CN104162322A - 用于从气流中分离出液体的分离元件 - Google Patents

用于从气流中分离出液体的分离元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于从气流中分离出液体的分离元件，其可布置在液体分离器的分离容器中，其中，分离容器具有容器开口、壳体和盖子，并且其中，分离元件具有－构造成一件式的凸缘，其可布置在分离容器的壳体与分离容器的盖子之间并且构造成支撑在壳体的面对盖子的上部区域上，以及－密封元件，其具有构造成密封分离容器的密封面，其中，密封面可布置在壳体的上部区域与盖子之间；且防松脱地保持在凸缘处，其中，密封元件保持在凸缘处借助于至少一个保持元件来实现，为了如此改进分离元件使得保持元件可特别简单且成本有利地制造且防松脱地固定在分离元件的凸缘处，提出密封面和保持元件如此构造，即功能密封分离容器和密封元件保持在凸缘处彼此分开。

Description

用于从气流中分离出液体的分离元件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的分离元件，其用于从气流中分离出至少一种液体。
背景技术
液体分离器或流体分离器使用在机动车和工业马达中，例如作为集成的油分离容器安装在螺旋式压缩机中。分离元件布置在分离容器中，该分离容器具有两个部件，即盖子和壳体。为了更换分离元件，可松开盖子与壳体。在运行状态中，盖子和壳体借助于密封部彼此密封。
例如在螺旋式压缩机中出现的压缩空气产生原则上需要从油/压缩空气流中分离出工作流体油。为了可靠的物质分离，在工序中，除了正确的选择过滤材料之外，尤其保证在空间上分开渗余物侧与过滤侧有重要意义。出于该原因，特别重要的是分离元件密封地插入到分离容器中。
应以规定的维护间隔更换分离元件和密封部。为了确保相应插入未使用的、布置成符合规定的密封部，文献EP 2 099 544 B1和DE 10 2007 046 209 A1公开了一种液体分离器，其带有折叠的过滤介质和不可松脱地固定在分离元件的凸缘处的密封部。然而，不利的是由文献EP 2 099 544 B1和DE 10 2007 046 209 A1已知的密封部不可松开地与分离元件的凸缘相连接。
由文献EP 2 481 460 A1已知一种用于过滤燃料的过滤元件，其带有借助于保持块(Haltenoppen)固定的T形的密封部。密封部固定在过滤元件的两件式的密封部载体处。因此，为了固定密封部，过滤元件的凸缘必须两件式地来建造。
借助于集成的固定环，在文献DE 2001 11 003 U1的图2中，密封部固定在分离元件的凸缘处。固定环不可松开地固定在凸缘处。密封部可借助于保持块可松开地固定在固定环处。然而这种结构相对成本过高。
在文献DE 2001 11 003 U1的图8中以及在文献US 4 721 563和WO 2011/088290 A2中公开了密封部经由呈U形的成形部(Ausformung)固定在分离元件的凸缘处。然而呈U形的构造方案需要相对很多的密封材料。
发明内容
基于上述说明的缺点和不足以及在认识到概述的现有技术的情况下，本发明的目的在于如此改进开头提到的类型的分离元件，即其可特别简单且成本有利地制造且尤其具有这样的密封元件，该密封元件在此然而防松脱地(verliersicher)固定在分离元件的凸缘处。
该目的通过带有在权利要求1中说明的特征的分离元件来实现。在相应的从属权利要求中表明了本发明的有利的设计方案和适宜的改进方案。
因此，本发明基于借助于新的密封部几何结构来分开功能保持与密封。
根据本发明，密封元件防松脱地保持在分离元件处，即为分离元件的组成部分且不是单独的部件。因此在规定的维护间隔中更换分离元件时还可靠地更换密封元件。在现有技术中，在其中，密封元件并非防松脱地布置在分离元件处，密封元件可被遗忘，由此影响或未满足液体分离器的功能。
代替如在现有技术中公开的那样，密封元件通过呈围绕密封部载体的U形的或夹在两件式的密封部载体之间的T形的成形部来固定，密封元件通过至少一个保持元件，尤其至少一个保持块保持在适当位置上。这具有这样的优点，即密封元件可更有利地来制造。
