CN105464751B - 一种旋风式油气分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋风式油气分离器，进气管的内壁与分离器本体的内腔顶部切向连通，所述呼气管贯穿设置于分离器本体的中心线上，所述分离器本体的内腔与呼气管外壁之间形成气旋室；所述呼气管包括呼气管本体和进气口，所述进气口位于分离器本体内腔的底部，所述进气口的径向尺寸大于呼气管本体的径向尺寸；所述分离器本体的内腔顶部和底部的径向尺寸分别大于内腔中部的径向尺寸小。本发明具有体积小，结构简单，油气分离效率高；生产成本十分低，安装方便等优点。通过对气旋室的设置，利用离心作用，有效分离油气。

Description

一种旋风式油气分离器
技术领域
本发明涉及一种油气分离装置，尤其涉及的是一种旋风式油气分离器。
背景技术
柴油机上旋风式油气分离器是保障柴油机能正常工作的一个重要部件。目前为了保护人类赖以生存的环境，国家对柴油机的排放水平要求越来越高，对柴油机呼到大气中的废气里的机油量要求也越来越少。然而，迄今为止控制柴油机机油排放呼到大气中的废气里的机油量是采用初级呼吸器加外接的效力不高的旋风式油气分离器方式来解决，对油气的分离效力不够高，已不适合当前环境保护发展的需要。
柴油机工作时，机内机油温度达110℃以上，呼出的气体内含有大量的机油颗粒，为提高旋风式油气分离器的效率，以缩小进入旋风式油气分离器的进气口直径来提高了螺旋气流的流速，但是会带来柴油机内腔压力加大，从而导致各密封面处渗漏，所以不可无限制的提高气流速度，一般情况下只能提高到5m/s左右的流速，曲轴箱的与外界大气的压差为10KPa以下，对密封面处渗漏影响可以接受，但是油气的分离效率不够理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种旋风式油气分离器，实现油气的高效分离。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括分离器本体、进气管和呼气管，所述进气管的内壁与分离器本体的内腔顶部切向连通，所述呼气管贯穿设置于分离器本体的中心线上，所述分离器本体的内腔与呼气管外壁之间形成气旋室；所述呼气管包括呼气管本体和进气口，所述进气口位于分离器本体内腔的底部，所述进气口的径向尺寸大于呼气管本体的径向尺寸；所述分离器本体的内腔顶部和底部的径向尺寸分别大于内腔中部的径向尺寸小。
所述分离器本体的内腔顶部为弱气旋室，所述进气管的内部与弱气旋室切向连通，所述分离器本体的内腔中部为强气旋室，所述分离器本体的底部为减速腔室。
作为本发明的优选方式之一，所述呼气管的进气口的截面为上小下大的八字形，所述进气口的气体流速小于或等于1m/s。
作为本发明的优选方式之一，所述分离器本体的外壁均匀设有多个加强筋。
作为本发明的优选方式之一，所述其中一个加强筋上设有安装孔。
作为本发明的优选方式之一，所述分离器还包括设置于分离器本体顶部的分离器盖，依次设置于分离器本体底部的回油漏斗和回油接头。
作为本发明的优选方式之一，所述回油漏斗的截面为上大下小的倒八字形，所述回油漏斗的顶部连接在分离器本体的底部。
所述回油漏斗的底部设有单向阀，所述单向阀包括单向阀腔和设置于单向阀腔内的单向阀片。
所述单向阀腔的顶部的截面为上小下大的八字形，所述单向阀片的截面为开口向下的倒U形，单向阀片的顶部设有倒角，所述单向阀片的顶部和单向阀腔的顶部相匹配。
作为本发明的优选方式之一，所述回油接头的顶端设有十字形回油槽。
本发明的工作原理是：本发明利用了离心力的原理，通过减小油气气旋的旋转半径，油气的流速略有降低但角速度加大，油气中机油颗粒的离心力随之加大，从而提高油气的分离效率。还有利用了重力的原理，降低气流流速，使分离后凝结的油滴靠重力滴下，不会通过呼气管的内壁呼出外部大气环境。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明具有体积小，结构简单，油气分离效率高；生产成本十分低，安装方便等优点。通过对气旋室的设置，利用离心作用，有效分离油气。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是图3的C-C剖视图；
图6是图5的D-D剖视图；
图7是本发明安装示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括分离器本体2，设置于分离器本体2顶部的分离器盖1，依次设置于分离器本体2底部的回油漏斗3和回油接头4，与分离器本体2相连通的进气管7和呼气管5，所述进气管7的内壁与分离器本体2的内腔顶部切向连通，所述呼气管5贯穿设置于分离器本体2的中心线上，所述分离器本体2的内腔与呼气管5外壁之间形成气旋室；所述呼气管5包括呼气管本体和进气口，所述进气口位于分离器本体2内腔的底部，所述进气口的径向尺寸大于呼气管本体的径向尺寸；所述分离器本体2的内腔顶部和底部的径向尺寸分别大于内腔中部的径向尺寸小。
