CN101784325A - 两级排出气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种两级排出气液分离器组件，所述两级排出气液分离器组件包括惯性气液冲击器分离器，所述惯性气液冲击器分离器具有一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴使通过的气液流加速；和惯性冲击器，所述惯性冲击器位于所加速的气液流的路径中，并使液体颗粒与所述气液流分离，所述两级排出气液分离器组件还包括凝聚过滤器，所述凝聚过滤器在所述惯性气液冲击器分离器下游，并实现进一步的液体颗粒分离，并且使所分离的液体颗粒凝聚。

Description

两级排出气液分离器

技术领域

本发明涉及气液分离器，包括用于内燃发动机的包括为油雾去除和呼吸元件的气液分离器。

背景技术

本领域已知各种类型的气液分离器。在一种类型中，即惯性气液冲击器分离器，气液流加速通过一个或多个喷嘴，且在所加速的气液流的路径中设置了惯性冲击器，以使其方向急剧改变，这则引起液体颗粒与气液流分离。在另一种类型中，凝聚过滤器实现了液体颗粒分离，并使所分离的液体颗粒凝聚。

在不断的开发努力中出现的本发明涉及上述技术及其组合。

附图说明

图1是根据本发明的两级排出气液分离器组件的透视图。

图2是图1的组件从不同角度的透视图。

图3是图1的组件的分解透视图。

图4是沿图1的线4-4截取的截面图。

图5是图4的一部分的放大图。

图6是沿图2的线6-6截取的放大截面图。

图7是图4的结构的一部分的放大正视图。

图8是从下面看的图7的结构的透视图。

图9是从上面看的图8的部件的透视图。

图10是从上面看的图3的部件的透视图。

图11是沿图10的线11-11截取的截面图。

具体实施方式

图1-4示出了两级排出气液分离器组件20，所述两级排出气液分离器组件20包括外壳22，外壳22具有从上游到下游、从图4的用于接收气液流26的入口24到用于排出气体流30的出口28的流路。在外壳中设置惯性气液冲击器分离器32(图4-8)，且所述惯性气液冲击器分离器32包括：一个或多个喷嘴34，所述一个或多个喷嘴34使通过的气液流26加速；和惯性冲击器36，所述惯性冲击器36位于加速的气液流的路径中，并使其方向急剧改变，如图5的38所示，这则引起液体颗粒与气液流分离，如已知的，例如美国专利6,290,738中所示的，该专利在此通过引用并入。外壳中还设置了凝聚过滤器40(图3、4)，所述凝聚过滤器40位于惯性气液冲击分离器32下游，并且实现进一步的液体颗粒分离，并使所分离的液体颗粒凝聚。在一个实施方式中，凝聚过滤器40设置在惯性冲击器36上方，且与所述惯性冲击器36竖直对齐(图4-6)。

外壳22具有第一排出收集室42(图10、11)，所述第一排出收集室42位于惯性气液冲击器分离器32处，并从所述惯性气液冲击器分离器32收集所分离的液体。外壳具有第二排出收集室44(图4、5)，所述第二排出收集室44位于凝聚过滤器40处，并从所述凝聚过滤器40收集所分离的和所凝聚的液体。排出收集室44在排出收集室42上方间隔开。外壳具有第一排出口46和第二排出口48(图1-3、10、11)。排出口46从惯性气液冲击器分离器32排出液体。排出口48从凝聚过滤器40排出液体。

