CN109826688B - 离心式滤清器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心式滤清器，包括壳体和转子轴，壳体设有进水口、出水口、进油口和出油口，壳体内固定有隔板，隔板分壳体为水腔和油腔，出水口与水腔相连通，出油口与油腔相连通，转子轴贯穿隔板并与隔板转动密封连接，转子轴的第一端位于水腔内，水腔内设有固定于转子轴的冷却水喷射器，转子轴第一端设有轴水通道；转子轴的第二端位于油腔内，油腔内设有固定于转子轴第二端的机油喷射器和油滤芯，转子轴第二端设有轴油通道，油滤芯包覆于机油喷射器外。本发明的离心式滤清器不仅机油可以驱动转子轴转动，还利用发动机冷却水从喷射器喷出的反作用力辅助提高转子轴转速，对杂质分离效果更好，提高了滤清效果。

Description

离心式滤清器

技术领域

本发明涉及滤清器技术领域，具体的说，涉及一种离心式滤清器。

背景技术

在现代柴油机润滑系统设计中，全流式纸质机油滤仅能过滤较大颗粒杂质，对于微小的金属屑、燃烧产生的积碳颗粒等无法实现有效过滤，易造成运动副磨损，且机油温度较高，导致机油老化速度快，寿命低。

为解决积碳颗粒等微小杂质的过滤问题，常采用离心式机油滤清器，如图7所示，为目前常见的滤清器的结构示意图，滤清器主要由堵帽44、螺杆45、壳体46、油滤芯47和胶圈48等组成，机油通过中空螺杆进45入，高速喷出后，推动螺杆45高速旋转，由于杂质与比机油的比重大，杂质在离心力作用下会快速甩到油滤芯47上，起到离心分离作用。

上述滤清器的缺点为：

(1)单纯依靠机油推动转子轴，转速低，分离效率差，且只有在高压时才能开启使用。

(2)无法实现机油温度的冷却，机油氧化变质快。

(3)只能实现对机油杂质的分离，无法实现对冷却水的滤清，冷却水中含有的金属屑、锈蚀物、水垢等杂质，在高速水流带动下，对管路等零部件产生冲击作用，例如破坏铝件内壁氧化膜等，造成锈蚀加剧。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用发动机冷却水辅助驱动转子轴旋转的离心式滤清器，以提高滤清器的滤清效果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种离心式滤清器，包括：中空的壳体和转动设于所述壳体内的转子轴，所述壳体设有进水口、出水口、进油口和出油口，所述壳体内固定有隔板，所述隔板将所述壳体分隔为相互独立的水腔和油腔，所述出水口与所述水腔相连通，所述出油口与所述油腔相连通，所述转子轴贯穿所述隔板并且与所述隔板转动密封连接，

所述转子轴的第一端位于所述水腔内，所述水腔内设有固定于所述转子轴第一端的冷却水喷射器，所述转子轴第一端设有轴水通道，所述轴水通道将所述进水口和所述冷却水喷射器连通；

所述转子轴的第二端位于所述油腔内，所述油腔内设有固定于所述转子轴第二端上的机油喷射器和油滤芯，所述转子轴第二端设有轴油通道，所述轴油通道将所述进油口和所述机油喷射器连通，所述机油喷射器位于所述油滤芯内。

优选地，所述冷却水喷射器包括一对沿所述转子轴中心对称的水喷嘴，所述水喷嘴与所述轴水通道相连通；

所述机油喷射器包括一对中心对称的油喷嘴，所述油喷嘴与所述轴油通道相连通。

优选地，所述水腔内设有水滤芯，所述冷却水喷射器位于所述水滤芯内。

优选地，所述壳体包括壳本体、冷却水盖和机油端盖，所述冷却水盖固定且密封连接于所述壳本体一端，所述机油端盖固定且密封连接于所述壳本体另一端，所述冷却水盖、所述壳本体和所述隔板共同围成所述水腔，所述机油端盖、所述壳本体和所述隔板共同围成所述油腔，

