CN108457720B - 油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气分离器，该油气分离器包括：壳体，壳体内具有顺次连通的多个分离腔，且顺次连通的第一个分离腔上设置有进油气口，最后一个分离腔上设置有出油气口，相邻两个分离腔之间设置有交换口，相邻两个分离腔通过交换口连通；多个分离通道，一一对应地设置在各分离腔内，相邻两个分离腔内的两个分离通道相互连通，多个分离腔沿垂直于分离通道的流通方向顺次设置在壳体内；多个旋流装置，一一对应地设置在各分离通道内，每个旋流装置可相对壳体转动。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的迷宫式油气分离器分离效率低、占空间大的技术问题。

Description

油气分离器

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体而言，涉及一种油气分离器。

背景技术

目前，汽车发动机在工作时，燃烧室内的部分气体会随着活塞的往复运动窜入到曲轴箱内，这些气体一般通过曲轴箱通风***再次进入燃烧室，参与燃烧排出。随着发动机技术的发展，曲轴箱内机油的颗粒直径较之前大幅减小，曲轴箱气体更容易携带大量的机油颗粒排出曲轴箱，从而造成机油消耗高的现象。

现有技术中的迷宫式油气分离器因成本低、容易制造而得到广泛使用。目前的迷宫式油气分离器结构简单，但迷宫式油气分离器一般需要较大的空间位置，以使气流通过一个较长的行程并与壁面进行充分的撞击，如此才能达到较好的油气分离效果。而随着发动机的小型化和集成化的发展，发动机内不会留出很大的空间来放置迷宫式油气分离器，将导致迷宫式油气分离器的分离效率降低。

发明内容

本发明提供一种油气分离器，以解决现有技术中的迷宫式油气分离器分离效率低、占空间大的问题。

本发明提供了一种油气分离器，油气分离器包括：壳体，壳体内具有顺次连通的多个分离腔，且顺次连通的第一个分离腔上设置有进油气口，最后一个分离腔上设置有出油气口，相邻两个分离腔之间设置有交换口，相邻两个分离腔通过交换口连通；多个分离通道，一一对应地设置在各分离腔内，相邻两个分离腔内的两个分离通道相互连通，多个分离腔沿垂直于分离通道的流通方向顺次设置在壳体内；多个旋流装置，一一对应地设置在各分离通道内，每个旋流装置可相对壳体转动。

进一步地，油气分离器还包括：隔板，设置在壳体内，且位于相邻两个分离腔之间，隔板用于分隔两个分离腔，交换口设置在隔板上。

进一步地，每个旋流装置包括：转轴，可转动地设置在分离通道内，转轴设置在隔板上，且相邻两个分离腔内的两个转轴相互连接；风叶，设置在转轴上。

进一步地，隔板上设置有通孔，通孔内设置有轴承，转轴穿设在轴承上。

进一步地，每个分离通道包括顺次连通的多个折流段。

进一步地，每个分离通道内设置有多个折弯板，多个折弯板与分离腔的内壁配合以形成多个折流段。

进一步地，每个分离通道内的多个折弯板以所在的分离腔的中心中心对称设置。

进一步地，第一个分离腔内的分离通道包括第一折流段、第二折流段、第三折流段以及第四折流段，第一折流段的一端与油气口连通，第一折流段的另一端与第二折流段连通，第四折流段的一端与交换口连通，第四折流段的另一端与第三折流段连通，第二折流段与第一折流段具有夹角，且第二折流段朝向第四折流段弯折，第三折流段与第四折流段具有夹角，且第三折流段朝向第一折流段弯折，第三折流段的进风口与第二折流段的出风***错设置，第三折流段和第二折流段之间设置有风叶。

进一步地，风叶具有相对设置的凸面和凹面，凹面朝向第二折流段的出风口侧设置。

进一步地，相邻两个分离腔内的分离通道和旋流装置以隔板为对称中心对称设置在壳体内。

应用本发明的技术方案，该油气分离器包括：壳体、多个分离通道和多个旋流装置。其中，壳体内具有顺次连通的多个分离腔，且顺次连通的第一个分离腔上设置有进油气口，最后一个分离腔上设置有出油气口，相邻两个分离腔之间设置有交换口，相邻两个分离腔通过交换口连通。多个分离通道一一对应地设置在各分离腔内，相邻两个分离腔内的两个分离通道相互连通，多个分离腔沿垂直于分离通道的流通方向顺次设置在壳体内。多个旋流装置一一对应地设置在各分离通道内，每个旋流装置可相对壳体转动。

