技术领域

本发明属除尘设备技术领域，具体涉及一种车辆空气滤清器除尘设备。

背景技术

空气滤清器简称空滤，是各类车辆或除尘设备进气管道中阻隔尘土用的器具。随着发动机工作时间的延长，空滤上便会积聚越来越多的灰尘、沙土等，从而影响发动机的正常功率和使用寿命，因此，空滤必须定期进行除尘。传统除尘方法是手持风管，将风管管头对准空滤，利用压缩空气的高压气流将空滤上的灰尘吹掉。由于这种手动除尘方法随意性强，无规则，风量又集中，附着在空滤表面的灰尘、沙土等杂质很难清理干净，而且人工清理除尘操作繁琐，效率低下，被吹下的灰尘、沙土等杂质到处飘散污染环境、影响操作者身体健康。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种车辆空气滤清器除尘装置，对空气滤清器除尘时操作简便、快捷，除尘效果好，效率高。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种车辆空气滤清器除尘装置，其特征在于：包括集气排气装置、散气机构和控制系统；集气排气装置与散气机构相连，集气排气装置设有进气口和排气孔，能够收集高压气体，也能够快速排出气体；空气滤清器能罩在散气机构外面，散气机构的气流能够辐射式喷出，对空气滤清器除尘；控制系统控制集气排气装置的集气和排气动作。

作为优选，集气排气装置包括中空腔体和动作执行机构，动作执行机构位于中空腔体内部；所述动作执行机构包括大活塞和排气阀；大活塞将中空腔体密封分隔为动力腔和集气腔，随着大活塞的动作，动力腔和集气腔的空间体积均成动态变化；集气腔中的大活塞的活塞杆与排气阀相连；排气阀能将位于集气腔中的排气孔堵死；排气孔能向散气机构排气，中空腔体与控制系统相连。

作为优选，动作执行机构还包括压簧、第一拉杆、万向环、第二拉杆、弹性加速件，集气腔中的活塞杆与排气阀通过第一拉杆、万向环、第二拉杆、弹性加速件相连；压簧位于动力腔，并与大活塞的相连；第一拉杆设有螺纹，与设有螺纹孔的活塞杆螺旋连接，旋合长度可以进行调节；第一拉杆与第二拉杆通过一个万向环相连，第二拉杆通过弹性加速件与排气阀相连；排气阀靠近排气孔的一端设有导柱，排气孔的中心设有导向管，所述导柱插入到导向管中，保证排气阀的中心与排气孔中心重合，排气阀能够将排气孔堵死。

作为优选，弹性加速件包括加速杆、加速压簧和加速缸；加速杆为T形轴形式，加速缸为中间设有通孔的中空腔体结构；位于加速缸内的加速压簧套在加速杆的细端，加速杆的细端贯穿加速缸的通孔并与第二拉杆相连；加速缸的非设有通孔的一端与排气阀相连。

作为优选，集气腔包括可变腔、不变腔和进气口；可变腔与动力腔相邻，随着大活塞的动作，动力腔和可变腔的空间体积均成动态变化，而不变腔的体积不变化；可变腔和不变腔之间设有缓冲小孔、单向阀和带有密封圈的通孔；所述通孔使活塞杆能够穿梭可变腔和不变腔，密封圈保证可变腔和不变腔不通过所述通孔进行气体交换；单向阀使气体能从不变腔快速向可变腔流动；在不变腔排气后动作执行机构复位动作时，可变腔的气体能够缓慢通过缓冲小孔进入不变腔；进气口位于不变腔。

作为优选，散气机构包括两组吊柱、空间罐和球面板；空间罐的一端通过一组吊柱与集气腔相连，另一端通过另一组吊柱与球面板相连；所述空间罐为中心设有一薄壁通孔的空腔体；球面板为中心设有通风孔的球面型板材。

作为优选，控制系统包括控制信号、控制阀、快速排气阀和动力气源；控制阀输出端与快速排气阀气源端相接，控制阀默认输入端与动力气源相接，控制信号指挥控制阀掌控快速排气阀气源端与动力气源是否连通；快速排气阀工作端与动力腔相通。