所述进水口设于所述冷却水盖，所述冷却水盖设有连通所述进水口和所述轴水通道的盖水道，

所述进油口设于所述机油端盖，所述机油端盖设有连通所述进油口和所述轴油通道的盖油道。

优选地，所述转子轴第一端转动连接于通水螺座，所述通水螺座设有连通所述盖水道与所述轴水通道的螺座水道，所述通水螺座螺纹连接于所述冷却水盖；

所述转子轴第二端转动连接于通油螺座，所述通油螺座设有连通所述盖油道与所述轴油通道的螺座油道，所述通油螺座螺纹连接于所述机油端盖。

优选地，所述壳本体为双层结构，双层之间围成水套，所述水套将冷却水管和所述出水口之间连通。

优选地，所述隔板上周向设有多个水孔，每个所述水孔分别连通有一根所述冷却水管，所述冷却水管位于所述油腔中且位于所述油滤芯外，所述冷却水管在所述油滤芯的下部弯折后与所述水套相连通。

优选地，所述盖水道设有水限压阀，所述水限压阀设于所述冷却水盖，所述水限压阀包括水阀阀杆、水阀弹簧和水阀螺塞，所述水阀阀杆滑动设于所述冷却水盖内，所述水阀阀杆一端伸入所述盖水道内，所述水阀螺塞螺纹连接于所述冷却水盖，所述水阀弹簧位于所述水阀阀杆的另一端与所述水阀螺塞之间；

所述盖油道设有油限压阀，所述油限压阀设于所述机油端盖，所述油限压阀包括油阀阀杆、油阀弹簧和油阀螺塞，所述油阀阀杆滑动设于所述机油端盖内，所述油阀阀杆一端伸入所述盖油道内，所述油阀螺塞螺纹连接于所述机油端盖，所述油阀弹簧位于所述油阀阀杆另一端与所述油阀螺塞之间。

优选地，所述水腔设有水阀排气口，所述水阀排气口和所述水阀阀杆与水阀螺塞之间的空隙相连通；

所述油腔设有油阀排气口，所述油阀排气口和所述油阀阀杆与所述油阀螺塞之间的空隙相连通。

优选地，所述转子轴与所述隔板之间通过机械密封装置转动密封连接，所述转子轴上设有固定环，所述机械密封装置包括套设于所述转子轴上的动环、静环和压紧弹簧，所述动环与所述转子轴固定连接，所述静环固定于所述隔板上，所述动环与所述静环贴合，所述压紧弹簧的两端分别抵靠于所述固定环和所述动环上。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

(1)本发明的离心式滤清器不仅机油可以驱动转子轴转动，还利用发动机冷却水从喷射器喷出的反作用力辅助提高转子轴转速，对杂质分离效果更好，提高了滤清效果；

(2)在机油压力较低时转子轴也可以实现较高的转速，滤清器能够对机油过滤，对机油压力要求低，不必要求足够高的机油压力才能使滤清器工作，提高了机油压力低时的滤清效率。

(3)油滤芯外设有冷却水管，滤后机油滴落到冷却水管上，实现对机油的冷却，降低油温，减缓机油老化、降低发动机运动副磨损，另外，冷却水管在油滤芯的下部弯折，油滴与冷却水管有两次接触，进一步提高机油冷却效果。

(4)冷却水喷射器外设有有水滤芯，实现了对冷却水的过滤，防止冷却水中的金属屑、锈蚀物、水垢等杂质，在高速水流带动下，对管路等零部件产生冲击作用，对发动机零部件造成破坏，保障发动机正常工作，提高发动机的使用寿命。

附图说明

图1是本发明离心式滤清器的剖视结构示意图；

图2是图1中机油喷射器的放大结构示意图；

图3是图1中冷却水喷射器的放大结构示意图；

图4是图1中冷却水管与隔板的装配结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是图1中A部的放大结构示意图；

