用于清洁载有颗粒的气流的颗粒分离器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于清洁载有颗粒(诸如流体颗粒)的气流的颗粒分离器，该颗粒分离器包括气流入口，在该气流入口处，该气流以流入方向进入该颗粒分离器；气流出口，在该气流出口处，该气流离开该颗粒分离器；闭合状态，在该闭合状态中，除了泄漏流之外，阻止从该气流入口至所该气流出口的气流；至少一个打开状态，在该打开状态中，除了该泄漏流之外，还准许从该气流入口到该气流出口的大体积流；偏转导向通道，该偏转导向通道布置在该气流入口与该气流出口之间，其使大体积流和/或泄漏流相对于流入方向偏转至少90

【技术实现步骤摘要】
用于清洁载有颗粒的气流的颗粒分离器


[0001]本专利技术涉及一种颗粒分离器，用于清洁载有颗粒的气流，诸如流体颗粒。具体地，颗粒分离器可用于清洁载有水颗粒的燃料电池的阳极流和/或载有油颗粒的机动车辆发动机的曲轴箱通风装置的窜气。本专利技术进一步涉及一种颗粒分离器系统，该颗粒分离器系统包括彼此处于流体连通的两个颗粒分离器。此外，本专利技术涉及一种用颗粒分离器或颗粒分离系统清洁载有颗粒的气流的方法。此外，本专利技术涉及具有颗粒分离器的燃料电池系统和燃料电池车辆以及用于机动车辆的曲轴箱通风系统。

技术介绍

[0002]通常，颗粒分离器在现有技术中是已知的。通常有两种类型的分离器，即，有源分离器和无源分离器。有源分离器的特征是向颗粒施加额外的能量以实现提高的分离效率。例如，静电沉淀系统是已知的，其中，颗粒被充电，使得它们被吸引到反极化表面并且随后被分离。在无源分离器中，没有额外的能量被引入系统中。例如，无源分离器使用气流的动能。在这种情况下，颗粒例如经过曲径或旋流器，并且因此可以由于颗粒的惯性而从气流分离，从而允许将颗粒从该气流中移除，该气流随后被清洁。特别是在油分离器的情况下，油颗粒被返回到油路中并且清洁后的气流被返回到机动车辆发动机的进气中。
[0003]例如，从WO 2016/184768中已知一种用于从气流中分离颗粒的装置。气流在限定流动入口的下侧处流向分离器。该流动入口通向流动通道，该流动通道由形成该分离器的下侧的流动引导元件和能够相对于该流动引导元件移动并突出到该流动入口中的阀构件限定。该导流元件和该阀构件由此相对于彼此被确定尺寸和布置，其方式为使得该气流在其穿过该流动通道时被偏转，以便提高分离效率，即，该分离器的效率。然而，由于关于分离器的分离率和相关效率的法律和环境法规以及要求的收紧，该文所描述的油分离器达到其极限。
[0004]此外，从DE 20 2010 001 191 U1中知道一种油分离装置，其中，绒布用于油分离。阀构件被设计为具有通孔的平阀盘，以允许在闭合阀构件状态下的泄漏流。根据DE 20 2010 001 191 U1，绒布或者布置在阀室中，其方式为当阀构件打开时，使得该绒布暴露于泄漏流或者经受大体切向的流动。在根据DE 20 2010 001 191 U1的油分离装置上，一方面，已经证明绒布的有限的分离效果是缺点。另一方面，绒布往往会积垢并且被颗粒堵塞，这渐渐降低了它们的分离效率并且可能需要维护或更换绒布。
[0005]最后，本申请人的出版物DE 10 2018 124 654 A1公开了一种油分离器，该油分离器具有弹簧偏压的回转阀构件以及在该阀构件下游的盖壳体部分上的绒布织品。该专利技术的专利技术人已经发现在分离效率方面存在进一步的潜力。具体地，已经发现的是，在体积流量大于30l/min、并且特别是大于70l/min时，可以提高分离率，因为盖壳体部分的绒布或多或少地被绕过。此外，已经证明绒布的增加的积垢是不利的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目标是改进已知现有技术的缺点，具体是提供一种用于清洁载有颗粒的气流的颗粒分离器、一种具有两个颗粒分离器的颗粒分离系统、一种用于使用该颗粒分离器或该颗粒分离系统清洁载有颗粒的气流的方法、一种燃料电池系统以及一种具有提高分离率的曲轴箱通风系统，特别是在较大的体积流下提高该分离率。
