RU2392058C2

RU2392058C2 - Electric centrifugal machine for cleaning crankcase oil of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2392058C2
Application number: RU2008130275/12A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Лаптев (RU); Владимир Александрович Лаптев; Кирилл Владимирович Лаптев (RU); Кирилл Владимирович Лаптев
Original assignee: Владимир Александрович Лаптев; Кирилл Владимирович Лаптев
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-06-20
Also published as: RU2008130275A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to engine building and may be used for cleaning crankcase oil of internal combustion engine. Electric centrifugal machine designed to separate crankcase oil consists of a body, a sludge chamber, a hollow shaft, a rotor mounted on the said hollow shaft with holes and a vertically movable scraper for cleaning rotor from contamination. The above mentioned vertically movable scraper is installed inside rotor and retained in the upper position by spring. During cleaning, the scraper is moved to the lowest position and retained there by delayed-action latches. It creates 3 to 30 mm layer of centrifuged oil. The rotor is provided with double bottom. The upper bottom is movable and retained in the upper position by spring and by delayed-action latches in the separation mode. Holes for contamination removal are arranged between parts of double bottom in the lower part of rotor.

EFFECT: improved effectiveness and quality of separation process and reduced power to drive.

1 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для очистки картерного масла двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Электроцентрифуга содержит корпус, шламовую камеру, полый вал, ротор, патрубки подвода и отвода масла. Вал с ротором приводится во вращение электродвигателем. Ротор имеет вертикально-подвижный скребок и двойное дно для возможности удаления осадка в шламовую камеру через боковые отверстия, находящиеся в нижней части ротора. Вертикально-подвижный скребок имеет спицеобразную конструкцию и центральной частью укреплен на валу ротора, удерживаемый в верхнем положении пружиной. Нижнее дно ротора обеспечивает целостность конструкции ротора. Верхнее подвижное дно, удерживаемое в верхнем положении пружиной, служит для подвода масла в ротор, а также его дном, перекрывающим отверстия, находящиеся в нижней его части во время работы, а при опускании его в крайнее его нижнее положение обеспечивает выброс загрязнений в шламовую камеру. При очистке ротора от загрязнений вертикально-подвижный скребок и верхнее его дно опускается посредством пневматического привода, размещенного на крышке корпуса электроцентрифуги.The invention relates to engine building and can be used to clean crankcase oil of an internal combustion engine (ICE). The centrifuge contains a housing, a sludge chamber, a hollow shaft, a rotor, oil supply and exhaust pipes. A shaft with a rotor is driven by an electric motor. The rotor has a vertically movable scraper and a double bottom for the possibility of removing sediment into the sludge chamber through the side openings located in the lower part of the rotor. The vertically movable scraper has a spoke-like design and the central part is mounted on the rotor shaft, held in the upper position by a spring. The bottom bottom of the rotor ensures the integrity of the rotor structure. The upper movable bottom, held in the upper position by a spring, serves to supply oil to the rotor, as well as its bottom, which covers the openings located in its lower part during operation, and when lowering it to its extreme lower position provides an emission of contaminants into the sludge chamber. When cleaning the rotor from contaminants, the vertically movable scraper and its upper bottom are lowered by means of a pneumatic drive located on the cover of the electric centrifuge body.

Изобретение позволяет повысить качество очистки масла. Изобретение предназначено для использования в двигателях внутреннего сгорания в качестве высокоэффективного автоматического фильтра.The invention improves the quality of oil purification. The invention is intended for use in internal combustion engines as a highly efficient automatic filter.

Известна центрифуга (RU №2141038 С1) для очистки картерного масла, содержащая корпус со шламовой камерой, ротор со сплошным дном, установленным на полом валу, имеющим отверстия для подачи масла в ротор, патрубки подвода и отвода картерного масла, и расположенный в корпусе над ротором вертикально-подвижный скребок для очистки ротора от загрязнений после его остановки. Дно ротора имеет отверстия для выгрузки загрязнений, над которыми установлены подвижные скребки. В данной центрифуге степень сепарации недостаточна высока вследствие пленочного течения масла по стенкам ротора 5-6 мкм, а также не полного удаления осадка через отверстия в его дне.A known centrifuge (RU No. 2141038 C1) for cleaning crankcase oil, comprising a housing with a slurry chamber, a rotor with a continuous bottom mounted on a hollow shaft, having holes for supplying oil to the rotor, nozzles for supplying and discharging crankcase oil, and located in the housing above the rotor vertically movable scraper for cleaning the rotor from contamination after it stops. The rotor bottom has openings for discharge of contaminants, above which movable scrapers are installed. In this centrifuge, the degree of separation is not high enough due to the film flow of oil along the walls of the rotor 5-6 microns, as well as the incomplete removal of sediment through holes in its bottom.

