CN220081524U - 避免磨损的油驱式油气分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种避免磨损的油驱式油气分离器，包括壳体，壳体内通过上轴承和下轴承安装有中心轴，中心轴的中上部与壳体之间设有油气分离机构；油气分离机构包括固定套装在中心轴上并位于上轴承和下轴承之间的套管，套管顶端径向延伸设有上台阶；套管和下轴承之间的中心轴上固定套设有下台阶，上台阶与其上方的上轴承的轴承内圈之间压设有上波形弹簧，下台阶与其下方的下轴承的轴承内圈之间压设有下波形弹簧。油气分离机构的转速改变时，上下波形弹簧受到的轴向力改变；由于波形弹簧的结构特性，轴向受力状况改变时，上下波形弹簧都避免了螺旋弹簧的结构特性导致的扭矩，因而避免了中心轴的上下台阶或轴承内圈发生磨损。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及内燃机油气分离技术中的油驱式油气分离器。
背景技术
内燃机曲轴箱的下部设有油底壳，上部设有上盖。内燃机在工作过程中曲轴箱内会产生窜气，窜气在曲轴箱中不及时排出会造成曲轴箱压力过高，影响内燃机的正常运行。
由于窜气中含有油分、胶质及杂质，直接放入大气，会造成大气污染，达不到合国家的排放标准；窜气会使内燃机润滑油失油，造成内燃机的润滑油不足。因此，需要使用油气分离器来分离气体和润滑油。
油气分离器包括壳体，壳体的内腔内转动连接有用于油气分离的转动离心机构，壳体顶部设有与转动离心机构的进气端相通的进气口，壳体中下部设有与转动离心机构的出气部分相连通的出气口，壳体内壁中下部连接有用于收集油液的油液收集槽，壳体底部设有与油液收集槽相连通的出油口。
壳体内腔中设有中心轴，转动离心机构包括中心轴上部连接的上端盖，以及中心轴下部连接的下端盖，上端盖和下端盖之间的中心轴上安装有若干分离碟片。上端盖与中心轴之间设有与上端盖相连接的上环形台阶，
下端盖与中心轴之间设有与下端盖相连接的下环形台阶，上环形台阶和下环形台阶均通过键与中心轴传动配合，在中心轴的带动下与中心轴一起旋转，但上环形台阶和下环形台阶均可沿轴向发生位移。
上台阶与其上方的中心轴顶端轴承的轴承内圈之间设有上螺旋弹簧，下台阶与其下方的中心轴底端轴承的轴承内圈之间设有下螺旋弹簧。
上螺旋弹簧在工作中与中心轴顶端轴承的内圈以及中心轴一体旋转，
下螺旋弹簧在工作中与中心轴底端轴承的内圈以及中心轴一体旋转。
油驱式油气分离器可以对窜气进行有效的过滤，符合最新的排放标准。油驱式油气分离器通过高速旋转的分离碟片产生的离心力对窜气中的污染物进行分离，中心轴的上轴承和下轴承支撑转动离心机构高速旋转。在高速旋转的过程中，转动离心机构会随着转速的不同产生不同的离心力（转动离心机构的转速会随着润滑油压的变化而变化），使得转动离心机构受到不同的轴向力；上螺旋弹簧和下螺旋弹簧能够约束转动离心机构在中心轴上的轴向位置，但在转动离心机构受到的轴向力发生变化时，由于上螺旋弹簧和下螺旋弹簧均为普通圆柱形弹簧，因而在上螺旋弹簧或下螺旋弹簧的弹力变化时，在转动离心机构（上环形台阶或下环形台阶）与上轴承或下轴承的内圈之间会产生扭矩，使得轴承内圈与中心轴和转动离心机构发生相对旋转，造成轴、上环形台阶、下环形台阶或轴承内圈的磨损。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种避免磨损的油驱式油气分离器，既能够通过弹簧约束转动离心机构在中心轴上的轴向位置，又避免中心轴、上轴承和下轴承发生磨损。
为实现上述目的，本实用新型的避免磨损的油驱式油气分离器，包括壳体，壳体内通过上轴承和下轴承安装有中心轴，中心轴的中上部与壳体之间设有油气分离机构，中心轴的底部与壳体之间设有用于驱动中心轴转动的驱动机构；上轴承通过上轴承座安装在壳体上，下轴承通过下轴承座安装在壳体上；上轴承座上设有用于油气在上下方向上通过的开口；
