CN105268250B - 旋风分离器以及具有旋风分离器的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明一种用于将液态的和/或固态的微粒从流体中分离出来的旋风分离器，具有‑至少三个旋风腔，它们为了将微粒从流体中分离出来分别具有一拥有导向装置的腔管，其中导向装置用于将流体置于旋转之中且其中所述腔管为了排出通过所述旋转来分离出来的微粒而分别具有至少一个微粒排出孔口，及‑至少一个微粒出口，它用于将从腔管中出来的微粒从旋风分离器中导出。为了改进这种旋风分离器，从而在旋转风分离器中可靠地避免微粒积聚，建议旋风腔中的至少一个旋风腔构造为反向旋转的旋风腔，其中这个反向旋转的旋风腔的导向装置用于将这个反向旋转的旋风腔的流体反向于所述非反向旋转的旋风腔的流体的旋转方向置于旋转之中。

Description

旋风分离器以及具有旋风分离器的过滤装置

技术领域

本发明涉及一种旋风分离器以及一种过滤装置。

背景技术

旋风分离器也被称为旋涡分离器、旋风过滤器或者离心力分离器，它们用于将在流体中所包含的固态的或者液态的微粒分离出来。流入到旋风腔中的流体如此得到引导，使得离心力使有待从流体中分离出来的微粒向外得到加速并且将其输送给相应的旋风腔的微粒排出孔口。为了产生离心力而使用具有导向叶片的导向装置或者导向器，所述导向叶片在所述相应的旋风腔的腔管的内部产生涡流。每个旋风分离器都具有至少一个微粒出口，以便所分离出来的微粒可以从所述旋风分离器中出来。为了支持所述微粒从所述旋风分离器中排出，借助于抽吸机构用负压来抽吸处于所述微粒出口处的微粒。为此可以设置风机、泵或者喷射器。由此还进一步改进分离程度。

由公开文献DE 10 2011 121 630 A1公开了一种旋风分离器。为了能够更好地控制加载在所述旋风分离器上的负压，这种所熟知的旋风分离器具有两个并排布置的微粒出口。

然而，尤其对于多腔旋风分离器或者复合旋风分离器来说—其中大量的旋风腔并排并且上下布置—，可能出现以下情况：所分离的微粒不能被充分地排出，并且积聚在所述旋风分离器中。这样的微粒积聚可能导致单个旋涡分离器的堵塞，并且由此引起所述旋风分离器的分离程度的下降。

公开文献DE 10 2012 007 308 A1建议，为了避免在所述旋风分离器中积尘，不是设置多个旋风腔而是仅仅设置两个旋风腔。在所述公开文献DE 10 2012 007 308 A1中所公开的两个旋风腔的导向装置相反地旋转。所述微粒出口构造用于将从所述旋风分离器中出来的、具有所分离出来的微粒的废气流统一在一股共同的废气流中，并且将其从所述旋风分离器中排出。

此外，从文献CN 101905196 A中公开了一种具有两个反向旋转的旋风腔的双重旋涡分离器。

发明内容

本发明的任务是，如此改进一种开头所提到的类型的旋风分离器以及一种开头所提到的类型的过滤装置，从而在所述旋风分离器中可靠地避免微粒积聚。

该任务通过一种根据本发明的旋风分离器并且通过一种根据本发明的过滤装置得到解决。本发明的有利的设计方案和优选的改进方案在相应的优选实施例中得到表明。

本发明涉及一种用于将液态的和/或固态的微粒从流体中、尤其是从气流中分离出来的旋风分离器，该旋风分离器具有：

-至少三个旋风腔，所述旋风腔为了将微粒从所述流体中分离出来而分别具有一拥有导向装置的腔管，其中所述导向装置构造用于将所述流体置于旋转之中，并且其中所述腔管为了排出通过所述旋转而分离出来的微粒而分别具有至少一个微粒排出孔口，以及

-至少一个微粒出口，所述微粒出口构造用于：将从所述腔管中出来的微粒从所述旋风分离器中导出。

根据一个优选的方面，本发明基于以下情况：所述导向装置使所述旋风腔中的至少一个旋风腔正好相反地旋转，用于在所述旋风分离器中避免微粒积聚。

所述反向旋转的旋风腔的数目可以小于所述非反向旋转的旋风腔的数目，尤其所述反向旋转的旋风腔相对于所述非反向旋转的旋风腔的比例为大约一比十到大约四比十或者直至一比一。

