CN110925055B - 一种单向回油封气盖板结构及油气分离回油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向回油封气盖板结构及油气分离回油装置，属于柴油机技术领域。该单向回油封气盖板结构包括法兰、管接头和壳体，壳体与法兰的法兰面密封连接，壳体与法兰之间形成动平衡调节密封腔，法兰面上开设有与动平衡调节密封腔连通的回油口，管接头伸入动平衡调节密封腔设置，管接头伸入动平衡调节密封腔的一端内部滑动套设有密封活塞，密封活塞与动平衡调节密封腔的内壁之间连接有弹性件。该发明将动平衡调节密封腔外置，集成了回油法兰与单向阀二者的优点，提高了柴油机的可装配型，降低了油气分离器窜油风险，降低了柴油机的维护频次和使用成本。

Description

一种单向回油封气盖板结构及油气分离回油装置

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种单向回油封气盖板结构及油气分离回油装置。

背景技术

现有的油气分离回油盖板结构有两种，一种如图1-图3所示，该种结构由法兰1′、管接头2′及其堵盖3′组成，且具有内嵌动平衡调节密封腔4′，因此具有一定的平衡油气分离器进、出口压差，保证回油管单向封气回油。但内嵌动平衡调节密封腔4′由于容积受限，造成其调节压差量程不足，存在油气分离器回油管双向回油及窜气风险。

另一种结构为油气分离器回油管直接与齿轮室或者曲轴箱相连，此结构可完成油气分离器基本的油路回油。但根据发动机基本工况分析：P_曲轴箱-P_回油口≥0.5Mpa，该种结构在负压作用下很容易造成回油反向流动，从而造成油气分离器喷油现象的发生。

因此，亟需提供一种单向回油封气盖板结构及油气分离回油装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单向回油封气盖板结构，以降低油气分离器窜油风险，实现稳定的回油封气能力。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本发明提供了一种单向回油封气盖板结构，包括法兰、管接头和壳体，所述壳体与所述法兰的法兰面密封连接，所述壳体与所述法兰之间形成动平衡调节密封腔，所述法兰面上开设有与所述动平衡调节密封腔连通的回油口，所述管接头伸入所述动平衡调节密封腔设置，所述管接头伸入所述动平衡调节密封腔的一端内部设置有单向阀。

进一步地，所述单向阀包括密封活塞和弹性件，所述管接头伸入所述动平衡调节密封腔的一端内部滑动套设有所述密封活塞，所述密封活塞与所述动平衡调节密封腔的内壁之间连接所述弹性件。

进一步地，所述管接头伸入所述动平衡调节密封腔的一端为具有第一内径和第二内径的台阶状结构，所述第二内径大于所述第一内径，所述第二内径设置在所述管接头的端部，所述第一内径与所述第二内径连接处平滑过渡。

进一步地，所述动平衡调节密封腔的容积的计算如下：

压差计算：

P_差＝P_曲轴箱+P_弹性件-P_回油管

回油管所需平衡油液高度：

h＝P_差/ρ·g

容积计算：

其中，P_曲轴箱为曲轴箱的压力，P_回油管为回油管10内位于橡胶密封活塞5上方的油柱压力，P_弹性件为弹性件的压力，ρ为液压油的密度，g为重力加速度，d为回油管(10)的直径。

进一步地，所述法兰上自所述法兰的边缘向内部设置有斜面部，所述法兰的斜面部与曲轴箱连接。

进一步地，所述斜面部与所述法兰的法兰面之间的夹角的角度范围为5-15°。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述密封活塞为橡胶活塞。

本发明还提供了一种油气分离回油装置，包括油气分离器、曲轴箱和上述任一项技术方案所述的单向回油封气盖板结构，所述单向回油封气盖板结构的回油口与所述曲轴箱连通，且动平衡调节密封腔置于所述曲轴箱的外部，管接头与所述油气分离器的回油管连通。

进一步地，所述油气分离回油装置还包括进气管和出气管，所述进气管与所述油气分离器的进气口连通，所述出气管与所述油气分离器的出气口连通。

与现有技术相比，本发明提供的单向回油封气盖板结构，其将动平衡调节密封腔外置，集成了回油法兰与单向阀二者的优点，避免了曲轴箱内空间受限问题，从而保证了动平衡调节密封腔容积及油气分离器回油管平衡油柱的供给，相比通用结构能够提供更好更稳定的单向回油封气能力。且外置结构提高了柴油机的可装配型，降低了油气分离器窜油风险，降低了柴油机的维护频次和使用成本。

