CN110621852A - 离心分离器的运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心分离器（1）的运行方法，离心分离器配属于动力机和/或做功机，其中，离心分离器（1）具有至少一个可转动支承的转子（10），转子被配置为，通过受控于控制单元（3）的驱动机构（2）以转速可变的方式转动。根据本发明的方法的特征在于，所述转子（10）的转速与所述动力机的声学排放相关地和/或与所述做功机的声学排放相关地被控制。

Description

离心分离器的运行方法

技术领域

本发明涉及离心分离器的运行方法，离心分离器配属于动力机和/或做功机，其中，离心分离器具有至少一个可转动支承的转子，转子被配置为，通过受控于控制单元的驱动机构以转速可变的方式转动。

背景技术

本文开始所述的这种方法由文献EP1537301B1和EP1532353B1已知。这些文献描述了清洁在内燃机运行期间生成的曲轴箱气体的方法，内燃机用于驱动运输工具。在这种情况下，使用带有离心机转子的离心机和使离心机转子转动的电动机，离心机紧固在运输工具处以清洁曲轴箱气体，电动机为了其运行可与设置在运输工具处的电源连接。离心机的分离效率通过改变电动机的转速并且因此通过改变离心机转子的转速而变化，与此同时内燃机继续运行。电动机的转速在这种情况下尤其根据对由内燃机生成的曲轴箱气体量的实际变化有代表性的数据而变化；或者根据检测到的曲轴箱气流的变化而变化，曲轴箱气流作为产生曲轴箱气体的结果由内燃机生成；或者根据检测到的曲轴箱气体压力的变化而变化，曲轴箱气体压力作为产生曲轴箱气体的结果由内燃机生成。由此要实现的是，离心机转子总以尽可能少的驱动能按需驱动，确保曲轴箱通风气体的良好清洁并且不会为此消耗不必要的、过量的驱动能。

现代离心分离器通常以每分钟几万次回转的高转速运行，这虽然得到良好的清洁效果，但也总带来巨大的声学排放、尤其是在使人类听觉不适的高频区域内，这给处于附近的人造成干扰和负担。这些声学排放尤其通过转子不平衡度、通过转子轴承并且通过转子驱动造成。所述离心分离器的声学排放在如下情况下尤其造成干扰，即，在其它相伴的、有时遮盖离心分离器噪音的声学排放不存在时，由于转子的高的初始转速并且由于因此造成转子的时间相对长的惯性转动和减速，还能长时间地听到离心分离器。此外，在转子惯性转动和减速时，其转动能量未被使用就失去了。

发明内容

因此本发明的任务是提供一种本文开始所述的方法，其避免或至少大幅度降低对在动力机和/或做功机处的离心分离器附近的人造成的干扰和负担。此外，所述方法还应实现在转子惯性转动和减速时，使用其转动能量。

按照本发明，上述任务的解决方案通过本文开始所述的方法实现，其特征在于，所述转子的转速与动力机的声学排放相关地和/或与做功机的声学排放相关地被控制。

根据本发明，控制所述离心分离器的转子的转速的主要依据是离心分离器所属的动力机和/或做功机的声学排放，这确保所述离心分离器在所述动力机和/或做功机的噪声影响范围内的在声学方面不明显的运行，这种运行对停留在离心分离器附近的人在声学方面不造成干扰。

在另一优选的实施方案中，根据本发明的方法规定，如此进行所述转子的转速的控制，即，所述转子以如下这种最大转速运行，使所述离心分离器在所述动力机或做功机的当前的声学排放期间内对于人类听觉总是不可查觉的。借此，所述离心分离器在声学方面从人在其周围环境中的知觉消失，由此排除干扰和负担，或者也排除烦扰。

有利地规定，对于所述动力机或做功机的声学排放有代表性的且输送给所述控制单元的信号由至少一个针对所述动力机或做功机已经为了其它目的而存储或检测的运行参数来确定。这具有如下优点，即不需要用于检测当前的声学排放的单独的传感机构。

与此有关的进一步方案规定，由输送给所述控制单元的信号确定的运行参数是在存储的动力机运行特性曲线中的当前的动力机工作点。由于当今的动力机、如内燃机通常借助于源自存储的动力机运行特性曲线的电子数据来运行，所述特性曲线数据在各种情况下还具有与动力机的声学排放的确定的关联，所以这些特性曲线数据可用于获得或生成用于离心分离器的转子的驱动机构的控制数据。

