包括限定螺旋形流动路径的涡旋构件的油分离器制造技术

本公开提供了一种用于将油从含油气体分离的油分离器，油分离器包括具有多个腔的壳体、以及设置在每个腔中的螺旋推运件。每个螺旋推运件均具有围绕纵向中心轴线在入口端部与出口端部之间延伸的螺旋形台阶部。螺旋推运件中的至少一个螺旋推运件具有从入口端部延伸的环形壁、以及包括入口的端罩，环形壁在入口端部上延伸以定界入口室。阀头设置在入口室中，其中，弹簧构件对阀头进行偏置以完善对入口的密封，从而抑制含油气体流动穿过入口。阀头能够响应于施加在阀头上的足以克服弹簧构件的偏置的压力而抵抗弹簧构件的偏置移动至打开位置，以促进含油气体流动穿过入口室并围绕螺旋推运件流动。

【技术实现步骤摘要】
包括限定螺旋形流动路径的涡旋构件的油分离器相关申请的交叉引用本申请是于2016年9月14日提交的序列号为15/264,899的美国专利申请的部分继续申请，该美国专利申请要求于2015年9月15日提交的、名称为“包括限定螺旋形流动模式的涡旋构件的油分离器(OILSEPARATORINCLUDINGSPIRALMEMBERSDEFININGHELICALFLOWPATTERNS)”的序列号为62/218,608的美国临时专利申请的权益。上述申请中的每个申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
本公开总体上涉及用于将油从含油气体分离的油分离器。更具体地，本公开涉及包括多个涡旋构件的油分离器，所述多个涡旋构件各自限定用于将含油气体引导穿过涡旋构件以将油从含油气体分离的螺旋形流动路径。
技术介绍
该部分提供与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是本文中所公开和要求保护的专利技术构思的现有技术。车辆比如汽车的内燃发动机通常包括燃烧室和曲轴箱，燃料/空气混合物在燃烧室中燃烧以引起一组往复式活塞的运动，曲轴箱包括由活塞驱动的曲轴。在操作期间，发动机经历“窜漏”是正常的，其中，燃烧气体从燃烧室泄漏经过活塞并进入曲轴箱或凸轮轴壳体。这些燃烧或窜漏气体通常含有燃烧过程的副产物，副产物包括水分、酸和油雾。由于曲轴箱中移动的部件来回晃动热油，可以进一步产生油雾。已知的是，油雾由曲轴箱通风系统运送至内燃发动机的进气歧管，然后油雾与燃料/空气混合物一起在燃烧室中燃烧。这经常导致油耗的不期望的增加。为了减小不必要的油耗，已知的是，在进入进气歧管之前利用旋风式油分离器将油从含油的窜漏气体去除。在Stegmaier等人的美国专利No.6,860,915中公开了这种油分离器的示例。油分离器包括限定有室的壳体。分隔组件设置在室中并且将室分成进入部段和离开部段。进入部段限定有延伸到室中的用于接收来自曲轴箱的含油气体的入口，并且离开部段限定有延伸到室中的用于将气体排出至进气歧管的出口。分隔组件包括在进入部段中的第一开口与离开部段中的第二开口之间延伸以用于使含油气体在进入部段与离开部段之间穿行的通道。涡旋构件设置在通道中。涡旋构件限定用于在含油气体穿过通道期间引导含油气体以将油从含油气体分离的螺旋形流动路径。更具体地，由于在含油气体穿过螺旋形流动路径时产生的离心力，小油滴在通道的内壁上穿行并聚结成较大的液滴。较大的液滴然后因重力被引至油出口并穿行至贮槽，该贮槽通常将多余的油保持在系统中。为了使由螺旋形流动路径分离的油的量最大化，期望的是：保持穿过螺旋形流动路径的含油气体的相对较高的速度，同时还提供通道的内壁的相对较大的表面积以使油聚结。此外，理解的是，螺旋形流动路径内的曲轴箱气体的流速取决于每单位时间产生的曲轴箱气体的量、以及流动路径的流动横截面。每单位时间产生的曲轴箱气体的量很大程度上与发动机的速度和载荷有关。