图7是现有技术中离心式滤清器的结构示意图；

图中：1-油阀螺塞；2-复合垫圈；3-橡胶圈；4-油滤芯；5-机油喷射器；6-壳本体；7-隔板；8-机械密封装置；9-冷却水喷射器；10-水滤芯；11-水阀螺塞；12-复合垫圈；13-水阀弹簧；14-水阀阀杆；15-冷却水盖；16-通水螺座；17-橡胶圈；18-轴承；19-冷却水管；20-转子轴；21-轴承；22-机油端盖；23-油阀阀杆；24-油阀弹簧；25-通油螺座；26-水套；27-进油口；28-螺座水道；29-轴水水道；30-进水口；31-出油口；32-螺座油道；33-轴油通道；34-机油喷嘴；35-冷却水喷嘴；36-水阀出气口；37-油阀出气口；38-出水口；39-固定环；40-动环；41-静环；42-压紧弹簧；43-水孔；44-堵帽；45-螺杆；46-壳体；47-油滤芯；48-胶圈；61-外壳本体；62-内壳本体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，且不用于限定本发明。

附图中，

表示水的流动方向，

表示油的流动方向。

如图1所示，一种离心式滤清器，滤清器的壳体包括壳本体6、冷却水盖15和机油端盖22，壳本体6内部中空，壳本体6的侧壁包括外壳本体61和内壳本体62，外壳本体61和内壳本体62间隔围成水套26，壳本体6的一端与冷却水盖15固定连接，壳本体6与冷却水盖15之间设有橡胶圈17，壳本体6的另一端与机油端盖22固定连接，壳本体6与机油端盖22之间设有橡胶圈3。

内壳本体62内固定设有隔板7，冷却水盖15、内壳本体62和隔板7共同围成水腔，冷却水盖15上设有进水口30、水阀出气口36和水限压阀，机油端盖22、内壳本体62和隔板7共同围成油腔，机油端盖22上设有进油口27、出油口31、油阀出气口37和油限压阀，出油口31与油腔相连通。外壳本体61上设有出水口38，出水口38与水套26相连通。

水限压阀包括水阀阀杆14、水阀弹簧13和水阀螺塞11，水阀阀杆14滑动设于冷却水盖15内，水阀阀杆14一端伸入盖水道内，水阀螺塞11螺纹连接于冷却水盖15上，水阀螺塞11与冷却水盖15之间设有复合垫圈2，水阀弹簧13位于水阀阀杆14的另一端与水阀螺塞11之间。水阀出气口36和水阀阀杆14与水阀螺塞11之间的空隙相连通，水阀出气口36用于平衡水限压阀内的气压，防止水阀阀杆14与水阀螺塞11之间的气压过大阻碍水阀阀杆14运动。

油限压阀包括油阀阀杆23、油阀弹簧24和油阀螺塞1，油阀阀杆23滑动设于机油端盖22内，油阀阀杆23一端伸入盖油道内，油阀螺塞1螺纹连接于机油端盖22上，油阀螺塞1与机油端盖22之间设有复合垫圈12，油阀弹簧24位于油阀阀杆23另一端与油阀螺塞1之间。油阀排气口37和油阀阀杆23与油阀螺塞1之间的空隙相连通，油阀排气口37用于平衡油限压阀内的气压，防止油阀阀杆23与油阀螺塞1之间的气压过大阻碍油阀阀杆23运动。

冷却水盖15上螺纹连接有通水螺座16，通水螺座16中空设有螺座水道28，螺座水道28将盖水道和轴水水道29连通。机油端盖22上螺纹连接有通油螺座25，通油螺座25中空设有螺座油道32，螺座油道32将盖油道和轴油通道33连通。转子轴20的第一端通过轴承18转动安装于通水螺座16上，转子轴20的第二端通过轴承21转动安装于通油螺座25上，转子轴20贯穿隔板7，转子轴20与隔板7之间设有机械密封装置8。

