Épurateur d'huile. L'appareil objet de la présente invention est caractérisé par un séparateur à force centrifuge, rotatif autour d'un axe vertical et disposé dans un carter, ce séparateur coin- portant une partie supérieure en tambour formant une première chambre de séparation horizontale dans laquelle l'huile à épurer peut s'étendre en une couche mince, une série de compartiments annulaires situés au-dessous de ladite chambre de séparation et commu niquant avec celle-ci et une deuxième chambre de séparation formée aussi par une partie en tambour prévue au-dessous desdits com partiments, dans laquelle ces compartiments débouchent et dont la paroi de fond est pourvue d'orifices disposés en séries circulaires et débouchant, chaque série,
dans un com partiment d'une série de compartiments annu laires que déterminent, entre elles, des ner vures prévues sur le côté inférieur de ladite paroi de fond, compartiments qui sont eux- mêmes ouverts vers le bas.
La fig. 1 représente schématiquement et à titre d'exemple seulement, une forme d'exé- cution de l'épurateur combiné avec une pompe à huile à engrenages et une pompe à eau centrifuge, de manière à ne former qu'un seul et même appareil; La fig. 2 est une coupe du même appareil faite par I-I de la fig. 1; La fig. 3 représente, à titre d'autre exemple, une variante de la position que peuvent occuper, par rapport à l'axe vertical, les nervures supérieures du séparateur tour nant.
L'épurateur proprement dit est renfermé dans un carter comprenant une partie supé rieure étanche 1, assemblée sur un carter inférieur 2.
Le carter supérieur 1 est muni d'une tubulure 3 par laquelle se fait l'arrivée d'huile. Dans ce carter est monté un axe 4, creux sur une certaine partie de sa longueur et servant à la commande de l'appareil. L'alésage intérieur 5 de cet axe est mis en communication avec l'arrivée d'huile 3 par une série d'orifices 6 percés radialement dans cet a,xe. L'alésage 5 communique avec une première chambre, horizontale 7, formée par la partie supérieure en tambour d'un sépara teur 8 tournant avec l'axe 4.
La paroi infé rieure de la chambre 7 est percée de séries de trous 9, dont les axes se trouvent sur des circonférences cencentriques; avec cette face inférieure font corps des nervures 10, 11, 12 et 13 disposées concentriquement et qui déterminent entre elles une série de compar timents annulaires 32, 33, 34; ces nervures peuvent avoir une inclinaison quelconque sur l'axe général de l'appareil.
Au-dessous de ces nervures, une seconde partie en tambour limitée par la paroi de fond 14, forme une seconde chambre de sépa ration dont la hauteur dépend de la vitesse de rotation de l'appareil, du débit qu'il doit avoir et du degré d'épuration désiré. Cette paroi de fond 14 est munie d'une série de nervures inclinées 15, 16, 17 et 18. Elle est également percée de séries de trous 19, dont les axes sont sur des circonférences concen triques et sont disposés par rapport aux nervures 15, 16, 17 et 18, comme l'indique le dessin.
La plaque de fond 14 fait corps avec un axe 20 venant centrer le séparateur tournant dans un roulement-butée à billes, maintenu par le carter inférieur 2. Cet axe 20 peut d'ailleurs être prolongé comme il est indiqué sur la fig. 1 pour commander une pompe à huile 21 et une pompe à eau 22, ou l'une seulement de ces deux pompes.
Les nervures 15 à 18 du séparateur tour fiant viennent se loger entre d'autres nervures faisant corps avec le carter inférieur 2.
Ces nervures du carter 2 laissent entre elles des compartiments annulaires 23, 24, 25 et 26 qui peuvent, soit être séparés les uns des autres, soit communiquer entre eux, comme par exemple les compartiments 24, 25 et 26.
Une chambre de circulation d'eau 27 fait également partie de ce carter inférieur et entoure complètement le dernier compartiment 26. Cette chambre de circulation d'eau est munie d'une entrée d'eau 28 et d'une sortie 29, en communication soit directement avec la pompe à eau, soit avec un radiateur, sui vant l'intensité désirée de refroidissement.
Le compartiment 23, qui est le plus rapproché du centre, est muni d'un ou plusieurs conduits d'évacuation 30. Les compartiments 24, 25 et 26 qui communiquent entre eux sont également munis d'un ou plusieurs conduits d'évacuation 31.
