CN103388511A - 分离装置 - Google Patents

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CN103388511A CN2013101641817A CN201310164181A CN103388511A CN 103388511 A CN103388511 A CN 103388511A CN 2013101641817 A CN2013101641817 A CN 2013101641817A CN 201310164181 A CN201310164181 A CN 201310164181A CN 103388511 A CN103388511 A CN 103388511A
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Abstract

本发明涉及一种分离装置(1)，其尤其用于内燃机的曲轴箱通风，其带有用于供给包括待分离的颗粒的流体的进入口(25)、用于从流体中分离颗粒的挡板(22)、指向挡板(22)的多个喷嘴(21)和可摆动的活门(15)，其根据其摆动位置将第一数目的喷嘴(21)与进入口(25)流体地连接而将第二数目的喷嘴(21)与进入口(25)流体地分离。

Description

分离装置
技术领域
本发明涉及一种尤其用于内燃机的曲轴箱通风的分离装置。
背景技术
在内燃机的运行中在曲轴箱中产生所谓的窜气。该窜气包括油-空气-混合物。从该混合物中分离和收集油，而空气被输送给内燃机的吸气部分(Ansaugtrakt)。
文件DE 10 2009 035 742 A1例如说明了一种用于内燃机的曲轴箱的油-分离装置。已知的分离装置包括管状的内部件和包围它的外部件。外部件具有挡壁(Prallwand)。从在内部件中的气体穿过口出来的气体射流撞击到挡壁上。球状的阀元件控制撞击到挡壁上的体积流量。在挡壁处分离的油被收集，而空气被输送给内燃机的吸气部分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的分离装置。
为了实现该目的，提出一种尤其用于内燃机的曲轴箱通风的分离装置，其具有进入口、挡板、多个喷嘴和可摆动的活门。进入口构造用于输送包括待分离的颗粒的流体。挡板构造用于从流体分离颗粒。多个喷嘴指向挡板。活门根据其摆动位置将第一数目的喷嘴与进入口流体地相连接而将第二数目的喷嘴与进入口流体地分离。
因为借助于可调节偏转活门第一和第二数目的喷嘴，得到简单的且可靠的机构。
优选地，活门的摆动位置根据通过进入口的流体的体积流量改变。由此尽管体积流量改变可获得均匀的分离。此外由此可使在喷嘴处的压力损失最小。
优选地适用于喷嘴的第一数目M、喷嘴的第二数目N和喷嘴的总数K：
M + N = K
其中，M≥0、N≥0且K≥2。这适用于活门的每个摆动位置。
流体可以是液体或者气体。流体尤其是气体混合物、例如空气。颗粒可以是液态的或者固态的颗粒。颗粒例如可构造为油滴。
根据一实施形式，分离装置具有弹簧，其这样加载活门，使得它反作用于通过进入口的流体的体积流量的增大。由此保证，流体在第一数目的喷嘴中被足够地加速，以确保在挡板处的可靠的分离。弹簧例如可以是螺旋弹簧或者扭转弹簧。备选于弹簧，也可设置有调整元件、例如液压的或者电磁的促动器，其根据控制装置调节活门的摆动位置。弹簧也可通过活门与轴的一件式的实施来形成，其中，轴抗旋转地支承且复位力通过由活门和轴的一件式的结合的弹性变形来产生。
在一实施形式中，活门的旋转轴线水平，且活门的打开方向取向成使得活门为了打开必须逆着重力被抬起。活门因此通过其自重被关闭并且/或者其由于其自重经历在进入口的方向上的力。由于活门的重力，由此可逆着进入的流动来调节复位力。
根据另一实施形式，喷嘴在圆弓线(Kreissegmentlinie)上分布地布置且在径向上指向外。“径向”当前涉及圆弓线的中点，只要未与之相反地来说明。“圆弓线”当前应包括任何部分圆、例如四分之一圆或者半圆、但也包括全圆。
根据另一实施形式，喷嘴相应具有相同的通流横截面和/或沿着圆弓线彼此间改变的间距。由此可实现，在第一数目的喷嘴增加和弹力增加以及流体的体积流量增加时流体从第一数目的喷嘴中的流出速度保持不变。因此尽管流体的体积流量变化，获得在挡板处均匀的分离。喷嘴尤其可以具有圆形的、多角的或者尤其矩形的横截面。
根据另一实施形式，活门围绕圆弓线的中点可摆动地支承且在其自由端处伸到在第一数目与第二数目的喷嘴之间的间隔壁处，以将第一数目与第二数目的喷嘴彼此密封。在一实施形式中，这里不获得完全的密封，而是自由端关于间隔壁具有微小的缝隙。由此得到简单化的机构，以将第一数目与第二数目的喷嘴彼此密封。
