CN116733572A - 集成于缸盖罩盖的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成于缸盖罩盖的气液分离器，气液分离器包括壳体、第一轴承单元、第二轴承单元和转子部件。壳体集成于缸盖罩盖内，与缸盖罩盖形成一体式结构，壳体具有排气口。第一轴承单元包括第一轴承座和第一轴承，第一轴承座与壳体连接，第一轴承座具有进气通道和回油通道。第二轴承单元包括第二轴承座和第二轴承，第二轴承座设置于壳体。第一轴承与第二轴承间连接转子部件。转子部件旋转时，缸盖罩盖内的油雾混合气体经由进气通道进入壳体内被转子部件分离为气体和油液，气体经由排气口排出，油液经由回油通道流动至缸盖罩盖内。本发明气液分离器设置于缸盖罩盖内，减少了零件数量并节省了空间，便于气液分离器的设置。

Description

集成于缸盖罩盖的气液分离器

技术领域

本发明涉及离心机技术领域，具体的是一种集成于缸盖罩盖的气液分离器。

背景技术

发动机的曲轴箱内通常会产生由油液与空气结合而成的油雾混合气体，在发动机的工作过程中，需要不断将气体排出，才能使得发动机保持正常工作状态，而由于气体与油液结合为油雾混合气体，在排出气体前，常需要采用气液分离器对油雾混合气体进行分离，将分离后的油液留在发动机内，将分离后的气体排出。

现有技术中，一般将气液分离器外挂在发动机的外部，由于空间有限，常造成气液分离器难以布置。

基于上述，有必要对现有技术中的气液分离器进行改进。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种集成于缸盖罩盖的气液分离器，解决了将气液分离器外挂在发动机的外部，由于空间有限，常造成气液分离器难以布置的技术问题。

本发明公开了一种集成于缸盖罩盖的气液分离器，所述气液分离器包括：

壳体，所述壳体集成于缸盖罩盖内，与所述缸盖罩盖形成一体式结构，所述壳体具有排气口；

第一轴承单元，所述第一轴承单元包括第一轴承座和设置于所述第一轴承座的第一轴承，所述第一轴承座与所述壳体连接，所述第一轴承座具有进气通道和回油通道，所述进气通道与所述壳体内部和所述缸盖罩盖内部均连通，且所述回油通道与所述壳体内部和所述缸盖罩盖内部均连通；

第二轴承单元，所述第二轴承单元包括第二轴承座和设置于所述第二轴承座的第二轴承，所述第二轴承座设置于所述壳体且与所述第一轴承座沿预设方向依次设置；所述第一轴承与所述第二轴承间连接转子部件；

所述转子部件旋转时，所述缸盖罩盖内的油雾混合气体经由所述进气通道进入所述壳体内被所述转子部件分离为气体和油液，所述气体经由所述排气口排出，所述油液沿所述壳体内壁流动至所述第一轴承座处并经由所述回油通道流动至所述缸盖罩盖内。

进一步的，所述转子部件包括旋转轴；所述气液分离器还包括止挡组件，所述止挡组件与所述第一轴承沿所述预设方向依次设置；

所述止挡组件包括第一止挡件和第二止挡件，所述第一止挡件设置于所述第二止挡件的内部；所述第一止挡件套设于所述旋转轴并与所述第一轴承的内圈相抵，所述第二止挡件与所述第一轴承座连接；所述第一止挡件的外径面和/或所述第二止挡件的内径面设置有螺旋槽或环形槽。

进一步的，所述转子部件还包括套设于所述旋转轴的分离组件和端板；所述分离组件、所述端板和所述止挡组件沿所述预设方向依次设置；

所述气液分离器还包括分隔组件，所述分隔组件包括第一分隔环和设置于所述第一分隔环内部的第二分隔环；所述第一分隔环设置于所述端板，所述第二分隔环设置于所述第一轴承座，所述第二分隔环与所述止挡组件沿所述预设方向依次设置；

所述进气通道位于所述缸盖罩盖侧的端口为气体进口，位于所述第二分隔环内侧的端口为气体出口，所述缸盖罩盖内的油雾混合气体经由所述气体进口进入所述进气通道，并经由所述气体出口排出至所述第二分隔环内侧的空间。