密封元件优选仅由凸缘承载，凸缘在密封部位处不承受力。因此，密封元件与可能的从凸缘传递到密封元件上的振动负荷无关。为了避免振动从分离容器传递到保持元件上，保持元件因此有利地如此布置在凸缘处且如此构造，即密封元件仅由凸缘承载。
为了彼此分开地形成功能密封分离容器和保持密封元件，在一种优选的实施例中，密封面和保持元件局部地彼此间隔开，例如在局部构造为单独的元件。
在本发明的一种有利的实施例中，密封元件具有基本上L形的基体，其中，密封面优选由L形的基体的布置成垂直于凸缘的第一支脚形成。此外，第一支脚优选直接在盖子与壳体之间延伸且密封地贴靠在盖子和壳体处。更精确地讲，第一支脚因此在盖子的贴靠面与壳体的贴靠面之间延伸。因此有利地通过L形的竖向的支脚直接在盖子与壳体之间实现密封。第一支脚特别优选地仅设计成密封地连接盖子、凸缘和壳体。该支脚并非用于将密封元件可松开地或不可松开地固定在凸缘处。此外，密封在此优选如此实现，即第一支脚的自由端贴靠在盖子处且第一支脚的与第二支脚相连接的端部贴靠在壳体处，或与之相反。因此，第一支脚可压装在盖子与壳体之间，其中，第二支脚可保持不受力。第二支脚在此优选处在凸缘与盖子或壳体之间。第二支脚可在此不受力或受到轻微的压力的作用。第一支脚优选形成柱体管状的区段，其内壁可特别优选地密封地贴靠在凸缘的径向的外缘或外面处以用于在未处理侧与净化侧之间进行密封且尤其平行于分离元件的纵轴线伸延。
在凸缘的背对密封元件的L形的基体的第二支脚的侧部处关于密封元件的L形的基体有间距地－尤其关于第一支脚和其密封面有间距地－布置有保持元件。在此，在密封元件的基体与保持元件之间尤其在保持元件与密封面之间如此布置有自由空间，即分开地形成功能密封分离容器和保持密封元件。
有利地，密封元件的L形的基体的第二支脚与凸缘直接接触，优选无粘合剂地直接接触。为了分离容器的盖子或壳体的振动不传递到保持元件上，在本发明的一种有利的实施方式中，在凸缘的背对第二支脚的侧部处关于相邻的盖子或壳体的相邻的上部区域有间距地布置有保持元件，其中，在保持元件与盖子或壳体的上部区域之间布置有自由空间。
为了密封分离容器，尤其为了相对环境压力密封分离容器，在本发明的一种有利的实施例中，密封元件的L形的基体的第一支脚与分离容器的盖子的贴靠面和分离容器的壳体的贴靠面直接接触。
特别优选地，分离元件的凸缘的背对分离元件的内部空间的外部边缘在第一支脚的径向内侧处接触第一支脚。
此外，特别优选地，第一支脚的自由端接触盖子的贴靠面。
此外，特别优选地，第一支脚的与在第二支脚处相连接的端部接触分离容器的壳体的贴靠面。
优选地，在密封元件的第一支脚与分离容器的盖子的贴靠面之间以及在密封元件的第一支脚与分离容器的壳体的贴靠面之间的接触无粘合剂。这具有这样的优点，即密封元件在拆卸时无问题地从分离容器松开。取消了密封与粘合剂残留物的成本过高的移除，这例如经常在由现有技术中已知的面密封中出现。
为了密封分离容器，尤其为了防止待过滤的流体未经过滤地旁经流过分离元件，例如油分离滤芯，在该有利的实施方式中，密封元件的L形的基体的第一支脚与分离元件的凸缘的外部边缘直接接触。在此，分离元件的凸缘的外部边缘为分离元件的凸缘的背对分离元件的内部空间或容器开口的边缘。以这种方式将所有流体(例如输送的所有压缩空气)导引通过布置在分离元件中的过滤介质，例如聚结过滤器，且出现没有流未经过滤地旁经分离元件。在密封元件的第一支脚与凸缘的外部边缘之间的接触优选同样无粘合剂地实现。这具有这样的优点，即密封元件在保持元件的相应的设计的情况下可可松开地固定在凸缘处。保持元件优选如此构造，即其可可松开地固定在凸缘处，尤其可借助于可松开的卡夹连接安装在凸缘处。
于此无关地或结合于此，分离元件有利地具有至少一个构造成用于分离出气流中的液体的卷绕的过滤介质，其带有玻璃纤维和/或至少一种其他的材料，例如至少一个种塑料或纤维素。
优选地，分离容器中的物质分离通过借助于聚结过滤元件构造的分离元件离心的预分离与下游的精过滤来实现。
密封元件优选具有一件式地构造的独立的轮廓，其可借助于保持元件与凸缘相连接，尤其可防松脱地固定在凸缘处，例如可可松开地插到凸缘上或可可松开地卡紧在凸缘处或粘接到凸缘处。相比于例如在文献EP 2 099 544 B1中公开的分离元件，在其中，密封元件注入模制(angespritzt)到凸缘处，带有独立的轮廓的该密封元件具有这样的优点，即密封元件可手动地固定在凸缘处。
