CN113153695A - 一种径向精滤的油气分离筒 - Google Patents

一种径向精滤的油气分离筒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种径向精滤的油气分离筒，属于空气压缩机领域，包括外筒、精滤筒、离心通道、回油管，所述精滤筒内轴向间隔设有用于进一步过滤油气的径向过滤层，所述离心通道位于所述外筒内壁与所述精滤筒外壁之间，用于将油气中的油液通过离心力分离到外筒内壁上，所述油气在离心通道内存在周向运动，油气在进入外筒后先在离心通道内进行离心，然后进入精滤筒中进行精滤，从而具有更好的精滤效果，解决了现有技术中，油气分离器的分离效果主要取决于滤芯的过滤能力，导致分离效果不够好的问题。

Description

一种径向精滤的油气分离筒
技术领域
本发明涉及空气压缩机领域，尤其是涉及一种径向精滤的油气分离筒。
背景技术
油气分离器是空气压缩机中的辅助设备，空气压缩机在运转的过程中需要使用液体状的机油对运动副进行润滑，来减少运动副的摩擦和磨损，往往以雾状形式与高压空气混合在一起经空气压缩机的排气口排出。在现有技术中，通常直接将混合的油气直接导入滤芯，从而将油液从气体混合物中过滤出来，其分离效果主要取决于滤芯的过滤能力，因此分离效果不够好。
例如，在中国专利文献上公开的“一种用于空气压缩机的油气分离装置”，其公告号为CN208694580U，包括罐体，在罐体的底部焊接有罐底，在罐体内设置有粗滤装置和精滤装置，在罐体下方设置有进气口，在罐体顶部设置有罐盖，所述罐盖上设置有出气口，在罐体顶部焊接有连接块，所述进气口沿罐体内壁圆周切线焊接在罐体上，所述精滤装置位于粗滤装置的上方。该实用新型适用于空气压缩机的油气分离，该油气分离装置提高了压缩机的油气分离效果和油气分离芯的使用寿命，静音效果好，然而，其分离效果主要取决于滤芯的过滤能力，因此其分离能力还能进一步提升。
部分现有技术中，通过转动的油气分离碟片将混合物中的油液向外甩出，从而实现分离，其分离效果相对于直接过滤较高，然而需要设置驱动装置来带动碟片转动，设备成本较高，并且容易故障。
例如，在中国专利文献上公开的一种“重型柴油发动机离心式油气分离器”，包括涡轮、上壳体、下壳体、立轴和若干个碟片等部分组成。离心式油气分离器的进气口接曲轴箱窜气口，油气经分离器离心分离后，净化后的气体经调压阀进入进气管中，分离出来的机油经排油出口流回曲轴箱油底壳中。该设备的不足之处在于，需要通过涡轮来带动碟片转动，设备成本较高，并且容易故障。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，油气分离器的分离效果不够好的问题，提供一种径向精滤的油气分离筒，具有更好的油气分离效果。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明，一种径向精滤的油气分离筒，包括。
外筒，所述外筒上设有用于通入油气的进气口，外筒内设有用于收集分离后的油液的集油部；
精滤筒，所述精滤筒位于所述外筒内部，所述精滤筒内设有管状的径向过滤层，所述精滤筒的上部与用于排出气体的出气口连通，所述精滤筒的筒壁上设有若干气孔；
离心通道，所述离心通道位于所述外筒内壁与所述精滤筒外壁之间，用于将油气中的油液通过离心力分离到外筒内壁上，所述油气在离心通道内存在周向运动；
回油管，所述回油管用于将集油部的油液导出。
油气在从进气口进入离心通道后，由于带有一个初速度，因此会打在外筒的内壁上，在内壁的导向作用下，油气会沿着内壁作周向运动，而油气中的油液在离心力的作用下，会被甩到外筒内壁上，从而实现油和气的分离，甩到外筒内壁上的油液会沿着内壁向下落入到所述集油部中，并通过所述回油管倒出外筒，而分离后的气体在气压的作用下会进入所述精滤筒，并在径向过滤层中过滤，并从出气口排出。
作为优选，所述精滤筒上的气孔自上而下为由密到疏分布，油气在离心通道内周向运动并向下移动的过程中，其周向运动的速度会逐渐减缓，而速度越大的油气受到的离心力也越大，因此，位于精滤筒上部外的油气会更靠近外筒内壁，较难通过气孔进入精滤孔，而本方案中通过将气孔自上而下由密到疏设置，可以提高精滤筒上部外油气进入精滤筒的量，而减少精滤筒下部外油气进入精滤筒的量，从而使精滤筒内上下气体的进入量更均匀，从而提高径向精滤层的使用效率。