进一步的，所述回油通道位于所述第一分隔环外侧的端口为回油进口，位于所述第一轴承座内径侧的端口为回油出口。

进一步的，所述气液分离器包括挡板，所述挡板设置于所述进气通道的所述气体进口处。

进一步的，所述分离组件包括多个沿预设方向依次间隔设置的分离盘，每一个所述分离盘均套设于所述旋转轴的外部。

进一步的，所述气液分离器还包括叶轮和喷嘴，所述旋转轴的一端穿过所述第一轴承后与所述叶轮相连接，所述喷嘴向所述叶轮喷射油时，所述叶轮旋转以使所述旋转轴旋转。

本发明的有益效果如下：本发明集成于缸盖罩盖的气液分离器设置于发动机的缸盖罩盖内，无需外挂于发动机的外部，气液分离器具有位于缸盖罩盖内部的进气通道和回油通道，气液分离器直接在发动机的缸盖罩盖内收集油雾混合气体以及排放被分离的油液，从而无需额外设置管道以接收油雾混合气体和排出油液，减少了零件数量并节省了空间，也消除了管道泄露问题，提高了气液分离器的可靠性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中气液分离器与发动机缸盖罩盖的配合示意图；

图2是本发明实施例中气液分离器与发动机缸盖罩盖的配合的剖视图；

图3是本发明实施例中气液分离器与发动机缸盖罩盖的配合的另一角度的剖视图；

图4是图3中A区域的放大图；

图5是本发明实施例中气液分离器的剖视图，为了清楚的展示，发动机的缸盖罩盖被移除；

图6是本发明实施例中止挡组件的爆炸图；

图7是本发明实施例中第一轴承座的结构示意图；

图8是本发明实施例中第一轴承座的剖视图；

图9是本发明实施例中气液分离器的部分结构的示意图，主要为了展示叶轮与喷嘴的配合方式；

图10是本发明实施例中分离盘的结构示意图；

图11是本发明实施例中分离盘的另一角度的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1-壳体；101-排气口；2-旋转轴；3-端板；301-第一分隔环；4-分离组件；401-分离盘；411-肋部；421-进入孔；5-第一轴承座；501-第二分隔环；6-第一轴承；601-内圈；602-球形滚珠；603-外圈；7-进气通道；701-气体进口；702-气体出口；8-回油通道；801-油液进口；802-油液出口；9-第一止挡件；901-螺旋槽；10-叶轮；110-轮叶；11-喷嘴；12-第二轴承座；13-第二轴承；14-缸盖罩盖；15-挡板；16-第二止挡件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。

以图3中气液分离器的放置角度为参考，本实施例所述的“预设方向”为上、下方向，且是由上至下的方向。

本发明所述的第一轴承6和第二轴承13均为常见的滚珠轴承，包括内圈601、外圈603以及位于内圈601和外圈603之间的球形滚珠602。

参考图1-11，本实施例提供了一种集成于缸盖罩盖的气液分离器，具体是一种用于对油雾混合气体进行分离的气液分离器，油雾混合气体即气体和油液的混合物，经本实施例气液分离器处理后，油雾混合气体中的气体和液体状的油液被分离。更具体的，本实施例气液分离器是用于对发动机的曲轴箱产生的油雾混合气体进行分离净化，将与油液分离后的气体排出，并将油液留在发动机中。

参考附图1-3，本实施例集成于缸盖罩盖的气液分离器设置于发动机的缸盖罩盖14内。气液分离器包括壳体1、第一轴承单元、第二轴承单元和转子部件。

壳体1集成于缸盖罩盖内14，与缸盖罩盖14形成一体式结构。壳体1具有排气口101。排气口101与缸盖罩盖14外部连通。

第一轴承单元包括第一轴承座5和设置于第一轴承座5的第一轴承6，第一轴承座5与壳体1连接，第一轴承座5具有进气通道7和回油通道8。进气通道7与壳体1内部和缸盖罩盖14内部均连通，回油通道8与壳体1内部和缸盖罩盖14内部均连通。