Les compartiments 23 et 24 pourront, contrairement à ce qui est indiqué sur la fig. 1, communiquer entre eux et être séparés des compartiments 25 et 26.
Le nombre des trous 9, celui des nervures 10, 11, 12 et 13, celui des orifices 19, celui des nervures 15, 16, 17 et 18, ainsi d'ailleurs que le nombre des compartiments 32, 33, 34, 35 et 23, 24, 25, 26 peuvent varier. Les dimensions, les positions relatives de ces différents organes sont également variables suivant les dimensions de l'appareil et, par suite, suivant la quantité d'huile devant passer dans l'appareil par unité de temps.
Le manteau du séparateur tournant est percé de deux séries d'orifices 36 dont l'obtu ration est assurée pendant le fonctionne ment de l'appareil, par un collier 37 en deus parties. Le carter inférieur, avec les nervures inclinées dont il est garni, les compartiments 23, 24, 25 et 26 et les conduits d'évacuation 30 et 31 constituent le récepteur fixe. 1 Le fonctionnement de l'appareil décrit est le suivant:
Le lubrifiant à épurer venant, soit directe ment du carter d'un moteurà combustion interne auquel l'épurateur est appliqué (dans ce cas l'épurateur serait placé sous charge du carter d'huile du moteur), soit d'une pompe qui l'envoie sous pression, arrive par l'ajutage 3 et pénètre dans l'alésage 5 de l'axe 4, par les orifices 6. L'axe 4 commandé d'une façon quelconque par le moteur et tournant, soit au même régime quand il s'agit d'un moteur à régime rapide, soit à une vitesse multipliée s'il s'agit d'un moteur à régime lent, entraîne le séparateur tournant 8 à la même vitesse.
Le lubrifiant arrivant par l'alésage 5 dans la chambre 7 est immédiatement soumis à l'action de la force centrifuge, ce qui a pour effet de provoquer, dans la -chambre 7, une séparation des éléments suivant leur densité; les particules métalliques et les particules charbonneuses étant les plus denses, elles sont immédiatement projetées vers la paroi exté rieure de cette chambre 7. Les particules un peu moins denses (globules d'huile propre au graissage, par exemple) viennent dans la zone des compartiments annulaires 34, 33 et 32 par exemple, tandis que les éléments lé gers, essence par exemple, viennent dans la partie la plus rapprochée de l'axe de l'appareil.
Les particules métalliques restent le long de la paroi extérieure de la chambre 7; elles ne peuvent être évacuées à l'extérieur,. car les orifices 36 sont obturés par le collier 37. L'huile s'écoule. dans lés compartiments 32, 33 et 34 par les orifices percés en regard de ces compartiments. Les éléments légers s'écoulent à leur tour par les orifices percés en regard du compartiment central 38.
Ces différents -éléments suivent les ner vures 10, 11, 12, 13 pour venir traverser la paroi de fond 14, par les orifices 19 percés dans celle-ci.
La chambre horizontale existant entre les nervures<B>10,</B> 11, 12, 13 et la paroi de fond 14 permet une nouvelle séparation des élé- inents. Les particules métalliques et les par ticules charbonneuses qui auraient pu échapper à la première séparation sont projetées dans le compartiment 35.
Les huiles viennent, en suivant d'abord les nervures 16, 17, 18, tomber dans les compartiments 24, 25 et 26, tandis que les éléments légers, en suivant la nervure 15, viennent. tomber dans le compartiment 23 et sont évacués au moyen des canalisations de sortie 30.
L'huile recueillie dans les compartiments 24, 25 et 26, c'est-à-dire l'huile débarrassée de toutes impuretés, est évacuée vers la pompe à huile par la canalisation 31. Le refroidisse ment de cette huile est assuré par la circu lation d'eau froide se faisant autour du com partiment 26 dans la chambre de circulation d'eau 27. L'appareil peut être faci.lemént nettoyé et .débarrassé des résidus solides (métalliques ou .charbonneux) ; il suffit, pour cela, de séparer le carter inférieur 2 du .carter supé rieur 1 et de desserrer le collier d'obturation 37. Ces résidus peuvent alors -sortir par les orifices 36 -percés dans. -le manteau du séparateur- tournant.