作为优选，控制阀为气动控制式两位三通换向阀，两位三通换向阀的默认输入端为动力气源，两位三通换向阀换向后的输入端为大气；所述控制信号为换向控制信号，具体为不变腔的设定压力，即与不变腔相连的溢流阀的设定泄载压力，泄载压力指挥两位三通换向阀做出换向动作来决定快速排气阀气源端与动力气源是否连通；溢流阀与控制阀相连的管路上设有回流排气孔，能在溢流阀停止输出压力后将管路中的残余高压气体排出；所述动力气源为不变腔经过调压阀后输出的气源。

作为优选，本发明还包括空气滤清器夹持机构，所述夹持机构能够将空气滤清器固定在集气排气装置上。

作为优选，本发明还包括尘渣收集装置，所述尘渣收集装置包括尘渣收集袋和吸尘器，尘渣收集袋罩在空气滤清器外面，收集空气滤清器的尘渣，吸尘器与尘渣收集袋相连，吸收尘渣收集袋中的尘渣。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明操作简便、快捷，除尘效果好，同时具有尘渣收集装置，有效较少了灰尘废渣对环境及操作者的污染和影响，除尘效率高。

附图说明

图1是本发明实施例去除夹持机构和尘渣收集装置后的结构示意图。

图2是本发明实施例中的集气排气装置的结构示意图。

图3是本发明实施例中的夹持机构和尘渣收集装置的结构示意图。

图4是本发明实施例除尘过程中的集气排气循环流程图。

图中：1、集气排气装置；11、中空腔体；111、集气腔；1111、排气孔；1112、进气口；1113、缓冲小孔；1114、单向阀；1115、密封圈；1116、通孔；1117、导向管；1118、可变腔；1119、不变腔；112、动力腔；12、动作执行机构；121、压簧；122、大活塞；123第一拉杆；124、万向环；125、第二拉杆；126、弹性加速件；1261、加速杆；1262、加速压簧；1263、加速缸；127、排气阀；1271、导柱；2、散气机构；21、空间罐；211、薄壁通空；22、球面板；221、通风孔；23、吊柱；3、控制系统；31、换向控制信号；311、溢流阀；312、回流排气孔；32、两位三通换向阀；321、两位三通换向阀输出端；33、快速排气阀；331、快速排气阀气源端；332、快速排气阀工作端；34、动力气源；341、减压阀；4、空气滤清器；5、夹持机构51、挂钩；52、吊环；53、转轴；54、轴托；55、压紧件；6、尘渣收集装置；61、尘渣收集袋；62、吸尘器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

结构实施例：如图1至图3所示，一种车辆空气滤清器除尘装置，包括集气排气装置1、散气机构2、控制系统3、夹持机构5和尘渣收集装置6。集气排气装置1与散气机构2相连，集气排气装置1与散气机构2可水平相连，也可竖直连接，本实施例采用集气排气装置1在下，散气机构2在上的连接形式。集气排气装置1能够收集高压气体，也能够快速排出气体。空气滤清器4罩在散气机构2外面，并通过夹持架构5与集气排气装置1相接，散气机构2的气流能够辐射式喷出，对空气滤清器4除尘；控制系统3控制集气排气装置1的集气和排气动作。尘渣收集装置6能够将清洁空滤后尘土、废渣等收集起来，减少对环境和操作者的影响。