Известна также центрифуга (RU №2173219 С1) для очистки картерного масла, содержащая корпус со шламовой камерой, ротор, установленный на полом валу, имеющий отверстия и снабженный лопастными крыльчатками, укрепленными на валу, и патрубками подвода и отвода картерного масла, и расположенный в корпусе над ротором вертикально-подвижный скребок для очистки ротора от осадка после его остановки, дно ротора образовано спицами. В верхней и нижней части ротора на валу укреплены подвижные пластины, перекрывающие сечение ротора в процессе его вращения для предотвращения слива масла и открывающее его для перемещения в роторе вертикально-подвижного скребка. В данной центрифуге из-за давления масла в роторе, возникающее вследствие его вращения, превышает усилия прижатия подвижных пластин на стенку ротора, вследствие чего образуются большие утечки масла между подвижными пластинами и стенкой ротора, что оказывает большое влияние на гидродинамику потока масла в роторе, и, как следствие этих утечек, уменьшение степени сепарации. Отрицательным проявлением данной конструкции также является большой унос неочищенного масла в отводящий патрубок и шламовую камеру.Also known is a centrifuge (RU No. 2173219 C1) for cleaning crankcase oil, comprising a housing with a slurry chamber, a rotor mounted on a hollow shaft, having openings and provided with vane impellers mounted on the shaft, and crankcase oil inlet and outlet pipes, and located in the housing above the rotor a vertically movable scraper to clean the rotor of sediment after it stops, the bottom of the rotor is formed by knitting needles. In the upper and lower parts of the rotor, movable plates are mounted on the shaft, overlapping the rotor section during its rotation to prevent oil drainage and opening it to move a vertically movable scraper in the rotor. In this centrifuge, due to the oil pressure in the rotor, which arises as a result of its rotation, it exceeds the efforts of pressing the movable plates on the rotor wall, resulting in large oil leaks between the movable plates and the rotor wall, which has a great effect on the hydrodynamics of the oil flow in the rotor, and as a consequence of these leaks, reducing the degree of separation. A negative manifestation of this design is also the large entrainment of crude oil into the discharge pipe and sludge chamber.

Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении эффективности и качества сепарации, а также уменьшении мощности на привод.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency and quality of separation, as well as reducing the power on the drive.

Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что электроцентрифуга для сепарации картерного масла, содержащая корпус, шламовую камеру, полый вал, ротор, установленный на полом валу с отверстиями, и вертикально-подвижный скребок для очистки ротора от загрязнений, согласно изобретения вертикально-подвижный скребок установлен внутри ротора, удерживаемый в верхнем положении пружиной, а при очистке загрязнений в нижнем положении инерционными защелками создает слой сепарируемого масла от 3 до 30 мм, при этом сам ротор имеет двойное дно, причем верхнее дно подвижное, удерживаемое в верхнем положении пружиной, в режиме сепарации инерционными защелками, а отверстия для выгрузки загрязнений расположены между двойным дном в нижней части ротора.The technical result of the claimed invention is achieved in that an electrocentrifuge for separating crankcase oil, comprising a housing, a slurry chamber, a hollow shaft, a rotor mounted on a hollow shaft with holes, and a vertically movable scraper to clean the rotor of dirt, according to the invention, a vertically movable scraper is installed inside the rotor, held in the upper position by a spring, and when cleaning contaminants in the lower position by inertial latches, it creates a layer of separated oil from 3 to 30 mm, while the rotor itself has double bottom, and the upper bottom is movable, held in the upper position by the spring, in the separation mode by inertial latches, and the holes for unloading contaminants are located between the double bottom in the lower part of the rotor.