第二轴承单元包括第二轴承座12和设置于第二轴承座12的第二轴承13，第二轴承座12设置于壳体1且与第一轴承座5沿预设方向依次设置。

第一轴承6与第二轴承13间连接转子部件。转子部件旋转时，缸盖罩盖14内的油雾混合气体经由进气通道7进入壳体1内被转子部件分离为气体和油液，气体经由排气口101排出，油液沿壳体1内壁流动并汇聚至第一轴承6处后经由回油通道8流动至缸盖罩盖14内。

本实施例气液分离器设置于发动机的缸盖罩盖14内，无需外挂于发动机的外部，气液分离器具有位于缸盖罩盖14内部的进气通道7和回油通道8，气液分离器直接在发动机的缸盖罩盖14内收集油雾混合气体以及排放被分离的油液，从而无需额外设置管道以接收油雾混合气体和排出油液，减少了零件数量并节省了空间，也消除了管道泄露问题，提高了气液分离器的可靠性。

第一轴承6包括内圈601、外圈603以及位于内圈601和外圈603之间的球形滚珠602。第一轴承6的外圈603与第一轴承座5连接。第二轴承13也包括内圈、外圈以及位于内圈和外圈之间的球形滚珠。第二轴承13的外圈与第二轴承座12连接。第一轴承6的内圈套设于旋转轴2，且第二轴承13的内圈套设于旋转轴。

参考图3-6，本实施例气液分离器还包括止挡组件，止挡组件与第一轴承6沿预设方向依次设置。旋转轴2穿过止挡组件。止挡组件的一部分能够随旋转轴2转动。止挡组件的设置能够将壳体内部的空间与轴承处的空间很好的隔离，避免被分离出来的油液及缸盖罩盖14内的油雾混合气体经由第一轴承6处向上进入分离盘401。

具体的，止挡组件包括第一止挡件9和第二止挡件16。第一止挡件9设置于第二止挡件16的内部。第一止挡件9套设于旋转轴2并与第一轴承6的内圈601相抵，第二止挡件16与第一轴承座5连接。第一止挡件9的外径面和/或第二止挡件16的内径面设置有螺旋槽901或环形槽。具体的，本实施例中第一止挡件9的外径面设置有螺旋槽901止挡件9的外径面即第一止挡件9的外壁，第二止挡件16的内径面即第二止挡件16的内壁。

转子部件还包括套设于旋转轴2的分离组件和端板3。分离组件、端板3和止挡组件沿预设方向依次设置。

气液分离器还包括分隔组件。分隔组件设置于壳体1内。分隔组件包括第一分隔环301和设置于第一分隔环301内部的第二分隔环501。第一分隔环301设置于端板3，第二分隔环501设置于第一轴承座5，第二分隔环501与止挡组件沿预设方向依次设置。端板3套设于旋转轴2，旋转轴2自第二分隔环501内穿过。

具体而言，参考图3-5，分离组件4、端板3、第二分隔环501、止挡组件和第一轴承座5沿预设方向依次设置。旋转轴2沿预设方向依次穿过分离组件4、端板3、第二分隔环501、第一止挡件9和第一轴承6的内圈601。旋转轴2转动，分离组件4、端板3、第一止挡件9和第一轴承6的内圈601被旋转轴2带动转动。

参考图3-8，进气通道7位于缸盖罩盖侧14的端口为气体进口701，以接收缸盖罩盖14内的油雾混合气体。进气通道7位于第二分隔环501内侧的端口为气体出口702。进气通道7的气体出口702与第二分隔环501内侧的空间连通，缸盖罩盖14内的油雾混合气体经由气体进口701进入进气通道7，再经由气体出口702排出至第二分隔环501内侧的空间，而后进入止挡组件上方的空间内。

回油通道位于第一分隔环301外侧的端口为回油进口，位于第一轴承座5内径侧的端口为回油出口。具体而言，回油进口801位于壳体1中且位于第一分隔环301的外侧，回油出口802位于第一轴承6处。由此，被分离组件分离后的油液沿壳体1内壁向下移动至经由回油通道8的回油进口801进入回油通道8中，再经由回油出口802流动至第一轴承6处，经由第一轴承6的缝隙并经由叶轮10和第一轴承座5之间的缝隙流动至缸盖罩盖14内。气液分离器可设置多个回油通道8，以提高效率。