作为优选，所述精滤筒的筒径自上而下逐渐增大，油气在离心通道内周向运动并向下移动的过程中，在受到精滤筒外壁和外筒内壁的摩擦后，其动能会逐渐减小，从而导致离心能力逐渐减弱，而本方案中，通过将精滤筒的筒径设置为自上而下逐渐增大，可以使得离心通道自上而下逐渐变窄，进而提高精滤筒下部外的油气的运动速度，从而使得离心通道上部下部的油气都能有效地进行离心。
作为优选，所述外筒的筒径自上而下逐渐减小，油气在离心通道内周向运动并向下移动的过程中，在受到精滤筒外壁和外筒内壁的摩擦后，其动能会逐渐减小，从而导致离心能力逐渐减弱，而本方案中，通过将外筒的筒径设置为自上而下逐渐减小，可以使得离心通道自上而下逐渐变窄，进而提高精滤筒下部外的油气的运动速度，从而使得离心通道上部下部的油气都能有效地进行离心。
作为优选，所述外筒内壁上设有用于防止油液滞留在外筒内壁上的挂珠结构，所述挂珠结构可以帮助甩到内壁上的小油滴汇聚成相对较大的油珠，从而避免过多油液滞留在外筒的内壁上。
作为优选，所述挂珠结构包括金属网，所述金属网可以提高与油气的接触面积，从而提高油液附着在内壁上的量，提高挂珠的效果。
作为优选，所述离心通道上周向设有若干用于通过冷凝剂的冷凝管，所述金属网与所述冷凝管连接，通过所述冷凝管可以降低与金属网接触的油气的温度，从而使油液更容易凝成较大的油珠，从而提高挂珠的效果。
所述金属网上设有若干斜向下设置的金属丝，油液附着在金属网上后，可以沿着斜向下的金属丝移动，从而在金属丝的下端凝成相对较大的油珠，并从金属丝上掉落。
所述金属网的材料为铜或铝合金，所述铜或铝合金材料具有更好的导热性能，可以帮助冷凝管中的冷凝剂和油气更好地实现热交换。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）可以对油气通过先离心后精滤的方法进行分离，从而提高油气分离的效果；（2）可以使从上部和下部进入精滤筒的油气更加均匀，从而提高径向过滤层的过滤效果；（3）可以提高离心通道下部气体运动的速度，从而保证离心效果；（4）可以通过挂珠结构帮助离心分离后的油滴汇聚，从而避免油液过多滞留在外筒内壁；（5）可以在挂珠的同时对油气进行冷凝，提高挂珠效果。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种结构示意图。
图2是本发明实施例一进气口处的一种结构示意图。
图3是本发明实施例二的一种结构示意图。
图中：1、外筒 2、精滤筒 3、离心通道 4、回油管 5、进气口 6、集油部 7、径向过滤层 8、出气口 9、气孔 10、金属网 11、冷凝管 12、金属丝 13、吹油口 14、吹油挡板 15、驱动叶片 16、齿轮传动机构 17、导向板 18、油道。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例一，如图1-2所示，一种径向精滤的油气分离筒，包括外筒1、精滤筒2、离心通道3、回油管4，所述外筒上设有用于通入油气的进气口5，所述进气口的方向与外筒内壁相切，外筒内设有用于收集分离后的油液的集油部6；所述精滤筒位于所述外筒内部，且形状为环状，所述精滤筒内设有管状的径向过滤层7，所述精滤筒的上部与用于排出气体的出气口8连通，所述精滤筒的筒壁上设有若干气孔9；所述离心通道位于所述外筒内壁与所述精滤筒外壁之间，用于将油气中的油液通过离心力分离到外筒的内壁上，所述油气在离心通道内存在周向运动；所述回油管用于将集油部的油液导出。
所述精滤筒上的气孔自上而下为由密到疏分布，所述精滤筒的筒径自上而下逐渐增大，所述外筒内壁上设有用于防止油液滞留在外筒内壁上的挂珠结构，所述挂珠结构包括金属网10，所述离心通道上周向设有若干用于通过冷凝剂的冷凝管11，冷凝剂可以是气态的如氟利昂等，也可以是液态的如冷凝水等，所述金属网与所述冷凝管连接，所述金属网上设有若干斜向下设置的金属丝12，所述金属网的材料为铜或铝合金。