[0007]该目标通过独立权利要求的特征来解决。
[0008]因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于清洁载有颗粒(诸如流体颗粒)的气流的颗粒分离器。特别地，颗粒分离器是油分离器或水分离器。颗粒分离器可适于分离油颗粒和/或水颗粒。特别地，该气流可以是载有水的气流，特别是燃料电池的阳极流，或载有油颗粒的气流，特别是窜气流。
[0009]颗粒分离器包括气流入口，气流在该气流入口处以流入方向进入颗粒分离器。特别地，气流入口形成在颗粒分离器的流入壳体部分中。流入壳体部分具体是指颗粒分离器的壳体的部分，流向颗粒分离器的气流抵靠该部分流动。特别地，气流入口被设计成在该流入壳体部分中的通孔。
[0010]颗粒分离器进一步包括气流出口，气流在该气流出口处离开颗粒分离器。特别地，气流出口可形成为颗粒分离器的壳体中的流出开口。特别地，气流出口形成在颗粒分离器的流入壳体部分和盖壳体部分之间。具特别地，气流出口布置在以下所描述的阀构件、阀座和/或织物的下游。特别地，气流入口和气流出口相对于彼此布置，使得气流在相对于流入方向倾斜至少30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
或80
°
，特别地90
°
的流出方向上离开气流出口。
[0011]颗粒分离器包括闭合状态，在闭合状态下，除了泄漏流之外，防止气流从气体入口到气体出口。泄漏流具体是指至少1l/min、3l/min、5l/min、7l/min、10l/min或12l/min和/或至多15l/min、20l/min、25l/min、30l/min、35l/min或40l/min的体积流。特别地，泄漏流可具有多个部分泄漏气流。特别地，多个部分泄漏气流可在颗粒分离器中偏转至不同程度。
[0012]此外，颗粒分离器包括至少一种打开状态，在打开状态下，除了该局部流之外，还准许从气流入口到气流出口的大体积流。大体积流具体是指大于20l/min、30l/min、40l/min、50l/min、60l/min、80l/min或100l/min的体积流。
[0013]特别地，颗粒分离器具有阀构件和阀座。特别地，在闭合状态下，阀构件与阀座径向和/或轴向止动接触。特别地，在闭合状态下，泄漏流通过在轴向和/或径向止动接触的区域中形成阀座和/或阀构件的轮廓而被准许。特别地，为此目的，阀座的径向和/或轴向止动接触可以提供平坦的接触表面，而阀构件的相应接触表面具有轮廓接触表面，特别是设置有凹陷或凹部的接触表面。可替代地，轮廓接触表面可形成在阀座上并且平坦的接触表面可形成在阀构件上。
[0014]可替代地或附加地，泄漏流可通过阀构件中和/或阀座中的通路开口实现。
[0015]颗粒分离器进一步包括布置在气流入口与气流出口之间的偏转导向通道，该偏转导向通道使大体积流和/或泄漏流相对于流入方向偏转至少90
°
。特别地，偏转导向通道是环形的。特别地，偏转导向通道形成在阀座和阀构件之间。特别地，偏转导向通道在流入方向上由阀构件界定，并且在与流入方向相反的方向上由阀座界定。特别地，阀构件具有杯状件和邻接该杯状件的阀构件套环。特别地，从杯状件底座开始，阀构件沿着杯状件裙部在流入方向上延伸，该杯状件裙部特别地在径向方向上变宽，并且在流入方向上观察，在杯裙部
的端部处合并到阀构件套环中，该阀构件套环首先在径向方向上向外弧形地延伸并且然后在与流入方向相反的方向上延伸。特别地，杯状件和阀构件套环界定了环形空间。
[0016]特别地，阀座被配置成与阀构件互补。特别地，阀座具有中空体，该中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒分离器，用于清洁载有颗粒的气流，诸如流体颗粒，包括：
