CN106256440A - 离心分离机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心分离机（10），其具有：基座（14）；从所述基座（12）竖立的大致垂直的主轴（16）；两个或更多个转子组件（18A、18B），其在所述主轴（16）上串联地安装于彼此之上；壳体（12），其包括封闭所述转子组件（18A、18B）的盖（34）；以及液体供应管道，其用于向所述转子组件（18A、18B）供应待清理的液体。此类布置减小了为清理或以其它方式检修分离机（10）移除每个转子组件（18A、18B）所必需的顶部空间要求（即，位于分离机（10）之上的自由空间）。

Description

离心分离机

技术领域

本发明涉及一种离心分离机。

背景技术

已经众所周知离心分离机（有时称为离心机）用于从内燃发动机的润滑油回路移除污染物颗粒。还已知它们也在多种工业工艺中将微粒物质与液体分离或分离不同密度的液体。通常，离心机的操作原理是：壳体含有支撑于其中的转子以围绕大致垂直轴线（即，主轴）自旋。将液体供应穿过转子（当转子围绕轴线自旋时），使得更稠密的污染物材料或颗粒受离心力作用与液体分离并保留在离心机内。

随着污染物积聚在离心机内，对其进行定期清理是重要的，以便维持操作的有效性。清理需要通过将转子提升高于主轴顶部来从壳体移除转子。因此，转子的尺寸决定所需的顶部空间，即位于离心机上方的用于清理或以其它方式检修离心机所必需的自由空间。虽然常常期望通过增加转子的尺寸来增加离心机的容量，但更大的转子尺寸通常需要更大的顶部空间。因此，在可用的顶部空间由（例如）发动机（离心机是发动机的组成部分）的设计所限制的情况下，离心机的尺寸及因此其容量会不期望地受到限制。本发明的目标是解决此问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种离心分离机，其包括：基座；从基座竖立的大致垂直的主轴；两个或更多个转子组件，其在主轴上串联地安装于彼此之上；壳体，其包括封闭转子组件的可移除的盖；以及液体供应管道，其用于向转子组件供应待清理的液体。此布置减小了为清理或以其它方式检修分离机以允许移除每个转子组件所必需的顶部空间要求（即，位于分离机之上的自由空间）。

在一些实施例中，大致垂直的主轴可以是由两个或更多个可连接的主轴元件形成的分裂式主轴。分裂式主轴可进一步帮助减小所需的顶部空间。

离心分离机可有利地包括安装于邻近的转子组件之间的至少一个流体护罩。在分离机的操作期间，此类护罩使得落到串联地安装于下部的一个或多个转子组件上以及使流经其上的液体体积最小。所述流体护罩或每个流体护罩可以是伞状结构，因为其适当地具有凸形的上表面。在一些实施例中，一个或多个流体护罩可安装于垂直主轴上。在可替代的实施例中，一个或多个流体护罩可安装于壳体上。

主轴可具有轴向孔和从其定位的一个或多个出口，其如此定位使得对应于两个或更多个转子组件中的每一个，使得经由轴向孔和这些出口将液体供应到两个或更多个转子组件中的每一个。

在一些实施例中，基座可具有与主轴的轴向孔连通的入口管道。用于从分离机排出液体的出口端口设成穿过基座的通道。

在优选实施例中，两个或更多个转子组件彼此具有大致相同的尺寸和形状。这允许以成本有效的方式生产转子组件的此类堆叠式布置。

除了可移除的盖，壳体优选地还包括竖立的环形壁。就此而言，可移除的盖的高度也影响顶部空间要求，因此结合具有安装于彼此之上的两个或更多个转子组件，可移除的盖也应有利地小于封闭这些组件的壳体的高度。竖立的环形臂可形成为基座的整体部分。