保持元件优选构造成可插接到凸缘处，从而可通过在轴向方向上简单、可自动化的插接进行装配。这首先通过密封元件的L形形状来实现，而在由现有技术已知的解决方案中不可实现。
保持元件优选由与第二支脚优选在同第一支脚相同的方向上突出的一个或多个突起形成，其可延伸通过凸缘中的凹部。优选地，突起实施成蘑菇状(Pilzform)，带有杆和在端部处的构造成有弹性的保持体，其优选具有比杆更大的截面且进一步优选地还具有比凸缘中的凹部更大的直径。进一步优选地，保持体可借助于压合如此变小使得其可通过凸缘的凹部，且在通过凹部之后重新如此扩展使得保持体超过凹部。突起的杆部的截面在此优选具有这样的截面，其尤其密封地填塞凸缘中的凹部。
该分离元件的密封元件的另一优点在于：密封元件可以注塑方法(Spritzgussverfahren)制成。然而其还可例如直接注入模制在凸缘处。
根据本发明的一种特别有利的实施方式，凸缘至少在局部直接支住在盖子与壳体的上部区域之间。这使得能够特别好地将凸缘保持在分离容器中。
有利地，盖子、凸缘和壳体的上部区域至少在这样的区域中－在其中，凸缘直接支住在盖子与壳体的上部区域之间－由导电的材料(尤其金属)形成。在此，凸缘优选如此支住在盖子与壳体的上部区域之间，即在盖子与壳体之间提供导电的连接。因此，不必如例如在文献EP 2 099 544 B1、EP 2 481 460 A1和DE 2001 11 003 U1中公开的现有技术那样为了在盖子与壳体之间提供导电的连接而在密封元件中设置导电元件。然而，还可将密封元件实施成可导电，例如通过由有导电能力的材料(例如借助于添加剂变得可导电的塑料材料)或借助于包围密封元件的、有传导能力的、尤其用于接触壳体件的金属夹子形成密封元件。
以塑料来实施盖子和/或壳体和/或凸缘同样可行，例如以便节省重量或降低生产成本。
为了容纳密封元件，盖子和壳体的上部区域有利地相应具有凹部，在其中，凸缘布置成关于盖子和壳体的上部区域有间距。换句话说，盖子的贴靠面下沉地布置在盖子中，而壳体的贴靠面下沉地布置在壳体的上部区域中。构造成用于容纳密封元件的凹部使得凸缘能够直接支住在盖子与壳体之间。
密封元件直接与分离元件相关联。这具有这样的优点，即分离元件在销售时可与预装配的密封元件一起提供。由此取消装配在机器处的花费。
此外，本发明涉及一种液体分离器，其具有带有容器开口的抗压的分离容器、壳体和构造成用于关闭容器开口的盖子以及根据上述说明的类型的分离元件。
最后，本发明涉及在用于从气流中分离出油的油分离器中使用根据上述说明的类型的分离元件。
附图说明
如上述已经讨论的那样，存在以有利的方式设计和改进本发明的教导的各种可能性。为此，一方面参考从属于权利要求1的权利要求，另一方面在下面尤其借助分离元件的通过图1至11说明的实施例进一步阐述本发明的其他的设计方案、特征和优点。其中：
图1以截面图示显示了带有根据本发明的分离元件的实施例的液体分离器的第一实施例；
图2以截面图示显示了图1的分离元件；
图3以截面图示显示了布置在图1的液体分离器中的分离元件的详细视图；
图4以截面图示显示了布置在图1的液体分离器中的分离元件的另一详细视图；
图5以截面图示显示了图1的带有分离元件的液体分离器的另一实施例的详细视图；
图6以截面图示显示了图5的液体分离器的另一详细视图；
图7从下面显示了带有密封元件的图1的分离元件的凸缘的视图；
图8从上面显示了带有密封元件的图1的分离元件的凸缘的视图；
图9显示了图1的分离元件的密封元件的第一轴测视图；
图10显示了图1的分离元件的密封元件的第二轴测视图；
图11显示了图1的分离元件的密封元件的第三轴测视图；
图12以截面图示显示了带有根据现有技术的分离元件的液体分离器，以及
图13以截面图示显示了图12的液体分离器的详细视图。
相同或相似的设计方案、元件或特征在图1至13中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1显示了一种液体分离器100，其带有分离元件，即空气除油元件，更具体地讲，带有用于从气流中分离出油的油分离器，其安装在分离容器(更具体地讲，压力容器)中。