在本方法的其它具体实施方式中提出，由输送给所述控制单元的信号确定的至少一个检测的运行参数是所述动力机的转速测量值和/或负载值。

替代地或附加地存在下述可能性，即，由输送给所述控制单元的信号确定的所述检测的运行参数是做功机运动速度和/或做功机变速器所占据的变速器档位。

另一替代的或附加的可能性在于，由输送给所述控制单元的信号确定的运行参数是存储的所述做功机的与速度相关的风噪声和/或滚动噪声。

对于根据本发明的方法还提出，由输送给所述控制单元的信号确定的参数由所述动力机或做功机的布线系统和/或总线网络生成并且被输送给所述控制单元，由集成在所述离心分离器内的电子单元形成的控制单元负责所述离心分离器的转子的转速控制，所述控制根据在控制单元中针对控制信号存储的特性值的标准来进行。对此，有利地使用设置在许多动力机或做功机上的布线系统或总线网络，这使控制单元的硬件和软件成本维持在较低水平。

根据本发明的方法的另一实施方式存在如下可能性，即，对于所述动力机或做功机的声学排放有代表性的、输送给所述控制单元的信号借助于一个或多个声学传感器检测。以此，可在本方法中直接检测实际存在的声学排放，并且本方法可与本身用于为了其它目的而存在或检测的数据无关地实施，。

在这种情况下，必要时可将设置在所述动力机或做功机之内或之处的麦克风用作声学传感器或者用作多个声学传感器中的一个，麦克风例如为电话装置。

此外优选地，将电气驱动机构用作所述转子的驱动机构，根据输送给所述控制单元的信号的标准，所述电气驱动机通过所述控制单元在驱动所述转子的运行模式、使所述转子制动的运行模式和关断状态之间切换。借助于电气驱动机构能以任何期望的方式对转子在其转速方面施加影响。

在这种情况下，本方法提供下述有利的可能性，即借助于所述电气驱动机构在其使所述转子制动的运行模式中生成电能，并且在所述动力机或做功机的电网中回收。以此，对在离心分离器运行时实现尤其高的能量效率作出贡献。

在本发明的替代于此的实施方式中，将液压驱动机构用作所述转子的驱动机构，根据输送给所述控制单元的信号的标准，所述液压驱动机构通过所述控制单元至少在驱动的运行模式和关断状态之间切换。

除此以外可规定，根据输送给所述控制单元的信号的标准，所述液压驱动机构通过所述控制单元在需要降低所述转子的转速时切换至制动的运行模式。

替代于此并且与转子驱动机构无关地，可在需要降低转子的转速时由控制单元启动配属于转子的独立的制动装置。那么，所述制动装置例如是机械的制动装置，其在有需要时借助于摩擦起到使转子的转速降低的作用。

为了在本方法内在有需要时实现所述转子的尽可能反应迅速的、无延迟的制动，提出的是，根据在所述动力机或做功机的即将来临的、预先通知的停止之前由所述动力机或做功机的机器控制器输送给所述控制单的信号的标准，在所述动力机或做功机的所述停止之前或者直至所述停止，所述控制单元将所述转子带入静止状态。所述离心分离器的声学排放借此在高要求的运行时刻也保持对于周围环境中的人是不引人注意的并且没有干扰效果。

优选地，根据本发明的方法用于由内燃机形成的动力机，因为在这种情况下能实现尤其大的益处，因为经常情况是在内燃机运行期间，人停留在配属于内燃机的离心分离器附近或者人必须停留在这附近。

根据本发明的方法结合内燃机的额外的有利应用在于，根据在所述内燃机的即将来临的、预先通知的起动之前由所述内燃机的控制器输送给所述控制单元的信号的标准，在所述内燃机的所述起动之前，所述控制单元启动所述转子的驱动机构，以便对所述内燃机的曲轴箱进行预排气。这有利地减少实现内燃机的起动的起动器的能量需求。在此给出的本方法的应用也在技术方面有利地结合有效的曲轴箱通风系统借助于电气地、液压地或气动地驱动的鼓风机或压缩机或受控的抽吸喷射嘴。

本方法的另一优选的且有利的应用在于用于由机动车形成的做功机。在这种情况下也实现尤其大的益处，因为在机动车运行期间，其驾驶者并且也许还有同乘者在任何情况下必须停留在离心分离器附近，所述离心分离器配属于机动车并且配属于在大多数机动车中设有的内燃机。

通过根据本发明的方法，使得人、如机动车中的人员有效地免遭离心分离器的烦扰的噪声，但同时不会明显损害所述离心分离器的功能，因为离心分离器在环境音量更高的阶段中自身也以更高的声学排放的运行方式来运行，而这不会被周围的人察觉到或使周围的人感受到干扰。