所述进气口处还安装有吹油结构，所述吹油结构包括设置在所述进气口上的用于将进气口中气流分流的吹油口13，所述吹油口处设有用于间隔阻挡吹油口的吹油挡板14，所述进气口中设有驱动叶片15，所述驱动叶片与吹油挡板通过齿轮传动机构16连接。
油液被甩到外筒内壁上进行离心运动时，由于和金属网发生接触，油液会挂在所述金属网上，并向所述金属丝的下端移动，当金属丝下端的油珠到达一定的重量时，会在重力作用下向下掉落到所述集油部中，通过挂珠结构可以避免过多油液滞留在外筒的内壁上；当进气口中不断通入气体时，会带动所述驱动叶片转动，而所述驱动叶片通过齿轮传动机构带动吹油挡板转动，从而使得吹油挡板间隔阻挡吹油口，只有在吹油口没有被阻挡时，气体才会从吹油口吹出，从而实现了对挂油结构的间隔吹气，避免向下吹出的气流对离心通道内作周向运动的气流产生过大的扰动，并且使吹气动作始终与进气动作同步，当气流较大时，离心甩出的油液较多，而对应的，驱动叶片转动较快，吹气的频率也较高。
所述精滤筒的下方安装有用于将离心后的气体导向底部气孔的导向板17，所述导向板的上侧面为向下凹的弧形，导向板与外筒的内壁之间存在用于使油滴通过的间隙，导向板的中间还设有用于将落到导向板上的油滴排出的油道18。
当油气从进气口进入外筒中时，由于其方向为外筒内壁的切向，因此会沿外筒内壁作周向运动，周向运动产生的离心力会将油气中的油液甩到外筒内壁上；由于金属网和金属丝的存在，被甩到外筒内壁上的油液会汇聚在金属丝的下端，逐渐形成较大的油珠，当油珠达到一定的质量时，会向下落入所述集油部中；由于进气口不断通入油气，因此油气除了周向运动外，还会在气压的作用下向下运动；由于油气在离心通道内周向运动并向下移动的过程中，其周向运动的速度会逐渐减缓，因此离心通道上部的油气相对下部的油气较难通过气孔进入精滤孔，而通过将气孔自上而下由密到疏设置，可以提高精滤筒上部外油气进入精滤筒的量，而减少精滤筒下部外油气进入精滤筒的量，从而使精滤筒内上下气体的进入量更均匀，从而提高径向精滤层的使用效率；而将精滤筒的筒径自上而下逐渐增大设置，可以使离心通道自上而下逐渐变窄，进而提高精滤筒下部外的油气的运动速度，从而使得离心通道上部下部的油气都能有效地进行离心；而进气口中通入气体的同时，会带动所述驱动叶片转动，进而带动吹油挡板间隔阻挡吹油口，当吹油口不被遮挡时，部分气体会分流到所述吹油口中，并向下吹向所述挂油结构，将挂油结构上的油珠吹落；而向下落入集油部中的油液中的杂质会在沉淀后通过下部的排污管排出，干净的油液则通过回油管回收重复利用。
实施例二，如图3所示，一种径向精滤的油气分离筒，包括外筒1、精滤筒2、离心通道3、回油管4，所述外筒上设有用于通入油气的进气口，所述进气口的方向与外筒内壁相切，外筒内设有用于收集分离后的油液的集油部；所述精滤筒位于所述外筒内部，且形状为环状，所述精滤筒内设有管状的径向过滤层，所述精滤筒的上部与用于排出气体的出气口连通，所述精滤筒的筒壁上设有若干气孔；所述离心通道位于所述外筒内壁与所述精滤筒外壁之间，用于将油气中的油液通过离心力分离到外筒的内壁上，所述油气在离心通道内存在周向运动；所述回油管用于将集油部的油液导出。
所述精滤筒上的气孔自上而下为由密到疏分布，所述精滤筒的筒径自上而下逐渐增大，所述外筒内壁上设有用于防止油液滞留在外筒内壁上的挂珠结构，所述挂珠结构包括金属网，所述离心通道上周向设有若干用于通过冷凝剂的冷凝管，所述金属网与所述冷凝管连接，所述金属网上设有若干斜向下设置的金属丝，所述金属网的材料为铜或铝合金。
所述进气口处还安装有吹油结构，所述吹油结构包括设置在所述进气口上的用于将进气口中气流分流的吹油口，所述吹油口处设有用于间隔阻挡吹油口的吹油挡板，所述进气口中设有驱动叶片，所述驱动叶片与吹油挡板通过齿轮传动机构连接。