外壳具有位于惯性气液冲击器分离器32处的第一增压室50(图4-7、10、11)。增压室50具有提供所提到的第一排出收集室的下部42和用于从惯性气液冲击器分离器32接收气体的上部52。外壳在凝聚过滤器40处具有第二增压室54。增压室54具有提供所提到的第二排出收集室的下部44和使气体通过而从凝聚过滤器40到达出口28的上部56。外壳具有从下增压室50的上部52至上增压室54的上部56的辅助旁路通道58(图2、6)，用于使气体从惯性气液冲击器分离器32通过增压室50的上部52，然后通过辅助旁路通道58，然后通过增压室54的上部56到达出口28。辅助旁路通道58通过盖板59沿其外壳表面被封闭。在辅助旁路通道中设置压力响应阀60(图6、10、11)，该阀在超过增压室50中指定的气体压力下打开以使气体从第一增压室50通到第二增压室54，且该阀在低于指定的压力下关闭以阻止气体从增压室50通到增压室54。在一个实施方式中，压力响应阀60被设置成通过柱塞62由弹簧64向上偏压到闭合位置。当增压室50中的气体压力上升到给定值以上时，该压力克服弹簧64的偏压，且柱塞62向下移动以打开图6中虚线箭头66所示的气体路径，以便允许气体通过通道58从增压室50流到增压室54。这在塞紧的凝聚过滤器40的情况下是理想的，且允许惯性气液冲击器分离器32继续工作。

凝聚过滤器40是沿图3中的轴线68轴向延伸并具有图3-6中的中空内部70的环形构件。在优选实施方式中，通过环形凝聚过滤器40的流路72是从里到外的，即：从中空内部70然后横向向外通过环形凝聚过滤器40。过滤器40具有上端盖74和下端盖76。惯性冲击器36在下端盖76处并轴向面向下。流路轴向向上延伸通过一个或多个喷嘴34，如箭头78所示(图4-8)，并对着环形凝聚过滤器40的下端盖76处的惯性冲击器36，然后如流动箭头80、82所示横向延伸，然后如流动箭头84所示轴向向上进入中空内部70，然后如流动箭头72所示横向向外通过环形凝聚过滤器40。

图8-10的多个导引通路86、88邻近下端盖76设置，并如图8、5的流动箭头80所示引导流路从惯性冲击器36开始横向向外远离中空内部70，然后如流动箭头82所示横向向内朝向中空内部70。多个第一导引通路86在第一横向方向上(图5中向右)以80横向向外引导流动。多个第二导引通路88在与所提到的第一横向方向相反的第二横向方向上(图5中向左)横向向内引导流动。流路在碰到外壳侧壁时以弯曲90改变方向。喷嘴34形成在喷嘴板92中，喷嘴板92在环形凝聚过滤器40的下端盖76之下轴向间隔开。导引通路86、88由从喷嘴板92轴向向上延伸的多个径向壁94形成。

在一个理想的执行方式中，分离器组件10为用于内燃发动机100的油雾去除和呼吸元件。外壳22为具有图3的敞开顶部102的杯形构件，敞开顶部102由可移除的盖子104闭合，使得环形凝聚过滤器40可在移除盖子104后被接触并更换。在优选的实施方式中，上端盖74为盖子104的一部分，使得移除盖子104能移除作为与所述盖子104成一整体的子组件的环形凝聚过滤器40。盖子104具有图4的充油管106，所述充油管106从所述盖子104轴向向下延伸进入环形凝聚过滤器40的中空内部70，用于将油添加到发动机。充油盖108在沿充油管106的内表面的保持螺纹110处以螺纹关系与充油管106接合，且可从所述充油管106移除，以允许油被注入到充油管106内。充油管106、上端盖74和下端盖76以及环形凝聚过滤器40为与图3的盖子104成一整体的子组件，且在移除盖子104后可作为一单元通过敞开顶部102从外壳22移除。子组件包括喷嘴板92，所述喷嘴板92在环形凝聚过滤器40的下端盖76之下轴向间隔开。喷嘴34形成在喷嘴板92中，且在充油管106的横向外侧。喷嘴板92具有第一垫圈112，所述第一垫圈112在喷嘴34的横向外侧，并在环形外壳台肩116处在第一密封位置114处接合外壳。下端盖76具有第二垫圈118，所述第二垫圈118在上述垫圈112的横向外侧并位于上述垫圈112之上，且在第二密封位置120处接合外壳。垫圈或密封件112、118可设置为美国专利6,568,540中所公开的，该专利在此通过引用并入。第二垫圈118的直径比第一垫圈112的直径大。下增压室50的上部52位于分别在第一垫圈112和第二垫圈118处的第一密封位置114和第二密封位置120之间。排出收集室44位于垫圈118处的密封位置120之上。以84轴向向上延伸到中空内部70内的流路位于充油管106和环形凝聚过滤器40之间。

