DE202008013026U1 - Centrifugal separator for the separation of dirt particles in fluids - Google Patents
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Abstract
Zentrifugalabscheider zur Abscheidung von Schmutzteilchen in Fluiden, insbesondere von Schmutzteilchen in Öl in einem Aggregat eines Fahrzeugs, mit einem drehbaren Rotor mit einem Rotorgehäuse (1), in das mindestens eine Strömungsöffnung (12) für das Fluid eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse (1) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die radial außenliegende Innenseite des Rotorgehäuses (1) eine Schmutzablagerungswand (3a) bildet, wobei ein Teil (3) des Rotorgehäuses (1) zu öffnen ist, und dass in das Rotorgehäuse (1) eine austauschbare Kartusche (14) einsetzbar ist, die mit Zuström- und Abströmöffnungen (20, 21) versehen ist, von denen mindestens eine Öffnung (21) mit einer Strömungsöffnung (12) des Rotorgehäuses (1) korrespondiert.Centrifugal separator for the separation of dirt particles in fluids, in particular of dirt particles in oil in an assembly of a vehicle, with a rotatable rotor with a rotor housing (1), in which at least one flow opening (12) is introduced for the fluid, characterized in that the rotor housing (1) is formed in two parts, wherein the radially outer side of the rotor housing (1) forms a dirt deposit wall (3a), wherein a part (3) of the rotor housing (1) is to be opened, and that in the rotor housing (1) an exchangeable cartridge (14) is used, which is provided with inflow and outflow openings (20, 21), of which at least one opening (21) with a flow opening (12) of the rotor housing (1) corresponds.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalabscheider zur Abscheidung von Schmutzteilchen in Fluiden, insbesondere von Schmutzteilchen in Öl in einem Aggregat eines Fahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a centrifugal separator for separation of dirt particles in fluids, in particular of dirt particles in oil in an aggregate of a vehicle, according to the generic term of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
In
der
Da die Zentrifugalabscheider im Gebrauch von den Schmutzteilchen zugesetzt werden, ist es erforderlich, diese einer regelmäßigen Reinigung zu unterziehen, wofür jedoch der Abscheiderzylinder aus dem Abscheidergehäuse ausgebaut, anschließend gereinigt und schließlich wieder in das Gehäuse eingesetzt werden muss. Dies ist mit einem verhältnismäßig hohen Wartungs- und Reinigungsaufwand verbunden.There the centrifugal separator added in use of the dirt particles it is necessary to do this one regular To undergo cleaning, but for what the separator cylinder off dismantled the separator housing, then cleaned and finally returned to the case must be used. This is with a relative high maintenance and cleaning effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen unter unterschiedlichen Einsatzbedingungen verwendbaren Zentrifugalabscheider zu schaffen, der in einfacher Weise von Schmutzablagerungen befreit werden kann.Of the Invention is based on the object with simple constructive Measures one under different conditions of use to create usable centrifugal separator, which in simple Can be freed from dirt deposits.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.
Der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider wird zur Abscheidung von Schmutzteilchen in Fluiden eingesetzt, insbesondere von Schmutzteilchen, welche sich in Öl befinden, das in einem Aggregat eines Fahrzeuges verwendet wird, beispielsweise Motoröl in einer Brennkraftmaschine. Der Zentrifugalabscheider ist mit einem drehbaren Rotor mit einem Rotorgehäuse versehen, in das mindestens eine Strömungsöffnung für das zu reinigende Fluid eingebracht ist. In dem ungereinigten Fluid werden durch die Rotation des Rotors unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte die üblicherweise mit höherer Dichte versehenen Schmutzteilchen radial nach außen an die außen liegende Innenwand des Rotorgehäuses geschleu dert und lagern sich dort ab. Das von den Schmutzteilchen gereinigte Fluid strömt anschließend aus dem Rotorgehäuse ab.Of the centrifugal separator according to the invention becomes Deposition of dirt particles used in fluids, in particular of dirt particles which are in oil, the in an aggregate of a vehicle is used, such as engine oil in an internal combustion engine. The centrifugal separator is equipped with a rotatable rotor provided with a rotor housing in the at least one flow opening for the fluid to be cleaned is introduced. In the unpurified fluid are due to the rotation of the rotor under the action of centrifugal forces usually provided with higher density Dirt particles radially outward to the outside lying inner wall of the rotor housing geschleu changed and store leave there. The fluid cleaned by the dirt particles flows then from the rotor housing.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Rotorgehäuse zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil des Rotorgehäuses zu öffnen ist. In das Rotorgehäuse ist eine austauschbare Kartusche einsetzbar, die mit Zuström- und Abströmöffnungen versehen ist, welche mit den Zuström- und Abströmöffnungen des Rotorgehäuses korrespondieren. Zugleich ist vorgesehen, dass die radial außen liegende Innenwand des Rotorgehäuses eine Schmutzablagerungswand bildet.According to the invention provided that the rotor housing formed in two parts is to open a part of the rotor housing is. In the rotor housing is a replaceable cartridge can be used, with the inflow and outflow openings is provided, which with the inflow and outflow openings of the rotor housing correspond. At the same time, it is planned that the radially outer inner wall of the rotor housing forms a dirt deposit wall.
