CN109107778A - 一种主动式碟片离心分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种主动式碟片离心分离器，包括静止的分离室壳体，分离转子，驱动室，分离室壳体包括气液混合物进入的混合物入口，用于排出净化后气体的气体出口，用于排出净化后油体的液体出口；分离转子包括轴，以及堆叠在轴上的分离碟片，以及分别设置在分离碟片上下两端的分离碟片底座和分离碟片盖，轴通过分别设置在轴上下两端的上轴承和下轴承进行支撑，上轴承和下轴承分别通过上轴承座和下轴承座进行支撑，上轴承座和下轴承座均设置在分离室壳体内；驱动室，驱动室包括用于增压液体通过的增压液体通道，增压液体通过增压液体通道接入喷头。该主动式碟片离心分离器，分离效率高，分离工作稳定。
Description
技术领域
本发明属于碟片式离心分离器设备技术领域，具体涉及一种主动式碟片离心分离器。
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，会有少部分气体通过气缸与活塞之间的缝隙进入曲轴箱内，形成包含油雾、空气、水汽和废气的混合气雾，这些混合气雾聚集在曲轴箱中，使得曲轴箱内压力过高，影响发动机工况，破坏曲轴箱密封。为了避免和减少曲轴箱内混合气体对发动机工况的影响，需要将来自于曲轴箱中的混合气雾进行气液分离。
目前的离心分离器大多分离效率较低，分离后的油不便于快速排出，且容易造成分离碟片被污垢堆积影响分离碟片的工作，为进一步提高离心分离器的工作效率，保证离心分离器工作的稳定性，提出一种主动式碟片离心分离器。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种分离效率高，分离工作稳定的一种主动式碟片离心分离器。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种主动式碟片离心分离器，包括，
静止的分离室壳体，分离室壳体包括气液混合物进入的混合物入口，用于排出净化后气体的气体出口，用于排出净化后油体的液体出口；
分离转子，分离转子包括轴，以及堆叠在轴上的分离碟片，以及分别设置在分离碟片上下两端的分离碟片底座和分离碟片盖，轴通过分别设置在轴上下两端的上轴承和下轴承进行支撑，上轴承和下轴承分别通过上轴承座和下轴承座进行支撑，上轴承座和下轴承座均设置在分离室壳体内；
驱动室，驱动室包括用于增压液体通过的增压液体通道，增压液体通过增压液体通道接入喷头，轴的最下端置于驱动室内，且轴的最下端连接一叶轮，喷头喷向叶轮，驱动转子高速旋转。
作为本发明的进一步优化方案，所述分离碟片为截头半球形的旋转盘，截头部分为混合气雾通过的入口，盘面部分为圆弧形，盘面部分的内表面设有弧形支撑筋，该支撑筋的一端始于盘面部分与截头部分所在的平面的交界处，另一端向远离轴方向延伸，并止于盘面部分的边缘开口处。
作为本发明的进一步优化方案，所述支撑筋设有若干条，均匀分布在盘面部分的内表面，各支撑筋的弧形路径与混合气雾在分离碟片盘面部分的内表面的顺流分离时的路径方向一致。
作为本发明的进一步优化方案，所述截头部分所在的平面设有镂空支架，用于与主动分离器的轴固定，由轴驱动分离碟片的转动。
作为本发明的进一步优化方案，所述上轴承座的边缘水平向外延伸后垂直向下延伸形成翻边结构，翻边结构的水平段上设有向下导通的开口，下轴承座的上部设有用于向下轴承导油的回油通道，所述下轴承座的上部边缘水平向外延伸并形成翻边，回油通道围绕下轴承的圆心设置在翻遍上部，回油通道的一端与下轴承座连通。
作为本发明的进一步优化方案，所述分离碟片底座和分离碟片盖分别通过设置在轴上的弹簧压持，弹簧均通过设置在轴上的卡簧进行固定，弹簧设置在轴上，弹簧的两端均设有垫片，所述轴上对应卡簧的位置设有环形槽，卡簧置于环形槽内。
作为本发明的进一步优化方案，所述叶轮的上部具有上叶片，叶轮的下部具有下叶片，相邻两组下叶片的下端之间设有下端开口，喷头(18)喷出的驱动液撞击在下叶片上，叶轮的上部中心设有环形的支撑筋，支撑筋与上叶片之间设有储油槽。
