專利名稱：帶文丘里管裝置的離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)合了文丘里管裝置的類型的流體提供動(dòng)力的離心分離器的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
流體提供動(dòng)力的離心分離器熟知用于分離不同密度的流體或從液體中分離微粒物質(zhì)且長(zhǎng)期以來(lái)用于發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是柴油動(dòng)力車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)中，以及其它工業(yè)分離工藝中。這種離心分離器的操作原理在于外殼包含轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子支承于其中以繞基本上豎直的軸高速旋轉(zhuǎn)。流體沿著旋轉(zhuǎn)軸以升高的壓力供應(yīng)且從切向定向的噴嘴噴射到外殼內(nèi)，從外殼排放到貯槽。本發(fā)明涉及所謂的自我提供動(dòng)力的離心分離器類型，其例如公開(kāi)于US4，557，831、 US4，498，898和GB 2 160 796A，其中驅(qū)動(dòng)流體是待清潔的污染流體。隨著這種流體通過(guò)轉(zhuǎn)子，密度較大的污染物材料或粒子通過(guò)離心作用與它分離且保留在轉(zhuǎn)子中，通常為粘附到外殼內(nèi)表面的結(jié)塊。從轉(zhuǎn)子噴嘴出來(lái)的流體處于低能狀態(tài)且通過(guò)重力返回到貯槽，其進(jìn)而通過(guò)重力流動(dòng)被排放到液體儲(chǔ)集器。因此，在用于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑流體的分離器的情形下，方便地將分離器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑流體儲(chǔ)集器高度上方使得在(分離器外殼的)保持貯槽中的液體靜壓頭提供排放的充分壓力。如果在轉(zhuǎn)子外殼中形成相對(duì)于周圍大氣壓力的負(fù)壓，這種排放也可能會(huì)受到阻礙。在外殼中設(shè)置通風(fēng)或通氣閥是處理這個(gè)問(wèn)題的已知手段，如在GB 2 296 942A中所公開(kāi)的。為了提高流體從轉(zhuǎn)子的排放速率使得特別地這種離心分離器可被改造到車輛發(fā)動(dòng)機(jī)上，在該車輛發(fā)動(dòng)機(jī)中沒(méi)有用于將它安裝在系統(tǒng)潤(rùn)滑流體儲(chǔ)集器上方充分高度(如先前所需的)上的空間，在本申請(qǐng)者之前的GB2296942A中提出將文丘里管裝置結(jié)合到分離器中。這產(chǎn)生吸入壓力以輔助將流體(通常為油)排放到系統(tǒng)儲(chǔ)集器，即使是在系統(tǒng)儲(chǔ)集器距離心分離器相當(dāng)距離或者甚至在離心分離器上方相當(dāng)距離的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高上文所述類型的自我提供動(dòng)力的離心分離器的操作效
率和可靠性。關(guān)于這種分離器，已知在流體的流動(dòng)路徑中設(shè)置基于彈簧的閥來(lái)切斷在低壓下的流動(dòng)。這在本申請(qǐng)者之前的EP-A-1009535中示出。這在壓力較低時(shí)通過(guò)確保到發(fā)動(dòng)機(jī)的最大潤(rùn)滑流體供應(yīng)而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，即，在此時(shí)并不使流體分流到離心清潔裝置。還需要保護(hù)離心分離器避免損壞的風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)由于供應(yīng)到轉(zhuǎn)子的流體中過(guò)高流體壓力或由此所致的過(guò)大轉(zhuǎn)子速度而造成的。