集气排气装置1包括中空腔体11和动作执行机构12，动作执行机构12竖直排列在中空腔体11内部。动作执行机构12包括压簧121、大活塞122、第一拉杆123、万向环124、第二拉杆125、弹性加速件126和排气阀127；大活塞122将中空腔体11密封分隔为动力腔112和集气腔111，活塞杆1221位于集气腔111，大活塞122随着控制系统3的控制而动作，动力腔112和集气腔111的空间体积也随之成动态变化，因大活塞122的密封作用，动力腔112和集气腔111并不发生气体交换；动力腔112中的压簧121与大活塞122相连；第一拉杆123与第二拉杆125通过一个万向环124相连，万向环124使动作执行机构12在制造、装配精度不高的情况下，也保证动排气阀127受力均匀，使排气阀堵死排气孔1111；第一拉杆123设有螺纹，与活塞杆1221设有的螺纹孔螺旋连接，旋合长度可调，从而使整个动作执行机构12的长度可调，第二拉杆125通过弹性加速件126与排气阀127相连。弹性加速件126包括加速杆1261、加速压簧1262和加速缸1263，加速杆1261为T形轴形式，加速缸1263为中间设有通孔的中空腔体结构；位于加速缸1263内的加速压簧1262套在加速杆1261的细端，加速杆1261的细端贯穿加速缸1263的通孔并与第二拉杆125相连；加速缸1263的非设有通孔的一端与排气阀127相连。动作执行机构12动作时，加速杆1261受到第二拉杆125的拉力后对加速压簧1262进行压缩，加速压簧1262压缩蓄能后对加速缸1263产生更大的拉力即对与加速缸1263相连的排气阀也产生更大的拉力，从而使排气阀127产生较大的加速度，从而为排气阀127快速离开排气孔1111、高压气体从排气孔1111快速排出提供可能。本实施例中排气阀127设为圆柱状，排气阀127在集气腔111中的横截面积小于大活塞122在动力腔112受气压作用的横截面积。排气孔1111位于集气腔111里与散气机构2相接的一端，能向散气机构2排气，排气孔1111的中心设有导向管1117，导向管1117固定在排气孔1111中心，排气阀127靠近排气孔1111的端面设有导柱1271，导柱1271始终插入到导向管1117中心，使排气阀127与排气孔1111中心重合，以方便排气阀（127）能够将排气孔（1111）堵死。进气口1112位于集气腔111的一侧，压缩气源经进气口1112向集气腔111灌注气体。集气腔111可细分为可变腔1118和不变腔1119；可变腔1118与动力腔112相邻，在本实施例中，可变腔1118和动力腔112作大活塞122的活塞缸，随着大活塞122的动作，动力腔112和可变腔1118的空间体积均成动态变化，而不变腔1119的空间不变化；可变腔1118和不变腔1119之间设有缓冲小孔1113、单向阀1114和带有密封圈1115的通孔1116；所述通孔1116使活塞杆1221能够穿梭可变腔1118和不变腔1119，密封圈1115保证可变腔1118和不变腔1119不通过所述通孔1116进行气体交换；单向阀1114使气体能从不变腔1119快速向可变腔1118流动；在不变腔1119排气后、动作执行机构12复位动作时，可变腔1118的气体能通过缓冲小孔1113进入不变腔1119，因所述缓冲小孔1113的缓冲作用，不致使动作执行机构12复位速度过快而损坏。

散气机构2包括两组吊柱23、空间罐21和球面板22。空间罐21的一端通过一组吊柱23与集气腔111相连，另一端通过另一组吊柱23与球面板22相连；所述空间罐21为中心设有一薄壁通孔211的空腔回转体；球面板22为中心设有通风孔221的球面型板材，所述通风孔221、空间罐薄壁通孔211和集气腔排气孔1111的中心重合。散气机构2填充在空气滤清器4内部，使从集气排气装置1中排出的气体在保证高压的同时又如图1所示呈辐射式的吹向空气滤清器4。

本实施例的控制系统3的主要硬件包括溢流阀311、气动控制式的两位三通换向阀32、快速排气阀33和调压阀341。溢流阀311输入端与不变腔1119相连，溢流阀311的设定泄载压力即不变腔1119的设定排气压力作为两位三通换向阀32的换向动力即换向控制信号31，同时溢流阀311与两位三通换向阀32的管路上设有回流排气孔312，能在溢流阀311停止输出压力后将管路中的残余高压气体排出。不变腔1119经过调压阀341后输出的气源作为动力气源34。两位三通换向阀输出端321与快速排气阀气源端331相接，两位三通换向阀32的初位即默认输入端为动力气源34，换向后的输入端是大气，快速排气阀33工作端332与动力腔112相通。