Diese Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Es ist möglich, den Zentrifugalabscheider sowohl mit eingesetzter Kartusche als auch ohne Kartusche zu betreiben, wobei die Funktion des Zentrifugalabscheiders grundsätzlich in beiden Betriebsweisen vollständig gewährleistet ist. Sofern auf ein Einsetzen der Kartusche verzichtet wird, lagern sich die Schmutzteilchen in dem Fluid an der radial außen liegenden Innenwand des Rotorgehäuses ab, die zu diesem Zweck als Schmutzablagerungswand verwendet wird. Die Schmutzablagerungswand erstreckt sich hierbei entweder nur über die Innenseite eines der Bauteile des Rotorgehäuses oder auch über beide Bauteile.These Design has several advantages. It is possible, the centrifugal both with inserted cartridge as Even without a cartridge to operate, the function of the centrifugal separator basically complete in both modes is guaranteed. Unless an insertion of the cartridge is omitted, the dirt particles accumulate in the fluid the radially outer inner wall of the rotor housing which is used for this purpose as a dirt deposit wall. The dirt deposit wall extends here only over the inside of one of the components of the rotor housing or also over both components.
Sofern dagegen die Kartusche in den Zentrifugalabscheider eingesetzt ist, dient die Kartusche zur Aufnahme der Schmutzteilchen. Die Kartusche ist drehfest mit dem Rotorgehäuse verbunden und übt daher die gleiche Ro tationsbewegung wie das Rotorgehäuse aus, so dass die Schmutzteilchen im Fluid innerhalb der Kartusche in entsprechender Weise an der radial außen liegenden Innenwand der Kartusche abgelagert werden. Die Kartusche bildet ein austausch- bzw. wechselbares Einsatzteil, das optional in das Rotorgehäuse einsetzbar ist.Provided whereas the cartridge is inserted in the centrifugal separator, the cartridge serves to hold the dirt particles. The cartouche is rotatably connected to the rotor housing and exercises Therefore, the same Ro tationsbewegung as the rotor housing out, leaving the debris in the fluid inside the cartridge in a corresponding manner on the radially outer inner wall the cartridge are deposited. The cartridge forms an exchange or exchangeable insert, the optional in the rotor housing can be used.
Die Austausch- bzw. Wechselbarkeit der Kartusche setzt voraus, dass das Rotorgehäuse geöffnet werden kann. Zu diesem Zweck ist das Rotorgehäuse zweiteilig ausgebildet und umfasst in einer vorteilhaften Ausführung eine Bodenplatte sowie einen auf die Bodenplatte aufsetzbaren, zu öffnenden Rotortopf. Die Bodenplatte ist zweckmäßigerweise an einer Welle angeordnet, die bevorzugt elektromotorisch angetrieben wird und im montierten Zustand den Rotor antreibt. Die Welle dient insbesondere zugleich als Fluidkanal für das zu reinigende Fluid. Der Rotor kann jedoch auch über den Fluidstrom direkt angetrieben werden. Zur Sicherung des Rotortopfes im montierten Zustand ist ein Befestigungselement vorgesehen, das in vorteilhafter Ausführung als ein Schraubring ausgeführt ist, der auf die Welle aufzuschrauben ist und dadurch den Rotortopf axial festklemmt.The replacement or exchangeability of the cartridge requires that the rotor housing can be opened. For this purpose, the rotor housing is formed in two parts and, in an advantageous embodiment, comprises a base plate and a rotor pot which can be placed on the base plate and can be opened. The bottom plate is expediently arranged on a shaft, which is preferably driven by an electric motor and drives the rotor in the mounted state. The shaft serves in particular at the same time as a fluid channel for the fluid to be cleaned. Of the However, the rotor can also be driven directly via the fluid flow. To secure the rotor pot in the assembled state, a fastening element is provided, which is designed in an advantageous embodiment as a threaded ring which is screwed onto the shaft and thereby clamps the rotor pot axially.