鑒于這些目的，本發(fā)明提供一種離心分離器，其包括基部；轉(zhuǎn)子，其安裝于在操作上基本豎直的軸上，通過(guò)對(duì)來(lái)自其中的轉(zhuǎn)子噴嘴的流體排放的反作用力而繞該軸旋轉(zhuǎn)； 外殼，其安裝于該基部上且封閉所述轉(zhuǎn)子；貯槽，其形成于該基部中在該轉(zhuǎn)子下方；流體通路，其穿過(guò)該基部從入口端口延伸到出口端口且包括分流端口以經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸供應(yīng)流體到轉(zhuǎn)子內(nèi)部；以及，在該基部中的排流通道，其用于將流體從貯槽排放到流體通路；以及，文丘里 管裝置，其設(shè)于基部中的流體通路中以獲得吸入壓力來(lái)從排流通道抽吸流體到流體通路內(nèi)，其特征在于，彈簧加載的閥主體設(shè)于流體通路中，所述主體被構(gòu)造和布置成當(dāng)進(jìn)入入口端口的流體壓力低于預(yù)定最小壓力值時(shí)切斷到轉(zhuǎn)子內(nèi)部的流體供應(yīng)，并且當(dāng)進(jìn)入入口端口的流體壓力升高到高于第二預(yù)定壓力值時(shí)也限制和/或切斷到轉(zhuǎn)子內(nèi)部的流體供應(yīng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，閥主體設(shè)有至少一個(gè)開(kāi)口，其允許僅當(dāng)進(jìn)入入口端口的流體壓力在預(yù)定最小壓力值與預(yù)定最大壓力值之間時(shí)通過(guò)分流端口來(lái)供應(yīng)流體。該開(kāi)口或每個(gè)開(kāi)口優(yōu)選地在朝向入口端口的方向上具有減小的尺寸以便在進(jìn)入入口端口的流體壓力升高到高于預(yù)定最佳壓力值時(shí)限制到轉(zhuǎn)子內(nèi)部的流體供應(yīng)，當(dāng)然，預(yù)定最佳壓力值在最小值與最大值之間。實(shí)際上，這方便地由在朝向入口端口方向上具有鄰接表面凹槽的開(kāi)口實(shí)現(xiàn)，該凹槽可在朝向入口端口的方向上逐漸地或逐步地減小截面。但是，可在其它實(shí)施例中提供開(kāi)口本身在朝向入口端口的方向上逐漸縮小的截面。而且產(chǎn)生了緊湊結(jié)構(gòu)和在生產(chǎn)期間在組裝目的方面減小了復(fù)雜性的特別有利發(fā)展是在根據(jù)本發(fā)明的分離器的優(yōu)選實(shí)踐實(shí)施例中，文丘里管裝置與閥主體形成一體。但在其它實(shí)施例中，文丘里管裝置仍可與閥主體分開(kāi)。另一有利發(fā)展在于在根據(jù)本發(fā)明的分離器的實(shí)施例中，閥主體可被構(gòu)造成包括止回結(jié)構(gòu)，其與流體通路中的肩部或閥座合作以防止流體從出口端口回流。這種回流原本會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)掉和造成潤(rùn)滑流體通過(guò)分離器循環(huán)的泵關(guān)掉時(shí)發(fā)生。防止回流因此在檢修發(fā)動(dòng)機(jī)期間維護(hù)或替換分離器時(shí)防止分離器外殼中存在大量流體和因此造成這種流體損失。


參考附圖通過(guò)下文的描述，根據(jù)本發(fā)明的離心分離器的實(shí)施例的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯而易見(jiàn)，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的離心分離器的第一實(shí)踐實(shí)施例的縱截面圖； 圖2是示出當(dāng)?shù)椒蛛x器的流入壓力高于圖1中時(shí)閥主體的位置的分流端口區(qū)域的放大細(xì)節(jié)圖3是圖1所示的閥主體的文丘里管噴嘴區(qū)域的放大細(xì)節(jié)圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的離心分離器的第二實(shí)踐實(shí)施例的縱截面圖； 圖5至圖7是穿過(guò)圖4所示的分離器的流體通路區(qū)域的放大細(xì)節(jié)圖，其中閥主體被示出處于在到分離器的流體流動(dòng)的低壓、中壓和高壓下的其相應(yīng)位置；
圖8是沿著圖10中的線Z-Z所截取的根據(jù)本發(fā)明的離心分離器的第三實(shí)踐實(shí)施例的橫截面圖9是沿著圖8中的線X-X所截取的縱截面圖；以及圖10是沿著圖8中的線Y-Y所截取的縱截面圖。
具體實(shí)施方式
首先參看圖1，此實(shí)施例具有自我提供動(dòng)力的離心分離器的典型特征，即，基部 10 ；轉(zhuǎn)子11，其安裝于基本上豎直的軸12上以繞該軸12旋轉(zhuǎn)；外殼13，其安裝于該基部10 上且封閉轉(zhuǎn)子11 ；以及貯槽14，其形成于該基部10中在該轉(zhuǎn)子11下方。流體通路16穿過(guò)該基部10從入口端口 17延伸到出口端口 18。此流體通路16被布置成通過(guò)分流端口 19經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸12向轉(zhuǎn)子10內(nèi)部供應(yīng)流體。