根据另一实施形式，在各两个喷嘴之间设置有间隔壁。由此以简单的方式得到活门的多个不同的摆动位置，其相应与不同数目的第一和第二喷嘴相关联。
根据另一实施形式，喷嘴布置成使得相应在两个喷嘴之间在周向上的间距随着与进入口的间距增加而减小。由此以简单的方式得到，尽管体积流量增加且弹力增加，流体从第一喷嘴中的流出速度保持不变，由此实现在挡板处均匀的分离。
根据另一实施形式，喷嘴相应具有恒定的横截面。由此其可以简单地、例如以注塑工艺来制造。
根据另一实施形式，喷嘴定向在垂直于重力的平面中。用于导出分离的颗粒的排出口关于重力指向下。因此颗粒在挡板处被偏转大约90°，由此获得高的分离度。
根据另一实施形式，喷嘴定向在垂直于重力的平面中。用于导出清除了颗粒的流体的排出口和/或进入口定向在垂直于重力的平面中。由此使清除了颗粒的流体在挡板处几乎竖直偏转，由此获得高的分离度。
本发明的另外的可能的执行方案还包括分离装置的之前或者接下来关于实施例所说明的特征或者实施形式的未详尽提及的组合。在此专家也会添加或者修改各个方面作为本发明的相应的基本形式的改进或补充。
本发明的另外的设计方案是从属权利要求以及本发明的接下来所说明的实施例的内容。此外，根据实施例参考附图来详细阐述本发明。
附图说明
其中：
图1在透视图中显示根据一实施形式的分离装置；以及
图2显示图1中的俯视图II；以及
图3在透视图中显示根据第二实施形式的分离装置；以及
图4显示对图3的分离装置的一变体的俯视图。
在附图中相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件，只要未与之相反地来说明。
具体实施方式
图1在透视图中显示分离装置1的一实施形式。在图1中移除分离装置1的盖元件，以开启对分离装置1的内部的观察。此外接下来还参考图2，其示出图1中的视图II。
分离装置1包括在俯视图中观察近似半月形的壳体2。壳体2具有在俯视图中圆弓形的侧壁3，其在其敞开侧处被两个侧壁4、5封闭。侧壁4、5可以在例如170°与180°之间的角度6下彼此相接。但是角度6也可以多于180°、例如300°，或者小于170°、例如仅100°。在本实施例的情况中角度6为175°。角度6在侧壁4、5的相应的外表面7处来测量，其背向内腔11(其由侧壁3、4、5围出)。因此，侧壁4、5具有朝向内腔11的弯折(Knick)。
侧壁4、5在中轴线12处相遇，圆弓形的侧壁3围绕其弯曲。侧壁4、5在中轴线12的区域中形成容纳部13。在容纳部13中围绕中轴线12可旋转地支承地设置有轴14。在轴14处固定地安装有活门15，使得活门15可围绕中轴线12摆动。中轴线12在此处于活门15的主延伸平面18中。活门15从轴14延伸进入内腔11中。在内腔11中且在径向上在活门15与侧壁3的内表面16之间布置有在俯视图中近似圆弓形的嵌件17。根据该实施例，嵌件17在俯视图中近似半圆形地来构造。“径向”当前涉及中轴线12。嵌件可作为一件式的塑料注塑件来制造。嵌件17包括大量喷嘴21。喷嘴21在径向上向外指向挡壁22，其以覆层的形式构造在内表面16上。挡壁22可包括敞开的和/或多孔的结构、尤其毛毡或者泡沫。该结构是耐油和耐高温的。例如，该结构可由塑料纤维形成。
嵌件17具有大量元件23。这样的元件23在图2中以点划线围出，元件23具有近似U-形的横截面，其中，U-形的自由边腿24在径向上向外扩展，这意味着在相应的U-形元件23的两个边腿24之间的间距在径向上朝向外变大。相邻的元件23的两个边腿24相应构造喷嘴21。喷嘴21具有沿着中轴线12恒定的打开区域19，如在图2中以放大的图示所示。嵌件17对此优选地具有沿着中轴线12恒定的横截面。
活门15具有关闭位置、大量不同的中间位置和敞开位置。在图1和图2中活门15示例性地布置在中间位置之一中。在其关闭位置(未示出)中活门15封闭进入口25。当活门15处于其中间位置之一中时，进入口25构造在侧壁5中且与第一体积26处于流体连接中。借助于进入口25，可从内燃机的曲轴箱给分离装置1输送油-空气-混合物、尤其油雾。
体积26由活门15和第一数目的元件23或喷嘴21以及侧壁5的内表面27来限制。活门15的自由端28邻接到以中间截段29的形式的间隔壁处地布置在元件23的两个边腿24之间。由此使第一体积26相对于分离装置1的第二体积31密封，尽管存在的缝隙允许在体积26、31之间的可忽略的流体交换。第二体积31通过第二数目的元件23或喷嘴21、活门15以及侧壁4的内表面32来限制。
