CN105840270A - 一种主动式多级油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动式多级油气分离器，它包括壳体，所述的壳体内自上而下依次设有栅板、阻尼伞、轴流扇叶、迷宫伞、离心扇片和旋风叶片，所述的离心扇片和旋风叶片反向固定在托盘上，所述壳体内垂直设有一根转轴，该转轴从壳体的顶部插入壳体内，并依次穿过所述的栅板、阻尼伞、轴流扇叶和迷宫伞与托盘固定连接，所述转轴的顶端露出壳体外、并与马达输出端相连；所述壳体上端处还开有进气口，其下端处开有出气口；所述壳体内底部还设有截油盘，在所述的截油盘下方的壳体内设有截气门，在该截气门一侧的壳体底部设有出油口。该分离器采用多级分离模式，克服了目前使用的静态被动式油气分离器不足，且油气分离效率高。

Description

一种主动式多级油气分离器

技术领域

本发明涉及一种油气分离回收装置，具体涉及一种主动式多级油气分离器。

背景技术

目前燃油发动机在气缸压缩点火做功过程中，气缸中的高压可燃混合气体和燃烧气体，有少部分气体通过气缸与活塞环间的缝隙进入曲轴箱内，其成分包含有油雾、空气、水汽和废气。混合气体聚积在曲轴箱中，使曲轴箱内压力过高，影响发动机工况，破坏曲轴箱密封。为避免和减少曲轴箱内混合气体对发动机工况的影响，发动机的曲轴箱都带有通风系统。

通风系统分为两种模式：一是开放式；二是闭合式。

一、开放式是将曲轴箱与外界直接连通，通过曲轴箱内部与外界压差，将混合气体直接排入大气。

二、闭合式是将曲轴箱内混合气体通过管路引向发动机进气系统，返回气缸产生二次燃烧。

目前汽车发动机普遍采用闭合式通风系统。闭合式通风在曲轴箱混合气体流向进气歧管时，同时把发动机机油以雾化形态带入进气歧管，进行二次燃烧。不仅无端损耗发动机机油，带来气缸燃烧室积碳；同时，机油的消耗燃烧增加了废气排放中污染物质的含量，直接降低了汽车尾气的排放标准。为避免发动机机油无谓损耗，减少发动机排放废气中污染物含量，提高发动机工况和运行经济性，在曲轴箱与进气系统间增加油气分离装置，是目前普遍采取的方式。

现有油气分离器主要为静态被动式装置，油气分离效率低。本发明提供的主动式多级油气分离器克服了目前使用的静态被动式油气分离器不足，摆脱了现有油气分离器采用的单一工作模式，以新的设计理念，提高油气分离效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种主动式多级油气分离器，该分离器采用多级分离模式，克服了目前使用的静态被动式油气分离器不足，且油气分离效率高。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种主动式多级油气分离器，它包括壳体，所述的壳体内自上而下依次设有栅板、阻尼伞、轴流扇叶、迷宫伞、离心扇片和旋风叶片，所述的离心扇片和旋风叶片反向固定在托盘上，所述壳体内垂直设有一根转轴，该转轴从壳体的顶部插入壳体内，并依次穿过所述的栅板、阻尼伞、轴流扇叶和迷宫伞与托盘固定连接，所述转轴的顶端露出壳体外、并与马达输出端相连；

所述的阻尼伞和迷宫伞与壳体的内壁固定相连；所述的栅板、轴流扇叶和设有离心扇片和旋风叶片的托盘固定设置在转轴上；

所述壳体上端处还开有进气口，其下端处开有出气口；

所述壳体内底部还设有截油盘，在所述的截油盘下方的壳体内设有截气门，在该截气门一侧的壳体底部设有出油口。

进一步，所述的栅板上开有若干个通气缝，栅板采用亲油性材料制作而成，且栅板表面粗造处理。

进一步，所述的阻尼伞呈倒锥形状。

进一步，所述的阻尼伞的锥面上均匀开有若干个通气孔，该通气孔倾斜设置。

进一步，所述的阻尼伞的四周边缘处均匀开有阻尼伞漏油孔，该阻尼伞漏油孔与壳体内壁相对应，并呈半圆形状。

进一步，所述的迷宫伞是由数块锥形伞状盖面构成，且两两上下交错设置，位于下方的锥形伞状盖面或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的顶部还开有通气圆孔，所述每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间通过连接柱相连，并且每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间留有通气道。

进一步，位于下方的锥形伞状盖面或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的底部四周边缘处还开有迷宫伞漏油孔。

进一下，所述的离心扇片固定设置在托盘的上表面，所述离心扇片的径向长度小于托盘的半径，且离心扇片的外端与托盘的边缘平齐，所述的离心扇片的外端高度小于离心扇片的内端高度。