压力容器具有容器开口10、壳体12(其具有包围容器开口的上部区域14)和构造成用于关闭容器开口10的盖子16。壳体12的上部区域14面向盖子16。通常，壳体12和盖子16相应设有流入开口60和流出开口61，通常发生流入到壳体12中和通过盖子16中的流出开口61流出。
壳体12的上部区域14形成用于油分离器的一件式或多件式的例如构造成盘状的凸缘32的支撑体。凸缘32形成布置成垂直于壳体12的壁的凸缘状的面。支撑体可如在图1中显示的那样由壳体12的布置成平行于盖子的区域形成。备选地，支撑体14还可如在图5和图6中显示的那样直接由壳体12的壁形成。
油分离器具有构造成用于相对于环境压力密封分离容器的密封元件20。密封元件20具有构造成用于密封分离容器的密封面40，其中，用于密封分离容器的密封面40可如此布置在壳体12的上部区域14与盖子16之间，即相对于环境压力密封分离容器。
密封元件防松脱地保持在凸缘32处，其中，密封元件20保持在凸缘32处借助于与密封元件20构造成一体的至少一个保持元件24来实现。
密封面40柱状或圆形地构造在L形的基体的平行于中轴线延伸的柱状支脚40处。在密封元件20处以有规律的或无规律的间隔环绕地布置有多个保持块24。
密封元件的基体在截面方面构造成L状。密封面和保持元件一件式地来构造。保持元件24基本上垂直于密封元件20的L形的基体的第二支脚50延伸且布置成基本上平行于密封元件20的L形的基体的第一支脚40。
密封元件20的L形的基体的第二支脚50布置成平行于分离元件30的凸缘32且贴靠在分离元件30的凸缘32的面对盖子16的第一面36处或贴靠在凸缘32的面对壳体12的上部区域14的第二面38处。
保持元件24从密封元件20的L形的基体的第二支脚50延伸通过分离元件30的凸缘32的凹部31至凸缘32的背对第二支脚50的侧部33。在凸缘32的背对第二支脚50的侧部33处如此构造保持元件24，即保持元件24超过凹部31且以这种方式将密封元件20卡紧在凸缘32处。
保持元件24具有构造成有弹性的保持体，其可借助于压合如此变小使得保持体可穿过凸缘32的凹部31，且在穿过凹部31之后又如此扩展使得保持体超过凹部。
为了使保持元件24穿过凹部31变得容易，可使保持体逐渐尖细，例如构造成角锥状。
在图1、5和6中示出的实施例为用于分离出气流中的液体的液体分离器100、100'，其具有带有玻璃纤维的卷绕的介质、金属凸缘32以及由金属制成柱状的支撑体14。
密封面40和保持元件24如此构造，即功能密封分离容器和保持密封元件20彼此分开。保持元件24因此构造成将密封元件20可松开或不可松开地固定在凸缘32处。然而保持元件24并未构造成密封呈任何形状的分离容器。
在图1至11中示出的分离元件可简单且便宜地制成，且具有防松脱地可松开地固定在分离元件的凸缘处的密封元件。

Claims (14)

1. 一种分离元件，其用于从气流中分离出至少一种液体，其中，所述分离元件可布置在液体分离器(100)的分离容器中，其中，所述分离容器具有容器开口(10)、壳体(12)和构造成用于关闭所述容器开口(10)的盖子(16)，并且其中，所述分离元件具有：
－ 构造成一件式的凸缘(32)，其可布置在所述分离容器的壳体(12)与所述分离容器的盖子(16)之间，并且构造成支撑在所述壳体(12)的面对所述盖子(16)的上部区域(14)上；和
－ 密封元件(20)，该密封元件(20)
－－ 具有构造成用于密封所述分离容器的密封面(40)，其中，用于密封所述分离容器的所述密封面(40)可如此布置在所述壳体(12)的上部区域(14)与所述盖子(16)之间，即相对于环境压力来密封所述分离容器，且
－－ 防松脱地保持在所述凸缘(32)处，其中，所述密封元件(20)保持在所述凸缘(32)处借助于至少一个与所述密封元件(20)一件式地构造的保持元件(24)来实现，
其特征在于，
所述密封面(40)和所述保持元件(24)如此构造，即功能密封所述分离容器和所述密封元件(20)保持在所述凸缘(32)处彼此分开。
2. 根据权利要求1所述的分离元件，其特征在于，所述密封面(40)和所述保持元件(24)在局部彼此间隔开，以便功能密封所述分离容器和保持所述密封元件(20)构造成彼此分开。
3. 根据权利要求1或2所述的分离元件，其特征在于，所述密封元件(20)具有基本上L形的基体，其中，所述密封面(40)由所述L形的基体的布置成垂直于所述凸缘(32)且尤其平行于所述分离元件的纵轴线的第一支脚(40)形成。
