DE1123625B

DE1123625B - Centrifugal cleaner for liquids, especially for lubricating oils

Info

Publication number: DE1123625B
Application number: DEF31455A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Bach; Josef Basilico; Dipl-Ing Dieter Herth; Richard Hoeferer
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1960-06-18
Filing date: 1960-06-18
Publication date: 1962-02-08

Description

Fliehkraftreiniger für Flüssigkeiten, insbesondere für Schmieröl Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftreiniger für Flüssigkeiten, insbesondere für Schmieröl, mit einem als Hohlkörper ausgebildeten drehbaren Rotor, der durch die durch seine Drehachse in seinen Hohlraum einströmende und durch mindestens eine an seiner Unterseite vorgesehene Reaktionsdüse ausströmende Flüssigkeit in Drehbewegung versetzt wird.Centrifugal cleaners for liquids, especially for lubricating oil The invention relates to a centrifugal cleaner for liquids, in particular for lubricating oil, with a rotatable rotor in the form of a hollow body, which passes through the one flowing into its cavity through its axis of rotation and through at least one on its underside provided reaction nozzle flowing out liquid in rotary motion is moved.

Da die Fliehkraft mit dem Quadrat der Drehzahl steigt, ist es wichtig, daß der Rotor eine möglichst hohe Drehzahl erreicht. Es hat sich nun herausgestellt, daß der aus der Düse austretende Flüssigkeitsstrahl dazu neigt, in einem gewissen Abstand von der Mündung der Düsenbohrung aufzureißen. Infolge der damit verbundenen Ausbreitung des Flüssigkeitsstrahles ist es unvermeidlich, daß Flüssigkeitströpfchen auf Rotorteile aufprallen und eine Bremswirkung hervorrufen.Since the centrifugal force increases with the square of the speed, it is important to that the rotor reaches the highest possible speed. It has now turned out that the liquid jet emerging from the nozzle tends to a certain extent Tear open the distance from the mouth of the nozzle bore. As a result of the associated Propagation of the liquid jet, it is inevitable that liquid droplets impact on rotor parts and cause a braking effect.

Die Erfindung bezweckt, dieser Bremswirkung zu begegnen, und erreicht dies dadurch, daß die Achse der Düsenbohrung gegenüber der Umfangsrichtung des Rotors nach außen und/oder gegenüber dem Rotorboden nach unten gerichtet ist. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitsstrahl aus dem Bereich der ihm entgegenlaufenden Rotorteile herausgehalten, so daß er diese nicht mehr trifft. Die beste Wirkung wird erreicht, wenn die beiden Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden. Das Schwenken der Düsenachse vom Rotorboden weg nach unten hat außerdem den Vorteil, daß eine nach oben gerichtete Komponente der Rückstoßkraft den Rotor anzuheben versucht und dadurch eine Entlastung des unteren Axiallagers bewirkt, die den Anlaufwiderstand herabsetzt.The invention aims to counteract this braking effect, and achieves it this is because the axis of the nozzle bore is opposite to the circumferential direction of the rotor is directed outwards and / or downwards with respect to the rotor base. To this The jet of liquid is removed from the area of the rotor parts running in the opposite direction kept out so that it no longer hits them. The best effect is achieved if the two measures are applied at the same time. The pivoting of the nozzle axis away from the rotor bottom also has the advantage that an upward Component of the recoil force tries to lift the rotor, thereby relieving the load of the lower thrust bearing, which reduces the starting resistance.

