CN111485972A - 一种自旋碟式离心过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自旋碟式离心过滤器，主要包括上盖组件、手柄卡箍、转子组件、底座组件。转子内部分离区域设计了有多张碟片重叠组装的碟片组，这样碟片将转子内分离区域分隔成许多分离薄层，极大的增大了机器实际使用时的当量沉降面积，增强了分离能力，提高了分离效率。

Description

一种自旋碟式离心过滤器

技术领域：

本发明涉及的是一种自旋碟式离心过滤器,是一种内部安装有碟片组的自旋离心机，属于工程机械技术领域。

背景技术：

自旋离心机过滤器，一般安装在发动机润滑油系统的旁路中，使用小于10％容量的发动机润滑油总容量，对发动机润滑油进行净化，利用离心力去除滑油中的杂质；这个离心力约可以达到重力的1000倍，在离心力的作用下，润滑油中的杂质将暂时储到自旋离心机过滤器的套筒里。最大1000G分离因素产生的离心力可以去除最小颗粒当量直径为2微米左右的固体颗粒，过滤后的清洁润滑油将通过回油系统返回机油箱。自旋式离心过滤器，可以有效降低发动机润滑油中的杂质，有效延长润滑油的使用时间和更换周期，从而减少了发动机的磨损，可以最大限度地延长发动机的使用寿命。

在发动机润滑系统中，润滑油一方面对发动机动静面产生油膜润滑作用，同时能将发动机运转因磨损等原因产生的固体金属颗粒带回到机油箱，再将机油箱的润滑油泵入发动机对工作中的发动机进行润滑。保证润滑油的洁净度对延长发动机的使用寿命至关重要。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提升原有自旋式离心过滤器的分离效率而提供。

为实现上述目的，本发明提供了一种自旋碟式离心过滤器，主要由底座、罩在所述底座上的外壳以及转动连接在底座和外壳间的转动离心设备组成，

所述转动离心设备内设有碟片组，碟片组是由多张碟片依次叠加安装在转动离心设备的转轴上。

本发明进一步限定的技术方案为：

优选的，碟片主要由碟片基体、筋条、定位槽、垂直流道槽组成，碟片基体的半锥角a取值范围为40°—80°；碟片基体的基体厚度S取值范围为0.4mm —2.4mm，筋条厚度T即为工作是的分离层间隙，太小则不利于物料中固体颗粒的分离，太大则减少了能安装的碟片的数量，减少了分离层数量，一般筋条厚度T取值为0.3mm—1.0mm。

优选的，碟片采用高分子塑料材料或者轻质金属材料(如铝合金等)制作。

优选的，底座和外壳合围成一个密封腔室，底座上设有连通所述密封腔室内外的进料口和出料口，进料口连通机油箱油液泵，出料口连通发动机机油箱；

转动离心设备包括主轴，主轴的两端分别转动连接底座的主轴安装孔和外壳的上轴套，主轴外套有轴套，主轴安装孔连通进料孔,主轴和轴套之间的径向间隙形成进料流道，主轴的底部轴身中预设有连通主轴安装孔和进料流道的连通孔；

轴套的外圆从下到上依次安装有旋转座、碟片组、进料分配器、旋转端盖；进料分配器的进料口连通主轴和轴套之间的进料流道碟片组将转子内分离区域分隔成许多分离薄层，极大的增大了机器实际使用时的当量沉降面积，增强了分离能力，提高了分离效率。

在旋转座与旋转端盖的近大外圆处安装套筒，三者合围形成密封的液体腔室，并通过密封圈和密封圈对零件接合处进行密封；

在旋转座与套筒间装配有隔离引流板，隔离引流板与轴套之间留有一定距离的间隙；隔离引流板将液体腔室分隔成上部的分离腔室和下部的净油出料腔室,隔离引流板使上部的分离腔室和下部的净油出料腔室大径处分隔开，小径处两腔室连通。

旋转座底部的最大直径处设有一对喷嘴。

优选的，喷嘴的方向为主轴转向相反的切线方向。

优选的，底座和外壳的衔接处周向套有手柄卡箍，在底座和外壳的衔接面之间垫有密封垫，保持底座和外壳密封良好无泄漏。外壳的顶部设有相互卡接的上轴套和轴套盖，上轴套安装在外壳的上部内孔内，轴套盖安装在上轴套的上部外圆部位，上轴套与轴套盖通过插销连接在一起。

优选的，底座、密封垫、外壳、上轴套、轴套盖同轴。

优选的，底座的内部设计有一与其同心的主轴安装孔，主轴安装孔与进料孔相连；上轴套的内部设计有一与其同心的主轴安装孔,主轴下部外圆安装在底座的主轴安装孔中，主轴上部外圆安装在上轴套的主轴安装孔中。

优选的，旋转座与安装套筒的衔接处、旋转端盖与安装套筒的衔接处分别装配有密封圈。

优选的，旋转端盖的外侧通过螺母(20)锁紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：转子内部分离区域设计了有多张碟片重叠组装的碟片组，这样碟片将转子内分离区域分隔成许多分离薄层，极大的增大了机器实际使用时的当量沉降面积，增强了分离能力，提高了分离效率。