4. 根据权利要求3所述的分离元件，其特征在于，用于密封所述分离容器的所述密封元件(20)的L形的基体的第一支脚(40)
－ 与所述分离元件(30)的凸缘(32)的背对所述分离元件(30)的内部空间的外部边缘(34)尤其在所述第一支脚(40)的径向内侧处直接接触，
－ 尤其以所述第一支脚(40)的自由端与所述盖子(16)的贴靠面(18)直接接触，且
－ 尤其以所述第一支脚(40)的与在所述第二支脚处相连接的端部与所述分离容器的壳体(12)的贴靠面(13)直接接触。
5. 根据权利要求3或4所述的分离元件，其特征在于，所述密封元件(20)的L形的基体的第二支脚(50)布置成平行于所述分离元件(30)的凸缘(32)，并且贴靠在所述分离元件(30)的凸缘(32)的面对所述盖子(16)的第一面(36)处，或者贴靠在所述分离元件(30)的凸缘(32)的面对所述壳体(12)的上部区域(14)第二面(38)处。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的分离元件，其特征在于，所述保持元件(24)可可松开地固定在所述凸缘(32)处，尤其可借助于可松开的卡夹连接固定在所述凸缘(32)处，例如从所述密封元件(20)的L形的基体的第二支脚(50)通过所述分离元件(30)的凸缘(32)的凹部(31)延伸至所述凸缘(32)的背对所述第二支脚(50)的侧部(33)，且在所述凸缘(32)的背对所述第二支脚(50)的侧部(33)处如此构造，即所述保持元件(24)超过所述凹部(31)且以这种方式将所述密封元件(20)卡紧在所述凸缘(32)处。
7. 根据权利要求5或6所述的分离元件，其特征在于，在所述凸缘(32)的背对所述第二支脚(50)的侧部处关于所述密封元件(20)的L形的基体有间距，尤其关于密封面(40)有间距地布置有所述保持元件(24)，其中，在所述保持元件(24)与所述密封元件(20)的基体尤其所述密封面(40)之间布置有自由空间。
8. 根据权利要求1至7中至少一项所述的分离元件，其特征在于，所述密封元件(20)具有一件式地构造的独立的轮廓，其可借助于所述保持元件(24)与所述凸缘(32)相连接，尤其可可松开地插到所述凸缘(32)上或可可松开地卡紧在所述凸缘处或可粘接或注入模制到所述凸缘处。
9. 根据权利要求1至8中至少一项所述的分离元件，其特征在于，所述凸缘(32)至少在局部直接支住在所述盖子(16)与所述壳体(12)的上部区域(14)之间，其中，有利地，所述盖子(16)、所述凸缘(32)和所述壳体(12)的上部区域(14)至少在区域(60)中由导电的材料形成，尤其金属形成，在该区域(60)中所述凸缘(32)直接支住在所述盖子(16)与所述壳体(12)的上部区域(14)之间，并且其中，有利地，所述凸缘(32)如此支住在所述盖子(16)与所述壳体(12)的上部区域(14)之间，即在盖子(16)与壳体(12)之间提供导电的连接。
10. 根据权利要求1至9中至少一项所述的分离元件，其特征在于，为了容纳所述密封元件(20)，所述盖子(16)和所述壳体(12)的上部区域(14)相应具有凹部(17,15)，在其中，关于所述盖子(16)和所述壳体(12)的上部区域(14)有间距地布置有所述凸缘(32)。
11. 根据上述权利要求中至少一项所述的分离元件，其特征在于，如此实现密封，即所述第一支脚的自由端贴靠在所述盖子处且所述第一支脚的与所述第二支脚相连接的端部贴靠在所述壳体处，或与之相反。
12. 根据上述权利要求中至少一项所述的分离元件，其特征在于，所述第一支脚可如此压装在盖子与壳体之间，即所述第二支脚可保持不受力。
13. 根据上述权利要求中至少一项所述的分离元件，其特征在于，所述第二支脚尤其不受力地或在轻微的压力的作用下处在所述凸缘与盖子或壳体之间。
14. 根据上述权利要求中至少一项所述的分离元件，其特征在于，所述第一支脚形成柱体管状的区段，其内壁密封地贴靠在所述凸缘的径向的外缘或外面处以用于在未处理侧与净化侧之间进行密封。
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