为了使油分离效率最大化，已知的是，将具有不同横截面面积的涡旋构件插入到通道中以根据具体要求提供螺旋形流动路径的不同的流动横截面。然而，当每单位时间产生的曲轴箱气体的量改变时，这种方法不会主动调节螺旋形流动路径的有效流动横截面。此外，已知的是，油分离器在入口与出口之间产生高的压降，这会妨碍所分离的油的排放。更具体地，高的压降干扰将所分离的油颗粒朝向油出口拉动的重力。鉴于上述问题，仍继续需要进一步改进油分离器。特别地，仍期望提供用以使在变化的低流量(flow)和高流量运行条件期间主动地将油从含油气体分离的分离效率最大化的改进。还期望提供一种油分离器，该油分离器在入口与出口之间具有最小的压力损失。另外期望提供一种油分离器，该油分离器相比于常规的油分离器设计提供了更大的系统设计灵活性。
技术实现思路
本部分提供了本公开的总体概述，而不是本公开的全部范围或本公开的所有方面和特征的全面公开。本概述中公开的描述和具体示例不意在限制本文公开的专利技术构思的范围。本公开的方面是提供一种油分离器，该油分离器提供了每单位流速在油分离器的入口与出口之间的小的压力损失。本公开的另一方面是提供一种油分离器，该油分离器直接响应于变化的流速而自动调节通向螺旋形流动路径的开口的流动面积以增大流动穿过该开口的含油气体的平均速度，从而提高将油从含油气体分离的分离效率。本公开的另一方面是提供一种油分离器，该油分离器设计简单、易于制造并且是模块化/可扩缩的，使得该油分离器可以与多种发动机尺寸和构型一起使用。根据本公开的这些和其他方面，提供了一种用于将油从含油气体分离油的油分离器，该油分离器包括具有多个腔的壳体，其中，腔中的每个腔均在近端部与远端部之间延伸。多个螺旋推运件各自具有围绕纵向中心轴线在入口端部与出口端部之间延伸的螺旋形台阶部。螺旋推运件设置在腔中的单独的腔中以形成围绕纵向中心轴线的螺旋形流动路径。螺旋推运件中的至少一个螺旋推运件具有环形壁，环形壁从入口端部围绕纵向中心轴线延伸以界定入口室。具有入口的端罩在入口室上固定至环形壁。柱塞阀具有设置在入口室中的阀头，其中，弹簧构件构造成将阀头偏置到与端罩密封抵接的关闭位置以完善对入口的密封，从而抑制含油气体流动穿过入口。阀头能够响应于施加在阀头上的足以克服弹簧构件的偏置的压力而抵抗弹簧构件的偏置在入口室内远离端罩移动至打开位置。根据本公开的另一方面，端罩可以设置有沿着纵向中心轴线延伸的通孔，并且柱塞阀可以设置有从阀头延伸穿过通孔的阀杆，并且其中，弹簧构件可以围绕阀杆设置。根据本公开的另一方面，端罩可以设置有在上壁与下壁之间延伸的环形外周，其中，通孔延伸穿过上壁和下壁，并且入口延伸到外周中并穿过下壁。根据本公开的另一方面，阀杆可以至少设置有下述部分：所述部分在横向于纵向中心轴线截取的横截面中观察时具有非圆形外周表面，其中，上壁中的通孔具有与阀杆的非圆形外周表面至少部分地一致的周缘表面，以抑制阀杆在上壁中的通孔内的横向游隙。根据本公开的另一方面，下壁中的通孔相对于阀杆具有扩大的周缘表面，以形成入口的在阀杆与通孔的扩大的周缘表面之间延伸穿过下壁的部分。根据本公开的另一方面，螺旋形台阶部中的至少一些螺旋形台阶部可以设置成具有彼此不同的螺距，以使在改变流速期间的分离效率最大化。根据本公开的另一方面，在所述多个螺旋推运件中的至少一个螺旋推运件中没有设置阀头，其中，具有设置在入口室中的阀头的所述至少一个螺旋推运件的螺旋形台阶部具有第一螺距，并且不具有设置在其中的柱塞头的所述至少一个螺旋推运件的螺旋形台阶部具有第二螺距，其中，第一螺距大于第二螺距。根据本公开的另一方面，螺旋推运件可以设置有突部或凹部中的一者，并且腔具有突部或凹部中的另一者，其中，突部和凹部构造成彼此卡扣配合以便于模块化组装。根据本公开的另一方面，突部可以形成为环形肋，并且凹部可以形成为环形凹槽。