附图说明：

图1为本发明自旋碟式过滤器总成剖视图；

图2为本图1喷嘴截面C-C剖视图；

图3为图4的A-A剖视图；

图4为本发明碟片图的一种形式。

图中：1.底座，2.手柄卡箍，3.密封垫，4.外壳，5.上轴套，6.销，7.轴套盖， 11.喷嘴，12.旋转座，13.密封圈，14.隔离引流板，15.套筒，16.主轴，17.轴套， 18.密封圈，19旋转端盖，20.螺母，21.碟片组，22.进料分配器，31.碟片基体， 32.筋条，33.定位槽，34.垂直流道槽，a.半锥角，S.基体厚度，T.筋厚度，A. 进料口，B.出料口，箭头表示物料流动方向示意。

具体实施方式：

下为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

本实施例提出了一种包含静止部件和转动部件的自旋碟式过滤器如图1。

其中静止部件包含底座1，手柄卡箍2，密封垫3，外壳4，上轴套5，销6，轴套盖7。底座1和外壳4通过手柄卡箍2连接并加紧，并在底座1和外壳4 安装一密封垫3，保持底座1和外壳4密封良好无泄漏；外壳4的顶部设计有从下朝上安装的上轴套5和从上朝下安装的轴套盖7，上轴套5安装在外壳4的上部内孔内，轴套盖7安装在上轴套5的上部外圆部位，上轴套5与轴套盖7 通过一销6连接在一起。。底座1、密封垫3、外壳4、上轴套5、轴套盖7安装后有相同的中心轴线，即同轴。底座1的内部设计有一与其同心的主轴安装孔，主轴安装孔也与进料孔A相连；上轴套5的内部也设计有一与其同心的主轴安装孔。

转动部件(转子)包含喷嘴11，旋转座12，密封圈13，隔离引流板14，套筒15，主轴16，轴套17，密封圈18，旋转端盖19，螺母20，碟片组21，进料分配器22。转动部件以主轴16为中心，主轴16下部外圆安装在静止部件底座1的内主轴安装孔中，上部外圆安装在静止部件上轴套5的内的主轴安装孔中。主轴16外周安装有轴套17，主轴16与轴套17间形成向上的进料流道；轴套从下部到上部如图的外圆定位依次安装有旋转座12、碟片组21、进料分配器22、旋转端盖19、螺母20；在旋转座12与旋转端盖19的近大外圆处，安装套筒15，并通过密封圈13和密封圈18对零件接合处进行密封，形成密封的液体腔室；在旋转座12与套筒15间，设计有隔离引流板14，将液体腔室分隔成上部的分离腔室和下部的净油出料腔室,隔离引流板14使上部的分离腔室和下部的净油出料腔室大径处分隔开，小径处两腔室连通。

碟片组21是由多张碟片依次叠加安装在轴套17上而成；图3是碟片设计的一种形式，碟片由碟片基体31、筋条32、定位槽33、垂直流道槽34等组成，主要设计为半锥角a、基体厚度S、筋厚度T，其中，半锥角a一般取值范围为 40°—80°；基体厚度S取值范围为0.4mm—2.4mm，筋厚度T即为工作是的分离层间隙，太小则不利于物料中固体颗粒的分离，太大则减少了能安装的碟片的数量，减少了分离层数量，一般筋厚度T取值为0.3mm—1.0mm为好。

图3只是碟片设计的一种形式，本形式的筋条设计为沿基体母线方向，筋条还有其它的设计方法，如沿基体母线偏一个固定角度，或沿基体母线偏一个变化角度的弧线设计，也可以设计成在基体上的多个等高的小圆凸台形式。另外，碟片定位槽33、垂直流道槽34在本图实例中设计数量都为4个，在实际设计中，其数量并不限于4个，一般的，碟片定位槽33数量为3-6个，垂直流道槽34数量为3-6个。

碟片一般采用高分子塑料材料制作，也可采用轻质金属材料(如铝合金等) 制作。

自旋(碟式)过滤器工作时，待净化的发动机机油箱油液泵入自旋(碟式) 过滤器的进料口A，一般工作进料压力为2bar-6bar，压力在4bar—5.5bar间为最佳，油液沿图1箭头方向经过底座1的进料通道，进入主轴16的下部中心孔通道，再经连接孔进入主轴16与轴套17间的上行通道，到达轴套17中上端，经轴套17连接孔进入到进料分配器22，进料分配器22的分配孔将油液均匀分配到分离腔室大外圆处。由于自旋(碟式)过滤器的自旋作用，其转子高速旋转，油液受到旋转离心力场，油液主要在分离腔室内的碟片组中实现分离，固体颗粒比重比油轻，固体颗粒在碟片间分离后沿碟片的下表面向远离中心轴方向移动，最后堆积到腔室最大直径处—套筒15内表面的存渣区(碟片组17最大直径到套筒15内径间区域)中；经分离后的油液沿碟片上表面继续朝轴心方向流动，而后到达如图4的碟片垂直流道槽34位置完成分离，由于是很多碟片垂直叠加，许多垂直流道槽34就组成了垂直向下的流道，完成分离的油液就沿这个垂直向下的流道向下流动，绕过隔离引流板14的小径与轴套17之间，到达净油出料腔室(隔离引流板14和旋转座12间形成的腔室)。