元件23或喷嘴21沿着圆弓线30分布地布置，其大致平行于侧壁3伸延。中轴线12伸延通过圆弓线30的中点。此外，在相应两个喷嘴21之间的间距20在活门15的打开方向上变小。打开方向以相应的箭头在图2中示出。
在嵌件17与挡壁22之间所限定的第三体积33关于重力34向下与在壳体2的底部36中的第一排出口35处于流体连接中。底部36与未示出的盖和侧壁3、4、5共同完全地限制内腔11。
此外，在侧壁4中布置有第二排出口37，其同样与第三体积33处于流体连接中。在第一排出口35定向在重力34的方向上期间，进入口25以及第二排出口37相应在垂直于重力34的平面中定向。“定向”这里相应涉及排出口35、37或进入口25的中轴线。
此外，分离装置1具有弹簧41，其在关闭方向上加载活门15。弹簧41可如所示构造为螺旋拉力弹簧。备选地，弹簧41可构造为扭转弹簧，其尤其集成到轴14中。
在图2中所示的活门15的摆动位置中，使油-空气-混合物借助于第一数目的喷嘴21转向到挡壁22上，紧接着油向下经由第一排出口35被分离而空气经由第二排出口37被输送给内燃机的吸气部分。如果现在例如内燃机的功率消耗提高，那么从曲轴箱(未示出)出来的体积流量上升，使得活门15逆着弹簧41的作用被进一步打开，也就是说其打开角度42增大。因为弹簧41的弹力随着活门15的开度增加而升高，在第一体积26中的压力实际会提高。因为在喷嘴21之间的间距20随着活门15的开度增加而减小，比在打开角度42较小的情况中更多的喷嘴21按比例地与第一体积26达到流体连接。因此在第一体积26中的压力不有效地升高，使得尽管体积流量增加，可确定流体从喷嘴21中保持不变的流出速度。因此在压力损失较小的情况下确保均匀的分离度。
图3在透视图中显示分离装置1的第二实施形式。在图3和4中也移除分离装置1的盖罩件，以开启对分离装置1的内部的观察。此外接下来还参考图4，其显示沿着中轴线到分离装置的内部中的视图。
分离装置1包括在俯视图中观察近似半月形的壳体2。壳体2具有在俯视图中圆弓形的侧壁3，其在其敞开侧处被两个侧壁4、5封闭。侧壁4、5可以在例如30°与180°之间的角度6下彼此相接。但是角度6也可以多于180°、例如300°，或者小于170°、例如仅100°。在本实施例的情况中角度6例如在45°与90°之间、优选地在80°与90°之间。角度6在侧壁4、5的相应的外表面7处来测量，其背向内腔11(其由侧壁3、4、5围出)。因此，侧壁4、5以略微锐角包围内腔11。
侧壁4、5在中轴线12的区域中相遇，圆弓形的侧壁3围绕其弯曲。在中轴线12的区域中邻接到侧壁4、5处地形成有容纳部13。在容纳部13中围绕中轴线12可旋转地支承地设置有轴14。在轴14处固定地安装有活门15，使得活门15可围绕中轴线12摆动。中轴线12在此处于活门15的主延伸平面18中。活门15从轴14延伸进入内腔11中。在内腔11中且在径向上在活门15与侧壁3的内表面16之间布置有在俯视图中近似圆弓形的嵌件17。根据该实施例，嵌件17在俯视图中近似四分之一圆形地来构造。“径向”当前涉及中轴线12。嵌件可作为一件式的塑料注塑件来制造。嵌件17包括大量喷嘴21。喷嘴21在径向上向外指向挡壁22，其以覆层的形式构造在内表面16上。挡壁22可包括敞开的和/或多孔的结构、尤其毛毡或者泡沫。该结构是耐油和耐高温的。例如，该结构可由塑料纤维形成。嵌件17在根据图3的实施形式中实施为大致封闭的壁，其中，喷嘴21构造为孔或者洞。其可以以圆形的、矩形的、三角形的或者带有多于4个角的多角形来构造。喷嘴21例如不规律地、然而优选地规律地沿着角度6在嵌件上分布并且相应径向地且整体扇形(如图3所示)地而或彼此平行地(如在图4中的变体中所示)取向。
活门15具有关闭位置、大量不同的中间位置和敞开位置。在图3和图4中活门15示例性地布置在中间位置之一中。在其关闭位置(未示出)中活门15封闭进入口25。当活门15处于其中间位置之一中时，进入口25构造在侧壁5中且与第一体积26处于流体连接中。借助于进入口25，可从内燃机的曲轴箱给分离装置1输送油-空气-混合物、尤其油雾。
体积26由活门15和第一数目的元件23或喷嘴21以及侧壁5的内表面27来限制。活门15的自由端28邻接到以中间截段29的形式的间隔壁处地布置在元件23的两个边腿24之间。由此使第一体积26相对于分离装置1的第二体积31密封，尽管存在的缝隙允许在体积26、31之间的可忽略的流体交换。第二体积31通过第二数目的元件23或喷嘴21、活门15以及侧壁4的内表面32来限制。