Bei Anwendung der beiden Maßnahmen müssen jedoch Grenzen eingehalten werden. Das Abweichen der Düsenachse von der Umfangsrichtung darf nicht so weit getrieben werden, daß die damit verbundene Verkleinerung der Umfangskomponente zugunsten einer unwirksamen radialen Komponente der Rückstoßkraft trotz Wegfall der Bremsreibung drehzahlmindernd in Erscheinung tritt. Es hat sich gezeigt, daß optimale Verhältnisse erreicht werden, wenn die Achse der Düsenbohrung gegenüber einer durch die Mitte der Düsenbohrung in der Mündungsfläche gelegten Tangente in einem Winkel von 5 bis 15° nach außen gerichtet ist. Das Schwenken der Düsenachse vom Rotorboden weg nach unten hat in ähnlicher Weise eine Verkleinerung der Umfangskomponente zugunsten einer axialen Komponente zur Folge. Hierbei ist noch zu berücksichtigen, daß die axiale Komponente nicht den Rotor so stark nach oben drückt, daß das obere Axiallager unerwünscht belastet wird, was zusätzlich drehzahlmindernd wirken würde. Als günstig hat es sich erwiesen, den Winkel zwischen der Düsenachse und der waagerechten Ebene in den Grenzen von 2 bis 10° zu wählen.When using the two measures, however, limits must be observed will. The deviation of the nozzle axis from the circumferential direction must not be so great be driven that the associated reduction in size of the circumferential component in favor an ineffective radial component of the recoil force despite the absence of braking friction reduces the speed. It has been shown that the ratios are optimal can be achieved when the axis of the nozzle bore is opposite one through the middle the nozzle bore in the mouth surface laid tangent at an angle of 5 to 15 ° is directed outwards. The pivoting of the nozzle axis away from the rotor base below has similarly downsizing the girth component in favor an axial component result. It should also be taken into account that the axial component does not push the rotor upwards so strongly that the upper thrust bearing is undesirably loaded, which would also reduce the speed. As cheap it has been found to be the angle between the nozzle axis and the horizontal plane to be chosen within the limits of 2 to 10 °.

Für die Lage der Düsenbohrung innerhalb der Mündungsfläche des Düsenkörpers sowie für die Form des Düsenkörpers haben sich ferner einige Bemessungsregeln als drehzahlsteigernd herausgestellt, die nachstehend näher erläutert werden.For the position of the nozzle bore within the mouth surface of the nozzle body as well as for the shape of the nozzle body have also some design rules as highlighted speed increasing, which are explained in more detail below.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Fliehkraftreiniger bekannter Bauart, Fig. 2 eine Teilansicht von unten gegen den Rotorboden mit dem Düsenkörper im Schnitt, wobei die Achse der Düsenbohrung gegen die Umfangsrichtung nach außen gerichtet ist, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 11I-111 in Fig. 2 mit gegenüber dem Rotorboden geneigt verlaufender Düsenachse, Fig. 4 eine Stirnansicht des Düsenkörpers in einem größeren Maßstab.The invention is based on an embodiment shown in the drawing described. 1 shows an axial section through a known centrifugal cleaner Design, Fig. 2 is a partial view from below against the rotor base with the nozzle body in section, with the axis of the nozzle bore outwards against the circumferential direction is directed, Fig. 3 is a section along the line 11I-111 in Fig. 2 with opposite The nozzle axis running inclined to the rotor base, FIG. 4 is an end view of the nozzle body on a larger scale.

Der Fliehkraftreiniger (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 mit einem Gehäusedeckel 2 sowie einem als Hohlkörper ausgebildeten Rotor, der aus einem topfförmigen zylindrischen Teil 3 und einem Deckel 4 zusammengesetzt ist. Der Rotor 3, 4 ist auf einer feststehenden hohlen Achse 5 frei drehbar gelagert, die unten in einem in den Gehäusehohlraum hineinragenden Ansatz 6 des Gehäusebodens festsitzt, oben mit einem massiven Ende durch den Gehäusedeckel 2 hindurchgreift und durch eine Mutter 7 festgelegt ist. Die hohle Achse 5 ist an einem im Gehäuseboden vorgesehenen Flüssigkeitseinlaßkanal8 angeschlossen und hat in den Rotorhohlraum ausmündende Öffnungen 9. Innerhalb des Rotors befinden sich parallel zur Rotorachse verlaufende rohrförmige Auslaßkanäle 10, die den Rotorboden durchsetzen und unterhalb des Rotorbodens in in Umfangsrichtung zeigende Reaktionsdüsen 11 ausmünden. Der den Rotor umgebende Gehäuseraum mündet in einen Austrittskanal 12.The centrifugal cleaner (Fig. 1) consists essentially of one Housing 1 with a housing cover 2 and a rotor designed as a hollow body, composed of a cup-shaped cylindrical part 3 and a cover 4 is. The rotor 3, 4 is freely rotatable on a stationary hollow shaft 5, the bottom in a protruding into the housing cavity extension 6 of the housing bottom stuck at the top with a massive end through the housing cover 2 reaches through and is fixed by a nut 7. The hollow shaft 5 is on a liquid inlet channel 8 provided in the housing bottom and has Openings 9 opening into the rotor cavity are located inside the rotor tubular outlet channels 10 extending parallel to the rotor axis and forming the rotor base enforce and below the rotor base in reaction nozzles pointing in the circumferential direction 11 flow out. The housing space surrounding the rotor opens into an outlet channel 12th

