一种惯性冲击分离器，包含惯性冲击收集器，该惯性冲击收集器具有相对被轴向加速的流斜向延伸的冲击表面，较佳地，该表面是具有导引尖端的锥形，该导引尖端在轴向上与加速喷嘴相面对并与所述喷嘴对准。在另一个方面，第一和第二惯性冲击收集器被串联提供，并且第一惯性冲击收集器内的喷口为第二惯性冲击收集器提供了喷嘴。通过减小停滞区域的广度用以从狭窄的带范围变到较宽的带范围并且用以转换切截尺寸来改进性能。惯性气液冲击分离器具有穿孔的聚结介质层，该聚结介质层具有至少一个开口，气液流穿过该开口流动。通过增大进入介质片的流的穿透率，并由此通过拦截、碰冲、扩散增强粒子的捕获提供改进的性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的分离作用的惯性冲击器相关申请的交叉引用本申请要求于2009年7月四日提交的美国第61/229，573号临时专利申请及于 2009年7月四日提交的美国第61/229，578号临时专利申请的利益及优先权，且所述两申请皆通过引用合并于此。背景及概述本专利技术涉及惯性冲击分离器。在现有技术中已知的惯性冲击器，其包含的惯性气液冲击分离器的用途是从气液流中去除及聚结液体粒子，该用途包含发动机曲轴箱通风中的分离应用，该曲轴箱通风包含闭式曲轴箱通风(CCV)及开式曲轴箱通风。在惯性气液分离器内，从气液流中去除液体粒子要通过以下手段经由喷嘴或孔口使流或浮质加速至高速，并迎着冲击器导向该流或浮质，而这通常会引起急剧的方向上的变化，以达到分离所述的液体的目的。在现有技术中已知的聚结分离器，其中通过聚结从气液流中去除液体粒子。所述的分离器，包括惯性冲击器及聚结器，具有多种用途，包括在用于来自内燃机曲轴箱的窜漏气体的油分离应用。本专利技术是在对上述技术作出持续改进的努力中产生。附图的简要说明附图说明图1至14来自第61/2 ，573号临时美国专利申请。图1示出了当前性能(现有技术)与期望性能的比较。图2示出了锥形冲击器。图3示出了使用锥形冲击器时的流迹线。图4示出了平板及锥形冲击器之间的静压力的对比。图5示出了稠密度是730kd/m3的平板及锥形冲击器(模型中不包含介质的影响) 之间相关收集效率的对比。图6示出了凹坑型锥形冲击器。图7示出了阐明粒子捕获机理的流迹线。图8示出了相关收集效率(模型中不包含介质的影响)。图9示出了虚拟平板冲击器。图10示出了用于虚拟平板冲击器时的流迹线。图11示出了虚拟平板冲击器。图12示出了虚拟锥形冲击器。图13示出了使用虚拟锥形冲击器时的流迹线。图14示出了使用虚拟锥形冲击器的收集效率曲线。图15-23分别来自第61/2 , 578号临时美国专利申请的图2-7，12-14。‘ 578申请的图1，8-11分别对应于上述的图1-5。图15示出了穿孔介质冲击器。图16示出了在4. 5SCFM(标准立方英尺/分钟)下使用平板及穿孔介质冲击器的流迹线。图17示出了在6. 75SCFM下使用平板及穿孔介质冲击器的流迹线。图18示出了在10. 7SCFM下使用平板及穿孔介质冲击器的迹线。图19示出了在11. 6SCFM下使用平板及穿孔介质冲击器的流迹线。图20示出了穿透穿孔冲击介质层的流量的CFD对比。图21示出了横跨〃 Soupcan"节流的对比。图22的图表示出了用于实验工作中的超细油雾分布。图23是用于〃 Soupcan"时重量效率的对比。详细说明第61/229, 573号临时美国专利申请以下的说明来自第61/229，573号临时美国专利申请。现有的公开内容中已经提出将锥形及虚拟冲击器作为惯性气液分离器。锥形冲击器包括喷嘴及冲击器板，该喷嘴的用途是加速流，该冲击器板的形状是锥形而不是扁平形。 虚拟冲击器由两段组成，第一段仅是简易喷嘴及冲击器板。冲击器板具有与喷嘴同心的孔从而形成了第二段。已提出的设计要求具备在相当的压力消耗下比普通的平板冲击器(无介质)1)更小的D50切截尺寸；2)稍平坦的效率曲线。传统的平板冲击器具有非常急剧的收集效率曲线。这种类型用于对粒子尺寸分类的响应非常有益，但是在首要目标是过滤的场合却不是所期望的。扁平的收集效率曲线对于过滤目的会很理想，但是却不可能由任何惯性冲击器来实现。