盖子104优选地通过提供轴向保持力的旋转锁定结构安装到杯形外壳构件22，在杯形构件和盖子朝彼此轴向运动，接着在第一旋转方向上围绕轴线68旋转时，所述轴向保持力保持杯形构件和盖子处于轴向组装条件下，如美国专利6,402,798中所公开的，该专利在此通过引用并入。在专利6,402,798中，旋转锁定结构130具有允许杯形构件22和盖子104相对于彼此轴向运动(专利6,402,798中66)的第一位置(专利6,402,798中图5)，且旋转锁定结构可在第一旋转方向上(专利6,402,798中44)从第一位置旋转到第二位置(专利6,402,798的图4)，且旋转锁定结构在第二位置防止杯形构件和盖子相对于彼此轴向运动，且旋转锁定结构可在第二旋转方向上(专利6,402,798中64)从第二位置旋转到第一位置，第二旋转方向与第一旋转方向相反。防旋转锁定结构132包括安装到盖子的臂134(类似专利6,402,798中的臂112)，所述臂具有钩部136(类似专利6,402,798中的钩部120)，所述钩部136可与杯形构件接合，且施加保持力以停止旋转锁定结构从第二位置旋转到第一位置，所述钩部可在对臂施加了释放力时从与杯形构件的接合中释放(如专利6,402,798的图10中以124示出的)。

在前述描述中，为了简洁、明朗和理解，使用了某些术语。此处，没有不必要的限制暗示超出现有技术的要求，因为这样的术语用于描述性的目的，且意图是宽泛地陈述。此处描述的不同的构造、系统和方法步骤可单独使用或与其它构造、系统和方法步骤组合使用。可以预期的是，在所附权利要求的范围内，各种等同、替换和修改是可能的。

Claims (24)

1.一种两级排出气液分离器组件，包括：

外壳，所述外壳具有从上游到下游通过所述外壳的流路，且所述外壳具有用于接收气液流的入口和用于排出气体流的出口；

惯性气液冲击器分离器，所述惯性气液冲击器分离器位于所述外壳内，包括：一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴使通过的所述气液流加速；和惯性冲击器，所述惯性冲击器位于所述加速的气液流的路径中，并使液体颗粒与所述气液流分离；

凝聚过滤器，所述凝聚过滤器位于所述外壳内，在所述惯性气液冲击器分离器下游，并实现进一步的液体颗粒分离，并且使所分离的液体颗粒凝聚。

2.如权利要求1所述的气液分离器组件，其中所述凝聚过滤器设置在所述惯性冲击器上方，且与所述惯性冲击器竖直对齐。

3.如权利要求1所述的气液分离器组件，其中所述外壳具有：第一排出收集室，所述第一排出收集室位于所述惯性气液冲击器分离器处，并从所述惯性气液冲击器分离器收集所分离的液体；和第二排出收集室，所述第二排出收集室位于所述凝聚过滤器处，并从所述凝聚过滤器收集所分离的和所凝聚的液体，且所述第二排出收集室在所述第一排出收集室上方间隔开。

4.如权利要求1所述的气液分离器组件，包括位于所述外壳中的第一排出口和第二排出口，所述第一排出口从所述惯性气液冲击器分离器排出液体，所述第二排出口从所述凝聚过滤器排出液体。