‑
气流入口，在所述气流入口处，所述气流以流入方向进入所述颗粒分离器；
‑
气流出口，在所述气流出口处，所述气流离开所述颗粒分离器；
‑
闭合状态，在所述闭合状态中，除了泄漏流之外，阻止从所述气流入口到所述气流出口的所述气流；
‑
至少一个打开状态，在所述至少一个打开状态中，除了所述泄漏流之外，还准许从所述气流入口到所述气流出口的大体积流；
‑
偏转导向通道，所述偏转导向通道布置在所述气流入口与所述气流出口之间，所述偏转导向通道使所述大体积流和/或所述泄漏流相对于所述流入方向偏转至少90
°
；以及
‑
织物，特别是绒布，所述织物以使得经偏转的所述大体积流和/或经偏转的所述泄漏流的至少一部分撞击在所述织物上的方式布置。2.根据权利要求1所述的颗粒分离器，其中，所述偏转导向通道使所述大体积流和/或所述泄漏流相对于所述流入方向偏转至少100
°
、110
°
、120
°
、130
°
或至少140
°
，特别是基本上180
°
。3.根据权利要求1或2所述的颗粒分离器，所述颗粒分离器被配置成处于所述闭合状态直至待清洁的所述气流的体积流量达到30l/min。4.一种颗粒分离器，用于清洁载有颗粒的气流，诸如流体颗粒，特别是根据前述权利要求中任一项所述的颗粒分离器，包括：
‑
气流入口，在所述气流入口处，所述气流进入所述颗粒分离器；
‑
气流出口，在所述气流出口处，所述气流离开所述颗粒分离器；
‑
管路，所述管路布置在所述气流入口与所述气流出口之间；以及
‑
织物，特别是绒布，所述织物布置在所述管路中，所述织物设置有减少粘附到织物的颗粒的涂层。5.根据权利要求4所述的颗粒分离器，其中，所述涂层通过喷涂或涂覆，优选印刷，或通过浸渍所述织物来施加，和/或其中，所述涂层是硅烷基溶液，例如液体涂层材料或粉末涂层材料，特别是诸如硅漆的漆。6.根据权利要求4或5所述的颗粒分离器，其中，所述织物包括聚酯材料，特别是诸如PET或PTFE的热塑性塑料。7.一种颗粒分离器，用于清洁载有颗粒的气流，诸如流体颗粒，特别是根据前述权利要求中任一项所述的颗粒分离器，包括：
‑
气流入口，在所述气流入口处，所述气流以流入方向进入所述颗粒分离器；
‑
气流出口，在所述气流出口处，所述气流离开所述颗粒分离器；
‑
气流分配器，所述气流分配器适配成将所述气流分成至少两个部分气流，特别是分成泄漏流和大体积流；
‑
偏转导向结构，所述偏转导向结构布置在所述气流分配器的下游，所述偏转导向结构使一个部分气流比至少一个另一个部分气流更强烈地偏转；
‑
织物，特别是绒布，所述织物以使得较强烈偏转的气流的至少一部分撞击在所述织物上的方式布置；以及另外的织物，特别是绒布，所述另外的织物以使得偏转较弱的气流的至少一部分撞击在所述另外的织物上的方式布置。
8.根据权利要求7所述的颗粒分离器，其中，所述偏转管路结构相对于流入方向将较强烈偏转的部分气流偏转至少90
°
，特别是至少100
°
、110
°
、120
°
、130
°
或至少140
°
，特别是基本上180
°
。9.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒分离器，其中，所述偏转导向通道、管路通道、所述气流分配器和/或所述偏转导向结构至少部分地由可移动阀构件形成，以用于调节穿过所述颗粒分离器的体积流，其中，特别地，所述阀构件被偏压、特别是弹簧偏压到所述闭合状态中。10.根据前述权利要求中任一项所述的颗粒分离器，进一步包括：阀座，所述阀座限定所述气流入口；以及阀构件，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安，
申请(专利权)人：沃克工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：