所述分离器本体2的内腔顶部为弱气旋室8，所述进气管7的内部与弱气旋室8切向连通，所述分离器本体2的内腔中部为强气旋室9，所述分离器本体2的底部为减速腔室10。
所述呼气管5的进气口的截面为上小下大的八字形，所述进气口的气体流速小于或等于1m/s。口径大小尺寸是根据发动机的呼气量大小来保证进口处的气体流速不大于1m/s，使凝结在呼气管5外壁上的油滴靠重力滴入回油槽再流入回油接头4，而不通过呼气管5的内壁上行呼出到大气中。
所述分离器本体2的外壁均匀设有四个加强筋6，其中一个加强筋6上设有安装孔11。本实施例中安装孔11有两个，可以方便安装固定。
回油漏斗3的截面为上大下小的倒八字形，所述回油漏斗3的顶部连接在分离器本体2的底部。回油漏斗3用于收集分离下来的机油。
回油漏斗3的底部设有单向阀，所述单向阀包括单向阀腔12和设置于单向阀腔12内的单向阀片13。
所述单向阀腔12的顶部的截面为上小下大的八字形，所述单向阀片13的截面为开口向下的倒U形，单向阀片13的顶部设有倒角，所述单向阀片13的顶部和单向阀腔12的顶部相匹配。单向阀片13为倒U字形，上部八字形倒角与单向阀腔12上部的八字形相配合，防止发动机内压突然升高而致使油底壳内的机油通过呼气管5流入大气。
回油接头4的顶端设有十字形回油槽14。单向阀片13在盖住回油接头4时机油可通过回油槽14流入回油接头4。
将本实施例的分离器应用于2.2升排量的柴油机，实测柴油机的最大呼气量为33升/分钟。
分离器垂直安装在柴油机进气侧机油冷却器上支架17上，进气管7和气缸盖罩初滤器之间通过通气接管15连通，回油接头4和油底壳机油面下方通过回油接管16连通。来自气缸盖罩初滤器的油气以4.86m/s流速切向进入弱气旋室8，进气管7内径为φ12mm，气流进入弱气旋室8的流速为33000÷(60×0.62×π)＝486cm/s＝4.86m/s，接近5m/s的流速，通过减小弱气旋的旋转半径，油气的流速略有降低，角速度加大近一倍进入强气旋室9，油气中机油颗粒离心力加大近一倍，可使油气的分离效率提高50％以上。为降低呼气管5的入口处的气体流速设置减速腔室10。
通过减速腔室10加大强气旋油气的旋转半径，使过滤后的油气减速到0.96m/s的流速进入呼气管5的进气口再通过呼气管5呼出外部大气环境，完成油气的分离过程。呼气管本体的孔口内径为φ27mm，此处的气体流速为33000÷(60×1.352×π)＝96cm/s＝0.96m/s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旋风式油气分离器，包括分离器本体、进气管和呼气管，其特征在于，所述进气管的内壁与分离器本体的内腔顶部切向连通，所述呼气管贯穿设置于分离器本体的中心线上，所述分离器本体的内腔与呼气管外壁之间形成气旋室；所述呼气管包括呼气管本体和进气口，所述进气口位于分离器本体内腔的底部，所述进气口的径向尺寸大于呼气管本体的径向尺寸；所述分离器本体的内腔顶部和底部的径向尺寸分别大于内腔中部的径向尺寸小；
所述呼气管的进气口的截面为上小下大的八字形，所述进气口的气体流速小于或等于1m/s；所述分离器还包括设置于分离器本体顶部的分离器盖，依次设置于分离器本体底部的回油漏斗和回油接头；所述回油漏斗的截面为上大下小的倒八字形，所述回油漏斗的顶部连接在分离器本体的底部；所述回油漏斗的底部设有单向阀，所述单向阀包括单向阀腔和设置于单向阀腔内的单向阀片；所述单向阀腔的顶部的截面为上小下大的八字形，所述单向阀片的截面为开口向下的倒U形，单向阀片的顶部设有倒角，所述单向阀片的顶部和单向阀腔的顶部相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种旋风式油气分离器，其特征在于，所述分离器本体的内腔顶部为弱气旋室，所述进气管的内部与弱气旋室切向连通，所述分离器本体的内腔中部为强气旋室，所述分离器本体的底部为减速腔室。
3.根据权利要求1所述的一种旋风式油气分离器，其特征在于，所述分离器本体的外壁均匀设有多个加强筋。
4.根据权利要求3所述的一种旋风式油气分离器，其特征在于，其中所述一个加强筋上设有安装孔。
5.根据权利要求1所述的一种旋风式油气分离器，其特征在于，所述回油接头的顶端设有十字形回油槽。
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