采用本发明提供的油气分离器，当油气混合气由油气口进入装置后，将依次通过多个分离腔的多个分离通道和旋流装置，油气混合气在通过分离通道时，将与分离通道的内壁进行碰撞而实现初步分离。接着，油气混合气将进入旋流装置进行分离，一方面旋流装置将使油气混合气的行程增加，另一方面会使机油颗粒在离心力作用下分离出来。随后，从旋流装置中出来的油气混合气将继续进入分离通道内进行分离，从而完成一个分离腔内的分离过程。由于本装置中有多个分离腔，且多个分离腔沿垂直于分离通道的流通方向顺次设置在壳体内，因而将重复多次上述分离过程，并且能够减小占地空间，使装置更加紧凑，如此能够在有限的空间内提高分离效率，进而解决了现有技术中的迷宫式油气分离器分离效率低、占空间大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明提供的油气分离器的结构示意图；

图2示出了本发明提供的油气分离器的主视图；

图3示出了本发明提供的油气分离器的左视图；

图4示出了本发明提供的油气分离器的后视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11a、进油气口；11b、出油气口；12、交换口；20、分离通道；21、折弯板；22、回油孔；30、风叶；40、轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种油气分离器。该油气分离器包括：壳体10、多个分离通道20和多个旋流装置。其中，壳体10内具有顺次连通的多个分离腔，且顺次连通的第一个分离腔上设置有进油气口11a，最后一个分离腔上设置有出油气口11b，相邻两个分离腔之间设置有交换口12，相邻两个分离腔通过交换口12连通。多个分离通道20一一对应地设置在各分离腔内，相邻两个分离腔内的两个分离通道20相互连通，多个分离腔沿垂直于分离通道20的流通方向顺次设置在壳体10内。多个旋流装置一一对应地设置在各分离通道20内，每个旋流装置可相对壳体10转动。

采用本实施例中的油气分离器，油气混合气将从第一个分离腔的进油气口11a进入该装置，随后，进入装置的油气混合气将沿着分离腔内的分离通道20运动，当该油气混合气通过顺次连通的多个折流段时，油气混合气中的机油颗粒将从该混合气中分离出来，此时该油气混合气得到初步分离。随后，初分离的油气混合气在旋流装置的作用下得到进一步地分离，旋流装置一方面可以增加初分离后的油气混合气的行程，使得其在有限的分离通道20内反复运动，从而加强与分离通道20壁面的碰撞以提高分离效率，另一方面，由于旋流装置的旋转，使得该油气混合气中的机油颗粒可以在离心力的作用下被分离出来，进一步加强了装置的分离效率。接着，该油气混合气从旋流装置中出来后将继续经过分离通道20进行分离，如此以完成油气混合气在第一个分离腔内的分离。

当油气混合气结束在第一个分离腔的分离后，该油气混合气将从交换口12进入下一个与之相连的分离腔内进行分离，同时也将重复上述油气分离过程。以此类推，随着油气混合气从第一分离腔逐步进入下一个与之相连的分离腔中进行分离时，该油气混合气中的机油颗粒将不断分离出来，从而使装置的分离效率不断得到提高。理论上，分离腔设置的越多，该油气分离器的分离效率越高。而在实际情况中，工作人员发现当机油颗粒直径＜0.5μm时，油气混合气中的机油含量基本上已经微乎其微，因此布置过多的分离腔是没有必要的。优选地，为了在提高该油气分离装置的同时减小装置所占的空间，本实施例中的油气分离器设置有两个相连的分离腔。

其中，多个分离腔在顺次连通时，可沿分离通道的流通方向顺次设置；也可沿垂直分离通道的流通方向顺次设置，以图1为例；可将多个分离腔沿第一分离腔的上下两侧或左右两侧顺次连通；也可将多个分离腔沿第一分离腔的前后侧顺次设置。本实施例中，优选地将多个分离腔沿垂直于分离通道20的流通方向顺次设置在壳体10内。即，将其余分离腔沿第一个分离腔的后侧顺次设置。以尽量减小装置在长度方向或高度方向的占用空间，并使结构更加紧凑。