作为本发明的进一步优化方案，所述驱动室的内侧形成一油雾区，油雾区的一侧设有油雾入口，所述分离室的一侧设有油雾出口，油雾出口与分离室的混合物入口连通，所述油雾入口与油雾出口之间连通有供油管。
作为本发明的进一步优化方案，所述增压液体通道通的另一端与一个或多个喷头(18)依次连接，向叶轮喷射液体；所述喷头(18)包括入口通道、出口通道和台阶，入口通道的一端与增压液体通道或上一个喷头(18)的出口通道连接，另一端通过台阶与出口通道的一端连接，出口通道的另一端与下一个喷头(18)的入口通道连接或作为整个装置的输出端，向叶轮喷射液体；
作为本发明的进一步优化方案，同一喷头(18)的入口通道直径大于出口通道直径，相邻喷头(18)的出口通道直径与入口通道直径一致。
本发明的有益效果在于：
1)本发明在液体操作压力不变的情况下，提供了一种利用增压液体驱动叶轮旋转的装置，通过喷头数量的增加，将最终的喷射口径逐级缩小，使喷射口逐渐缩小，达到调节流体射流速度的目的，该喷头结构装配简单，稳定性强，可适应多种驱动环境；
2)本发明通过设置在轴上的弹簧，可压持住分离碟片底座和分离盘盖，从而在转子在高速旋转时，通过弹簧减小转子振动，并通过卡簧将弹簧的一端固定，防止转子在转动时上下窜动；
3)本发明，通过设置在转轴上部的上轴承座的开口，便于油气混合物进入到主动分离器内的转子上，并进行快速的离心分离，通过下轴承座上的导油通道，便于将分离后的液体通过导油通道疏导到下轴承内，并经过下轴承而输出；
4)本发明可便于对驱动室内形成的油雾区进行处理，从而保证驱动室的油导通效率，通过将驱动室的叶轮旋转产生的油雾引入一部分进入分离室，可用于清洁分离碟片堆叠间的杂质，保证分离碟片的分离效果；
5)本发明通过在叶轮下部的下端出口，使驱动液在撞击下叶片后，会沿着下叶片向四周及下端开口甩出，保证驱动液迅速流出，避免驱动液在叶轮径向聚集而影响叶轮转速；
6)本发明可在叶轮旋转时，通过上叶片旋转时可产生用于回油的负压，可将储存在储油槽内的油抽出，使得分离器可以顺利回油；叶轮与支撑筋之间设置的储油槽，使液体位于储油槽内起到油封的作用，可以防止净化后的气体进入驱动室。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的剖面结构示意图；
图3是本发明的上轴承座的剖面结构示意图；
图4是本发明的上轴承座的下部结构示意图；
图5是本发明的下轴承座的剖面结构示意图；
图6是本发明的下轴承座的顶部结构示意图；
图7是本发明的驱动室的结构示意图；
图8是本发明的叶轮的结构示意图；
图9是本发明的喷头的结构示意图；
图10是本发明的转子的固定状态图；
图11是本发明的支撑转子的弹簧的结构示意图；
图12是本发明的供油管的剖面结构示意图。
图中：1、分离室壳体；2、镂空支架支撑筋；3、上轴承；4、分离碟片；5、分离碟片底座；6、分离碟片盖；7、轴；8、下轴承座；9、下轴承；10、转子；11、混合物入口；12、气体出口；13、上轴承座；14、气液混合物；15、净化后气体；16、净化后油体；17、增压液体通道；18、喷头；19、翻边结构；20、开口；21、回油通道；22、液体出口；23、叶轮；24、驱动室；25、支撑筋；26、翻边；27、上叶片；28、下叶片；29、下端开口；30、环形支撑筋；31、储油槽；32、入口通道；33、出口通道；34、台阶；35、供油管；36、油雾入口；37、油雾出口；38、油雾区；39、弹簧；40、卡簧；41、垫片；42、环形槽；。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1-12所示，一种主动式碟片离心分离器，包括
静止的分离室壳体1，分离室壳体1包括气液混合物14进入的混合物入口11，用于排出净化后气体15的气体出口12，用于排出净化后油体16的液体出口22；