L'appareil dont le fonctionnement vient d'être décrit peut -être monté sur un moteur de différentes façons a) Il peut être combiné en un seul et même appareil avec une ou deux pompes à huile et une pompe à eau, une des pompes à huile puisant l'huile dans le carter et l'en voyant sous. pression à l'épurateur, tandis que- la deuxième prend l'huile dans l'épurateur et l'envoie aux organes à lubrifier; b) Il peut être monté séparément et rece voir l'huile à épurer d'une pompe indépen dante et faire évacuer l'huile épurée par une pompe également indépendante.
Il peut rece voir son eau de refroidissement d'une pompe à eau indépendante, ou bien d'un radiateur quelconque; c) Il peut être monté sous charge par rapport au niveau d'huile du carter d'un moteur et recevoir par gravité l'huile à épurer; d) Enfin, il peut être commandé par un moteur d'une façon quelconque.
L'appareil est applicable non seulement aux moteurs à explosion, mais également à tout moteur à combustion interne, (moteur Diesel, semi-Diesel, moteurs à huile lourde d'un type quelconque), à tous moteurs ther miques (machines à vapeur, turbines à vapeur, par exemple). Dans le cas des machines à vapeur et des turbines à vapeur, l'huile ayant effectué un parcours de graissage contient, en suspension, des gouttelettes d'eau provenant du contact de la vapeur et du lubrifiant dans ce type de machine; l'appareil permet de séparer cette eau de l'huile. .
Oil purifier. The apparatus object of the present invention is characterized by a centrifugal force separator, rotating about a vertical axis and arranged in a housing, this wedge separator carrying an upper part in the form of a drum forming a first horizontal separation chamber in which the The oil to be purified may extend in a thin layer, a series of annular compartments situated below and communicating with said separation chamber and a second separation chamber formed also by a drum part provided at the same. below said compartments, into which these compartments open out and the bottom wall of which is provided with orifices arranged in circular series and opening out, each series,
in a compartment of a series of annu lar compartments determined, between them, by ribs provided on the lower side of said bottom wall, compartments which are themselves open at the bottom.
Fig. 1 shows schematically and by way of example only, one embodiment of the purifier combined with a geared oil pump and a centrifugal water pump, so as to form one and the same device; Fig. 2 is a section of the same apparatus taken by I-I of FIG. 1; Fig. 3 shows, by way of another example, a variant of the position that the upper ribs of the tower separator may occupy, relative to the vertical axis.
The purifier itself is enclosed in a casing comprising a sealed upper part 1, assembled on a lower casing 2.
The upper casing 1 is provided with a pipe 3 through which the oil inlet is made. In this housing is mounted a pin 4, hollow over a certain part of its length and used to control the device. The internal bore 5 of this axis is placed in communication with the oil inlet 3 by a series of orifices 6 drilled radially in this a, xe. The bore 5 communicates with a first, horizontal chamber 7, formed by the upper drum part of a separator 8 rotating with the axis 4.
The lower wall of the chamber 7 is pierced with a series of holes 9, the axes of which are on cencentric circumferences; with this lower face are integral ribs 10, 11, 12 and 13 arranged concentrically and which between them determine a series of annular compartments 32, 33, 34; these ribs can have any inclination on the general axis of the device.
Below these ribs, a second drum part limited by the bottom wall 14, forms a second separation chamber, the height of which depends on the speed of rotation of the device, the flow rate it must have and the desired degree of purification. This bottom wall 14 is provided with a series of inclined ribs 15, 16, 17 and 18. It is also pierced with a series of holes 19, the axes of which are on concen tric circumferences and are arranged relative to the ribs 15, 16, 17 and 18, as shown in the drawing.
The base plate 14 is integral with an axis 20 which centers the separator rotating in a thrust ball bearing, held by the lower casing 2. This axis 20 can moreover be extended as indicated in FIG. 1 to control an oil pump 21 and a water pump 22, or only one of these two pumps.
The ribs 15 to 18 of the fiant tower separator are housed between other ribs integral with the lower casing 2.
These ribs of the casing 2 leave between them annular compartments 23, 24, 25 and 26 which can either be separated from each other or communicate with each other, such as, for example, compartments 24, 25 and 26.
A water circulation chamber 27 is also part of this lower casing and completely surrounds the last compartment 26. This water circulation chamber is provided with a water inlet 28 and an outlet 29, in communication either directly with the water pump, or with a radiator, depending on the desired cooling intensity.