进一步，所述的旋风叶片呈弧形状，并倾斜设置在托盘的下表面，所述旋风叶片的径向长度小于托盘的半径，且旋风叶片的外端与托盘的边缘平齐。

进一步，所述的截油盘为空心状，且截油盘的内径的边缘向上倾斜、并高于截油盘外径的边缘；在所述截油盘的外径边缘位于出气口上部；所述截油盘的外径边缘处均匀设有数个导油孔。

进一步，所述截气门中心位置还垂直插有排油管，且排油管的底端低于出油口，并形成了截气门内油面的高度高于排油管底部出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用主动式油气的分离，替代了现有的静态被动式的分离，同进，本发明采用自上而下的多级分离模式，从而能提高油气的分离效率，减少发动机排放废气中污染物含量，提高发动机工况和运行经济性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中迷宫伞结构放大示意图；

图3为图1中A-A方向截面结构示意图；

图4为图1中B-B方向截面结构示意图；

图5为图1中C-C方向截面结构示意图；

图6为图1中D-D方向截面结构示意图；

图7为图1中E-E方向截面结构示意图；

图8为图1中F-F方向截面结构示意图；

图9为图1中G-G方向截面结构示意图；

图10为气体在迷宫伞中流向示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1-10所示，一种主动式多级油气分离器，它包括壳体1，所述的壳体1内自上而下依次设有栅板2、阻尼伞3、轴流扇叶4、迷宫伞5、离心扇片6和旋风叶片7，所述的离心扇片6和旋风叶片7反向固定在托盘8上，所述壳体1内垂直设有一根转轴9，该转轴9从壳体1的顶部插入壳体1内，并依次穿过所述的栅板2、阻尼伞3、轴流扇叶4和迷宫伞5与托盘8固定连接，所述转轴9的顶端露出壳体1外、并与马达10输出端相连；所述的阻尼伞3和迷宫伞5与壳体1的内壁固定相连；所述的栅板2、轴流扇叶4和设有离心扇片6和旋风叶片7的托盘8固定设置在转轴9上；所述壳体1上端处还开有进气口11，其下端处开有出气口12；所述壳体1内底部还设有截油盘13，在所述的截油盘13下方的壳体1内设有截气门14，在该截气门14一侧的壳体1底部设有出油口15。

所述的栅板2上开有若干个通气缝20，栅板采用亲油性材料制作而成，且栅板表面粗造处理。

所述的阻尼伞3呈倒锥形状。所述的阻尼伞3的锥面上均匀开有若干个通气孔31，该通气孔31倾斜设置。所述的阻尼伞3的四周边缘处均匀开有阻尼伞漏油孔32，该阻尼伞漏油孔32与壳体1内壁相对应，并呈半圆形状。

所述的迷宫伞5是由数块锥形伞状盖面(50、51、52、53)构成，且锥形伞状盖面(50、51)上下交错、锥形伞状盖面(52、53)上下交错，位于下方的锥形伞状盖面(51、53)或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的顶部还开有通气圆孔54，所述每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间通过连接柱55相连，并且每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间留有通气道56。位于下方的锥形伞状盖面(51、53)或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的四周边缘处还开有迷宫伞漏油孔57。

所述的离心扇片6固定设置在托盘8的上表面，所述离心扇片6的径向长度小于托盘8的半径，且离心扇片6的外端与托盘8的边缘平齐，所述的离心扇片6的外端高度小于离心扇片6的内端高度。

所述的旋风叶片7呈弧形状，并倾斜设置在托盘8的下表面，所述旋风叶片7的径向长度小于托盘8的半径，且旋风叶片7的外端与托盘8的边缘平齐。

所述的截油盘13为空心状，且截油盘13的内径边缘向上倾斜、并高于截油盘13的外径边缘；在所述截油盘13的外径边缘位于出气口12上部；所述截油盘13的外径边缘处均匀设有数个导油孔132。

所述截气门14中心位置还垂直插有排油管16，且排油管16的底端低于出油口15，并形成了截气门14内油面的高度高于排油管16底部出口。

如图1所示，本发明工作原理为：马达10通过转轴9带动栅板2、轴流扇叶4、离心扇片6和旋风叶片7转动，油气分离器开始工作。发动机曲轴箱内混合气体由进气口进入本发明的壳体中，并向下流动。

如图3所示，气体进入壳体中，通过高速旋转的栅板进行扫油分离；由于栅板2上开有多个通气缝(孔)，采用亲油性材料制作而成，且表面粗糙处理，部分油雾遇栅板撞击后被吸附；并在旋转离心力作用下，分离到壳体内腔壁上，完成了一级油气分离。