Die zu reinigende Flüssigkeit strömt in Pfeilrichtung über den Einlaßkanal 8, die hohle Achse 5 und deren Öffnungen 9 in den Rotorhohlraum ein und verläßt diesen durch die Auslaßkanäle 10 und die Reaktionsdüsen 11, um durch den Austrittkanal 12 abzufließen. Durch die tangentiale Schubkraft der aus den Reaktionsdüsen 11 ausströmenden Flüssigkeit wird der Rotor 3, 4 in Drehbewegung versetzt.The liquid to be cleaned flows in the direction of the arrow over the inlet channel 8, the hollow shaft 5 and its openings 9 in and out of the rotor cavity this through the outlet channels 10 and the reaction nozzles 11 to through the outlet channel 12 drain. Due to the tangential thrust of the flowing out of the reaction nozzles 11 The rotor 3, 4 is set in rotary motion with liquid.

Der Düsenkörper 15 ist beim Ausführungsbeispiel in den nach unten durch den Rotorboden hindurchgehenden Fortsatz des zugehörigen Auslaßkanals 10 eingesetzt. Die Bohrung 16 des Düsenkörpers hat eine verengte Austrittsmündung 17. Durch die Mitte der Mündung 17 in der Mündungsfläche des Düsenkörpers 15 ist in Fig. 2 ein zur Rotorachse A konzentrischer Kreis K gelegt. Zwischen der Achse der Düsenbohrung und einer in der Mitte der Düsenbohrung in der Mündungsfläche den Kreis K berührenden Tangente T ist ein Winkel a gebildet, der beim Ausführungsbeispiel etwa 10° beträgt. Der aus der Mündung 17 austretende Flüssigkeitsstrahl hat also nicht die Richtung der Tangente T, sondern er bewegt sich von dieser weg nach außen. Nachfolgende Rotörteile, vor allem nachfolgende Düsenkörper, bleiben daher außerhalb des Flüssigkeitsstrahles. Es kann also eine drehzahlmindernde Bremswirkung durch Beaufschlagung nachfolgender Düsenkörper nicht auftreten.In the exemplary embodiment, the nozzle body 15 is in the downward direction Extension of the associated outlet channel 10 extending through the rotor base is inserted. The bore 16 of the nozzle body has a narrowed outlet port 17. Through the The center of the mouth 17 in the mouth surface of the nozzle body 15 is shown in FIG A circle K concentric to the rotor axis A is laid. Between the axis of the nozzle bore and one in the center of the nozzle bore in the mouth surface touching the circle K Tangent T is an angle a which is approximately 10 ° in the exemplary embodiment. The liquid jet emerging from the mouth 17 does not have the direction the tangent T, but it moves away from this outwards. The following rotor parts, especially the following nozzle bodies, therefore, remain outside of the liquid jet. It can therefore have a speed-reducing braking effect by applying the following Nozzle body does not occur.

In Fig. 3 ist die Achse der Düsenbohrung vom Boden des Rotors nach unten weggeschwenkt. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel ß zwischen der Achse der Düsenbohrung und einer parallel zum Rotorboden verlaufenden, also waagerechten Ebene B etwa 6°. Der aus der Düse austretende Flüssigkeitsstrahl bewegt sich also vom Rotorboden weg. Hierdurch ist verhindert, daß Flüssigkeitströpfchen des sich ausbreitenden Flüssigkeitsstrahles den Rotorboden treffen, auch wenn die Düsenbohrung sehr nahe am Rotorboden ausmündet. Auch an nach unten aus dem Rotorboden axial vorspringenden Düsenansätzen geht der Flüssigkeitsstrahl im allgemeinen vorbei, ganz sicher aber, wenn gleichzeitig auch die in Fig.2 gezeigte Abweichung der Düsenachse von der Umfangsrichtung angewendet wird.In Fig. 3, the axis of the nozzle bore is from the bottom of the rotor swiveled away at the bottom. In the embodiment, the angle ß is between the Axis of the nozzle bore and one that runs parallel to the rotor base, i.e. is horizontal Level B about 6 °. The jet of liquid emerging from the nozzle therefore moves away from the rotor base. This prevents liquid droplets from becoming spreading liquid jet hit the rotor base, even if the nozzle bore opens out very close to the rotor base. Also on axially protruding downward from the rotor base The liquid jet generally bypasses the nozzle attachments, but most certainly if at the same time the deviation of the nozzle axis from the circumferential direction shown in FIG is applied.