The compartment 23, which is closest to the center, is provided with one or more discharge conduits 30. The compartments 24, 25 and 26 which communicate with each other are also provided with one or more discharge conduits 31.
The compartments 23 and 24 may, contrary to what is indicated in FIG. 1, communicate with each other and be separated from compartments 25 and 26.
The number of holes 9, that of ribs 10, 11, 12 and 13, that of orifices 19, that of ribs 15, 16, 17 and 18, as well as the number of compartments 32, 33, 34, 35 and 23, 24, 25, 26 may vary. The dimensions, the relative positions of these different members are also variable according to the dimensions of the device and, consequently, according to the quantity of oil to pass through the device per unit of time.
The mantle of the rotating separator is pierced with two series of orifices 36, the closure of which is ensured during operation of the apparatus, by a collar 37 in two parts. The lower casing, with the inclined ribs with which it is lined, the compartments 23, 24, 25 and 26 and the discharge conduits 30 and 31 constitute the fixed receiver. 1 The operation of the device described is as follows:
The lubricant to be purified coming either directly from the crankcase of an internal combustion engine to which the purifier is applied (in this case the purifier would be placed under load from the engine oil sump), or from a pump which 'sends under pressure, arrives through the nozzle 3 and enters the bore 5 of the axis 4, through the orifices 6. The axis 4 controlled in any way by the engine and running, ie at the same speed when it is a fast speed motor, ie at a multiplied speed if it is a slow speed motor, drives the rotating separator 8 at the same speed.
The lubricant arriving through the bore 5 in the chamber 7 is immediately subjected to the action of centrifugal force, which has the effect of causing, in the -chambre 7, a separation of the elements according to their density; the metallic particles and the carbonaceous particles being the densest, they are immediately projected towards the outer wall of this chamber 7. The slightly less dense particles (globules of oil suitable for lubrication, for example) come into the area of the compartments annular 34, 33 and 32 for example, while the light elements, gasoline for example, come in the part closest to the axis of the device.
The metal particles remain along the outer wall of the chamber 7; they cannot be evacuated outside ,. because the orifices 36 are closed by the collar 37. The oil flows out. in the compartments 32, 33 and 34 by the orifices drilled opposite these compartments. The light elements in turn flow through the orifices drilled facing the central compartment 38.
These various -elements follow the ribs 10, 11, 12, 13 to pass through the bottom wall 14, through the orifices 19 drilled therein.
The horizontal chamber existing between the ribs <B> 10, </B> 11, 12, 13 and the bottom wall 14 allows a new separation of the elements. The metal particles and the carbonaceous particles which could have escaped the first separation are projected into compartment 35.
The oils come, first following the ribs 16, 17, 18, fall into the compartments 24, 25 and 26, while the light elements, following the rib 15, come. fall into the compartment 23 and are evacuated by means of the outlet pipes 30.
The oil collected in compartments 24, 25 and 26, that is to say the oil freed of all impurities, is discharged to the oil pump through line 31. This oil is cooled by the circulation of cold water taking place around the compartment 26 in the water circulation chamber 27. The apparatus can be easily cleaned and .disclosed of solid residues (metallic or .charcoal); it suffices, for this, to separate the lower casing 2 from the upper .carter 1 and loosen the sealing collar 37. These residues can then -sent through the orifices 36 -percés in. -the mantle of the rotating separator.
The device whose operation has just been described can be mounted on an engine in different ways a) It can be combined in one and the same device with one or two oil pumps and a water pump, one of the oil pumps. oil drawing oil from the crankcase and seeing it under. pressure to the purifier, while the second takes the oil in the purifier and sends it to the organs to be lubricated; b) It can be mounted separately and receive the oil to be purified from an independent pump and evacuate the purified oil by a pump which is also independent.
It can receive its cooling water from an independent water pump, or from any radiator; c) It can be mounted under load in relation to the oil level of the crankcase of an engine and receive by gravity the oil to be purified; d) Finally, it can be controlled by a motor in any way.
The device is applicable not only to internal combustion engines, but also to any internal combustion engine (Diesel engine, semi-Diesel, heavy oil engines of any type), to all thermal engines (steam engines, steam turbines, for example). In the case of steam engines and steam turbines, the oil which has been lubricated contains, in suspension, water droplets originating from contact with the steam and the lubricant in this type of machine; the apparatus allows this water to be separated from the oil. .