在一些实施例中，可移除的盖的高度可大致等于或小于两个或更多个转子组件中的至少一个中的一者的高度。

分离机将通常是自供电式分离机，在这种情况下，两个或更多个转子组件各自设有一个或更多个驱动喷嘴，所述驱动喷嘴配置用于从转子组件喷射液体，以便引起转子组件借助于反作用力进行旋转。然而，本发明也能够适用于具有分开的驱动机构的离心分离机。

根据本发明的另外的方面，提供一种用于将固体污染物与液体分离的方法，其包括：提供离心分离机，所述离心分离机包括：基座；从基座竖立的大致垂直的主轴；两个或更多个转子组件，其在主轴上串联地安装于彼此之上；壳体，其包括封闭转子组件的可移除的盖；以及液体供应管道，其用于向转子组件供应待清理的液体；向转子组件供应待清理的液体；以及使转子组件旋转，使得固体污染物由于离心力与液体分离。这种方法利用一种需要减小的顶部空间的设备，如上所述的为了清理或以其它方式检修分离机所必需的顶部空间，即，位于分离机之上的自由空间。

所述方法可用来从内燃发动机的润滑油回路移除污染物。在这种情况下，转子组件将通常通过使润滑油流经分离机来自行供电。所述方法也能够用来将磨损性污染物与工业工艺中所使用的液体（例如，珩磨油、研磨机冷却剂、电极放电加工流体或来自熔炉的油淬流体）和水净化工艺中所使用的液体分离。在那种情况下，转子组件可具有分开的驱动机构。

附图说明

现将参考附图仅通过举例说明来进一步描述本发明，所述附图是根据本发明的离心分离机的实施例的截面侧视图。

具体实施方式

如所图示的，根据本发明的自供电式离心分离机10的示例性实施例具有壳体12、基座14和从基座14竖立的大致垂直的主轴16。基座14定位并支撑主轴16的下端。上转子组件18A和下转子组件18B串联地安装在主轴16上，使得转子组件18A、18B中一个安装于另一个之上。此外，两个转子组件18A、18B安装于主轴16上，使得每个组件18A、18B能够围绕主轴16的垂直轴线旋转。流体护罩20安装于上转子组件18A与下转子组件18B之间。流体护罩20是圆形的伞状结构，其具有凸形的上表面并且跨越下转子组件18B之上。流体护罩20的直径至少等于或大于下转子组件18B的直径。

轴向孔22延伸穿过主轴16的长度以作为用于向转子组件18A、18B供应液体（即，待清理/过滤的工作流体）的液体供应管道。在所图示的实施例中，轴向孔22与上通孔24A和下通孔24B连通。通孔24A、24B形成为以与轴向孔22成直角地穿过主轴16，以便由此提供出口。上转子组件18A和下转子组件18B分别安装于覆盖上通孔24A和下通孔24B的位置处。由于这种布置，通孔24A、24B与每个转子组件18A、18B的内部连通，使得供应到转子组件18A、18B的工作流体经由通孔24A、24B进入组件18A、18B。在所图示的实施例中，转子组件18A、18B设有分隔件26A、26B，该分隔件分离每个转子组件18A、18B的内部以形成相应的外室28A、28B和内室30A、30B。如所图示的，分隔件26A、26B可以是管状结构，其各自在其下端处具有径向延伸的裙部。在操作中，工作流体进入每个旋转组件18A、18B，并从内室30A、30B穿过位于每个相应分隔件26A、26B中的上开口流到外室28A、28B中，且接着从外室28A、28B经由位于每个分隔件26A、26B中的下开口返回到内室30A、30B中。

转子组件18A、18B还包括相应的出口喷嘴32A、32B，在所图示的实施例中，这些出口喷嘴与相应的内室30A、30B连通。出口喷嘴32A、32B各自设在距主轴16的垂直轴线一径向距离处，并且如此配置使得工作流体在大体与转子组件18A、18B相切的方向上经由出口喷嘴32A、32B离开转子组件18A、18B。