An Hand von Fig. 4, die eine Stirnansicht der Düse gegen ihre Mündungsfläche zeigt, ist eine dem Erfindungszweck entgegenkommende Bemessungsregel für die Mündungsfläche des Düsenkörpers erläutert, die gewährleistet, daß der aus der Düsenbohrung austretende Flüssigkeitsstrahl weitgehend zusammengehalten wird bzw. erst in beträchtlicher Entfernung von der Mündungsfläche der Düse, wo eine Beaufschlagung von Rotorteilen nicht mehr stattfinden kann, merklich aufreißt. Es wurde ermittelt, daß der Rand der Mündungsfläche des Düsenkörpers, d. h. der Fläche, aus der die Düsenbohrung ausmündet, von der Achse der Düsenbohrung an seinen von der Rotorachse und dem Rotorboden abgekehrten Stellen einen Abstand a und b haben sollte, der kleiner ist als der 1,5fache Durchmesser d der Düsenbohrung 17. Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, daß die Mündungsfläche im Verhältnis zum Querschnitt des Flüssigkeitsstrahles möglichst klein bemessen ist. Die Mündungsfläche F des Düsenkörpers sollte nicht größer sein als die 15fache Querschnittfläche F, der Düsenbohrung.4, which shows an end view of the nozzle against its mouth surface, a dimensioning rule for the mouth surface of the nozzle body which meets the purpose of the invention is explained, which ensures that the liquid jet emerging from the nozzle bore is largely held together or only at a considerable distance from the opening area of the nozzle, where the application of rotor parts can no longer take place, noticeably tears open. It was determined that the edge of the mouth surface of the nozzle body, that is, the surface from which the nozzle bore emerges, from the axis of the nozzle bore at its points remote from the rotor axis and the rotor base should have a distance a and b which is smaller than that 1.5 times the diameter d of the nozzle bore 17. In addition, it has proven to be advantageous that the opening area is dimensioned as small as possible in relation to the cross section of the liquid jet. The opening area F of the nozzle body should not be larger than 15 times the cross-sectional area F, the nozzle bore.

Im gleichen Sinn wirkt es sich aus, wenn der Düsenkörper 15 nach seiner Mündungsfläche hin kegelig verjüngt ist und dabei der Kegelwinkel y höchstens 90° beträgt. Diese bei Einsetzdüsenkörpern durch Drehbearbeitung leicht herstellbare Form ergibt eine gute Annäherung an eine strömungsgünstige Stromlinienform (s. Fig. 2),In the same sense, it has an effect when the nozzle body 15 after his Muzzle surface is tapered conically and the cone angle y at most 90 ° amounts to. These can easily be produced by turning with insert nozzle bodies Shape is a good approximation of a streamlined shape that is favorable to the flow (see Fig. 2),

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Centrifugal cleaners for liquids, in particular for lubricating oil, with a rotatable rotor in the form of a hollow body, which passes through the one flowing into its cavity through its axis of rotation and through at least one on its underside provided reaction nozzle flowing out liquid in rotary motion is offset, characterized in that the axis of the nozzle bore (16, 17) opposite a tangent laid through the center of the nozzle bore in the mouth surface in an angle (a) of 5 to 15 ° to the outside and / or with respect to the rotor base in one Angle (ß) is directed downwards from 2 to 10 °.

2. Centrifugal cleaner according to claim 1, characterized in that the edge of the mouth surface (F) of the nozzle body (15) from the axis of the nozzle bore at its points remote from the rotor axis and the rotor base has a distance (a or b) which is smaller is than 1.5 times the diameter (d) of the nozzle bore.

3. Centrifugal cleaner according to claim 1 and 2, characterized in that the opening area (F) of the nozzle body is smaller is than 15 times the cross-sectional area (F.) of the nozzle bore (17).

4. Centrifugal cleaner according to claim 1 to 3, characterized in that the nozzle body (15) z. B. at Training as a rotating part is tapered conically towards its mouth surface, wherein the cone angle (y) is at most 90 °.