人们非常期望能够出现一种在同样的压力消耗下能够减小D50切截尺寸并能使效率曲线稍扁平的设计。锥形冲击器——单锥除了冲击器板的设计外，锥形冲击器与常规的冲击器非常类似。冲击器板在形状上以锥形代替扁平形。已提出的单锥冲击器的设计示出在图2中。其由锥形凸出组成，该锥形凸出与喷嘴占有同样的中心，并在尺寸上与喷嘴相当或比喷嘴大。如图2所示，介质可附接在凸出上方，所以拦截仍是重要的液滴捕获机理。如同已为人们所知的，介质是作为聚结过滤器。为了评价锥形冲击器的相关性能，在Fluent软件中运行了简易模型。选取的喷嘴尺寸为3mm、距冲击器板约4mm。图3示出了使用单锥构造时的流迹线，图4示出了静压力的等值线。从这些图形中显而易见，邻近流碰撞冲击器板处的停滞区域的尺寸。锥形的停滞区域小并且被限制在非常靠近锥体尖端的位置，而平板示出的停滞区域较大。由于这种影响，可以预期更小的、遵循流迹线的粒子能够非常接近壁。那么它们被捕获的机会将会比在平板冲击器中的大。图5示出了锥形冲击器及等同的平板冲击器(横跨各构造具同样的压力降)两者相关收集效率的比。D50割点转换至左侧，曲线稍为平坦。因为不能被充分理解，所以模型中未包含介质的影响，但是可以预见任何在具有介质情况的平板中观察到的切截尺寸的改进都能转化至锥形冲击器。具有锥形凹坑的单锥体可以通过引入如图6所示的锥形泛滥或凹坑进一步减小D50的切截尺寸。除了在邻近尖端处具有更加受限的停滞点外，还可以使流比在平板冲击器中转动更多的角度，这有助于改进切截尺寸及效率曲线。图7以更细节的方式示出了这种影响。再一次地，与等同的平板冲击器比较相关性能，并且在切截尺寸及效率曲线两方面皆有重大的改进(图8)。如前，任何模拟中都未包含介质的影响。虚拟冲击器——平板虚拟冲击器用于将较小的粒子从较大的粒子中分离出来，是非常好的粒子尺寸分类装置。虚拟冲击器的构造非常简单。其包括被探针非常近地跟随的常规喷嘴，该探针与该喷嘴占有同样的中心，直径比喷嘴直径小。具有足以使它们冲击冲击器板的带有惯性的粒子被投入收集探针。较小的粒子被主空气流自喷射轴线径向带离，避开了收集探针。至此实现了粒子基于尺寸的分类。图9示出了虚拟冲击器的概念。其具有的两个喷嘴具有同样的中心，位置是一个在另一个之后，第二个喷嘴比第一个喷嘴小(当前地提出的d/2，需要更多第二喷嘴直径在切截尺寸上的影响的数据)。图10对于为什么虚拟冲击器会比等同的传统冲击器的性能更好给出了简要的解释。图11示出了使用虚拟冲击器时来自CFD的收集效率曲线。如上文所预测的，切截尺寸比等同的传统冲击器稍有改进。锥形虚拟冲击器将以上两种影响皆合并引入单一设计(锥形及虚拟)是逻辑推广。图12示出了这种类型的设计。其合并了所有粒子捕获增强的精髓，即a)邻近锥形凸出尖端的更小的停滞区域b)比900更大的流向改变c)用于冲击的更大的表面积d)邻近第一段喷嘴的双停滞点。可以预见，所有这些影响的相互作用更进一步减小切截尺寸。图13使用这样的几何形状时来自CFD虚拟的流迹线(不包含介质)，并且合并了所有现象。图14示出了使用虚拟锥形冲击器时的收集效率曲线，其比预期的更加急剧。但是此设计在同样的压力消耗下相比其他设计具有最好的切截尺寸。其他形状的冲击器板金字塔形，三棱形。特征在于1)冲击器板的形状；2)双段喷嘴；3)在一个设计中结合两者。第61/229, 578号临时美国专利申请以下的说明取自第61/229，573号临时美国专利申请。在此项公开中已提出将在冲击器板上具有锥形凸出和/或在穿孔冲击介质层内冲有孔的冲击器作为惯性气液分离器。锥形冲击器的组成包括用于加速空气流的喷嘴及具有锥形形状而不是普通的平板形状的冲击器板。穿孔介质冲击器板具有贯通介质层的孔，并且孔的中心与上游喷嘴的中心对准本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿伦·贾纳基拉曼，冯世铭，彼得·K·赫尔曼，
申请(专利权)人：康明斯过滤IP公司，
类型：发明
国别省市：
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