空气滤清器夹持机构5，所述夹持机构5能够将空气滤清器4固定在集气排气装置1上。夹持机构5包括挂钩51、吊环52、转轴53、轴托54、压紧件55。挂钩51和轴托54固定在集气排气装置1的两侧；转轴53位于轴托54内，转轴53可在轴托54内自转，进而使转轴53绕着集气排气装置1旋转，如此可使空气滤清器4方便的罩在散气机构2的外面；吊环52固定在转轴53的非与轴托54配合的一端，与挂钩51一起用于使转轴53与集气排气装置1连接。压紧件55通过螺纹配合连接在转轴53的中部，压紧件55上下旋紧可将空气滤清器4压紧在集气排气装置1上。

尘渣收集装置6包括尘渣收集袋61和吸尘器62，尘渣收集袋61罩在空气滤清器4外面，收集空气滤清器4的尘渣，吸尘器62与尘渣收集袋62相连，吸收尘渣收集袋61中的尘渣。

操作及控制过程实施例：本实施例以重型卡车的空气滤清器4除尘为例叙述除尘的过程及控制流程。重型卡车的空气滤清器4的滤芯是滤纸，使用较长时间的空气滤清器4的滤纸布满尘渣，滤纸变得僵硬且不透气。

一、准备工作。

1.将本实施例的动作执行机构12调整至初始位置，即通过调整第一拉杆123与大活塞122的螺纹旋合长度，保证压簧121处于压缩状态，有一定的预紧力，使动作执行机构12的排气阀127在一定作用力的情况下堵死排气孔1111。

2.根据空气滤清器4尺寸，设定集气腔111排气压力，即对与集气腔111连接的溢流阀311的设定泄载压力；设定调压阀341的设定值即输出压力。

3.设定两位三通换向阀32的初位，使调压阀341的输出端与快速排气阀气源端331相连，即使调压阀341的输出端与动力腔112相连。

4．将重型卡车的空气滤清器4罩在散气机构2外面，并用夹持机构5将空气滤清器4固定在集气排气装置1上。

5.用尘渣收集袋61将空气滤清器4包裹严实，并开启吸尘器62。

6.将压缩空气通过进气口1112向集气排气装置1充气。

二、除尘过程。

因重型卡车的空气滤清器4尺寸及工况原因，使用本实施例对其除尘时需经过3到4次的集气排气循环即对空滤进行3到4次的高压“爆炸”式除尘，每个循环大约需10至15秒。

循环流程参见图4，下面为详细描述循环流程方便，特设定一些循环过程中的参数简化表达方式：大气压强p₀，不变腔气体压强p_不，可变腔的气体压强p_可，动力腔的气体压强p_动，压缩弹簧121对大活塞122的力F_压，大活塞122在动力腔112受气体竖直方向压力的作用面积S_活1，大活塞122在集气腔111受气体竖直方向压力的作用面积S_活2，排气阀127在集气腔111的横截面积S_排1，排气阀127在集气腔111外受大气竖直方向压力的作用面积S_排2，动作执行机构12的自重G_重。

1.不变腔1119不断充气，压力达到设定值。

在不变腔1119不断充气，不变腔1119的压强p_不在达到调压阀341设定值的过程中：调压阀341的输出压力等于输入压力，而不变腔1119与可变腔1118由单向阀1114连接，故p_动=p_不=p_可。此时依靠压簧121的预紧力，使动作执行机构12的主要受力情况为：受向上的力p_动•S_活1+F_压+p_不•S_排1＞受向下的力p_可•S_活2+G_重+p₀•S_排2，故动作执行机构12一直被顶在排气孔1111，即排气阀127将排气孔1111堵死，排气孔1111对动作执行机构12起支撑作用，使动作执行机构12平衡。