壳体顶部设有进气口，进气口与上轴承座上的开口相连通；进气口用于通过管路与内燃机曲轴箱的上盖相连通从而引入内燃机窜气；
油气分离机构底部的壳体的侧壁设有净气出口，油气分离机构在周向方向上与壳体之间具有空腔且该空腔与净气出口相连通；
驱动机构下方的壳体的侧壁设有用于润滑油流出的回油口，油气分离机构包括固定套装在中心轴上并位于上轴承和下轴承之间的套管，套管顶端径向延伸设有上台阶；
套管顶部固定连接有分离碟片上端盖，套管和下轴承之间的中心轴上固定套设有下台阶，下台阶连接有分离碟片下端盖；分离碟片上端盖和分离碟片下端盖之间的套管上间隔固定连接有若干分离碟片；各分离碟片均用于随中心轴旋转并利用离心力产生油气分离作用；
上台阶与其上方的上轴承的轴承内圈之间压设有上波形弹簧，下台阶与其下方的下轴承的轴承内圈之间压设有下波形弹簧。
所述驱动机构包括螺纹连接在中心轴底部的叶轮和安装在壳体上的喷嘴，喷嘴与机动车润滑油路中的高压段相连接，喷嘴的喷射方向朝向叶轮并偏离中心轴的中心线；叶轮位于下轴承座的下方。
本实用新型具有如下的优点：
波形弹簧由一系列交替排列的波浪形环组成，环与环之间通过连接片连接，与螺旋弹簧相比，其在被压缩时不会产生扭矩，因而本实用新型中，上波形弹簧和下波形弹簧都不会因轴向力受力状况的改变而产生扭矩，不会因此使轴处结构（上台阶和下台阶）或轴承内圈发生磨损，延长相关部件的使用寿命。
本实用新型利用机动车中的压力较高的润滑油作为动力，通过叶轮驱动中心轴带动油气分离机构旋转工作，无须另外设置动力装置和控制装置，结构简单，有助于实现免维护运行。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的避免磨损的油驱式油气分离器包括壳体1，壳体1内通过上轴承2和下轴承3安装有中心轴4，中心轴4的中上部与壳体1之间设有油气分离机构，中心轴4的底部与壳体1之间设有用于驱动中心轴4转动的驱动机构；上轴承2通过上轴承座5安装在壳体1上，下轴承3通过下轴承座6安装在壳体1上；上轴承座5上设有用于油气在上下方向上通过的开口；上轴承座5上设置的上下通透的开口为常规结构，图未示。气体的流动路径参见图1中箭头所示方向。
壳体1顶部设有进气口7，进气口7与上轴承座5上的开口相连通；进气口7用于通过管路与内燃机曲轴箱的上盖相连通从而引入内燃机窜气；
油气分离机构底部的壳体1的侧壁设有净气出口8，净气出口8用于通过管路与机动车的尾气排放管路相连通，也可以连接涡轮增压泵的进气口7从而进行废气利用；油气分离机构在周向方向上与壳体1之间具有空腔9且该空腔9与净气出口8相连通；
驱动机构下方的壳体1的侧壁设有用于润滑油流出的回油口，回油口在使用时与曲轴箱的油底壳的上部相连通，用于使润滑油回流入曲轴箱。回油口为常规通孔结构，图未示。
油气分离机构包括固定套装在中心轴4上并位于上轴承2和下轴承3之间的套管10，套管10顶端径向延伸设有上台阶11；
套管10顶部通过注塑或其他工艺固定连接有分离碟片上端盖12，套管10和下轴承3之间的中心轴4上固定套设有下台阶13，下台阶13连接有分离碟片下端盖14；分离碟片上端盖12和分离碟片下端盖14之间的套管10上间隔固定连接有若干分离碟片15；各分离碟片15均用于随中心轴4旋转并利用离心力产生油气分离作用；
上台阶11与其上方的上轴承2的轴承内圈之间压设有上波形弹簧16，下台阶13与其下方的下轴承3的轴承内圈之间压设有下波形弹簧17。
波形弹簧由一系列交替排列的波浪形环组成，环与环之间通过连接片连接，与螺旋弹簧相比，其在被压缩时不会产生扭矩，因而本实用新型中，上波形弹簧16和下波形弹簧17都不会因轴向力受力状况的改变而产生扭矩，不会因此使轴处结构（上台阶11和下台阶13）或轴承内圈发生磨损。