如图4所示，经过一级油气分离后的气体，通过阻尼伞3上细小通气孔31的过滤分离作用，向下流动，完成二级油气分离。

如图5所示，经过二级油气分离后的气体通过轴流扇叶4向下输送，轴流扇叶4主要功效为产生气体压差，并具有辅助油气分离作用；部分油雾碰撞在高速旋转的轴流扇叶4上被吸附，经离心作用分离到壳体内腔壁上，完成三级油气分离。

如图6、图10所示，经过三级油气分离后的气体(油雾)，油雾快速垂直向下运动并碰撞在迷宫伞5的顶层上，油雾中部分油粒被吸附；其余油雾通过迷宫伞5各层之间的通气道，来回改变流动方向，油雾中的微小油粒进一步被吸附在各层上，完成四级油气分离。

如图7所示，经过四级油气分离后的气体，在旋转离心扇片6作用下，油雾做径向离心运动，碰撞吸附在壳体腔内壁上；完成五级油气分离。

如图8所示，经过五级油气分离后的气体进一步在旋风叶片7作用下，废气沿壳体腔内壁做旋转运动，油雾被吸附在内腔壁上，完成第六级油气分离。

如图9所示，经一、二级分离出的油液在重力作用下，通过阻尼伞漏油孔32，并沿着壳体的内壁向下流动；经三、四级分离出的油液在重力作用下，通过迷宫伞漏油孔57并沿壳体内壁向下流动；经五、六级分离出的油液在重力作用下，沿沿壳体内壁向下流动至截油盘13后进入导油孔132。各层级分离出的油液最终汇集到排油管16。

为防止本发明中的排油管16与发动机曲轴箱之间发生串气现象，在排油管16下部设置截气门14。出油口15位置高于排油管16底端出口，形成截气门14内油面高于排油管16底端出口，从而达到阻止气体流通，防止串气的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种主动式多级油气分离器，其特征在于：它包括壳体，所述的壳体内自上而下依次设有栅板、阻尼伞、轴流扇叶、迷宫伞、离心扇片和旋风叶片，所述的离心扇片和旋风叶片反向固定在托盘上，所述壳体内垂直设有一根转轴，该转轴从壳体的顶部插入壳体内，并依次穿过所述的栅板、阻尼伞、轴流扇叶和迷宫伞与托盘固定连接，所述转轴的顶端露出壳体外、并与马达输出端相连；

所述的阻尼伞和迷宫伞与壳体的内壁固定相连；所述的栅板、轴流扇叶和设有离心扇片和旋风叶片的托盘固定设置在转轴上；

所述壳体上端处还开有进气口，其下端处开有出气口；

所述壳体内底部还设有截油盘，在所述的截油盘下方的壳体内设有截气门，在该截气门一侧的壳体底部设有出油口。

2.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的栅板上开有若干个通气缝，栅板采用亲油性材料制作而成，且栅板表面粗造处理。

3.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的阻尼伞呈倒锥形状，所述的阻尼伞的锥面上均匀开有若干个通气孔，该通气孔倾斜设置。

4.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的阻尼伞的四周边缘处均匀开有阻尼伞漏油孔，该阻尼伞漏油孔与壳体内壁相对应，并呈半圆形状。

5.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的迷宫伞是由数块锥形伞状盖面构成，且两两上下交错设置，位于下方的锥形伞状盖面或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的顶部还开有通气圆孔，所述每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间通过连接柱相连，并且每块锥形伞状盖面与其相邻的锥形伞状盖面之间留有通气道。

6.根据权利要求5所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：位于下方的锥形伞状盖面或者位于下方偶数的锥形伞状盖面的四周边缘处还开有迷宫伞漏油孔。

7.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的离心扇片固定设置在托盘的上表面，所述离心扇片的径向长度小于托盘的半径，且离心扇片的外端与托盘的边缘平齐，在所述的离心扇片的外端高度小于离心扇片的内端高度。

8.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的旋风叶片呈弧形状，并倾斜设置在托盘的下表面，所述旋风叶片的径向长度小于托盘的半径，且旋风叶片的外端与托盘的边缘平齐。

9.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述的截油盘为空心状，且截油盘的内径的边缘向上倾斜、并高于截油盘外径的边缘；所述截油盘的外径边缘位于出气口上部；所述截油盘的外径边缘处均匀设有数个导油孔。

10.根据权利要求1所述一种主动式多级油气分离器，其特征在于：所述截气门中心位置还垂直插有排油管，且排油管的底端低于出油口，并形成了截气门内油面的高度高于排油管底部出口。