流體通過(guò)在軸12的上部區(qū)域中的孔口 20進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)部且通過(guò)在轉(zhuǎn)子底部處的切向定向的噴嘴(未圖示)出來(lái)，對(duì)該流體的反作用力用于使轉(zhuǎn)子10繞其軸旋轉(zhuǎn)。來(lái)自噴嘴的流體排放到貯槽14內(nèi)。排流通道15將貯槽14連接到通路16以經(jīng)由出口端口 18返回到系統(tǒng)流體儲(chǔ)集器(未圖示)。在供應(yīng)到轉(zhuǎn)子的流體中的固體污染物由于轉(zhuǎn)子的迅速旋轉(zhuǎn)而被迫向外且由轉(zhuǎn)子10的側(cè)壁保留。梭閥30安裝于流體通路16中。此閥包括中空主體32，中空主體32經(jīng)由壓縮彈簧34安裝到出口配件36的延伸部上，出口配件36的延伸部安置于出口端口 18中。閥主體32可在通路16內(nèi)滑動(dòng)地調(diào)整，在通過(guò)入口 17供應(yīng)的流體壓力的影響下，發(fā)生作用對(duì)抗彈簧34的偏壓。開(kāi)口 38設(shè)于中空主體32中，當(dāng)入口流體壓力處于使分離器高效操作的最佳值時(shí)，開(kāi)口 38與分流端口 19對(duì)準(zhǔn)。在圖1中這些開(kāi)口 38被示出與分流端口 19對(duì)準(zhǔn)。圖1中的箭頭示出流體通過(guò)分離器的循環(huán)路徑，其中梭閥30在上面所描述的位置。閥主體32包括文丘里管噴嘴40，其在圖3中更詳細(xì)地示出。這提供收縮，收縮形成流體速度的局部增加。以已知方式，這在文丘里管噴嘴40下游導(dǎo)致吸入效果以將流體從排流通道15抽吸到流體通路16內(nèi)。當(dāng)入口流體壓力低于圖1的情況時(shí)，閥主體32在彈簧34的影響下向右邊移位(如在此圖中所示)，且分流端口 19然后關(guān)閉，因此轉(zhuǎn)子11并不操作。在典型應(yīng)用中，圖1所示的分離器將用于清潔車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑流體且流體通路16將成為這種潤(rùn)滑流體的循環(huán)系統(tǒng)的部分。因此，當(dāng)繞該系統(tǒng)泵送的流體壓力較低時(shí)，分流端口 19的關(guān)閉允許低壓流體直接循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)而不會(huì)有到分離器的任何分流。當(dāng)入口流體壓力高于圖1的情況時(shí)，閥主體32向左移位到圖2中以放大細(xì)節(jié)圖所示的位置。在此圖中顯然，開(kāi)口 38每一個(gè)都包括在閥主體32的外表面中的擴(kuò)大直徑凹槽 39，這些凹槽在入口端口 17的方向上以減小截面或深度延伸。隨著這些凹槽39移動(dòng)成與分流端口 19對(duì)準(zhǔn)，減小了用于使流體從閥主體32內(nèi)部流到轉(zhuǎn)子軸10的豎直通道的貫通通道的總截面，因此減小了被允許通到轉(zhuǎn)子的流體量且也相應(yīng)地減小了其壓力。因此，隨著進(jìn)入到入口端口 17內(nèi)的流體壓力增加到高于最佳壓力(在最佳壓力，主開(kāi)口 38移動(dòng)成不與端口 19對(duì)準(zhǔn))，限制到轉(zhuǎn)子11的流體壓力且保護(hù)轉(zhuǎn)子11防止在向它供應(yīng)過(guò)高流體壓力時(shí)發(fā)生可能的故障和損壞?，F(xiàn)參看圖4，該圖示出與就在上文針對(duì)圖1的實(shí)施例所描述的所有方面都類似的另一實(shí) 施例，但具有以下添加的優(yōu)點(diǎn)在閥主體32上包括集成的止回閥結(jié)構(gòu)50。只要與圖 1的特征和構(gòu)成部件相同，就使用相同的附圖標(biāo)記，避免不必要的重復(fù)，將不再重復(fù)描述這些特征和構(gòu)成部件。在此具體實(shí)施例中，止回結(jié)構(gòu)50采用在梭閥30的主體32外表面上的截頭圓錐形脊的形式。這與設(shè)置在分離器基部10的流體通路16中的鄰近于貯槽14的排流通道15的對(duì)應(yīng)傾斜閥座或肩部52合作以關(guān)閉流體通路16。結(jié)構(gòu)50將以較低入口壓力鄰靠座52 (如圖5所示)從而防止從出口端口 18回流。應(yīng)了解在其它樣式中，止回結(jié)構(gòu)和其合作座的特定構(gòu)造細(xì)節(jié)可變化。 因此，在低入口壓力，如圖5所示，由附圖標(biāo)記60所標(biāo)注且由閥主體32的開(kāi)口 38 和分流端口 19的相對(duì)位置代表的截止閥布置將關(guān)閉且也將關(guān)閉止回閥50。