CN107835709A - 带焊接塑料外壳的盘式分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁气体、特别是机动车辆的曲轴箱通风装置的窜气的盘式分离器，包括上壳体部分和下壳体部分，上壳体部分和下壳体部分包含塑料材料。

Description

带焊接塑料外壳的盘式分离器
本发明涉及一种用于清洁气体、特别是机动车辆曲轴箱通风装置的窜气的盘式分离器，包括上壳体部分和下壳体部分。
用于清洁气体的盘式分离器早已为人所知。因此,早在1940年,瑞典专利SE101843描述了用于清洁气体的盘式分离器。美国专利2417747描述了一种用于从气体和严重污染物中分离液体的离心机。从德国专利DE4311906A1已知，用于清洁乘用车发动机曲轴箱中气体的油离心机。WO90/05028描述了盘式分离器的盘的设计。
盘式分离器在卡车中作为精细油分离器被标准的使用。在盘式分离器中，含有细小油滴的窜气气体流过配备有圆锥形旋转盘的转子。这样的转子以高达10000rpm的速度旋转。由于其中产生的离心力，油滴被抛向盘的下侧并分离。清洁后的窜气被引导通过窜气出口并再循环到发动机抽吸系统。分离的油通过排油管线再循环到发动机。
这种盘式分离器的转子通常通过电动机或油轮机驱动。这些转子通常容纳在由顶盖和底盖封闭加工形成的铝制外壳中。铝制外壳加工复杂。外壳、转子固定件和盖板通常与密封件安装在一起，并螺纹连接在一起。重量大的铝制外壳能够吸收振动，从而减轻噪音。当出现不平衡时，可能会导致振动。因此，壳体的刚性结构很重要。当部件安装到乘用车上时，通过配重减振是不可行的。
由于这种具有铝制外壳的油分离器对于乘用车的应用来说太重，所以它们尚未用于乘用车。因此，乘用车的应用需要轻量的分离器，其省去了用于平衡振动的配重。
根据本发明，上述目的通过一种用于清洁气体、特别是机动车辆曲轴箱通风装置的窜气的盘式分离器来实现，其包括上壳体部分1和下壳体部分2，其特征在于，所述的上壳体部分1和下壳体部分2中任一个,包含塑料材料,优选是由塑料材料组成。
如果使用塑料材料，优选是纤维增强聚酰胺，更优选通过玻璃纤维和/或碳纤维增强聚酰胺作为用于上壳体部分1和/或下壳体部分2的材料，则根据本发明的盘式分离器的重量可以显著降低。
由于塑料材料只有铝密度的50％左右，建议使用塑料，优选的是玻璃纤维增强聚酰胺制造外壳上壳和下壳，从而大大减轻重量。然而，塑料材料的弹性模量约为10000N/mm2，明显低于铝的弹性模量,为70000N/mm2。因此，为了获得抵抗强烈振动的固体部件，该结构的结构增强是合理的。
与铝相比，塑料材料可以相对容易地焊接。因此，为了提高结构的刚性，建议将盘式分离器壳体的上壳体部分1和下壳体部分2与相邻的塑料部件焊接在一起。将两个壳体1和2焊接在一起可以形成密闭的空腔，与注塑成型的单壳体相比,其实现了显著更大的刚度。因此,例如，如图1所示，上壳体部分1和/或下壳体部分2可以焊接到相邻的法兰3。
图1进一步显示了具有基本性质的根据本发明的盘式分离器。上壳体部分1焊接到下壳体部分2。在壳体内，转子5在转子轴承6中，该转子轴承6集成到转子支架4中。这里，法兰3与下壳体部分4焊接起来。在壳体内，可以识别出驱动桨轮8和盘式分离器的盘9。盘式分离器通过法兰3与发动机缸体7连接。
如图2所示，通过将转子支架4焊接到下壳体部分2中获得刚度的另一个增加。此外，该图显示了不同的焊接面。附图标记10表示法兰3和下壳体部分2之间的焊接。附图标记11表示下壳体部分2和转子支架4之间的焊接，而附图标记12表示上壳体部分1和下壳体部分2的焊接。
如果上壳体部分1与下壳体部分2焊接，则获得具有封闭的支撑面的完整壳体。
与将上下两个壳体用弹性密封件以螺纹连接方式密封而形成的两个开放式壳体相比，焊接产生壳体的封闭表面。该壳体能够在整个表面上消散力。与螺纹连接的半壳相比，这导致壳体的明显较高的结构刚度。
当使用塑料材料作为转子的壳体时，轴承也将以特定的方式设计。优选地，转子支架4中支撑转子轴5的球轴承是用塑料制造的。可以将球轴承直接注塑在转子支架4中，并且可以压入第二个球轴承，特别是如果转子支架4也由相同的塑料材料制成。这些实施例在图3和图4中示出。
另一种可能性是将金属套筒13注塑到塑料转子支架4中，并将两个转子支架安装在该套筒13中。该转子为悬臂梁结构安装，其优点在于，转子5不直接接触外壳，因此来自转子5的振动不被直接引导通过。
另一个优选的实施例是将用于容纳轴承的钢套筒14涂覆，比如是用弹性体涂覆，并将其插入转子支架4中使转子与壳体分开。这个实施例如图5所示。
将壳体焊接在一起的另一个优点是,事实上在壳体部件之间不需要弹性体密封件就将含油的盘式分离器朝向环境的密封。这同样适用于转子支架4的朝向壳体的内部密封。这里，含油的腔体也必须彼此密闭的分开。焊接是不漏油的，而且不再需要密封件。
用于窜气供气和窜气再循环的必要端口和供应管线可以通过焊接法兰3在塑料下壳体部分2中成型。这同样适用于转子5的油驱动。如果转子5是通过油泵的油压驱动，喷油通过小喷嘴被引导到驱动桨7上。后者由此被转动。为此需要加压供油管路和回油管路。另外，被分离的油的通道可以通过模制一体化成型。这样，这些通道可以通过将不同的壳体(例如，两个半壳体)焊接在一起来制造。
如果盘式分离器由塑料制成，则不需要处理密封表面。所有油管和导气管线都可以被引导到法兰3。将法兰3通过密封件螺纹连接到发动机缸体上，所有的管线都被连接起来。
根据本发明的部件，封闭结构的壳体可以直接与发动机螺纹连接，并且可以将大重量的发动机缸体作为固体承座。由于焊接壳体结构的刚性，振动幅度和变形量大大降低。理想地，通过焊接获得在其内部具有转子轴承6的整体壳体。
由于塑料外壳的焊接设计，可以制备重量小于500g的轻质盘式分离器。它可以直接法兰安装到发动机上。通过焊接制备的油、气输送通道得以整合。盘式分离器通过刚性焊接壳体牢固地螺纹连接到重量大的发动机缸体上，其中旋转的转子5被支撑在壳体的内部。
参考符号列表：
1.上壳体部分
2.下壳体部分
3.法兰
4.转子支架
5.转子
6.转子轴承
7.发动机缸体
8.驱动桨轮
9.盘体
10.法兰/下壳体部分的焊接
11.下壳体部分/转子支架的焊接
12.下壳体部分/上壳体部分的焊接
13.金属引导套筒
14.球轴承被压入到引导套筒中
15.球轴承被压入到转子支架中
16.球轴承注塑到转子支架中
17.轴承套被支撑在弹性体中