Die Dimensionen der Kartusche sind an das Rotorgehäuse angepasst, um ein Einsetzen der Kartusche in das Rotorgehäuse zu ermöglichen. Hierbei kann es zweckmäßig sein, dass die Außenkontur der Kartusche der Innenkontur des Rotortopfes nachgebildet ist, so dass im eingesetzten Zustand die Außenwand der Kartusche flächig an der Innenwand des Rotor gehäuses anliegt oder zumindest nur ein geringer Luftspalt zwischen Außenseite der Kartusche und Innenseite des Rotorgehäuses besteht. In dieser Ausführung weist die Kartusche beinahe das gleiche Fassungsvermögen wie das Rotorgehäuse auf, das verglichen mit dem Rotorgehäuse lediglich um die Kartuschenwandstärke reduziert ist.The Dimensions of the cartridge are adapted to the rotor housing, to allow insertion of the cartridge into the rotor housing. It may be expedient that the outer contour the cartridge of the inner contour of the Rotortopfes is modeled so that when inserted the outer wall of the cartridge flat against the inner wall of the rotor housing or at least only a small air gap between the outside the cartridge and inside of the rotor housing consists. In this embodiment, the cartridge is almost the same Capacity like the rotor housing, the compared to the rotor housing only around the cartridge wall thickness is reduced.
Gemäß einer alternativen Ausführung ist es aber auch möglich, dass die Außenkontur der Kartusche von der Innenkontur des Rotorgehäuses abweicht, so lange gewährleistet ist, dass die Kartusche in das Rotorgehäuse einsetzbar ist. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, den oberen, der Bodenplatte gegenüberliegenden Abschnitt des Rotortopfes kegelförmig auszubilden, wohingegen die Kartusche aus Gründen einer einfacheren Herstellung zylindrisch bzw. scheibenförmig ausgebildet sein kann.According to one alternative version, it is also possible that the outer contour of the cartridge of the inner contour of the rotor housing deviates, as long as ensured is that the cartridge can be inserted into the rotor housing is. For example, it may be appropriate the upper, the bottom plate opposite section of the rotor pot conical form, whereas the Cartridge cylindrical for ease of manufacture or may be disc-shaped.
Um volle Funktionstüchtigkeit im eingesetzten Zustand sicherzustellen, besitzt die Kartusche zumindest eine gleiche Strömungsöffnung wie das Rotorgehäuse für die Zufuhr bzw. die Ableitung des zu reinigenden Fluids. Mit dem Einsetzen der Kartusche in das Rotorgehäuse fluchten die Strömungsöffnungen von Kartusche und Rotorgehäuse miteinander, so dass ein durchgehender Strömungsweg in das Innere der Kartusche bzw. aus der Kartusche heraus gegeben ist. Bei den Strömungsöffnungen handelt es sich um Zuström- und/oder Abströmöffnungen.Around ensure full functionality in the inserted state the cartridge has at least one same flow opening like the rotor housing for the supply and the discharge of the fluid to be cleaned. With the insertion of the cartridge in the Rotor housings are aligned with the flow openings of cartridge and rotor housing together, leaving a continuous flow path into the interior of the cartridge or is given out of the cartridge out. At the flow openings act these are inflow and / or outflow openings.
Zur Abstützung der Kartusche an der Innenwand des Rotorgehäuses können Stützmittel vorgesehen sein, die vorzugsweise einteilig mit der Außenwand der Kartusche ausgebildet sind. Diese Stützmittel sind beispielsweise als die Außenkontur der Kartusche geringfügig überragende Absätze ausgebildet, welche an der Kartuschenwandung angeformt sind. Auf diese Weise ist eine definierte Abstützung an ausgewählten Positionen zwischen der Kartusche und dem Rotorgehäuse gewährleistet.to Support of the cartridge on the inner wall of the rotor housing may be provided support means, preferably are integrally formed with the outer wall of the cartridge. These support means are for example as the outer contour the cartridge slightly protruding heels formed, which are integrally formed on the Kartuschenwandung. On this way is a defined support on selected ones Positions between the cartridge and the rotor housing guaranteed.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, zwischen der Außenwand der Kartusche und einem zur Kartusche benachbarten Bauteil mindestens ein Dichtmittel vorzusehen, beispielsweise ein Dichtring, der um die tragende Welle aufgeschoben ist und einen dichten Abschluss zwischen der Außenwand der Welle und der Innenwand der Kartusche bildet. Dieser Dichtring ist bevorzugt unmittelbar benachbart zu einer Durchströmöffnung in der Wandung der Welle positioniert, über die das Fluid vom Fluidkanal durch die Welle in die Kartusche hineingeleitet bzw. in Gegenrichtung aus der Kartusche abgeleitet wird. Derartige Ringe, die um die Welle gelegt sind, werden bevorzugt in der Ausführungsvariante verwendet, in der der Rotortopf auf seiner der Welle zugewandten Innenweite keine durchgehende axiale Wandung aufweist, sondern vielmehr offen ausgebildet ist, wohingegen die Kartusche in Form eines Hohlzylinders mit einer zentrischen Ausnehmung zur Aufnahme der Welle ausgestattet ist.Of Furthermore, it may be appropriate between the Outer wall of the cartridge and one adjacent to the cartridge Component to provide at least one sealant, such as a Sealing ring, which is pushed around the supporting shaft and a tight seal between the outer wall of the shaft and the inner wall of the cartridge forms. This sealing ring is preferred immediately adjacent to a flow opening positioned in the wall of the shaft, over which the fluid from the fluid channel through the shaft into the cartridge guided or is derived in the opposite direction from the cartridge. Such rings, which are placed around the shaft, are preferred in the embodiment used in which the rotor pot on its inner side facing the shaft has no continuous axial wall, but rather open is formed, whereas the cartridge in the form of a hollow cylinder equipped with a central recess for receiving the shaft is.