经分离后到达净油出料腔室的带压油液，通过压力能和动能转换，经喷嘴 11高速喷离转子，如图2所示，喷嘴一般设计在转子出料腔室的近最大直径处，喷嘴方向为转子转向相反的切线方向，这样，在油液从喷嘴高速喷出时，对转子产生的反推力最大，转子在这个反推力作用下，绕轴心高速旋转。喷出的油液到达底座1和外壳4组成的封闭净油过度腔室，再通过出料口B流出到自旋 (碟式)过滤器外，返回到发动机机油箱。这样就完成机油完整的净化循环。本实例图中，喷嘴个数为2，实际设计中，根据规格的大小，一般将喷嘴个数设计为2-4个。另外，本实例的喷嘴方向为转子转向相反的切线方向，实际设计可与此方向成一个夹角也是可以的，这个夹角一般为正负20度范围内。

随着自旋(碟式)过滤器的工作，其存渣区堆积的固体颗粒越来越多，需要将过滤器拆下清洗重新安装即可，本过滤器拆下安装简单方便，一般在不到半小时就可以完成，并重新投入工作。

由于本自旋碟式过滤器的转子内设计有碟片组，碟片组一般包含30—100 张碟片，碟片间即为高效分离区域，相比原来没有碟片的自旋过滤机，由于当量沉降面积与碟片张数成正比，这样，本设计的当量沉降面积大大增加，处理量和处理效果得到极大提高。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种自旋碟式离心过滤器，主要由底座（1）、罩在所述底座上的外壳（4）以及转动连接在底座（1）和外壳（4）间的转动离心设备组成，其特征在于：所述转动离心设备内设有碟片组（21），碟片组（21）是由多张碟片依次叠加安装在转动离心设备的转轴上。

2.根据权利要求1所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：碟片主要由碟片基体（31）、立在碟片基体（31）上的筋条（32）、碟片基体（31）中心处的定位槽（33）和筋条（32）之间的垂直流道槽（34）组成，

根据权利要求2所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：碟片基体（31）的半锥角a取值范围为40°—80°；碟片基体（31）的基体厚度S取值范围为0.4mm—2.4mm，筋条（32）厚度T取值为0.3mm—1.0mm。

3.根据权利要求1-3任一权利要求所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：碟片采用高分子塑料材料或者轻质金属材料制作。

4.根据权利要求1所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：底座（1）和外壳（4）合围成一个密封腔室，所述底座（1）上设有连通所述密封腔室内外的进料口（A）和出料口（B），所述进料口（A）连通机油箱油液泵，出料口（B）连通发动机机油箱；

所述转动离心设备包括主轴（16），所述主轴（16）的两端分别转动连接底座（1）的主轴安装孔和外壳的上轴套（5），主轴（16）外套有轴套（17），主轴安装孔连通进料孔（A）, 主轴（16）和轴套（17）之间的径向间隙形成进料流道，主轴（16）的底部轴身中预设有连通主轴安装孔和进料流道的连通孔；

轴套（17）的外圆从下到上依次安装有旋转座（12）、碟片组（21）、进料分配器（22）、旋转端盖（19），进料分配器（22）的进料口连通主轴（16）和轴套（17）之间的进料流道；

在旋转座（12）与旋转端盖（19）的近大外圆处安装套筒（15），三者合围形成密封的液体腔室；

在旋转座（12）与套筒（15）间装配有隔离引流板（14），隔离引流板（14）与轴套（17）之间留有一定距离的间隙；

旋转座（12）底部的最大直径处设有一对喷嘴（11）。

5.根据权利要求5所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：所述喷嘴（11）的方向为主轴（16）转向相反的切线方向。

6.根据权利要求5所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：底座（1）和外壳（4）的衔接处周向套有手柄卡箍（2），在底座（1）和外壳（4）的衔接面之间垫有密封垫（3）；外壳（4）的顶部设有相互卡接的上轴套（5）和轴套盖（7），上轴套（5）安装在外壳（4） 的上部内孔内， 轴套盖（7）安装在上轴套（5）的上部外圆部位，上轴套（5）与轴套盖（7）通过插销（6）连接在一起；底座（1）、密封垫（3）、外壳（4）、上轴套（5）、轴套盖（7）同轴。

7.根据权利要求5所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：底座（1）的内部设计有一与其同心的主轴安装孔，主轴安装孔与进料孔（A）相连；上轴套（5）的内部设计有一与其同心的主轴安装孔, 主轴（16）下部外圆安装在底座（1）的主轴安装孔中，主轴（16）上部外圆安装在上轴套（5）的主轴安装孔中。

8.根据权利要求5所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：旋转座（12）与安装套筒（15）的衔接处、旋转端盖（19）与安装套筒（15）的衔接处分别装配有密封圈（13，18）。

9.根据权利要求5或9所述的自旋碟式离心过滤器，其特征在于：旋转端盖（19）的外侧通过螺母（20）锁紧。

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