因此，沒(méi)有流體可流入到轉(zhuǎn)子11內(nèi)且能夠無(wú)回流到轉(zhuǎn)子腔室內(nèi)。已經(jīng)解釋了二者的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)分離器不操作和可能需要檢修或替換時(shí)防止回流使轉(zhuǎn)子中的任何流體最少。這使得操作更清潔且也節(jié)約了流體。在中間入口壓力，如圖6所示，閥裝置60和止回閥50打開(kāi)。借助于文丘里管噴嘴 40，如先前所解釋的，流體流入到轉(zhuǎn)子11內(nèi)且可經(jīng)過(guò)止回閥50排放。壓力固有地足以防止回流。在高入口壓力，如圖7所示，止回閥50仍打開(kāi)且貫通流動(dòng)壓力固有地足以防止回流。就如同中間壓力，借助于文丘里管噴嘴40，如先前所解釋的，流體流入到轉(zhuǎn)子11內(nèi)且可經(jīng)過(guò)止回閥50排放。但是，在此更高壓力，截止閥裝置60現(xiàn)限制到轉(zhuǎn)子11內(nèi)的流動(dòng)，如先前所解釋，因?yàn)榱黧w必須通過(guò)凹槽39的減小截面。最后，圖8至圖10示出根據(jù)本發(fā)明的分離器的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，與關(guān)于上述實(shí)施例的已描述的那些特征直接相當(dāng)?shù)奶卣饔孟嗤母綀D標(biāo)記加上100來(lái)表示。它們并未被進(jìn)一步詳細(xì)地描述。此實(shí)施例的設(shè)計(jì)略微不同在于穿過(guò)基部110的流體通路包括從入口端口 117延伸到出口端口 118的主通路116和從所述主通路(基本上垂直于它)延伸到出口 124的分支通路126，出口 124由插塞128關(guān)閉，在圖8和圖9中看得最清楚。用于將流體供應(yīng)到轉(zhuǎn)子111內(nèi)部的分流端口 119設(shè)于分支通路126中。文丘里管裝置140設(shè)于主通路116中且閥主體132獨(dú)立于文丘里管裝置140設(shè)于分支通路126中。閥主體132仍設(shè)有合適開(kāi)口 138，依靠從入口 117穿過(guò)通路116流到出口 118的流體壓力可使合適開(kāi)口 138與分流端口 119對(duì)齊和不對(duì)齊，從而使得在低壓下到端口 119的流動(dòng)被切斷，并且在高于預(yù)定最大壓力的高壓下到端口 119的流動(dòng)也被切斷。但是，在高于某些中間最佳壓力，高達(dá)最大壓力，由凹槽139的減小寬度限制流動(dòng)，凹槽139在閥主體132的外表面中在從開(kāi)口 138朝向入口端口 117的方向上延伸，如在先前實(shí)施例中那樣。前文是說(shuō)明性的且并不限制本發(fā)明的范圍且設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的其它變型也是可能的，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種自我提供動(dòng)力的離心分離器，包括基部；轉(zhuǎn)子，其安裝于在操作上基本豎直的軸上，通過(guò)對(duì)來(lái)自其中的轉(zhuǎn)子噴嘴的流體排放的反作用力而繞所述軸旋轉(zhuǎn)；外殼，其安裝于所述基部上且封閉所述轉(zhuǎn)子；貯槽，其形成于所述基部中在所述轉(zhuǎn)子下方；流體通路，其穿過(guò)所述基部從入口端口延伸到出口端口，并且包括分流端口以經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸供應(yīng)流體到所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，以及在所述基部中的排流通道，其將流體從所述貯槽排放到所述流體通路；以及，文丘里管裝置，其設(shè)于所述基部中的所述流體通路中以獲得吸入壓力來(lái)從所述排流通道抽吸流體到所述流體通路內(nèi)，其特征在于，彈簧加載的閥主體設(shè)于所述流體通路中，所述主體被構(gòu)造和布置成當(dāng)進(jìn)入所述入口端口的流體壓力低于預(yù)定最小壓力值時(shí)切斷到所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的流體供應(yīng)，并且在進(jìn)入所述入口端口的流體壓力升高到高于第二預(yù)定壓力值時(shí)也限制和/或切斷到所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的流體供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