根据本公开的另一方面，突部可以设置成从环形壁径向向内延伸，其中，突部形成止挡表面，止挡表面构造成与阀头相对抗以限制阀头在入口室内的运动。根据本公开的另一方面，腔中的每个腔均可以均构造成相同的以用于可互换地接纳所述多个螺旋推运件中的任一螺旋推运件以便于模块化组装。根据本公开的另一方面，提供了一种用于将油从含油气体分离的油分离器，该油分离器包括具有至少一个腔的壳体。至少一个腔中设置有螺旋推本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将油从含油气体分离的油分离器，所述油分离器包括：壳体，所述壳体具有多个腔，所述腔中的每个腔均在近端部与远端部之间延伸；多个螺旋推运件，所述螺旋推运件中的每个螺旋推运件均具有螺旋形台阶部，所述螺旋形台阶部围绕纵向中心轴线在入口端部与出口端部之间延伸，所述螺旋推运件设置在所述腔中的单独的腔中以形成围绕所述纵向中心轴线的螺旋形流动路径；所述螺旋推运件中的至少一个螺旋推运件具有环形壁，所述环形壁从所述入口端部围绕所述纵向中心轴线延伸，所述环形壁界定入口室；端罩，所述端罩在所述入口室上固定至所述环形壁，所述端罩具有入口；柱塞阀，所述柱塞阀具有设置在所述入口室中的阀头；以及弹簧构件，所述弹簧构件构造成将所述阀头偏置到与所述端罩密封抵接的关闭位置以完善对所述入口的密封，从而抑制含油气体流动穿过所述入口，所述阀头能够响应于施加在所述阀头上的足以克服所述弹簧构件的偏置的压力而抵抗所述弹簧构件的偏置在所述入口室内远离所述端罩移动至打开位置。

【技术特征摘要】
2017.12.20 US 15/848,1021.一种用于将油从含油气体分离的油分离器，所述油分离器包括：壳体，所述壳体具有多个腔，所述腔中的每个腔均在近端部与远端部之间延伸；多个螺旋推运件，所述螺旋推运件中的每个螺旋推运件均具有螺旋形台阶部，所述螺旋形台阶部围绕纵向中心轴线在入口端部与出口端部之间延伸，所述螺旋推运件设置在所述腔中的单独的腔中以形成围绕所述纵向中心轴线的螺旋形流动路径；所述螺旋推运件中的至少一个螺旋推运件具有环形壁，所述环形壁从所述入口端部围绕所述纵向中心轴线延伸，所述环形壁界定入口室；端罩，所述端罩在所述入口室上固定至所述环形壁，所述端罩具有入口；柱塞阀，所述柱塞阀具有设置在所述入口室中的阀头；以及弹簧构件，所述弹簧构件构造成将所述阀头偏置到与所述端罩密封抵接的关闭位置以完善对所述入口的密封，从而抑制含油气体流动穿过所述入口，所述阀头能够响应于施加在所述阀头上的足以克服所述弹簧构件的偏置的压力而抵抗所述弹簧构件的偏置在所述入口室内远离所述端罩移动至打开位置。2.根据权利要求1所述的油分离器，其中，所述端罩具有沿着所述纵向中心轴线延伸的通孔，并且所述柱塞阀具有从所述阀头延伸穿过所述通孔的阀杆。3.根据权利要求2所述的油分离器，其中，所述端罩具有在上壁与下壁之间延伸的环形外周，所述通孔延伸穿过所述上壁和所述下壁，并且所述入口延伸到所述外周中并穿过所述下壁。4.根据权利要求3所述的油分离器，还包括在所述上壁与所述下壁之间延伸的多个腹板，所述入口在所述腹板之间延伸。5.根据权利要求3所述的油分离器，其中，所述阀杆至少包括下述部分：所述部分在横向于所述纵向中心轴线截取的横截面中观察时具有非圆形外周表面，其中，所述上壁中的所述通孔具有与所述阀杆的所述非圆形外周表面至少部分地一致的周缘表面，以抑制所述阀杆在所述上壁中的所述通孔内的横向游隙。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰东·迈斯特，克里斯托弗·贾里德·蒙丘尔，瑞安·坦纳，布拉德·哈克斯，奥斯卡·戴维森，乔恩·本内，
申请(专利权)人：微型精密零件公司，
类型：发明
国别省市：美国,US