在不变腔1119不断充气，不变腔1119的压强p_不在从调压阀341设定值达到溢流阀311设定泄载压力值的过程中：因为不变腔1119与可变腔1118由单向阀1114连接，故p_不=p_可，此时动力腔112的气体经集气腔的气体通过调压阀341减压而来，故动力腔112的气体压强p_动＜p_不=p_可。此时动作执行机构12的主要受力情况根据先前压簧121的预紧力大小分为两种，一：设置压簧121的预紧力大，使动作执行机构12的主要受力情况满足：受向上的力p_动•S_活1+F_压+p_不•S_排1一直大于受向下的力p_可•S_活2+G_重+p₀•S_排2，故动作执行机构12一直被顶在排气孔1111，即排气阀127将排气孔1111堵死，排气孔1111对动作执行机构12起支撑作用，使动作执行机构12平衡；二：设置压簧121的预紧力小，不能使动作执行机构12满足受向上的力一直大于受向下的力，故大活塞122带动第一拉杆123、万向环124、第二拉杆向下位移，压簧121的压缩量不断增大，F_压不断增大，才使受向上的力p_动•S_活1+F_压+p_不•S_排1≥受向下的力p_可•S_活2+G_重+p₀•S_排2，使动作执行机构12平衡；此时的排气阀127和弹性加速件126受第二拉杆125向下的拉力，但因为此时不变腔1119的压强大于调压阀341的输出值而使排气阀127和弹性加速件126受到向上的气体压力更大，故此过程中排气阀127一直被顶在排气孔1111上，即排气阀127将排气孔1111堵死。

2.两位三通换向阀32换向。当不变腔1119压强达到排气设定压力时，触动了溢流阀311泄压，溢流阀311与两位三通换向阀32相通，溢流阀311泄载压力充当气动两位三通换向阀32的换向控制信号31即换向动力，两位三通换向阀32换向，切断调压阀341输出端与快速排气阀气源端331的连接，使快速排气阀气源端331与两位三通换向阀32的另一输入端——大气相通。

3.快速排气阀33动作。当切断了调压阀341输出端与快速排气阀气源端331连接后，快速排气阀气源端331与大气相通，此时造成快速排气阀33阀芯的动作，使大气与动力腔112相连，动力腔112的气体经快速排气阀33迅速排出，排向大气。

4.动力腔112压力迅速下降。动力腔112的气体经快速排气阀33迅速排出，动力腔112压力迅速下降，动力腔压强p_动=大气压p₀，此时的动作执行机构12的主要受力情况为受向上的力p₀•S_活1+F_压+p_不•S_排1＜受向下的力p_可•S_活2+G_重+p₀•S_排2。

5.动作执行机构12动作。动作执行机构12向下动作，第二拉杆125拉动弹性加速件126，因弹性加速件126的蓄能作用，对排气阀127产生更大的拉力，从而使排气阀127产生更大的加速度，排气阀127迅速打开，使不变腔气体快速离开排气孔1111。

6.不变腔1119迅速排气。不变腔1119中的高压气体从排气孔1111快速排出吹向散气机构2，经散气机构2的散气作用，高压气体辐射式从空气滤清器4的内部“爆炸”式喷出，还伴随有“轰”的一声。

7.不变腔1119压力迅速下降。不变腔1119压力下降，溢流阀311停止泄压，溢流阀311复位，残余在可变腔1118的气体通过缓冲小孔1113逐渐向不变腔1119扩散，p_可不断减小。

8.动作执行机构12复位。被强烈压缩的压簧121对大活塞122产生很强的作用力，伴随p_可不断减小，大活塞122对可变腔1118进行挤压，可变腔1118的气体通过缓冲小孔1113进一步向不变腔1119扩散，动作执行机构12复位，排气阀127堵死排气孔1111。

9.两位三通换向阀32复位。不变腔1119排气后压力无法达到设定值，溢流阀311复位，残留在两位三通换向阀32与溢流阀311管路间的高压气体通过回流排气孔312散向大气，两位三通换向阀32失去换向动力，两位三通换向阀32复位。随着压缩空气的不断充气，p_不和p_可不断增大。

10.快速排气阀33复位。随着两位三通换向阀32复位，调压阀341输出端重新与快速排气阀气源331端接通，快速排气阀331复位即调压阀341的输出端与动力腔112相通，p_动不断增大。回到循环的第1步。

三、收尾工作。待对空气滤清器4完成3到4次除尘后，关闭压缩气源，关闭吸尘器62，然后取下尘渣收集袋61，再打开夹持机构5后，取下重型卡车空气滤清器4，此时重型卡车的空气滤清器4表面和滤纸都已清洁干净，滤纸恢复了先前的蓬松和通透性。