最后，根据本发明的方法的尤其有益的应用在于，用于使曲轴箱通风气体脱油或清洁润滑油的离心分离器用于混合动力机动车的内燃机或具有发动机自动起停装置的机动车的内燃机。在这种机动车中尤其经常出现内燃机所处的如下阶段，在所述阶段中，内燃机自身不产生声学排放。因此，按照传统方式运行的离心分离器在此尤其明显地造成干扰，然而这借助于根据本发明的方法被可靠地避免。

总体来说，通过根据本发明的方法及其实施方式使所述离心分离器的转子的驱动机构实现所述离心分离器的更佳的不造成干扰的声学性能、更佳的具有更长使用寿命的耐久性以及降低的能量需求。在这种情况下能实现更快的加速并且基于转子转速的控制能迅速达到临界的转速范围、尤其是在转子固有频率的范围内，这允许转子的更高的不平衡度，转子例如可实施为盘式分离器的形式，并且允许转子的更高的最大转速。

附图说明

在下文中，根据附图阐明本发明的实施例。

唯一附图（图1）以纯示意性的表现方式示出离心分离器，其具有转子和控制单元，转子具有驱动机构，控制单元根据多个控制参数的标准控制驱动机构。

具体实施方式

图1在其下方示意性地示出离心分离器1，其具有转子10，转子示例性地实施为盘式分离器。转子10借助于一个转子轴11和两个转子轴承13可转动地支承在未在此特意示出的分离器壳体中。借助于与转子轴11连接的驱动机构2、如电动机，可在离心分离器1运行中使转子10转动，从而借助于离心力从穿流过转子10的第一介质中分离出第二介质的微滴或颗粒，如本身已知的那样。

此外，在此示出的离心分离器1的实施例包括制动机构12，其在有需要时借助于摩擦将制动力施加至转子轴11并且因此也施加至转子10。替代地，制动机构12也可以是电气的制动机构，必要时具有能量回收功能。

离心分离器1配属于未在附图中进一步示出的动力机或做功机、例如机动车的内燃机，并且具体地可用于内燃机的曲轴箱通风气体的脱油。

离心分离器1配属有电气的控制单元3，其通过电气的信号和供给连接20并根据还要阐述的参数标准以可变的转速来控制离心分离器1的转子10的驱动机构2。在这种情况下，通过电气的信号连接20，控制单元3检测驱动机构2的并进而检测转子10的当前的实际转速，并且将所述当前的实际转速与当前的、与参数相关地计算出的理论转速相比较，以便在出现偏差时相应地提高或降低实际转速。这种情况下，在需要使转子10的转速降低时，由控制单元3通过另一电气的信号连接30启动制动机构12。

在附图中示出的实施例中用于控制转子10的驱动机构2的转速的第一参数是所属的内燃机的转速。所述转速通过图1上方表明的内燃机转速传感器4检测并且作为测量信号通过另一电气的信号连接40传送给控制单元3。

输送给控制单元3的一个或多个其它控制参数的另一来源是所属的内燃机的发动机控制器5。在现代内燃机上无论如何设置有发动机控制器，其检测或以存储方式含有内燃机的若干运行参数，并且可在此额外地用于驱动机构2的控制。合适的数据或信号在此通过信号连接50从发动机控制器5传递至控制单元3。

在此，另一用于控制驱动机构2的参数是所属运输工具的速度、运输工具例如为具有内燃机的机动车。借助于运输工具速度传感器6确定运输工具的速度并且作为测量信号通过另一信号连接60输送给控制单元3。

最后，在本实施例中还设有声学传感器7，其检测在离心分离器1周围、例如在机动车的内部空间中的噪音或噪声级并且作为测量信号通过另一信号连接70输送给控制单元3，所述机动车具有内燃机，内燃机装配有离心分离器1。

借助于控制单元3，转子10的转速与输送给控制单元3的信号相关地来控制，所述信号对于动力机和/或做功机的声学排放具有代表性。尤其如下进行转子10的转速的控制，即，转子10以如下这种最大转速运行，离心分离器1在所属的动力机和/或做功机的当前的声学排放期间内对于人类听觉总是不可查觉的或者是至少无干扰的。

借助于受控于控制单元3的驱动机构2可迅速加速并且被带入当前期望的、与在控制单元3内处理的参数相关的转速。反之，转子10可借助于在此设置的、同样受控于控制单元3的制动机构12在有需要时迅速制动并且被带入较低的转速或被带入静止状态。

在实践中，对于实施本方法同样足够的是，向控制单元3输送比图1中所示的更少的不同信号。反之也可能的是，借助于控制单元3，还用比附图中所示的更多信号来控制转子10的驱动机构2。