При этом в электроцентрифуге для очистки масла в ДВС, содержащей корпус, шламовую камеру, полый вал, ротор и патрубки для подвода и отвода масла, ротор имеет вертикально-подвижный скребок, вращающийся вместе с ротором, и двойное дно для возможности удаления осадков в шламовую камеру через боковые отверстия, находящиеся в нижней его части. Вертикально-подвижный скребок помещен внутри ротора и имеет спицеобразную конструкцию, центральной частью, укрепленной на валу ротора, а периферийной дискообразной частью создает на стенке слой сепарируемого масла. Толщина слоя сепарируемого масла может конструктивно меняться внутренним диаметром дискообразной частью скребка от 3 до 30 мм в зависимости от вязкостных характеристик масла, температуры и его подачи на электроцентрифугу. Верхнее подвижное дно ротора, удерживаемое в верхнем положении пружиной, в рабочем режиме при повышении давления масла удерживается от просадки инерционными защелками, выдвигаемые на буртик ротора, что исключает утечки неочищенного масла в шламовую камеру.Moreover, in an electric centrifuge for oil purification in an internal combustion engine containing a housing, a slurry chamber, a hollow shaft, a rotor and nozzles for supplying and discharging oil, the rotor has a vertically movable scraper rotating with the rotor, and a double bottom to remove sediment into the slurry chamber through the side holes located in its lower part. A vertically movable scraper is placed inside the rotor and has a spoke-like design, with a central part mounted on the rotor shaft, and a peripheral disk-shaped part creating a layer of separated oil on the wall. The thickness of the layer of separated oil can be structurally changed by the inner diameter of the disk-shaped part of the scraper from 3 to 30 mm, depending on the viscosity characteristics of the oil, temperature and its supply to the electric centrifuge. The upper movable bottom of the rotor, which is held in the upper position by the spring, is in operation mode, when the oil pressure is increased, it is prevented from sagging by inertial latches that are pushed onto the rotor flange, which prevents leakage of the crude oil into the sludge chamber.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что вертикально-подвижный скребок, помещенный внутри ротора, имея, спицеобразную конструкцию, периферийной дискообразной частью создает на стенке ротора слой сепарируемого масла, толщина которого может конструктивно меняться от 3 до 30 мм, в зависимости от вязкостных, температурных и расходных характеристик масла.The essence of the invention lies in the fact that a vertically movable scraper placed inside the rotor, having a spoke design, with a peripheral disk-shaped part creates a layer of separated oil on the rotor wall, the thickness of which can structurally vary from 3 to 30 mm, depending on the viscosity, temperature and oil consumptions.

Для исключения утечек неочищенного масла в шламовую камеру ротор имеет двойное дно, причем верхнее подвижное дно, удерживаемое в верхнем положении пружиной, а в рабочем режиме дополнительно удерживается от просадки инерционными защелками.To prevent leaks of crude oil into the sludge chamber, the rotor has a double bottom, and the upper movable bottom is held in the upper position by a spring, and in the operating mode it is additionally prevented from sagging by inertial latches.

Изобретение поясняется чертежом, где изображено устройство в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which shows the device in section.

Электроцентрифуга состоит из корпуса 1, шламовой камеры 2, ротора 3, полого вала 4. Полый вал с ротором опирается на подшипники 5 и через шестерни приводится во вращение электродвигателем 6. Подача масла к полому валу осуществляется по подводящей трубе 7, расположенной в нижней части корпуса. Полый вал для прохода масла имеет отверстие 8 и далее через отверстие 9, в верхнем подвижном дне 10, масло подается в ротор.The electric centrifuge consists of a housing 1, a slurry chamber 2, a rotor 3, a hollow shaft 4. A hollow shaft with a rotor is supported by bearings 5 and rotated by gears 6 through gears. Oil is supplied to the hollow shaft via a supply pipe 7 located in the lower part of the housing . The hollow shaft for the passage of oil has a hole 8 and then through the hole 9, in the upper movable bottom 10, the oil is fed into the rotor.