由于重力，微粒主要积聚在所述旋风分离器的下方的区域中。因此，在本发明的一种有利的实施方式中，所述至少一个反向旋转的旋风腔布置在所述旋风分离器的下方的区域中。

这种布置方式具有以下优点：微粒的、在所述旋风分离器中积聚的位置和数量受到所述微粒的、从个性化的旋风腔中抛出的抛出方向的影响。为了有针对性地控制所述微粒的抛出方向，可选地可以使所述微粒排出孔口相应地定向，比如指向所述微粒出口。

按照本发明的一种特别有利的实施方式，如此选择所述反向旋转的旋风腔的数目和/或所述反向旋转的旋风腔的、在旋风分离器中的位置以及所述相应的旋风腔的微粒排出孔口的定向，从而在所述旋风分离器中可靠地避免微粒积聚。

为了有效地避免微粒积聚，所述至少一个反向旋转的旋风腔优选布置在所述旋风分离器的一种区域中，该区域处于从所述非反向旋转的旋风腔的微粒排出孔口中出来的微粒的抛出方向中。

所述从微粒排出孔口中出来的微粒的抛出方向受到所述导向装置的旋转方向和所述微粒排出孔口的布置的影响。因此，最好根据所述非逆转的旋风分离器的微粒排出孔口的定向以及所述非逆转的旋风腔的导向装置的旋转方向来选择所述至少一个反向旋转的旋风腔的、在旋风分离器中的布置方式。

如果所述微粒排出孔口比如沿着重力方向指向下方并且所述导向装置向左旋转，那么所述微粒的抛出方向就指向左下方。在这种实施方式中，所述布置在旋风分离器的左下方的区域中的旋风腔中的至少一个旋风腔的导向装置有利地反向旋转，也就是说在实施例中向右旋转。

此外，可能的是，大概所述旋风腔的一半构造为反向旋转的旋风腔。比如所述旋风腔可以相应交替地构造为反向旋转的旋风腔和非反向旋转的旋风腔。作为替代方案，可以将所述旋风腔的旋转方向分配给所述旋风分离器的几何上的一半。

所述旋风腔比如可以相应地以内联-旋涡分离器-结构（Inline-Zyklon-Bauweise）来构成，对于所述内联-旋涡分离器-结构来说将有待净化的未处理气流在轴向上导送穿过柱筒状的主管。在所述未处理气流进入到所述主管中时，所述未处理气流借助于进口侧的导向装置被置于旋转之中。由此将螺旋状的曲线强加到所述未处理气流上。在所述未处理气流中所包含的微粒通过离心力在径向上向外朝所述主管的壁体的方向输送，并且在那里富集。较大程度地用微粒来装载的气流与较少程度地用微粒来装载的气流的分开—换句话说将所述未处理气流分开为纯净气流和废气流的过程—比如可以借助于潜管来进行，所述潜管具有比所述主管小的直径并且在出口侧上在轴向上同心地伸入到所述主管中。所述纯净气流、也就是较少程度地用微粒来装载的空气向里从所述潜管中穿过，并且从所述分离装置的出口孔中流出来。所述废气流、也就是所述较大程度地用微粒来装载的空气则通过布置在所述主管的壁体中的微粒排出孔口被从相应的旋风腔中排出。

所述旋风腔也可以取代所提到的内联-旋涡分离器-结构而是相应地构造为螺旋-旋风腔。对于这样的螺旋-旋风腔来说，所述气流通过具有螺旋状的走向的通道来导送，其中所述通道壁体形成所述导向器。

本领域的技术人员尤其会懂得本发明的价值，如果所述旋风分离器构造为多腔旋涡分离器或者复合旋涡分离器，尤其是构造为平放地布置在使用位置中的多腔旋涡分离器。所述微粒积聚的问题在现有技术中、尤其是平放地在布置在使用位置中的复合旋涡分离器中会出现。

按照另一种实施方式，所述微粒出口包括排出管，该排出管与所述微粒排出孔口处于导送气体的连接之中。所述排出管可以构造为排出管接头的形式。所述排出管可以如前面所描述的那样与支持用的抽吸机构—比如风机、泵或者喷射器相连接。

所述微粒出口优选构造用于：将从所述腔管中出来的微粒沿着垂直于所述腔管的纵轴线布置的排出方向从所述旋风分离器中导出。所述微粒出口因而有利地横向于所述流体的流动方向、尤其是沿着重力方向来定向。