5.如权利要求4所述的气液分离器组件，其中所述外壳包括：

第一增压室，所述第一增压室位于所述惯性气液冲击器分离器处，且所述第一增压室具有提供第一排出收集室的下部和用于从所述惯性气液冲击器分离器接收气体的上部；

第二增压室，所述第二增压室位于所述凝聚过滤器处，且所述第二增压室具有提供第二排出收集室的下部和使气体通过而从所述凝聚过滤器到达所述出口的上部；

辅助旁路通道，所述辅助旁路通道从所述第一增压室的所述上部至所述第二增压室的所述上部，用于使气体从所述惯性气液冲击器分离器通过所述第一增压室的所述上部，然后通过所述辅助旁路通道，然后通过所述第二增压室的所述上部到达所述出口。

6.如权利要求5所述的气液分离器组件，包括位于所述辅助旁路通道中的压力响应阀，所述压力响应阀在超过所述第一增压室中指定的气体压力下打开，以使气体从所述第一增压室通到所述第二增压室，且所述压力响应阀在低于所述指定的压力下关闭，以阻止气体从所述第一增压室通到所述第二增压室。

7.如权利要求1所述的气液分离器组件，其中所述凝聚过滤器是沿轴线轴向延伸并具有中空内部的环形构件。

8.如权利要求7所述的气液分离器组件，其中通过所述环形凝聚过滤器的所述流路是从里到外的，即：从所述中空内部然后横向向外地通过所述环形凝聚过滤器。

9.如权利要求8所述的气液分离器组件，其中所述环形凝聚过滤器具有上端盖和下端盖，且所述惯性冲击器在所述下端盖处并轴向面向下。

10.如权利要求9所述的气液分离器组件，其中所述流路轴向向上延伸通过所述一个或多个喷嘴，并对着所述环形凝聚过滤器的所述下端盖处的所述惯性冲击器，然后沿所述下端盖横向延伸，然后轴向向上延伸进入所述中空内部，然后横向向外延伸通过所述环形凝聚过滤器。

11.如权利要求10所述的气液分离器组件，包括多个导引通路，所述多个导引通路邻近所述下端盖，并引导所述流路从所述惯性冲击器开始横向向外远离所述中空内部，然后横向向内朝向所述中空内部。

12.如权利要求11所述的气液分离器组件，包括：在第一横向方向上横向向外引导流动的至少第一所述导引通路；和邻近所述第一导引通路并在与所述第一横向方向相反的第二横向方向上横向向内引导流动的至少第二所述导引通路。

13.如权利要求11所述的气液分离器组件，其中所述一个或多个喷嘴形成在喷嘴板中，所述喷嘴板在所述环形凝聚过滤器的所述下端盖之下轴向间隔开，且所述导引通路包括从所述喷嘴板轴向向上延伸的多个径向壁。

14.如权利要求7所述的气液分离器组件，其中所述分离器组件为用于内燃发动机的油雾去除和呼吸元件，且所述外壳为具有敞开顶部的杯形构件，所述敞开顶部由可移除的盖子闭合，使得所述环形凝聚过滤器可在移除所述盖子后被接触和更换。

15.如权利要求14所述的气液分离器组件，其中所述环形凝聚过滤器具有上端盖和下端盖，且所述上端盖是所述盖子的一部分，使得移除所述盖子移除了作为与所述盖子成一整体的子组件的所述环形凝聚过滤器。

16.如权利要求14所述的气液分离器组件，其中所述盖子具有充油管，所述充油管从所述盖子轴向向下延伸进入所述环形凝聚过滤器的所述中空内部，用于将油添加到所述发动机。

17.如权利要求16所述的气液分离器组件，包括充油盖，所述充油盖在沿所述充油管的保持螺纹处以螺纹关系与所述充油管接合，且可从所述充油管移除充油盖，以允许油被注入所述充油管内。

