CN102438720B - 流体重整系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于流体重整系统(400)的蒸发头(410),它包含共同界定蒸发室(480)的散热板(415)与外罩(420),以及用于将散热板加热的加热元件(421)。加热元件设置于散热板之上或其侧面,散热板与外罩是分离的,且散热板对外罩绝热。

Description

流体重整系统
技术领域
本发明涉及一种用于重整流体(一般为润滑剂)的流体再生装置,它是用于如车辆引擎或液压系统的机械。
背景技术
处理旁通油流且可串联现有全流量滤油器而作业的油再生装置为已知的。这种用于引擎、马达、液压技术、动力传输等的装置因为它可戏剧性地增加换油间隔而广受欢迎。
发明内容
本发明部分地涉及一种油再生装置,它相较于现有装置,具有强化的效率。
本发明的第一方面提供了一种用于流体重整系统的蒸发头,包含共同界定蒸发室的散热板与外罩,及用于加热散热板的加热元件,其中加热元件设置于散热板之上或其侧边,及所述板与外罩是分离的,且所述板对外罩绝热。
本发明的第二方面提供了一种流体重整系统,包含上述蒸发头。
净油系统适用于包括合成及半成的多种润滑油。该系统能有效地移除有害污染物,从而明显地延长油使用寿命。系统可移除尺寸小至1微米的固态污染物,也具有通过蒸发效应而移除流体及气体污染物的能力;结果为防止酸性污染物累积。现已证明,该系统用于引擎应用可将油耗降低75%,且在液压应用可将油耗降低超过90%,对全流量(标准)过滤器的消耗也有相应的降低。
虽然过滤对于任何清净系统均为重要部分,但移除固态粒子还不够充分。它需要蒸发以移除液态及气态污染物。
本发明的系统依照两个基本原理而作业:过滤及蒸发。显然虽然过滤方面已被相当良好地证实,但蒸发能力仍需要大幅的改良及发展;因而本专利申请案是针对该领域。具体而言,蒸发头是使油薄膜在经加热(蒸发)表面区域上流动而移除液体及气体污染物。实际上,系统确保相对小的油体积在(相对)大表面积上流动,因而产生“薄膜蒸发效应”,它确保将液体与气体污染物快速地释放到大气中。
过滤器一般包含未漂白棉。它不仅提供良好的实体上微粒状滤油器,也包括易被酸侵袭的蛋白质而有助于化学过滤。
系统可形成旁通系统、全流量系统、或两者的组合的一部分。
它可监测所调节流体的流动状况。例如可使用感应器测量油的介电常数(或相对电容率)。油介电常数与油质量(或退化)之间有密切的关联。它可将该信息局部地或通讯地(例如电子地)传输,而可在远程监测。
散热板可为一般截头圆锥形。外罩板可为一般截头圆锥形。
所述板可通过抗热及抗油性垫圈而对外罩绝热。
加热元件可为电热元件。
加热元件可被包装于散热板中。
所述板可调整成在使用时接收来自下方的流体,然后使流体从经加热蒸发表面上流出。
所述板可包括可使流体通过而进入蒸发室的环形孔口。
外罩可包括用于释放污染物的排放口。
附图说明
本发明现在参考附图举例而更特定地说明,其中:
图1为蒸发头指定发展P1的正视图;
图2为形成蒸发头指定发展P2的一部分的散热板的正视图;
图3为将图2的散热板与共同形成蒸发头的外罩一起显示的正视图;
图4为显示P2的外罩的下侧的放大图;
图5为共同形成蒸发头指定发展P3的外罩(为了明确而翻转显示)及散热板的正视图;
图6为显示P3的外罩的下侧的放大图;
图7为蒸发头指定发展P4的侧视图;
图8为P4的底面正视图;
图9为包括蒸发头指定发展P5的流体重整系统的剖面图;
图10显示共同组成图9的系统的蒸发头、过滤单元及保存金属罐的正视图;
图11为将图10所示的过滤单元装入金属罐中的正视图;
图12为图10及11的过滤单元的正视图;
图13为形成图9的蒸发头的一部分的外罩单元的平面图;
图14为图9的蒸发头的侧视图;
图15为形成图14的蒸发头的一部分的散热板的正视图;
图16为图15的散热板的侧视图;
图17为图15及16的散热板的底面图;
图18为图13的外罩的底面图;及
图19为依照本发明发展P5形成的一个替代性具体实施例的蒸发头形成的一部分的散热板的正视图。
具体实施方式
现已发展本发明的蒸发头,提供较现有系统显著地改良的蒸发效应。由研发计划所获得的本发明的各种具体实施例在以下详述。
现已完成大量的测试计划而达到最大蒸发效应。
图1所示为依照原始具体实施例(为P1)所形成的蒸发头10。
蒸发头10包含散热板部分15、及装配在一起时形成蒸发室的外罩部分20。
外罩20是具有安置加热器的圆柱形外壳21。
散热板15具有在两个径向对立弓状蒸发区17中的复数个入口16。入口16接收被污染流体而使它可在区的外表面上流动。
在将外罩20装在散热板15上时,加热器被放置在区17的间置中。
该具体实施例与已知系统相比更有效率,但是最终因为来自加热元件槽的极小热转移和较小的蒸发表面积,相较于近来的发展仍显效率不足。在实验室使用P1版将25公升的液压油以2%水污染在测试时(系统移除水的速度为蒸发效应的效率),它花费超过48小时才将水移除。
图2至4图示为于次一发展阶段P2形成的蒸发头110。
在该具体实施例中,油是通过紧邻电热器121的槽122,然后在散热板115上置中的截头圆锥形板118上流动而提供蒸发效应。该系统在大约36小时内移除了上述污染水。
为了改良P2,使用围绕加热元件221的螺旋形油流动信道图案223而发展的蒸发头210作为P3(如图5及图6所示)。该具体实施例设计成通过对流动通过的油提供较大表面积而增加油温。然而系统移除水污染(如上所述,液压油体积的2%)的能力并无明显的改良。
从而导致有效蒸发的关键为圆锥形板的经加热表面的结论,因而发展如图7及图8所示的P4。
在该具体实施例中,蒸发头310是由外罩320及散热板成为整合单元而形成。油入口319形成于依靠散热板315中央的流动圆柱中。
对该具体实施例进行测试,可观察到蒸发速率确实有显著地改良:24小时将水移除。它进一步证明,增加蒸发表面积则可改良蒸发效应,然而也观察到系统从整合的顶部外罩损失了显著量的热。
因而发展如图9至图18所示的P5。改良的蒸发头410是与过滤器金属罐440及外壳450形成重整系统400(最佳地如图9所示)的一部分。
蒸发头410是合并分离(即分别地形成)的外罩420及截头圆锥形散热板415。它将抗热及抗油性垫圈455插入两个部分415、420之间,以使该板对外罩绝热。
对本单元的测试证明,保留圆锥形散热板上的热极为有效,在小于10小时内完成将测试油中的水完全蒸发。
蒸发头410是具有包装于形状为截头圆锥板,进而作为经加热蒸发板的铝中的电热元件421。
油是在散热板锥体下方从滤油器440流出,且因环形孔口460而离开进入蒸发室中,从而在经加热表面465上产生经控制及测量的油膜流动。在该具体实施例中共有18个直径各为1.5毫米的孔口。
气体及液体是因蒸发而从油释放,油现在由于过滤器的压力差而处于大气压力,因而气体及液体污染物可通过安装在蒸发室外罩420的顶部上的排放阀470而被排放至大气。
油然后通过出口471而离开蒸发室,再因重力而回到润滑系统。
被污染的油通过限流器475而进入单元中,以确保为缓慢、经测量的流速。油通过可更换的过滤元件440;由经压缩、未加工长条棉所组成的过滤介质则将小至1微米的固体污染物过滤。
油然后通过经加热蒸发室480,在该处将液态污染物(如水、及燃料的挥发性有机与无机化合物)及气态污染物(例如二氧化硫)蒸发且立即排放,即将酸前驱物在它反应而在油中形成有害酸之前移除。
H2O+SO2/SO3=H2SO4:水与二氧化硫、三氧化硫反应而形成硫酸。
系统移除H2SO4成分:主动地、预反应。
然后油因重力而流动回到引擎油池或液压系统。
过滤:
1.尺寸小于1微米的粒子在引擎或液压油中无磨损效应。
2.大部分高质量引擎油在悬浮液中仍保留粒度为3-4微米的固态污染物(如污泥)。在粒度黏聚而大于该范围时,污染物在悬浮液中沉降而在集油槽或引擎的其它区域沉积,造成对油的质量及引擎性能的损害。
蒸发:
关于油清净度,与过滤效果同样重要为蒸发。
液态及气态污染物的移除:
例如(引擎油):水(H2O)由于冷凝或作为燃烧副产物而存在于油中。二氧化硫(SO2)及三氧化硫(SO2)形式的气体污染物也由于结合引擎的热及压力的燃烧过程而存在,形成硫酸(H2SO4)。
系统是通过蒸发室中的薄膜蒸发效应而移除水及气体污染物,且防止酸形成,添加物则仍保持原状。
系统在液压系统中因连续地将水蒸发而具有类似的优点。
现已对较小型引擎及液压系统发展较小的版本(已知为P5微型版)。用于该目的的散热板515如图19所示。意外地,现已发现该版本在结合用于大型版本的相同加热器而使用时特别有效。在一个具体实施例中,加热器是具有以下的特征:24伏特;150瓦特;6.25安培。它是结合较慢的限流器而使用的:20公升/小时。