为了避免未分离的油气混合气与已分离的油气混合气相混合，需要使不同分离腔的分离过程互不干扰。优选地，本实施例中的油气分离器还包括有隔板。该隔板设置在壳体10内，且位于相邻两个分离腔之间，如此以使隔板有效分隔相邻两个分离腔，从而避免了不同分离程度的油气混合气体的混合。同时，为了保证油气混合气能顺次经过相邻的分离腔，可以将交换口12设置在隔板上，如此以使油气混合气经一个分离腔分离后能顺利进入下一相邻的分离腔内继续分离。

如图2所示，每个旋流装置包括转轴和风叶30。其中，转轴可转动地设置在分离通道20内，风叶30设置在转轴上。本实施例中的旋流装置在油气混合气的作用下使转轴发生转动，进而带动转轴上的风叶30开始运动，如此以使旋流装置开始工作。在本实施例中，该旋流装置不用设置电机，通过混合气流动推动风叶30转动，以减少装置结构，使结构更为简单。

为了使该油气分离器的结构布置更加合理，优选地将转轴设置在隔板上。由于相邻两个分离腔中的气流方向相同，优选的可以将相邻两个分离腔内的两个转轴相互连接起来，如此以使第一个分离腔中的旋流装置运动时，同时带动其他分离腔内的旋流装置开始工作，如此以增加装置的分离效率。同时相邻两个分离腔中的两个转轴的中心线可以设置为相互平行，如此以便于将不同分离腔的转轴连接在一起。本实施例中的油气分离器仅有两个分离腔，为增加该装置的紧凑性，优选地使本实施例中不同分离腔的转轴设置在同一轴线上，以方便转轴连接的同时提高该装置的分离效率。

相应地，隔板上设置有通孔以安装转轴。为减小转轴与隔板直接连接发生摩擦损坏，优选地在该通孔内还设置有轴承40，轴承40固定设置在该通孔内，同时转轴穿设在轴承40上，如此以实现转轴与隔板的连接。

具体的，每个分离通道20包括顺次连通的多个折流段。当油气混合气进入该油气分离器内后，随着油气混合气顺着多个折流段的运动，油气混合气将不断与折流段和分离腔内壁发生碰撞，在碰撞过程中将不断使得机油颗粒从该油气混合气中分离出来，如此已达到油气分离的效果。

具体的，每个分离通道20内设置有多个折弯板21，多个折弯板21与分离腔的内壁配合以形成多个折流段。采用这样的设置，能够使得油气混合气不断与折弯板21和分离腔内壁发生碰撞，在碰撞过程中将不断使得机油颗粒从该油气混合气中分离出来，以达到更好地油气分离的效果。

具体地，每个分离通道20内的多个折弯板21以所在的分离腔的中心中心对称设置。本实施例中将旋流装置设置在所述分离腔的中心处，多个折弯板21绕该旋流装置设置，且多个折弯板21以所在的分离腔的中心中心对称设置，如此以增加装置结构的紧凑形，减小装置所占空间，实现合理的空间布局。

采用本实施例中的油气分离器，当油气混合气由进油气口11a进入该分离器后，将首先进入分离通道20的折流段中，随着该油气混合气与折弯板21和分离腔内壁的碰撞，使得机油颗粒不断被分离出来，也使该油气混合气得到了初步的分离。随后，该油气混合气将进入旋流装置，由于旋流装置的作用增强了分离腔的分离效率。接着，从该旋流装置出来后的油气混合气将进入与开始折流段相对称的折流段中进行分离，进一步提高了该分离腔的分离效率。随后，从该折流段出来的油气混合气将由交换口12进入下一相邻的分离腔中进行分离，且不同分离腔中的分离过程一致。最后，经过两个分离腔分离后的油气混合气得到充分的分离，分离后的干净气体将由后一分离腔的出油气口11b排出，如此以实现了本实施例中的油气分离器的完整的分离过程。

如图1和图2所示，具体地，第一个分离腔内的分离通道20包括第一折流段、第二折流段、第三折流段以及第四折流段，第一折流段的一端与进油气口11a连通，第一折流段的另一端与第二折流段连通，第四折流段的一端与交换口12连通，第四折流段的另一端与第三折流段连通，第二折流段与第一折流段具有夹角，且第二折流段朝向第四折流段弯折，第三折流段与第四折流段具有夹角，且第三折流段朝向第一折流段弯折，第三折流段的进风口与第二折流段的出风***错设置，通过第一折流段、第二折流段、第三折流段以及第四折流段形成迷宫式结构，并将风叶30设置在第三折流段和第二折流段之间。相应的，也可将其它分离腔中的分离通道也设置成该结构。