所述旋风腔有利地沿着所述流体的流动方向来定向，并且彼此平行地布置。

所述微粒出口能够有利地以注塑法借助于交换嵌件（Wechseleinsätze）来制造。这降低了所述旋风分离器的制造成本。

本发明的、另一种有利的、相对于现有技术的界定标准是，在一种有利的实施方式中所述旋风分离器具有至少两个微粒出口。这同样用于改进将微粒从所述旋风分离器中的排出。

在一种优选的实施方式中，所述非逆转的旋风腔的以及所述逆转的旋风腔的或者这些旋风腔中的至少相应多个旋风腔的抛出方向指向所述微粒出口的方向，并且/或者指向所述旋风分离器的中心的方向。这意味着，所述抛出方向的水平分量优选指向所述旋风分离器的水平的中心的方向，并且/或者指向所述离相应的旋风腔最近的微粒出口的相应的水平的位置的方向。

所述微粒出口有利地以均匀分布到所述旋风分离器的宽度上的方式来布置。因此，所述相应的、从旋风腔中抛出的微粒相对于最近的微粒出口的间距要保持得尽可能小。作为替代方案，所述微粒出口在所述旋风分离器的壳体的宽侧或者窄侧上布置在中心。

在此，所述微粒出口可以彼此平行地布置。

优选所述旋风分离器的微粒出口如此以均匀地在所述旋风分离器的壳体的整个宽度的范围内分布的方式来布置，从而在相应的旋风腔上能够产生类似的负压或者相同的负压。

所述另一微粒出口为了无功连接或者说盲断连接（blindschalten）另一微粒出口而可以具有无功连接元件或者说盲断连接元件（Blindschaltelement）。因此，所述旋风分离器不仅可以用于与抽吸过程一起使用—在抽吸过程中借助于抽吸机构用负压来抽吸处于所述微粒出口上的微粒—，而且可以在没有抽吸过程的情况下使用。

本发明改进了将微粒从所述旋风分离器中的排出，并且由此单独的、一般来说布置在多个旋风腔周围的微粒或者尘埃收集室的设置成为多余。所述壳体因而可以直接地、也就是说在没有中间布置集尘室的情况下包围着所述旋风分离器。本发明的另一优点由此是，所述旋风分离器与现有技术相比可以制造得小而紧凑。本发明的旋风分离器由此与现有技术相比能够更好地安装，并且拥有较小的制造成本。

此外，本发明涉及将按前面所说明的类型的旋风分离器作为预分离器的应用，所述预分离器则用于内燃机的空气过滤系统，比如用于建筑机械—比如用于紧凑型装载机或者用于挖掘装载机或者用于叉车，或者用于农业机械—比如用于拖拉机，或者用于移动或者固定的压缩机，或者用于园艺及景观建造中的车辆或者机器，或者用于用来产生能量的固定的机器。

附图说明

正如前面已经解释的那样，存在着若干以有利的方式来设计并且改进本发明的教导的可行方案。为此，一方面要参照优选实施例，另一方面尤其要借助于通过图1到图3所说明的实施例在下面来对本发明的其它设计方案、特征和优点进行详细解释。附图示出：