Claims (12)

1.一种用于流体重整系统的蒸发头,其包含共同界定一蒸发室的一散热板与一外罩,及用于加热所述散热板的一加热元件,其中所述的加热元件设置于所述的散热板之上或所述散热板的侧面,所述的散热板与所述外罩是分离的,且所述的散热板通过一抗热及抗油性垫圈对所述外罩绝热,所述的散热板为截头圆锥形板。
2.如权利要求1所述的蒸发头,其特征在于,所述的外罩为截头圆锥形板。
3.如权利要求1或2所述的蒸发头,其特征在于,所述的散热板允许油流动作为一薄膜。
4.如权利要求1所述的蒸发头,其特征在于,所述的加热元件为一电热元件。
5.如权利要求1所述的蒸发头,其特征在于,所述的加热元件包装于所述散热板中。
6.如权利要求1所述的蒸发头,其特征在于,所述的散热板包括可使流体通过而进入所述蒸发室的环形孔口。
7.如权利要求6所述的蒸发头,其特征在于,所述的环形孔口有18个直径各为1.5毫米的孔口。
8.一种流体重整系统,该系统包含如上述任意一项权利要求所述的蒸发头。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述的系统包含一过滤器。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述的过滤器包含一未漂白棉。
11.如权利要求8至10中任意一项所述的系统,其特征在于,所述的系统包含一保存金属罐。
12.一种车辆,具有如权利要求8至11项中任一项所述的流体重整系统。
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