Die Kartusche ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, was zum einen eine einfache und kostengünstige Herstellung sicherstellt und zum andern eine gute Umweltverträglichkeit gewährleistet, da derartige Kartuschen vollständig veraschbar sind. Es kann zweckmäßig sein, die Kartusche mit einer Sichteinrichtung zur Darstellung des aktuellen Verschmutzungsgrades auszustatten, beispielsweise mit einem Sichtfenster, über das von außen der Schmutzbefüllungsgrad innerhalb der Kartusche zu erkennen ist. Möglich ist aber auch eine vollständige oder abschnittsweise Herstellung der Kartusche aus einem durchsichtigen Material, insbesondere einem durchsichtigen Kunststoff.The Cartridge is preferably made of plastic, resulting in a ensures a simple and inexpensive production and on the other hand ensures good environmental compatibility, since such cartridges are completely incinerable. It can be expedient, the cartridge with a viewing device to provide a representation of the current degree of pollution, for example, with a viewing window, over the outside to detect the degree of dirt filling inside the cartridge is. But it is also possible a complete or Sectionally producing the cartridge from a transparent Material, in particular a transparent plastic.
Das Rotorgehäuse besteht dagegen bevorzugt aus Metall, um die im Betrieb auftretenden Kräfte sicher aufnehmen zu können. Da sich die Kartusche im eingesetzten Zustand am Rotorgehäuse abstützt, ist eine Fertigung der Kartusche aus einem im Vergleich zum Rotormaterial weniger belastbaren Material ausreichend.The By contrast, rotor housing is preferably made of metal to the To be able to safely absorb forces occurring during operation. Since the cartridge in the inserted state on the rotor housing is a manufacture of the cartridge from a comparison sufficient for the rotor material less resilient material.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist in die Abströmöffnung der Kartusche ein Dichtventil integriert, das im eingesetzten Zustand der Kartusche zur Abströmung des gereinigten Fluids in Öffnungsstellung überführbar ist. Die Überführung in die Öffnungsstellung kann je nach Ausführung des Dichtventils auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise automatisch durch das Einsetzen der Kartusche in das Rotorgehäuse, indem ein Teil des Rotorgehäuses das Dichtventil in die Öffnungsstellung überführt. Möglich ist es auch, den in der Kartusche herrschenden Druck des zu reinigenden Fluids für das Öffnen des Dichtventils auszunutzen.According to one further expedient embodiment in the outflow opening of the cartridge, a sealing valve integrated, that in the inserted state of the cartridge to the outflow the purified fluid in the open position can be transferred is. The transfer to the open position can vary depending on the design of the sealing valve Way done, for example, automatically by inserting the cartridge in the rotor housing, adding a part of the rotor housing the sealing valve is transferred to the open position. It is also possible, the prevailing in the cartridge Pressure of the fluid to be cleaned for opening exploit the sealing valve.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.Further advantages and expedient Ausfüh ments are to be found in the further claims, the description of the figures and the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same components with the same reference numerals.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In
Das
Rotorgehäuse
Etwa
in der Mitte der Welle
An
der der Bodenplatte
In
die Bodenplatte
Nach
dem Durchtritt durch die Abströmöffnungen
Das
Rotorgehäuse
In
In
den Boden
Die
Innenseite der radial außen liegenden Außenwand
In
die Abströmöffnungen
An
der Außenseite der Außenwand
An
der radial innen liegenden Seite der Innenwand
In
Auf
die Welle
Die
Strömungszufuhr erfolgt wie mit den Pfeilen eingetragen
zunächst über den Bodenbereich im Unterteil des
Abscheidergehäuses
Das
Dichtventil
Das
Einsetzen der Kartusche
In
den
Mit
dem Herausnehmen der Kartusche aus dem Rotorgehäuse gelangt
der Dom in der Bodenplatte
Im
Ausführungsbeispiel gemäß den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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R151 | Term of protection extended to 8 years |
Effective date: 20141104 |
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R152 | Term of protection extended to 10 years | ||
R071 | Expiry of right |