第二分隔环501内侧处属于负压区，而第一分隔环301外侧处及分离盘401的外侧处属于高压区，为了阻止第一分隔环301外侧处及分离盘401的外侧处气体进入第二分隔环501内侧，本实施例设置了第一隔离环301和第二隔离环501，将此处的高压区和低压区隔开。

分离组件包括多个沿预设方向依次间隔设置的分离盘401，相邻的分离盘401之间保持彼此间隔开，以便允许油雾混合气体流过。每一个分离盘401均套设于旋转轴2的外部。任意一个分离盘4017与旋转轴2固定，换言之，任意一个分离盘401与旋转轴2之间无相对运动。

每一个分离盘401靠近旋转轴2处开设有进入孔421，以便于油雾混合气体进入各相邻分离盘401之间。

转子部件转动时，油雾混合气体经由气体进口701自缸盖罩盖14内进入进气通道7，再经由气体出口702进入第二分隔环501内侧的空间，并向上移动经由进入孔421进入各相邻分离盘401之间，被旋转的分离盘401分离为油液和干净的气体，干净的气体向上移动经由排气口101排出。油液则被分离盘401抛向壳体1的内壁处，沿壳体1内壁向下流动并汇聚，最终经由回油通道8流动至第一轴承处后再流动至缸盖罩盖14内。

参考图10-11，每一个分离盘401的表面具有径向延伸的肋部411。分离盘401呈锥形，锥形的开口朝下，分离盘401的内壁表面设置有肋部411。各个肋部411从分离盘401的内壁的中心处延伸到分离盘401的内壁的边缘。肋部411相对分离盘401的内壁表面凸出。

转子部件转动时，油雾混合气体被抽入各相邻分离盘401之间并沿侧向朝向壳体1的内壁运动，分离盘401的肋部411和分离盘401内壁表面对油雾混合气体施加的摩擦力赋予其侧向运动，使得油雾混合气体向分离盘401的外缘运动的同时做旋转运动，油液汇集于分离盘401的周边处形成较大的油滴后被抛向壳体1的内壁，而油雾混合气体中被分离出来的干净气体则是向上经由排气口101排出。

本实施例气液分离器还包括挡板，参考图2，进气通道7的气体进口701处设置有挡板15，挡板15面向气体进口701设置。具体的，本实施例气液分离器包括两个进气通道7，每一个进气通道7的气体进口701处都可设置挡板15，挡板15大致呈弧形，以适应第一轴承座5的形状。油液缸盖罩盖14内有凸轮轴等部件在运动，会造成一定的油液飞溅。在气体进口701处设置挡板15会很好的隔挡飞溅的油液，避免大体积油液进入气液分离器。

参考图2和图9，气液分离器还包括叶轮10和喷嘴11，叶轮10和喷嘴11均位于壳体1外部并位于缸盖罩盖14内部，喷嘴11设置于缸盖罩盖14。旋转轴2的一端穿过第一轴承6后与叶轮10相连接，喷嘴11向叶轮10喷射油，叶轮10旋转以使旋转轴2旋转。具体的，本实施例所述的叶轮10是现有技术中常见的叶轮10，叶轮10具有沿其周边均匀地间隔开的多个轮叶110，喷嘴11朝向叶轮10喷射油以产生沿着穿过多个轮叶110的圆的切线方向的射流，从而使得叶轮10旋转以驱动旋转轴2旋转。

下面结合本实施例集成于缸盖罩盖14的气液分离器的结构对本实施例集成于缸盖罩盖的气液分离器的工作原理进一步进行说明：

喷嘴11将油的射流引导至叶轮10，使得叶轮10旋转以带动旋转轴2转动，从而使得分离组件4转动，以使油雾混合气体经由气体进口701自缸盖罩盖14内进入进气通道7，再经由气体出口702进入第二分隔环501内侧的空间，并向上移动经由进入孔421进入各相邻分离盘401之间被分离，被分离的油液被抛向壳体1的内壁，并沿壳体1内壁向下移动至经由回油通道8的回油进口801进入回油通道8中，再经由回油出口802流动至第一轴承6处，最终流动至缸盖罩盖14中，而被分离气体则是向上经由排气口101排出。