分离转子10，分离转子10包括轴7，以及堆叠在轴7上的分离碟片4，以及分别设置在分离碟片4上下两端的分离碟片底座5和分离碟片盖6，轴7通过分别设置在轴7上下两端的上轴承3和下轴承9进行支撑，上轴承3和下轴承9分别通过上轴承座13和下轴承座8进行支撑，上轴承座13和下轴承座8均设置在分离室壳体1内；
驱动室24，驱动室24包括用于增压液体通过的增压液体通道17，增压液体通过增压液体通道17接入喷头18，轴7的最下端置于驱动室24内，且轴7的最下端连接一叶轮23，喷头18喷向叶轮23，驱动转子10高速旋转。
如图2所示，分离碟片4为截头半球形的旋转盘，截头部分为混合气雾通过的入口，盘面部分为圆弧形，盘面部分的内表面设有弧形支撑筋25，该支撑筋25的一端始于盘面部分与截头部分所在的平面的交界处，另一端向远离轴7方向延伸，并止于盘面部分的边缘开口处。
如图2所示，所述弧形支撑筋25设有若干条，均匀分布在盘面部分的内表面，各弧形支撑筋25的弧形路径与混合气雾在分离碟片4盘面部分的内表面的顺流分离时的路径方向一致。
如图2所示，所述分离碟片4的截头部分所在的平面设有镂空支架2，用于与轴7固定，由轴7驱动分离碟片4的转动，弧形支撑筋25与镂空支架2进行连接。
如图2-6所示，所述上轴承座13的边缘水平向外延伸后垂直向下延伸形成翻边结构19，翻边结构19的水平段上设有向下导通的开口20，下轴承座8的上部设有用于向下轴承9导油的回油通道21，所述下轴承座8的上部边缘水平向外延伸并形成翻边26，回油通道21围绕下轴承9的圆心设置在翻遍上部，回油通道21的一端与下轴承座8连通。
如图8所示，叶轮23的上部具有上叶片27，叶轮23的下部具有下叶片28，相邻两组下叶片28的下端之间设有下端开口29，喷头18喷出的驱动液撞击在下叶片28上，叶轮23的上部中心设有环形支撑筋30，环形支撑筋30与上叶片27之间设有储油槽31。
如图10、图11所示，分离碟片底座5和分离碟片盖6分别通过设置在轴7上的弹簧39压持，弹簧39均通过设置在轴7上的卡簧40进行固定，弹簧39设置在轴7上，弹簧39的两端均设有垫片41，所述轴7上对应卡簧40的位置设有环形槽42，卡簧40置于环形槽42内。
如图12所示，所述驱动室24的内侧形成一油雾区38，油雾区的一侧设有油雾入口36，所述分离室壳体1的一侧设有油雾出口37，油雾出口37与分离室壳体1的混合物入口11连通，所述油雾入口36与油雾出口37之间连通有供油管35。
如图7、8、9所示，所述增压液体通道17通的另一端与一个或多个喷头18依次连接，向叶轮23喷射液体；所述喷头18包括入口通道32、出口通道33和台阶34，入口通道32的一端与增压液体通道17或上一个喷头18的出口通道33连接，另一端通过台阶34与出口通道33的一端连接，出口通道33的另一端与下一个喷头18的入口通道32连接或作为整个装置的输出端，向叶轮23喷射液体；
如图9所示，同一喷头18的入口通道32直径大于出口通道33直径，相邻喷头18的出口通道33直径与入口通道32直径一致。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：包括
静止的分离室壳体(1)，分离室壳体(1)包括气液混合物(14)进入的混合物入口(11)，用于排出净化后气体(15)的气体出口(12)，用于排出净化后油体(16)的液体出口(22)；
分离转子(10)，分离转子(10)包括轴(7)，以及堆叠在轴(7)上的分离碟片(4)，以及分别设置在分离碟片(4)上下两端的分离碟片底座(5)和分离碟片盖(6)，轴(7)通过分别设置在轴(7)上下两端的上轴承(3)和下轴承(9)进行支撑，上轴承(3)和下轴承(9)分别通过上轴承座(13)和下轴承座(8)进行支撑，上轴承座(13)和下轴承座(8)均设置在分离室壳体(1)内；
驱动室(24)，驱动室(24)包括用于增压液体通过的增压液体通道(17)，增压液体通过增压液体通道(17)接入喷头(18)，轴(7)的最下端置于驱动室(24)内，且轴(7)的最下端连接一叶轮(23)，喷头(18)喷向叶轮(23)，驱动转子(10)高速旋转。
