухоочистителя;

- относительное изменение разности между предельно допустимым и начальным сопротивлениями;

- относительное изменение плотности пылевых частиц;

- относительное изменение площади фильтрующей поверхности.

Из уравнения следует, что при сохранении неизменными начального сопротивления и запыленности воздуха пылеемкость воздухоочистителя возрастает в квадратичной зависимости от увеличения площади фильтрующей поверхности (количества серийных фильтр-патронов).

Установка фильтрующих элементов непосредственно в зоне наименьшей запыленности транспортного средства позволяет упростить и удешевить систему воздухоочистки за счет отказа от герметичного корпуса, эжекторной системы и высотного воздухозаборника; повысить пылеемкость за счет возможности установки дополнительного количества фильтрующих элементов - серийных фильтр-патронов (на существующих машинах, по условиям компоновки, в моторно-трансмиссионном отделении или в подкапотном пространстве можно разместить только ограниченное количество фильтрующих элементов).

При этом снижается трудоемкость монтажа и техобслуживания системы воздухоочистки.

Испытания опытного образца подтвердили высокую эффективность работы в пустыне Средней Азии.