附图标记列表：

附图标记 术语

1 离心分离器

10 转子

11 转子轴

12 制动机构

13 转子轴承

2 10的驱动机构

20 2与3之间的信号连接和/或供给连接

3 控制单元

30 3至12的信号连接

4 内燃机转速传感器

40 4至3的信号连接

5 内燃机的发动机控制器

50 5至3的信号连接

6 运输工具速度传感器

60 6至3的信号连接

7 声学传感器

70 7至3的信号连接

Claims (20)

1.离心分离器（1）的运行方法，所述离心分离器配属于动力机和/或做功机，其中，所述离心分离器（1）具有至少一个可转动支承的转子（10），所述转子被配置为，通过受控于控制单元（3）的驱动机构（2）以转速可变的方式转动，

其特征在于，

所述转子（10）的转速与所述动力机的声学排放相关地和/或与所述做功机的声学排放相关地被控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如此进行所述转子（10）的转速的控制，即，所述转子（10）以如下这种最大转速运行，使所述离心分离器（1）在所述动力机或做功机的当前的声学排放期间内对于人类听觉是不可查觉的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于所述动力机或做功机的声学排放有代表性的且输送给所述控制单元（3）的信号由至少一个针对所述动力机或做功机已经为了其它目的而存储或检测的运行参数来确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由输送给所述控制单元（3）的信号确定的运行参数是在存储的动力机运行特性曲线中的当前的动力机工作点。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，由输送给所述控制单元（3）的信号确定的至少一个检测的运行参数是所述动力机的转速测量值和/或负载值。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，由输送给所述控制单元（3）的信号确定的所述检测的运行参数是做功机运动速度和/或做功机变速器所占据的变速器档位。

7.根据权利要求3至6之一所述的方法，其特征在于，由输送给所述控制单元（3）的信号确定的运行参数是存储的所述做功机的与速度相关的风噪声和/或滚动噪声。

8.根据权利要求3至7之一所述的方法，其特征在于，由输送给所述控制单元（3）的信号确定的参数由所述动力机或做功机的布线系统和/或总线网络生成并且被输送给所述控制单元（3），由集成在所述离心分离器（1）内的电子单元形成的控制单元（3）负责根据在控制单元（3）中针对控制信号存储的特性值的标准进行所述离心分离器（1）的转子（10）的转速控制。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于所述动力机或做功机的声学排放有代表性的、输送给所述控制单元（3）的信号借助于一个或多个声学传感器（7）检测。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将设置在所述动力机或做功机之内或之处的麦克风用作声学传感器（7）或者用作多个声学传感器（7）中的一个。

11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，将电气驱动机构用作所述转子（10）的驱动机构（2），根据输送给所述控制单元（3）的信号的标准，所述电气驱动机构通过所述控制单元（3）在驱动所述转子（10）的运行模式、使所述转子（10）制动的运行模式和关断状态之间切换。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，借助于所述电气驱动机构（2）在其使所述转子（10）制动的运行模式中生成电能，并且在所述动力机或做功机的电网中回收。

13.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，将液压驱动机构用作所述转子（10）的驱动机构（2），根据输送给所述控制单元（3）的信号的标准，所述液压驱动机构通过所述控制单元（3）至少在驱动的运行模式和关断状态之间切换。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据输送给所述控制单元（3）的信号的标准，所述液压驱动机构（2）通过所述控制单元（3）在需要降低所述转子（10）的转速时切换至制动的运行模式。

15.根据权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，在需要降低所述转子（10）的转速时，由所述控制单元（3）启动配属于所述转子（10）或所述转子轴（11）或所述驱动机构（2）的独立的制动装置（12）。

16.根据权利要求1至15之一所述的方法，其特征在于，根据在所述动力机或做功机的即将来临的、预先通知的停止之前由所述动力机或做功机的机器控制器（5）输送给所述控制单元（3）的信号的标准，在所述动力机或做功机的所述停止之前或者直至所述停止，所述控制单元（3）将所述转子（10）带入静止状态。

17.根据权利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，使用由内燃机形成的动力机。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，根据在所述内燃机的即将来临的、预先通知的起动之前由所述内燃机的控制器（5）输送给所述控制单元（3）的信号的标准，在所述内燃机的所述起动之前，所述控制单元（3）启动所述转子（10）的驱动机构（2），以便对所述内燃机的曲轴箱进行预排气。

19.根据权利要求1至18之一所述的方法，其特征在于，使用由机动车形成的做功机。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，用于使曲轴箱通风气体脱油或清洁润滑油的离心分离器（1）用于混合动力机动车的内燃机或具有发动机自动起停装置的机动车的内燃机。