征在于，所述閥主體設(shè)有開(kāi)口，所述開(kāi)口允許僅當(dāng)進(jìn)入所述入口端口的流體壓力在預(yù)定最小壓力值與預(yù)定最大壓力值之間時(shí)通過(guò)所述分流端口供應(yīng)流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離器，其特征在于，所述開(kāi)口在朝向所述入口端口的方向上具有減小的尺寸以便在進(jìn)入所述入口端口的流體壓力升高到高于預(yù)定最佳壓力值時(shí)限制到所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部的流體供應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離器，其特征在于，所述開(kāi)口具有在朝向所述入口端口的方向上逐漸減小的截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離器，其特征在于，所述開(kāi)口在朝向所述入口端口的方向上具有鄰接表面凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分離器，其特征在于，所述鄰接表面凹槽在朝向所述入口端口的方向上減小截面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述文丘里管裝置與所述閥主體形成一體。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述閥主體還包括止回結(jié)構(gòu)，所述止回結(jié)構(gòu)防止流體從所述出口端口回流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，穿過(guò)所述基部的流體通路包括從所述入口端口向所述出口端口延伸的主通路和從所述主通路延伸的分支通路，其中用于向所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部供應(yīng)流體的分流端口設(shè)于所述分支通路中，并且所述文丘里管裝置設(shè)于所述主通路中，所述閥主體則設(shè)于所述分支通路中。
10.一種自我提供動(dòng)力的離心分離器，其基本上如在上文中參考附圖的圖1至圖3、圖 4至圖7或者圖8至圖10的任一實(shí)施例所述和所示。
全文摘要
一種自我提供動(dòng)力的離心分離器包括基部(10)；轉(zhuǎn)子(11)，其安裝于在操作上基本豎直的軸(12)上，通過(guò)對(duì)來(lái)自基部中的噴嘴的流體排放的反作用力而繞該軸旋轉(zhuǎn)；外殼(13)，其安裝于該基部上且封閉該轉(zhuǎn)子；貯槽(14)，其形成于該基部(10)中在該轉(zhuǎn)子(11)下方；流體通路(16)，其穿過(guò)該基部從入口端口(17)延伸到出口端口(18)且包括分流端口(19)以經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸(12)供應(yīng)流體到轉(zhuǎn)子(11)內(nèi)部；以及，在該基部中的排流通道(15)，其用于將流體從貯槽(14)排放到流體通路(16)。彈簧加載的閥主體(30)設(shè)于流體通路(16)中且被構(gòu)造和布置成當(dāng)進(jìn)入入口端口(17)的流體壓力低于預(yù)定最小壓力值時(shí)切斷到轉(zhuǎn)子(11)內(nèi)部的流體供應(yīng)使得該流體作為潤(rùn)滑流體供給的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有損壞的風(fēng)險(xiǎn)。閥主體(30)還被構(gòu)造和布置(在38、39)成當(dāng)進(jìn)入入口端口(17)的流體壓力高于第二預(yù)定壓力值時(shí)限制和/或切斷到轉(zhuǎn)子(11)內(nèi)部的流體供應(yīng)使得轉(zhuǎn)子速度不能增加到產(chǎn)生損壞分離器本身的風(fēng)險(xiǎn)。而且，文丘里管裝置設(shè)于流體通路(16)中以獲得吸入壓力來(lái)從排流通道抽吸流體到流體通路內(nèi)且所述文丘里管裝置(40)方便地與閥主體(30)形成一體。防止流體從出口端口(18)回流的止回結(jié)構(gòu)(50)也可有利地提供作為閥主體(30)的部分。
文檔編號(hào)B04B5/00GK102215978SQ200980145365
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者A·費(fèi)爾, J·L·米爾斯, K·德沃拉策克, N·伯福特, S·內(nèi)格倫 申請(qǐng)人:曼·胡默爾有限公司