喷嘴21沿着圆弓线30分布地布置，其大致平行于侧壁3伸延。中轴线12优选地伸延通过圆弓线30的中点或者邻近于它。此外，在相应两个喷嘴21之间的间距20优选地在活门15的打开方向上变小。打开方向以相应的箭头在图4中示出。备选地，在周向上的间距可不变地来构造。
在嵌件17与挡壁22之间所限定的第三体积33关于重力34向下与在壳体2的底部36中的第一排出口35处于流体连接中。底部36与未示出的盖和侧壁3、4、5共同完全地限制内腔11。
此外，在侧壁3中布置有第二排出口37，其同样与第三体积33处于流体连接中。在第一排出口35定向在重力34的方向上期间，进入口25以及第二排出口37相应在垂直于重力34的平面中定向。“定向”这里相应涉及排出口35、37或进入口25的中轴线。如果应设置有一布置(底部36垂直于重力布置在其中)，第二排出口37被布置在底部中。相同的相应地适用于一布置，在其中侧壁3、4中的一个将垂直于重力取向，在该情况中相应将第二排出口布置在其中。
此外，分离装置1具有弹簧41，其在关闭方向上加载活门15。弹簧41可如所示构造为螺旋拉力弹簧。备选地，弹簧41可构造为扭转弹簧，其尤其集成到轴14中。
在图4中所示的活门15的摆动位置中，使油-空气-混合物借助于第一数目的喷嘴21转向到挡壁22上，紧接着油向下经由第一排出口35被分离而空气经由第二排出口37被输送给内燃机的吸气部分。如果现在例如内燃机的功率消耗提高，那么从曲轴箱(未示出)出来的体积流量上升，使得活门15逆着弹簧41的作用被进一步打开，也就是说其打开角度42增大。因为弹簧41的弹力随着活门15的开度增加而升高，在第一体积26中的压力实际会提高。因为在喷嘴21之间的间距20随着活门15的开度增加然而减小，比在打开角度42较小的情况中更多的喷嘴21按比例地与第一体积26达到流体连接。因此在第一体积26中的压力不有效地升高，使得尽管体积流量增加，可确定流体从喷嘴21中保持不变的流出速度。因此在压力损失较小的情况下确保均匀的分离度。

Claims (10)

1. 一种尤其用于内燃机的曲轴箱通风的分离装置(1)，其带有用于供给包括待分离的颗粒的流体的进入口(25)、用于从所述流体中分离所述颗粒的挡板(22)、指向所述挡板(22)的多个喷嘴(21)和可摆动的活门(15)，其根据其摆动位置将第一数目的所述喷嘴(21)与所述进入口(25)流体地连接而将第二数目的所述喷嘴(21)与所述进入口(25)流体地分开。
2. 根据权利要求1所述的分离装置，其具有弹簧(41)，其这样加载所述活门(15)，使得它反作用于通过所述进入口(25)的所述流体的体积流量的增大。
3. 根据权利要求1或者2所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)在圆弓线(30)上分布地布置且在径向上指向外。
4. 根据权利要求3所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)相应具有相同的通流横截面和/或沿着所述圆弓线(30)彼此间改变的间距(20)。
5. 根据权利要求3或者4所述的分离装置，其中，所述活门(15)围绕所述圆弓线(30)的中点可摆动地支承且在其自由端(28)处伸到在第一数目与第二数目所述喷嘴(21)之间的间隔壁(29)处，以将第一数目与第二数目所述喷嘴(21)彼此间密封。
6. 根据权利要求5所述的分离装置，其中，在各两个喷嘴(21)之间设置有间隔壁(29)。
7. 根据权利要求4至6中任一项所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)布置成使得在各两个喷嘴(21)之间的所述间距(20)随着与所述进入口(25)的间距增加而减小。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)相应具有恒定的横截面。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)定向在垂直于重力(34)的平面中且用于导出分离的所述颗粒的排出口(35)关于所述重力(34)指向下。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的分离装置，其中，所述喷嘴(21)定向在垂直于所述重力(34)的平面中且用于导出清除了所述颗粒的流体的排出口(37)和/或所述进入口(25)定向在垂直于所述重力(34)的平面中。
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