18.如权利要求16所述的气液分离器组件，其中：

所述环形凝聚过滤器具有上端盖和下端盖；

所述惯性冲击器在所述下端盖处且轴向面向下；

所述充油管、所述上端盖和所述下端盖以及所述环形凝聚过滤器包括与所述盖子成一整体的子组件，并且在移除所述盖子后可作为一单元通过所述敞开顶部从所述外壳移除。

19.如权利要求18所述的气液分离器组件，其中：

所述子组件包括喷嘴板，所述喷嘴板在所述环形凝聚过滤器的所述下端盖之下轴向间隔开；

所述一个或多个喷嘴形成在所述喷嘴板中，且在所述充油管的横向外侧；

所述喷嘴板具有第一垫圈，所述第一垫圈在所述一个或多个喷嘴的横向外侧，并且所述第一垫圈在第一密封位置接合所述外壳；

所述下端盖具有第二垫圈，所述第二垫圈在所述第一垫圈的横向外侧并位于所述第一垫圈之上，且所述第二垫圈在第二密封位置接合所述外壳；

所述第二垫圈的直径比所述第一垫圈的直径大。

20.如权利要求19所述的气液分离器组件，其中：

所述外壳具有位于所述惯性气液冲击器分离器处的第一增压室，所述第一增压室具有提供第一排出收集室以从所述惯性气液冲击器分离器接收液体的下部和用于从所述惯性气液冲击器分离器接收气体的上部；

所述外壳具有位于所述凝聚过滤器处的第二增压室，所述第二增压室具有提供第二排出收集室以从所述凝聚过滤器接收液体的下部和用于从所述凝聚过滤器接收气体的上部；

所述第一增压室的所述上部位于分别在所述第一垫圈和所述第二垫圈处的所述第一密封位置和所述第二密封位置之间。

21.如权利要求20所述的气液分离器组件，其中所述第二排出收集室位于在所述第二垫圈处的所述第二密封位置之上。

22.如权利要求16所述的气液分离器组件，其中通过所述环形凝聚过滤器的所述流路为从里到外的，即：从所述中空内部然后横向向外通过所述环形凝聚过滤器，并且所述环形凝聚过滤器具有上端盖和下端盖，且所述惯性冲击器位于所述下端盖处且轴向面向下，且所述流路轴向向上延伸通过所述一个或多个喷嘴，并对着在所述环形凝聚过滤器的所述下端盖处的所述惯性冲击器，然后沿着所述下端盖横向延伸，然后在所述充油管和所述环形凝聚过滤器之间轴向向上延伸进入所述中空内部，然后横向向外延伸通过所述环形凝聚过滤器。

23.如权利要求22所述的气液分离器组件，包括：第一组导引通路，所述第一组导引通路在所述惯性冲击器处且在第一横向方向上引导所述流路开始横向向外；和第二组导引通路，所述第二组导引通路沿第二横向方向引导所述流路沿所述下端盖对着所述充油管横向向内，之后，所述流路在所述充油管和所述环形凝聚过滤器之间在所述中空内部中轴向向上延伸，其中所述第二横向方向与所述第一横向方向相反。

24.如权利要求14所述的气液分离器组件，其中所述盖子通过提供轴向保持力的旋转锁定结构安装到所述杯形构件，在所述杯形构件和所述盖子朝彼此轴向运动，接着在第一旋转方向上围绕所述轴线旋转时，所述轴向保持力保持所述杯形构件和所述盖子处于轴向组装条件下，所述旋转锁定结构具有允许所述杯形构件和所述盖子相对于彼此轴向运动的第一位置，所述旋转锁定结构可在所述第一旋转方向上从所述第一位置旋转到第二位置，所述旋转锁定结构在所述第二位置防止所述杯形构件和所述盖子相对于彼此轴向运动，所述旋转锁定结构可在第二旋转方向上从所述第二位置旋转到所述第一位置，所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反，防旋转锁定结构包括安装到所述盖子的臂，所述臂具有钩部，所述钩部可与所述杯形构件接合且施加保持力，以停止所述旋转锁定结构从所述第二位置旋转到所述第一位置，所述钩部可在对所述臂施加了释放力时从与所述杯形构件的接合中释放。

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