图1是一种用于按照本发明的旋风分离器的实施例的纵剖面图；

图2是在图1中用附图标记B来标记的旋风腔的详细视图；

图3是在图1中用附图标记C来标记的旋风腔的详细视图；

图4是图1的旋风分离器的、沿着在图1中用A-A来标记的线条的剖视图；并且

图5是图1的旋风分离器的、沿着在图1中用D-D来标记的线条的横向剖面图。

相同的或者类似的设计方案、元件或者特征在图1到5中设有相同的附图标记。

附图标记列表：

10 非反向旋转的旋风腔或者非反向旋转的单个旋风分离器；

12 所述非反向旋转的旋风腔10的腔管；

14 所述非反向旋转的旋风腔10的导向装置，尤其是非反向旋转的导向装置；

16 从所述非反向旋转的旋风腔10中出来的微粒的抛出方向；

20 反向旋转的旋风腔或者反向旋转的单个旋风分离器；

22 所述反向旋转的旋风腔20的腔管；

24 所述反向旋转的旋风腔20的导向装置，尤其是反向旋转的导向装置；

30 尤其是布置在集尘室34上的微粒出口、尤其是抽吸口或者排出机构；

32 尤其是布置在集尘室34上的另一微粒出口、尤其是另一抽吸口或者另一排出机构；

34 用于从所述旋风腔中出来的微粒的集尘室；

40 壳体；

44 所述壳体的宽度；

100 比如作为用于动力机的空气过滤器的预分离器来构成的旋风分离器或者离心分离器或者离心力分离器或者惯性分离装置、尤其是多腔旋风分离器或者复合旋风分离器；

300 微粒出口的、尤其是抽吸口或者排出机构的、尤其是布置在集尘室34上的、作为替代方案的第一种布置方式；

320 另一微粒出口的、尤其是另一抽吸口或者另一排出机构的、尤其是布置在集尘室34上的、作为替代方案的第一种布置方式；

301 微粒出口的、尤其是抽吸口或者排出机构的、尤其是布置在集尘室34上的、作为替代方案的第二种布置方式；

321 另一微粒出口的、尤其是另一抽吸口或者另一排出机构的、尤其是布置在集尘室34上的、作为替代方案的第二种布置方式；

B 图1的旋风分离器100的、在图2中详细地示出的、优选反向旋转的旋风分离器20；

C 图1的旋风分离器100的、在图3中详细地示出的、优选非反向旋转的旋风腔10；

X 所述腔管12的纵轴线。

具体实施方式

图1示出了一种用于将液态的和/或固态的微粒从流体中分离出来的旋风分离器100、也就是一种构造为复合旋风分离器的、用于动力机的空气过滤器的预分离器。这种复合旋风分离器100拥有大量的旋风腔10、20，所述旋风腔为了将微粒从流体中分离出来而分别具有一拥有导向装置14、24的腔管12、22。所述导向装置14、24构造用于将所述流体置于旋转之中，并且所述腔管12、22为了排出通过所述旋转而分离出来的微粒而分别具有至少一个微粒排出孔口。

此外，所述旋风分离器100优选拥有两个微粒出口30、32（作为替代方案是300和320或者301和321），所述微粒出口构造用于将从所述腔管12、22中出来的微粒从所述旋风分离器100中导出，其中从所述微粒排出孔口中出来的微粒优选仅仅被收集在集尘室34中（参见图3），并且借助于微粒出口、比如借助于重力并且/或者借助于抽吸来从所述集尘室34中排出。所述微粒出口30、32比如彼此平行地并且在所述旋风分离器100的宽度44上均匀分布地布置。因而，图1示出了一种具有双重的排尘的旋风分离室100。作为替代方案，就像微粒出口300和320的、在所述壳体40的长侧上的可选的布置方式或者微粒出口301和321的、在所述壳体40的短侧上的可选的布置方式所显示的那样，两个直接并排地布置的微粒出口可选择地可以在所述旋风分离器100的一侧上优选被设置在当中。这些布置方式尤其在不存在抽吸时是有利的，因为所述当中的排尘口在移动的运行中在振动的情况下有助于避免在所述集尘室34中出现积尘。所述微粒出口301和321的、在所述壳体40的短侧上的布置在以狭长侧布置的方式（Hochkant-Anordnung）进行相应的安装时是需要的。所提到的布置方式证实是有利的，因为降低了离所述微粒出口30、300、301和32、320、321最近的旋风腔的闭塞的危险，并且由此可以在旋风腔与所述壳体40的壁体之间选择较小的间距。

在图1中用线条A-A来标记的旋风腔20优选构造为反向旋转的旋风腔20，其中这些反向旋转的旋风腔20的导向装置24构造用于：将所述流体反向于所述非反向旋转的旋风分离器10的流体的旋转方向置于旋转之中。因而，在图1所示出的实施例中，四个旋风腔构造为反向的旋风腔。

本发明优选规定，改变特定的旋风腔的旋转方向，用于在所述复合旋风分离器中避免微粒积聚。详细来讲，在所示出的实施例中，将四个布置在复合旋风分离器100的左下方的角区域中的旋风腔20的旋转方向改为向左。

在与现有技术的比较中，从本发明中获得以下优点：

-所述旋风分离器拥有较小的、产生功率下降的倾向性；

-所述旋风腔10、20的运行可靠性得到了提高；

-所述旋风分离器100的可安装性得到了改进；并且

-制造成本得到了降低。

Claims (23)

1.用于将液态的和/或固态的微粒从流体中分离出来的旋风分离器（100），具有

-至少三个旋风腔（10、20），所述旋风腔为了将微粒从所述流体中分离出来而分别具有一拥有导向装置（14、24）的腔管（12、22），其中所述导向装置（14、24）构造用于：将所述流体置于旋转之中，并且其中所述腔管（12、22）为了排出通过所述旋转所分离出来的微粒而分别具有至少一个微粒排出孔口，以及

-至少一个微粒出口（30、32），所述微粒出口构造用于：将从所述腔管（12、22）中出来的微粒从所述旋风分离器（100）中导出，

其中所述旋风腔（10、20）中的至少一个旋风腔（20）构造为反向旋转的旋风腔（20），其中这个反向旋转的旋风腔（20）的导向装置（24）构造用于：将这个反向旋转的旋风腔（20）的流体反向于非反向旋转的旋风腔（10）的流体的旋转方向置于旋转之中，