本发明提供的油气分离回油装置，当曲轴箱压力：P_曲轴箱≤P_弹性件-P_回油管-P_差视为正常，盖板中弹性件处于压缩状态，密封活塞处于回油管下部位置，此时油气分离器分离出来的油液通过回油管经过该盖板进入曲轴箱，从而完成正常的回油过程。当油气分离器回油管高度差小于所需平衡油液高度或者壳体油液体积小于V即：P_曲轴箱＞P_弹性件-P_回油管-P_差视为回油异常，此时曲轴箱压力高于正常值，将回油管油液倒压，此时弹性件处于伸长状态，密封活塞处于上部小径位置，从而将反向流动的油气阻隔。减小了油气分离器窜气喷油的风险。

附图说明

图1为现有技术中的油气分离回油盖板结构的正视图；

图2为图1中沿A-A方向的剖视图；

图3为现有技术中的油气分离回油盖板结构的俯视图；

图4为本发明实施例中的油气分离回油装置去除曲轴箱的结构示意图；

图5为本发明实施例中的单向回油封气盖板结构的正视图；

图6为图4中沿B-B方向的剖视图；

图7为图4中沿C-C方向的剖视图。

附图标记：

1′-法兰；2′-管接头；3′-堵盖；4′-内嵌动平衡调节密封腔；

1-法兰；101-回油口；2-管接头；3-壳体；4-动平衡调节密封腔；5-密封活塞；6-弹性件；7-油气分离器；8-进气管；9-出气管；10-回油管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4所示，本实施例提供了一种油气分离回油装置，装配在发动机机体上，包括油气分离器7、曲轴箱(图中未示出)和单向回油封气盖板结构，单向回油封气盖板结构的回油口101与曲轴箱连通，且动平衡调节密封腔4置于所述曲轴箱的外部，管接头2与油气分离器7的回油管10连通。其次，油气分离回油装置还包括进气管8和出气管9，进气管8与油气分离器7的进气口连通，出气管9与油气分离器7的出气口连通。

上述的单向回油封气盖板结构连接油气分离器7与曲轴箱，用于油气分离器7单向回油封气，防止曲轴箱气体进入油气分离器7。如图5-图7所示，本实施例的单向回油封气盖板结构包括法兰1、管接头2和壳体3，壳体3与法兰1的法兰面密封连接，壳体3与法兰1之间形成动平衡调节密封腔4，法兰1与曲轴箱连接，其上开设有使曲轴箱与动平衡调节密封腔4连通的回油口101，管接头2伸入动平衡调节密封腔4设置，管接头2伸入动平衡调节密封腔4的一端内部设置有单向阀，具体地，单向阀包括密封活塞5和弹性件6，密封活塞5滑动设置于管接头2内部,能够在弹性件6的作用下封堵管接头，在回油管10回油时油压的作用下打开管接头2。该实施例将动平衡调节密封腔4外置，集成了回油法兰与单向阀二者的优点，避免了曲轴箱内空间受限问题，从而保证了动平衡调节密封腔4容积及油气分离器7回油管10平衡油柱的供给，相比通用结构能够提供更好更稳定的单向回油封气能力。且外置结构提高了柴油机的可装配型，降低了油气分离器7窜油风险，降低了柴油机的维护频次和使用成本。

可选地，本实施例中弹性件6为弹簧，密封活塞5为橡胶活塞，法兰1和壳体3采用模具冲压而成，易于批量生产，成本低。

当然，在其他实施例中单向阀可以为其他结构。

管接头2伸入动平衡调节密封腔4的一端包括具有第一内径的第一管段和具有第二内径的第二管段，第一管段与第二管段构成台阶状结构，第二内径大于第一内径，密封活塞5能够在管接头2的第二管段内自由滑动，并能够在弹性件6的作用下封堵于第一内径与第二内径的连接处。优选地，第二内径设置在管接头2的端部，弹性件6设置于密封活塞5与动平衡调节密封腔4的内壁之间，该设置方式结构简单，便于装配。

可根据曲轴箱与回油管10压差P_差计算所需密封腔容积。动平衡调节密封腔4容积的具体计算过程如下：

压差计算：

P_差＝P_曲轴箱+P_弹簧-P_回油管

回油管10所需平衡油液高度：

h＝P_差/ρ·g

容积计算：

其中，P_曲轴箱为曲轴箱的压力，P_回油管为回油管10内位于橡胶密封活塞5上方的油柱压力，P_弹簧为弹簧的压力，ρ为液压油的密度，g为重力加速度，d为回油管10的直径。