油液被甩到外筒内壁上进行离心运动时，由于和金属网发生接触，油液会挂在所述金属网上，并向所述金属丝的下端移动，当金属丝下端的油珠到达一定的重量时，会在重力作用下向下掉落到所述集油部中，通过挂珠结构可以避免过多油液滞留在外筒的内壁上；当进气口中不断通入气体时，会带动所述驱动叶片转动，而所述驱动叶片通过齿轮传动机构带动吹油挡板转动，从而使得吹油挡板间隔阻挡吹油口，只有在吹油口没有被阻挡时，气体才会从吹油口吹出，从而实现了对挂油结构的间隔吹气，避免向下吹出的气流对离心通道内作周向运动的气流产生过大的扰动，并且使吹气动作始终与进气动作同步，当气流较大时，离心甩出的油液较多，而对应的，驱动叶片转动较快，吹气的频率也较高。
所述精滤筒的下方安装有用于将离心后的气体导向底部气孔的导向板，所述导向板的上侧面为向下凹的弧形，导向板与外筒的内壁之间存在用于使油滴通过的间隙，导向板的中间还设有用于将落到导向板上的油滴排出的油道。
当油气从进气口进入外筒中时，由于其方向为外筒内壁的切向，因此会沿外筒内壁作周向运动，周向运动产生的离心力会将油气中的油液甩到外筒内壁上；由于金属网和金属丝的存在，被甩到外筒内壁上的油液会汇聚在金属丝的下端，逐渐形成较大的油珠，当油珠达到一定的质量时，会向下落入所述集油部中；由于进气口不断通入油气，因此油气除了周向运动外，还会在气压的作用下向下运动；由于油气在离心通道内周向运动并向下移动的过程中，其周向运动的速度会逐渐减缓，因此离心通道上部的油气相对下部的油气较难通过气孔进入精滤孔，而通过将气孔自上而下由密到疏设置，可以提高精滤筒上部外油气进入精滤筒的量，而减少精滤筒下部外油气进入精滤筒的量，从而使精滤筒内上下气体的进入量更均匀，从而提高径向精滤层的使用效率；而将外筒的筒径自上而下逐渐减小设置，可以使离心通道自上而下逐渐变窄，进而提高精滤筒下部外的油气的运动速度，从而使得离心通道上部下部的油气都能有效地进行离心；而进气口中通入气体的同时，会带动所述驱动叶片转动，进而带动吹油挡板间隔阻挡吹油口，当吹油口不被遮挡时，部分气体会分流到所述吹油口中，并向下吹向所述挂油结构，将挂油结构上的油珠吹落；而向下落入集油部中的油液中的杂质会在沉淀后通过下部的排污管排出，干净的油液则通过回油管回收重复利用。

Claims (9)

1.一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，
外筒，所述外筒上设有用于通入油气的进气口，外筒内设有用于收集分离后的油液的集油部；
精滤筒，所述精滤筒位于所述外筒内部，所述精滤筒内设有管状的径向过滤层，所述精滤筒的上部与用于排出气体的出气口连通，所述精滤筒的筒壁上设有若干气孔；
离心通道，所述离心通道位于所述外筒内壁与所述精滤筒外壁之间，用于将油气中的油液通过离心力分离到外筒内壁上，所述油气在离心通道内存在周向运动；
回油管，所述回油管用于将集油部的油液导出。
2.根据权利要求1所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述精滤筒上的气孔自上而下为由密到疏分布。
3.根据权利要求1所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述精滤筒的筒径自上而下逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述外筒的筒径自上而下逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述外筒内壁上设有用于防止油液滞留在外筒内壁上的挂珠结构。
6.根据权利要求5所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述挂珠结构包括金属网。
7.根据权利要求6所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述离心通道上周向设有若干用于通过冷凝剂的冷凝管，所述金属网与所述冷凝管连接。
8.根据权利要求6或7所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述金属网上设有若干斜向下设置的金属丝。
9.根据权利要求6所述的一种径向精滤的油气分离筒，其特征是，所述金属网的材料为铜或铝合金。
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