Claims (14)

1.一种用于清洁气体、特别是机动车辆曲轴箱通风装置的窜气的盘式分离器，包括上壳体部分（1）和下壳体部分（2），其特征在于，所述上壳体部分（1）和下壳体部分（2）中任一个，包含塑料材料,优选由塑料材料组成。
2.根据权利要求1所述的盘式分离器，其特征在于，所述塑料是纤维增强的，优选是通过玻璃纤维和/或碳纤维增强。
3.根据权利要求1或2所述的盘式分离器，其特征在于，所述塑料材料包括聚酰胺，优选是由聚酰胺组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的盘式分离器，其特征在于，所述上壳体部分（1）焊接到所述下壳体部分（2）上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的盘式分离器，其特征在于，所述上壳体部分（1）和/或所述下壳体部分（2）设置有安装用法兰（3）用以安装在发动机的一侧。
6.根据权利要求5所述的盘式分离器，其特征在于，所述法兰（3）包含塑料材料，优选是由塑料材料组成。
7.根据权利要求5或6所述的盘式分离器，其特征在于，所述法兰（3）焊接到所述上壳体部分（1）和/或下壳体部分（2）上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的盘式分离器，其特征在于，所述转子（5）的转子支架（4）被支撑在球轴承（6）上。
9.根据权利要求8所述的盘式分离器，其特征在于，所述转子支架（4）包含塑料材料，优选是由塑料材料组成。
10.根据权利要求8或9所述的盘式分离器，其特征在于，球轴承（6）注塑到所述转子支架（4）中。
11.根据权利要求8-10任一项所述的盘式分离器，其特征在于，第二个球轴承（6）注塑到所述转子支架（4）中。
12.根据权利要求8-11任一项所述的盘式分离器，其特征在于，所述金属套筒（13）注塑到所述转子支架（4）中。
13.根据权利要求12所述的盘式分离器，其特征在于，所述金属套筒（13）是用钢制成，优选是轴承座（17）被涂覆有弹性体。
14.根据权利要求1-13任一项所述的盘式分离器，其特征在于，所述转子支架（4）焊接到所述上壳体部分（1）和/或下壳体部分（2）中。
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