如图7所示，转子轴20上固定有固定环39，机械密封装置8包括套设于转子轴20上的动环40、静环41和压紧弹簧42，动环40固定于转子轴20上，静环41固定于隔板7上，动环40和固定环39之间设有压紧弹簧42，压紧弹簧42将动环40压向静环41，让动环40和静环41紧紧贴合在一起，保障动环40与静环41之间的密封性。

水腔内设有水滤芯10和驱动转子轴20转动的冷却水喷射器9，冷却水喷射器9位于水滤芯10内，冷却水喷射器9键连接于转子轴20上。转子轴20的第一端设有轴水水道29，轴水水道29将螺座水道28和冷却水喷射器9连通。如图1和图3共同所示，冷却水喷射器9包括两个沿转子轴20中心对称的冷却水喷嘴35，两个冷却水喷嘴35的喷向相反。

如图1、图4和图5共同所示，隔板7上设有周向多个水孔43，每个水孔43均连通有一根冷却水管19，冷却水管19位于油腔中，冷却水管19周向设置于油滤芯4的外部，冷却水管19在油滤芯4的下部弯折后与水套26相连通。

冷却水来自水发动机的冷却系统，冷却水从进水口30进入，当冷却水压力达到水限压阀开启压力时，将水阀阀杆14推开，冷却水进入螺座水道28，再进入轴水水道29，然后经冷却水喷射器9喷出，在反作用力作用下推动转子轴20及油滤芯4转动，辅助机油喷射器5，加大转子轴20的转速，以提高离心过滤效果。在离心力作用下冷却水中较重的杂质甩向水滤芯10，达到滤清冷却水的目的，冷却水渗透过水滤芯10后通过水孔43进入冷却水管19，对机油冷却后进入水套26，由出水口38流出。其中，当发动机刚启动时，冷却水水压低，不能够克服水阀弹簧13的弹力，此时，冷却水优先进入发动机中，保障发动机的正常运行。

油腔内设有油滤芯4和驱动转子轴20转动的机油喷射器5，油滤芯4固定于转子轴20上，机油喷射器5键连接于转子轴20的第二端上，机油喷射器5位于油滤芯4内。转子轴20的第二端设有轴油通道33，轴油通道33将机油喷射器5和螺座油道33连通。如图1和图3共同所示，机油喷射器5设有两个沿转子轴20中心对称的机油喷嘴34，两个机油喷嘴34的喷向相反。

发动机机油由进油口27进入，当机油压力高于设定的油限压阀压力时，将油阀阀杆23推开，机油进入轴油通道33，然后经机油喷射器5从两个机油喷嘴34中喷出，高速喷出的机油所产生的反作用力带动转子轴20及油滤芯4转动，在离心力的作用下机油中比重较大的机械杂质(金属屑、积碳颗粒、沥青等)甩向油滤芯4的侧壁，达到滤清机油目的，机油从油滤芯4中渗出滴落到冷却水管19上，冷却水管9对机油冷却，降低机油的温度，最后机油从出油口31中流出。其中，冷却水管19在油滤芯4的下部弯折后与水套26相连通，则机油可以两次滴落到冷却水管19上，提高对机油的冷却效果。发动机刚启动时，机油压力低，不能够克服油阀弹簧24的弹力，机油优先进入发动机中，保障发动机的正常运行。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.离心式滤清器，包括：中空的壳体和转动设于所述壳体内的转子轴，其特征在于，所述壳体设有进水口、出水口、进油口和出油口，所述壳体内固定有隔板，所述隔板将所述壳体分隔为相互独立的水腔和油腔，所述出水口与所述水腔相连通，所述出油口与所述油腔相连通，所述转子轴贯穿所述隔板并且与所述隔板转动密封连接，

所述转子轴的第一端位于所述水腔内，所述水腔内设有固定于所述转子轴第一端的冷却水喷射器，所述转子轴第一端设有轴水通道，所述轴水通道将所述进水口和所述冷却水喷射器连通；