转子部件转动时，分离组件4的分离盘401的外侧属于高压区，缸盖罩盖14内相对属于常压区，在此压力差的作用下被分离出来的油液会被气流裹挟着经由第一轴承6的缝隙并经由叶轮10和第一轴承座5的缝隙流动至回到缸盖罩盖14内。

分离盘401靠进旋转轴2的中心位置处属于负压区，而回油出口802处属于高压区，为了阻止回油出口802处高压区气体向上进入分离组件，同时为了加速被分离出来的油液使得油液快速通过第一轴承6，本实施例设置了止挡组件，第一止挡件9的外径面和/或第二止挡件16的内径面设置的螺旋槽或环形槽将此处的高压区和低压区隔开。

综上，本实施例气液分离器设置于发动机的缸盖罩盖14内，无需外挂于发动机的外部，气液分离器具有位于缸盖罩盖14内部的进气通道7和回油通道8，气液分离器直接在发动机的缸盖罩盖14内收集油雾混合气体以及排放被分离的油液，从而无需额外设置管道以接收油雾混合气体和排出油液，减少了零件数量并节省了空间，也消除了管道泄露问题，提高了气液分离器的可靠性。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器包括：

壳体，所述壳体集成于缸盖罩盖内，与所述缸盖罩盖形成一体式结构，所述壳体具有排气口；

第一轴承单元，所述第一轴承单元包括第一轴承座和设置于所述第一轴承座的第一轴承，所述第一轴承座与所述壳体连接，所述第一轴承座具有进气通道和回油通道，所述进气通道与所述壳体内部和所述缸盖罩盖内部均连通，且所述回油通道与所述壳体内部和所述缸盖罩盖内部均连通；

第二轴承单元，所述第二轴承单元包括第二轴承座和设置于所述第二轴承座的第二轴承，所述第二轴承座设置于所述壳体且与所述第一轴承座沿预设方向依次设置；所述第一轴承与所述第二轴承间连接转子部件；

所述转子部件旋转时，所述缸盖罩盖内的油雾混合气体经由所述进气通道进入所述壳体内被所述转子部件分离为气体和油液，所述气体经由所述排气口排出，所述油液沿所述壳体内壁流动至所述第一轴承座处并经由所述回油通道流动至所述缸盖罩盖内。

2.根据权利要求1所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述转子部件包括旋转轴；所述气液分离器还包括止挡组件，所述止挡组件与所述第一轴承沿所述预设方向依次设置；

所述止挡组件包括第一止挡件和第二止挡件，所述第一止挡件设置于所述第二止挡件的内部；所述第一止挡件套设于所述旋转轴并与所述第一轴承的内圈相抵，所述第二止挡件与所述第一轴承座连接；所述第一止挡件的外径面和/或所述第二止挡件的内径面设置有螺旋槽或环形槽。

3.根据权利要求2所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述转子部件还包括套设于所述旋转轴的分离组件和端板；所述分离组件、所述端板和所述止挡组件沿所述预设方向依次设置；

所述气液分离器还包括分隔组件，所述分隔组件包括第一分隔环和设置于所述第一分隔环内部的第二分隔环；所述第一分隔环设置于所述端板，所述第二分隔环设置于所述第一轴承座，所述第二分隔环与所述止挡组件沿所述预设方向依次设置；

所述进气通道位于所述缸盖罩盖侧的端口为气体进口，位于所述第二分隔环内侧的端口为气体出口，所述缸盖罩盖内的油雾混合气体经由所述气体进口进入所述进气通道，并经由所述气体出口排出至所述第二分隔环内侧的空间。

4.根据权利要求3所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述回油通道位于所述第一分隔环外侧的端口为回油进口，位于所述第一轴承座内径侧的端口为回油出口。

5.根据权利要求3所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器包括挡板，所述挡板设置于所述进气通道的所述气体进口处。

6.根据权利要求3所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述分离组件包括多个沿预设方向依次间隔设置的分离盘，每一个所述分离盘均套设于所述旋转轴的外部。

7.根据权利要求2所述的集成于缸盖罩盖的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括叶轮和喷嘴，所述旋转轴的一端穿过所述第一轴承后与所述叶轮相连接，所述喷嘴向所述叶轮喷射油时，所述叶轮旋转以使所述旋转轴旋转。