在所图示的实施例中，壳体12包括：竖立的环形壁36，其形成为基座14的一部分；以及可移除的盖34。环形壁36的最上边缘与下转子组件18B的顶部大约在同一水平面。盖24安装于上转子组件18A之上，并围绕环形壁36的上边缘通过任何合适的机构（例如夹具，例如环形夹）固定到基座14。壳体12（即，竖立壁36和盖34一起）封闭转子组件18A、18B。设置环形壁36意味着可移除的盖34的高度小于壳体12的总高度（壳体12的高度等于经组合的壁36和盖34的高度）。盖34的高度可大致等于或小于上转子组件18A的高度。如所图示的，盖34通过配件38来定位并支撑主轴16的上端。

入口管道40延伸穿过基座14以使得能够将工作流体从入口端口42供应到主轴16的轴向孔。工作流体经由入口管道40和轴向孔22从入口端口42流到通孔24A、24B。附图中所提供的箭头指示流体流在分离机10内的优选路径。

分离机10通常用来清理油。工作流体（例如，含有污染物的油）在高压下经由入口端口42供应到分离机10。如上所述，工作流体流到通孔24A、24B，其中工作流体的一部分进入上转子组件18A的内部中，且流体的另外一部分进入下转子组件18B的内部中。流体流经每个转子组件18A、18B，并经由如上所述的出口喷嘴32A、32B从其离开。流体从转子组件18A、18B经由喷嘴32A、32B的切向的喷射引起转子组件18A、18B的旋转，由此产生在外室28A、28B中使污染物与工作流体分离的离心力。分离出的污染物积聚在外室28A、28B中，以主要作为粘附到每个转子组件18A、18B的内表面的块状物或设在其中的衬垫。离开转子组件18A、18B的流体排出至基座14，并且经由出口端口44离开分离机10。

离开上转子组件18A的工作流体通过流体护罩20进行偏转，使得其不在下转子组件18B的正上方流动。具体来说，流体由流体护罩20径向向外地引导以从环形壁36的内表面向下流动。流体护罩20防止离开上转子组件18A的工作流体不利地影响下转子组件18B的速度或平衡。

随着污染物在转子组件18A、18B内的积聚，必须周期性地清理/清空分离机10。为清理分离机10，检修技术工人移除盖34（包括配件38），并从主轴16取下上转子组件18A，接着取下流体护罩20，接着取下下转子组件18B。然后，清理安装转子组件18A、18B，之后将其与插入的流体护罩20一起重新安装到主轴16上。顶部空间（即，位于分离机10之上对于清理或以其它方式检修离心机10所必需的自由空间）仅需要足够大以在技术工人拆卸或重新装配分离机10时适应取下盖34或转子组件18A、18B中的任一者。因此，总的说来，分离机10的布置提供具有相对小的顶部空间要求的大容量分离机，具体地，此布置具有两个转子组件18A、18B串联地安装至主轴。对于检修分离机10所必需的顶部空间要求能够小于对于检修具有相等容量但仅具有单个转子的分离机所必需的顶部空间要求。

本发明并不限于任何前述实施例的细节，并且在所附权利要求的范围内，设计细节方面的许多变化是可能的。将理解到，虽然所图示的实施例包括两个转子组件，但在可替代的实施例中，任何数量的多个转子组件可串联地设在彼此的顶部。因此，可替代的实施例应优选地还包括一个以上的流体护罩以避免流体影响分离机中的安装于下部的转子的性能。

主轴可不形成为如附图中所图示的单个伸长元件。在一些实施例中，主轴可形成为包括两个或更多个伸长件的分裂式主轴，所述伸长件可在其相应端部处进行连接以便形成主轴。分裂式主轴可进一步帮助减小其中在检修分离机期间主轴也被移除的布置中的顶部空间要求。

在可替代的实施例中，流体护罩可具有改变的形状，例如，截锥形形状。此外，流体护罩可以不安装到轴向主轴，而是可替代地安装到壳体。在一些实施例中，流体护罩可被夹紧在壳体与可移除的盖之间。