所述转子轴的第二端位于所述油腔内，所述油腔内设有固定于所述转子轴第二端上的机油喷射器和油滤芯，所述转子轴第二端设有轴油通道，所述轴油通道将所述进油口和所述机油喷射器连通，所述机油喷射器位于所述油滤芯内。

2.如权利要求1所述的离心式滤清器，其特征在于，所述冷却水喷射器包括一对沿所述转子轴中心对称的水喷嘴，所述水喷嘴与所述轴水通道相连通；

所述机油喷射器包括一对中心对称的油喷嘴，所述油喷嘴与所述轴油通道相连通。

3.如权利要求1所述的离心式滤清器，其特征在于，所述水腔内设有水滤芯，所述冷却水喷射器位于所述水滤芯内。

4.如权利要求1所述的离心式滤清器，其特征在于，所述壳体包括壳本体、冷却水盖和机油端盖，所述冷却水盖固定且密封连接于所述壳本体一端，所述机油端盖固定且密封连接于所述壳本体另一端，所述冷却水盖、所述壳本体和所述隔板共同围成所述水腔，所述机油端盖、所述壳本体和所述隔板共同围成所述油腔，

所述进水口设于所述冷却水盖，所述冷却水盖设有连通所述进水口和所述轴水通道的盖水道，

所述进油口设于所述机油端盖，所述机油端盖设有连通所述进油口和所述轴油通道的盖油道。

5.如权利要求4所述的离心式滤清器，其特征在于，所述转子轴第一端转动连接于通水螺座，所述通水螺座设有连通所述盖水道与所述轴水通道的螺座水道，所述通水螺座螺纹连接于所述冷却水盖；

所述转子轴第二端转动连接于通油螺座，所述通油螺座设有连通所述盖油道与所述轴油通道的螺座油道，所述通油螺座螺纹连接于所述机油端盖。

6.如权利要求4所述的离心式滤清器，其特征在于，所述壳本体为双层结构，双层之间围成水套，所述水套将冷却水管和所述出水口之间连通。

7.如权利要求6所述的离心式滤清器，其特征在于，所述隔板上周向设有多个水孔，每个所述水孔分别连通有一根所述冷却水管，所述冷却水管位于所述油腔中且位于所述油滤芯外，所述冷却水管在所述油滤芯的下部弯折后与所述水套相连通。

8.如权利要求4所述的离心式滤清器，其特征在于，所述盖水道设有水限压阀，所述水限压阀设于所述冷却水盖，所述水限压阀包括水阀阀杆、水阀弹簧和水阀螺塞，所述水阀阀杆滑动设于所述冷却水盖内，所述水阀阀杆一端伸入所述盖水道内，所述水阀螺塞螺纹连接于所述冷却水盖，所述水阀弹簧位于所述水阀阀杆的另一端与所述水阀螺塞之间；

所述盖油道设有油限压阀，所述油限压阀设于所述机油端盖，所述油限压阀包括油阀阀杆、油阀弹簧和油阀螺塞，所述油阀阀杆滑动设于所述机油端盖内，所述油阀阀杆一端伸入所述盖油道内，所述油阀螺塞螺纹连接于所述机油端盖，所述油阀弹簧位于所述油阀阀杆另一端与所述油阀螺塞之间。

9.如权利要求8所述的离心式滤清器，其特征在于，所述水腔设有水阀排气口，所述水阀排气口和所述水阀阀杆与水阀螺塞之间的空隙相连通；

所述油腔设有油阀排气口，所述油阀排气口和所述油阀阀杆与所述油阀螺塞之间的空隙相连通。

10.如权利要求1所述的离心式滤清器，其特征在于，所述转子轴与所述隔板之间通过机械密封装置转动密封连接，所述转子轴上设有固定环，所述机械密封装置包括套设于所述转子轴上的动环、静环和压紧弹簧，所述动环与所述转子轴固定连接，所述静环固定于所述隔板上，所述动环与所述静环贴合，所述压紧弹簧的两端分别抵靠于所述固定环和所述动环上。

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