其中至少一个反向旋转的旋风腔（20）布置在所述旋风分离器的下方的区域中，并且/或者至少一个反向旋转的旋风腔（20）布置在所述旋风分离器（100）的一种区域中，该区域处于从非反向旋转的旋风腔（10）的微粒排出孔口中出来的微粒的抛出方向（16）中。

2.按权利要求1所述的旋风分离器（100），其特征在于，反向旋转的旋风腔（20）的数目和/或反向旋转的旋风腔（20）的在旋风分离器（100）中的位置以及非反向旋转的旋风腔（10）的微粒排出孔口的定向彼此如此协调，从而在所述旋风分离器中可靠地避免了微粒积聚。

3.按权利要求1或2所述的旋风分离器，其特征在于，所述腔管（12、22）的微粒排出孔口指向所述微粒出口（30、32）。

4.按权利要求1或2所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风腔（10、20）的一半构造为反向旋转的旋风腔（20）。

5.按权利要求1或2所述的旋风分离器，其特征在于，所述反向旋转的旋风腔（20）数目小于到等于所述非反向旋转的旋风腔（10）的数目。

6.按权利要求1或2所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风分离器包括将所述旋风腔（10、20）包围住的壳体（40）和第一微粒出口（30）以及至少另一微粒出口（32）。

7.按权利要求6所述的旋风分离器，其中所述微粒出口（30、32）以在所述壳体（40）的一侧的范围内均匀分布的方式来布置。

8.按权利要求6所述的旋风分离器，其中，所述微粒出口（300、320、301、321）在所述壳体（40）的宽侧（44）或者窄侧上布置在当中。

9.按权利要求1或2所述的旋风分离器，其中，非反向旋转的旋风腔（10）的以及反向旋转的旋风腔（20）的抛出方向（16）指向所述微粒出口（30、32）的方向并且/或者指向所述旋风分离器（100）的中心的方向。

10.按权利要求6所述的旋风分离器，其特征在于，所述另一微粒出口（32）具有构造用于无功连接所述另一微粒出口（32）的无功连接元件。

11.按权利要求权利要求1或2所述的旋风分离器，其特征在于，所述旋风腔（10、20）沿着所述流体的流动方向定向，并且彼此平行地布置，并且所述微粒出口（30、32）横向于所述流体的流动方向来定向。

12.按权利要求1所述的旋风分离器（100），其特征在于，所述旋风分离器用于将液态的和/或固态的微粒从气流中分离出来。

13.按权利要求1所述的旋风分离器（100），其特征在于，所述旋风腔（10、20）中的大量的旋风腔构造为反向旋转的旋风腔（20）。

14.按权利要求4所述的旋风分离器（100），其特征在于，所述旋风腔（10、20）相应交替地构造为反向旋转的旋风腔（20）和非反向旋转的旋风腔（10）。

15.按权利要求5所述的旋风分离器（100），其特征在于，反向旋转的旋风腔（20）的相对于非反向旋转的旋风腔（10）的比例为一比十到一比一。

16.按权利要求7所述的旋风分离器（100），其特征在于，所述微粒出口（30、32）以在所述壳体（40）的宽侧（44）的范围内均匀分布的方式来布置。

17.按权利要求11所述的旋风分离器（100），其特征在于，所述微粒出口（30、32）沿着重力方向来定向。

18.过滤装置，具有过滤壳体，该过滤壳体拥有用于有待过滤的介质的、未处理侧的进口和净化侧的出口，其特征在于一种按照权利要求1到17中任一项所述的、布置在过滤壳体的进口的区域中的、构造为初过滤器的旋风分离器（100）。

19.按权利要求18所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置是用于动力机或者空气压缩机的空气过滤器。

20.将按照权利要求1到17中任一项所述的旋风分离器（100）作为预分离器的应用，该预分离器用于动力机的空气过滤系统或者空气压缩机。

21.按权利要求20所述的应用，其特征在于，所述预分离器用于建筑机械或者用于农业机械或者用于移动或者固定的压缩机或者用于园艺及景观建造中的车辆或者机器或者用于用来产生能量的固定的机器。

22.按权利要求21所述的应用，其特征在于，所述建筑机械是紧凑型装载机或者铲运机或者叉车。

23.按权利要求21所述的应用，其特征在于，所述农业机械是拖拉机。

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