Удаление масла из ротора производится в полость 11, затем по отводящей трубе 12, находящейся в средней части корпуса. Излишки масла, образующиеся в результате неплотного прилегания верхнего подвижного дна, удаляются через полость 13. Подвижное дно поддерживается пружиной 14, а в режиме сепарации инерциальными защелками 15. Вертикально-подвижный скребок 16 в верхней части ротора удерживается пружиной 17, а во время очистки от загрязнений в крайнем нижнем положении инерциальной защелкой 18. При очистке загрязнений ротора движение вниз вертикально-подвижного скребка осуществляется пневматическим приводом 19. Загрязнения, очищаемые вертикально-подвижным скребком, с поверхности удаляются через боковые отверстия 20 за счет сил инерции, возникающих при его вращении.The oil is removed from the rotor into the cavity 11, then along the discharge pipe 12 located in the middle of the housing. Excess oil resulting from a loose fit of the upper movable bottom is removed through the cavity 13. The movable bottom is supported by the spring 14, and in the separation mode by inertial latches 15. The vertically movable scraper 16 in the upper part of the rotor is held by the spring 17, and during cleaning from contamination in the lowest position with an inertial latch 18. When cleaning the rotor contaminants, the downward movement of the vertically movable scraper is carried out by a pneumatic drive 19. Pollution cleaned by a vertically movable scraper com, are removed from the surface through the side openings 20 due to the inertia forces arising from its rotation.

Устройство работает следующим образом: загрязненное масло подается по подводящей трубе 7 к полому валу 4, через отверстия 8 и 9 попадает в ротор 3. В режиме сепарации при вращении ротора загрязненное масло находится в периферийной части ротора, где под действием центробежной силы частицы осаждаются на стенах ротора. Слив чистого масла осуществляется в полость 11 и далее в отводящую трубу 12. Очистка загрязнений с поверхности ротора осуществляется при полной остановке ротора и прекращения подачи масла на электроцентрифугу. Вертикально-подвижный скребок под действием штока пневмоцилиндра 19 двигается внутри ротора, опуская также подвижное дно 10 в крайнее нижнее положение, при этом открываются боковые отверстия в нижней части ротора для выгрузки загрязнений. Выгрузка осадка в шламовую камеру осуществляется за счет силы инерции, возникающей при вращении ротора от 1800 до 2000 об/мин. При оборотах от 2500 до 2700 об/мин инерциальные защелки освобождают вертикально-подвижный скребок и он вместе с подвижным дном, под действием пружины, возвращается в верхнее положение. При новом цикле сепарации масло подается в ротор после набора оборотов в 6000-7000 об/мин, при этом инерционные защелки 15 предотвращают опускание подвижного дна под действием давления масла, возникающего в результате действия центробежных сил.The device operates as follows: the contaminated oil is fed through the supply pipe 7 to the hollow shaft 4, through the holes 8 and 9 it enters the rotor 3. In the separation mode when the rotor rotates, the contaminated oil is in the peripheral part of the rotor, where particles are deposited on the walls under the action of centrifugal force rotor. The clean oil is drained into the cavity 11 and then into the discharge pipe 12. The contaminants are cleaned from the surface of the rotor when the rotor is completely stopped and the oil supply to the electric centrifuge is stopped. A vertically movable scraper under the action of the rod of the pneumatic cylinder 19 moves inside the rotor, lowering the movable bottom 10 to its lowest position, while the side holes in the lower part of the rotor open to discharge contaminants. Sludge is unloaded into the sludge chamber due to the inertia that occurs when the rotor rotates from 1800 to 2000 rpm. At revolutions from 2500 to 2700 rpm, the inertial latches release the vertically movable scraper and it, together with the movable bottom, under the action of the spring, returns to the upper position. With a new separation cycle, the oil is fed into the rotor after a set speed of 6000-7000 rpm, while the inertial latches 15 prevent the movable bottom from lowering under the influence of oil pressure resulting from the action of centrifugal forces.

Claims

An electric centrifuge for separating crankcase oil, comprising a housing, a sludge chamber, a hollow shaft, a rotor mounted on a hollow shaft with holes, and a vertically movable scraper for cleaning the rotor from contamination, characterized in that the vertically movable scraper is installed inside the rotor, held in the upper spring position, and when cleaning contaminants in the lower position by inertial latches, it creates a layer of separated oil from 3 to 30 mm, while the rotor itself has a double bottom, and the upper bottom is movable, held in the upper laying by a spring, in the separation mode by inertial latches, and the holes for unloading contaminants are located between the double bottom in the lower part of the rotor.