当曲轴箱压力：P_曲轴箱≤P_弹簧-P_回油管-P_差视为正常，盖板中弹性件6处于压缩状态，密封活塞5处于管接头2下部位置，此时油气分离器7分离出来的油液通过回油管10经过该盖板进入曲轴箱，从而完成正常的回油过程。当油气分离器7与回油管10的高度差小于所需平衡油液高度或者壳体3油液体积小于V即：P_曲轴箱＞P_弹簧-P_回油管-P_差视为回油异常，此时曲轴箱压力高于正常值，将回油管10油液倒压，此时弹性件6处于伸长状态，密封活塞5处于上部小径位置，从而将反向流动的油气阻隔。减小了油气分离器7窜气喷油的风险。

动平衡调节密封腔4在曲轴箱的压力与回油管10油柱的压力平衡时，处于不进油不回油的状态；动平衡调节密封腔4在曲轴箱的压力小于弹簧压力与回油管10油柱的压力之和时，密封活塞5不在管接头2的小径段，正常回油到曲轴箱；动平衡调节密封腔4在曲轴箱的压力大于弹簧压力与回油管10油柱的压力之和时，密封活塞5会从管接头2的大径向小径移动，将油路阻挡，避免了油液从曲轴箱向回油管10反流的现象。

本实施例单向回油封气盖板结构中的变径管接头2、橡胶活塞结构解决了定量调节压差问题造成的液体反流。

进一步地，法兰1上自法兰1的边缘向内部设置有斜面部，法兰1的斜面部与曲轴箱通过螺栓连接固定。具体地，斜面部与法兰1的法兰面之间的夹角的角度范围为5°-15°，可以为5°、8.5°或者15°，本实施例优选8.5°。法兰1面采用该种斜面加工结构，充分保证了密封作用面的面压，有效避免了因法兰面热交变、加工、材料变形等因素所引起的密封问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种单向回油封气盖板结构，其特征在于，包括法兰(1)、管接头(2)和壳体(3)，所述壳体(3)与所述法兰(1)的法兰面密封连接，所述壳体(3)与所述法兰(1)之间形成动平衡调节密封腔(4)，所述动平衡调节密封腔(4)位于曲轴箱外，所述法兰(1)上开设有与所述动平衡调节密封腔(4)连通的回油口，所述管接头(2)伸入所述动平衡调节密封腔(4)设置，所述回油口高于所述管接头(2)伸入所述动平衡调节密封腔(4)的端部，所述管接头(2)伸入所述动平衡调节密封腔(4)的一端设置有单向阀；

所述单向阀包括密封活塞(5)和弹性件(6)，所述管接头(2)伸入所述动平衡调节密封腔(4)的一端内部滑动套设所述密封活塞(5)，所述密封活塞(5)与所述动平衡调节密封腔(4)的内壁之间连接所述弹性件(6)；

所述管接头(2)伸入所述动平衡调节密封腔(4)的一端为具有第一内径和第二内径的台阶状结构，所述第二内径大于所述第一内径，所述第二内径设置在所述管接头(2)的端部，所述第一内径与所述第二内径连接处平滑过渡；

所述动平衡调节密封腔(4)的容积的计算如下：

压差计算：

P_差＝P_曲轴箱+P_弹性件-P_回油管

回油管(10)所需平衡油液高度：

h＝P_差/ρ.g

容积计算：

其中，P_曲轴箱为曲轴箱的压力，P_回油管为回油管(10)内位于橡胶密封活塞(5)上方的油柱压力，P_弹性件为弹性件的压力，ρ为液压油的密度，g为重力加速度，d为回油管(10)的直径。

2.根据权利要求1所述的单向回油封气盖板结构，其特征在于，所述法兰(1)上自所述法兰(1)的边缘向内部设置有斜面部，所述法兰(1)的斜面部与曲轴箱连接。

3.根据权利要求2所述的单向回油封气盖板结构，其特征在于，所述斜面部与所述法兰(1)的法兰面之间的夹角的角度范围为5-15°。

4.根据权利要求1所述的单向回油封气盖板结构，其特征在于，所述弹性件(6)为弹簧。

5.根据权利要求1所述的单向回油封气盖板结构，其特征在于，所述密封活塞(5)为橡胶活塞。

6.一种油气分离回油装置，其特征在于，包括油气分离器(7)、曲轴箱和如权利要求1-5任一项所述的单向回油封气盖板结构，所述单向回油封气盖板结构的回油口(101)与所述曲轴箱连通，且动平衡调节密封腔(4)置于所述曲轴箱的外部，管接头(2)与所述油气分离器(7)的回油管(10)连通。

7.根据权利要求6所述的油气分离回油装置，其特征在于，还包括进气管(8)和出气管(9)，所述进气管(8)与所述油气分离器(7)的进气口连通，所述出气管(9)与所述油气分离器(7)的出气口连通。

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