所述驱动机构包括螺纹连接在中心轴4底部的叶轮18和安装在壳体1上的喷嘴19，喷嘴19与机动车润滑油路中的高压段相连接，喷嘴19的喷射方向朝向叶轮18并偏离中心轴4的中心线；叶轮18位于下轴承座6的下方。
本实用新型利用机动车中的压力较高的润滑油作为动力，通过叶轮18驱动中心轴4带动油气分离机构旋转工作，无须另外设置动力装置和控制装置，结构简单，有助于实现免维护运行。
工作时，使用时，本实用新型安装在机动车上，回油口与曲轴箱的油底壳的上部相连通，进气口7与内燃机曲轴箱的上盖相连通，净气出口8与机动车的尾气排放管路相连通，喷嘴19与机动车润滑油路中的高压段相连通。
机动车点火后，喷嘴19将机动车润滑油路中的高压润滑油偏心喷在叶轮18上，从而利用机动车润滑油的油压推动叶轮18旋转，保证油气分离机构具有足够的离心力进行油气分离，无须另外单独设置动力装置。
叶轮18通过中心轴4带动油气分离机构高速旋转。喷在叶轮18上的润滑油在重力的作用下自然向下流入壳体1内腔的底部，并通过回油口回流入曲轴箱的油底壳从而回到机动车的润滑油的正常循环路径中。
油气分离过程是：发动机窜气通过进气口7进入本实用新型，然后通过上轴承座5上的开口向下进入油气分离机构，在流经各分离碟片15时，润滑油被甩出，撞击到壳体1内壁上后，沿壳体1内壁向下流，最后流入壳体1内腔底部，经回油口回流入曲轴箱。机动车熄火后，本实用新型失去动力来源，自然停止工作。
在油气分离的过程中，随着机动车润滑油路中的压力发生变化，油气分离机构的转速也随之改变，上波形弹簧16和下波形弹簧17受到的轴向力也发生改变，上波形弹簧16和下波形弹簧17压缩或舒张的程度发生改变。由于波形弹簧的结构特性，轴向受力状况改变时，上波形弹簧16和下波形弹簧17都避免了螺旋弹簧的结构特性导致的扭矩，因而避免了轴处结构（上台阶11和下台阶13）或轴承内圈发生磨损。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.避免磨损的油驱式油气分离器，包括壳体，壳体内通过上轴承和下轴承安装有中心轴，中心轴的中上部与壳体之间设有油气分离机构，中心轴的底部与壳体之间设有用于驱动中心轴转动的驱动机构；上轴承通过上轴承座安装在壳体上，下轴承通过下轴承座安装在壳体上；上轴承座上设有用于油气在上下方向上通过的开口；
壳体顶部设有进气口，进气口与上轴承座上的开口相连通；进气口用于通过管路与内燃机曲轴箱的上盖相连通从而引入内燃机窜气；
油气分离机构底部的壳体的侧壁设有净气出口，油气分离机构在周向方向上与壳体之间具有空腔且该空腔与净气出口相连通；
驱动机构下方的壳体的侧壁设有用于润滑油流出的回油口，油气分离机构包括固定套装在中心轴上并位于上轴承和下轴承之间的套管，套管顶端径向延伸设有上台阶；
套管顶部固定连接有分离碟片上端盖，套管和下轴承之间的中心轴上固定套设有下台阶，下台阶连接有分离碟片下端盖；分离碟片上端盖和分离碟片下端盖之间的套管上间隔固定连接有若干分离碟片；各分离碟片均用于随中心轴旋转并利用离心力产生油气分离作用；
其特征在于：
上台阶与其上方的上轴承的轴承内圈之间压设有上波形弹簧，下台阶与其下方的下轴承的轴承内圈之间压设有下波形弹簧。
2.根据权利要求1所述的避免磨损的油驱式油气分离器，其特征在于：所述驱动机构包括螺纹连接在中心轴底部的叶轮和安装在壳体上的喷嘴，喷嘴与机动车润滑油路中的高压段相连接，喷嘴的喷射方向朝向叶轮并偏离中心轴的中心线；叶轮位于下轴承座的下方。
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