此外，本发明并不限于自供电式离心分离机（例如，上述离心分离机）。在可替代的实施例中，可提供具有在主轴上串联地安装两个或更多个转子组件的离心分离机，其中所述转子组件的旋转是通过其它驱动机构（例如，电动马达）来进行的。

在所图示的实施例中，所述转子组件彼此相同。在其它实施例中，转子组件彼此可仅接近相似。虽然这可以是优选的，但由于制造部件及以允许模块化设计/装配多转子离心分离机的原因，这并不是必需的。在其它实施例中，转子组件可在尺寸和/或形状方面不同。

本发明延伸至本说明书（包括任何所附权利要求和附图）中所公开的特征中的任何新颖特征或任何新颖组合。除非以另外的方式明确陈述，否则本说明书（包括任何所附权利要求和附图）中所公开的每个特征均可由用于相同、等效或类似用途的可替代特征所取代。

Claims (17)

1.一种离心分离机，其包括：基座；从所述基座竖立的大致垂直的主轴；两个或更多个转子组件，其在所述主轴上串联地安装于彼此之上；壳体，其包括封闭所述转子组件的可移除的盖；以及液体供应管道，其用于向所述转子组件供应待清理的液体。

2.根据权利要求1所述的离心分离机，其中，所述大致垂直的主轴是由两个或更多个可连接的主轴元件形成的分裂式主轴。

3.根据权利要求1或2所述的离心分离机，其进一步包括安装于邻近的转子组件之间的至少一个流体护罩。

4.根据权利要求3所述的离心分离机，其中，所述至少一个流体护罩具有凸形的上表面。

5.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述主轴具有轴向孔和从其定位一个或更多个出口，其如此定位以便对应于所述两个或更多个转子组件中的每一个，并且使得经由所述轴向孔和所述出口将液体供应到所述两个或更多个转子组件中的每一个。

6.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述基座具有与所述主轴的所述轴向孔连通的入口管道，并且经由所述入口管道将液体供应到所述两个或更多个转子组件中的每一个。

7.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其进一步包括用于从所述分离机排出液体的出口端口，所述出口端口设成穿过所述基座的通道。

8.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述两个或更多个转子组件彼此大致具有相同的尺寸和形状。

9.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述壳体包括竖立的环形壁，并且所述盖连接到所述壁。

10.根据权利要求9所述的离心分离机，其中，所述竖立的环形壁形成为所述基座的整体部分。

11.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述基座配置来定位和/或支撑所述主轴的下端。

12.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述盖配置来定位和/或支撑所述主轴的上端。

13.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述盖的高度大致等于或小于所述两个或更多个转子组件中的上转子组件的高度。

14.根据任一项前述权利要求所述的离心分离机，其中，所述分离机是自供电式分离机，因为所述两个或更多个转子组件各自设有一个或更多个驱动喷嘴，所述驱动喷嘴配置用于从所述转子组件喷射液体，以便引起所述转子组件借助于反作用力进行旋转。

15.一种用于将固体污染物与液体分离的方法，其包括：

提供离心分离机，所述离心分离机包括：基座；从所述基座竖立的大致垂直的主轴；两个或更多个转子组件，其在所述主轴上串联地安装于彼此之上；壳体，其包括封闭所述转子组件的可移除的盖；以及液体供应管道，其用于向所述转子组件供应待清理的液体；

向所述转子组件供应所述待清理的液体；以及

使所述转子组件旋转，使得所述固体污染物由于离心力与所述液体分离。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述主轴具有轴向孔和从其定位的一个或多个出口使得对应于所述两个或更多个转子组件中的每一个，并且经由所述轴向孔和所述出口将待清理的液体供应到所述两个或更多个转子组件。

17.一种大致如参考附图所描述和如附图中所说明的自供电式离心分离机。