2.根据权利要求1所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：分离碟片(4)为截头半球形的旋转盘，截头部分为混合气雾通过的入口，盘面部分为圆弧形，盘面部分的内表面设有弧形支撑筋(25)，该支撑筋(25)的一端始于盘面部分与截头部分所在的平面的交界处，另一端向远离轴(7)方向延伸，并止于盘面部分的边缘开口处。
3.根据权利要求2所述的一种主动分离器用分离碟片(4)，其特征在于，所述弧形支撑筋(25)设有若干条，均匀分布在盘面部分的内表面，各弧形支撑筋(25)的弧形路径与混合气雾在分离碟片(4) 盘面部分的内表面的顺流分离时的路径方向一致。
4.根据权利要求3所述的一种主动分离器用分离碟片(4)，其特征在于，所述分离碟片(4)的截头部分所在的平面设有镂空支架(2)，用于与轴(7)固定，由轴(7)驱动分离碟片(4)的转动，弧形支撑筋(25)与镂空支架(2)进行连接。
5.根据权利要求所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：所述上轴承座(13)的边缘水平向外延伸后垂直向下延伸形成翻边结构(19)，翻边结构(19)的水平段上设有向下导通的开口(20)，下轴承座(8)的上部设有用于向下轴承(9)导油的回油通道(21)，所述下轴承座(8)的上部边缘水平向外延伸并形成翻边(26)，回油通道(21)围绕下轴承(9)的圆心设置在翻遍上部，回油通道(21)的一端与下轴承座(8)连通。
6.根据权利要求所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：叶轮(23)的上部具有上叶片(27)，叶轮(23)的下部具有下叶片(28)，相邻两组下叶片(28)的下端之间设有下端开口(29)，喷头(18)喷出的驱动液撞击在下叶片(28)上，叶轮(23)的上部中心设有环形支撑筋(30)，环形支撑筋(30)与上叶片(27)之间设有储油槽(31)。
7.根据权利要求所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：分离碟片底座(5)和分离碟片盖(6)分别通过设置在轴(7)上的弹簧(39)压持，弹簧(39)均通过设置在轴(7)上的卡簧(40)进行固定，弹簧(39)设置在轴(7)上，弹簧(39)的两端均设有垫片(41)，所述轴(7)上对应卡簧(40)的位置设有环形槽(42)，卡簧(40)置于环形槽(42)内。
8.根据权利要求所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：所述驱动室(24)的内侧形成一油雾区(38)，油雾区的一侧设有油雾入口(36)，所述分离室壳体(1)的一侧设有油雾出口(37)，油雾出口(37)与分离室壳体(1)的混合物入口(11)连通，所述油雾入口(36)与油雾出口(37)之间连通有供油管(35)。
9.根据权利要求1所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：所述增压液体通道(17)通的另一端与一个或多个喷头(18)依次连接，向叶轮(23)喷射液体；所述喷头(18)包括入口通道(32)、出口通道(33)和台阶(34)，入口通道(32)的一端与增压液体通道(17)或上一个喷头(18)的出口通道(33)连接，另一端通过台阶(34)与出口通道(33)的一端连接，出口通道(33)的另一端与下一个喷头(18)的入口通道(32)连接或作为整个装置的输出端，向叶轮(23)喷射液体。
10.根据权利要求9所述的一种主动式碟片离心分离器，其特征在于：同一喷头(18)的入口通道(32)直径大于出口通道(33)直径，相邻喷头(18)的出口通道(33)直径与入口通道(32)直径一致。
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