当油气混合气由进油气口11a依次经过第一折流段、第二折流段后，油气混合气将进入旋流装置进行分离，该旋流装置可以有效增加油气混合气的分离效率，当分离后的油气混合气从旋流装置中出来后，将依次进入第三折流段和第四折流段中进行分离，并最终由交换口12进入下一分离腔。

具体地，风叶30具有相对设置的凸面和凹面，凹面朝向第二折流段的出风口侧设置。通过上述设置，可以使从第二折流段出来的油气混合气能集中在风叶30的凹面，当进入旋流装置的油气混合气增加时，凹面所受到的力也越大，如此以推动风叶30绕转轴转动。随着油气混合气不断由第二折流段进入旋流装置，使得风叶30能够发生持续转动。当风叶30转动时，一方面增加了混合气的行程，另一方面由于离心力的作用，使更多的机油颗粒从油气混合气中分离出来，从而提高了装置的分离效率。

如图2和图4所示，为了使得装置的结构布局更加合理，优选地将相邻两个分离腔内的分离通道20和旋流装置以隔板为对称中心对称设置在壳体10内。

在本实施例中，油气分离器还包括回油孔22，该回油孔22设置在每个分离通道20内，如此以便于该回油孔22收集分离出来的机油。本实施例中包括多个回油孔22，多个回油孔22分别设置在折弯板21和壳体10上。

采用本实施例中的油气分离器，当油气混合气由进油气口11a进入第一分离腔后，可依次经过第一折流段、第二折流段、旋流装置、第三折流段、第四折流段和交换口12，随后该油气混合气将进入与第一分离腔相邻的第二分离腔中，并在第二分离腔中重复上述分离过程，最后分离后的干净气体由第二分离腔中的出油气口11b出去，分离出来的机油经回油孔22回到曲轴箱中。本实施例中油气分离器，使油气混合气的气流运动行程增加了一倍，提高了分离效率，同时该装置的结构布局合理，减小了装置的占用空间。且该油气分离器结构简单，方便制造。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油气分离器，其特征在于，所述油气分离器包括：

壳体(10)，所述壳体(10)内具有顺次连通的多个分离腔，且顺次连通的第一个所述分离腔上设置有进油气口(11a)，最后一个所述分离腔上设置有出油气口(11b)，相邻两个所述分离腔之间设置有交换口(12)，相邻两个所述分离腔通过所述交换口(12)连通；

多个分离通道(20)，多个所述分离通道(20)与多个所述分离腔一一对应地设置，各个所述分离通道(20)设置在相应的所述分离腔内，相邻两个所述分离腔内的两个所述分离通道(20)相互连通，多个所述分离腔沿垂直于所述分离通道(20)的流通方向堆叠设置在所述壳体(10)内；

多个旋流装置，一一对应地设置在各所述分离通道(20)内，每个所述旋流装置可相对所述壳体(10)转动；

隔板，设置在所述壳体(10)内，且位于相邻两个所述分离腔之间，所述隔板用于分隔两个所述分离腔，所述交换口(12)设置在所述隔板上；

每个所述旋流装置包括：

转轴，可转动地设置在所述分离通道(20)内，所述转轴设置在所述隔板上，且相邻两个所述分离腔内的两个所述转轴相互连接；

风叶(30)，设置在所述转轴上。

2.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，所述隔板上设置有通孔，所述通孔内设置有轴承(40)，所述转轴穿设在所述轴承(40)上。

3.根据权利要求1所述的油气分离器，其特征在于，每个所述分离通道(20)包括顺次连通的多个折流段。

4.根据权利要求3所述的油气分离器，其特征在于，每个所述分离通道(20)内设置有多个折弯板(21)，多个所述折弯板(21)与所述分离腔的内壁配合以形成多个所述折流段。

5.根据权利要求4所述的油气分离器，其特征在于，每个所述分离通道(20)内的多个折弯板(21)以所在的所述分离腔的中心中心对称设置。

6.根据权利要求5所述的油气分离器，其特征在于，第一个所述分离腔内的所述分离通道(20)包括第一折流段、第二折流段、第三折流段以及第四折流段，所述第一折流段的一端与所述油气口(11)连通，所述第一折流段的另一端与所述第二折流段连通，所述第四折流段的一端与所述交换口(12)连通，所述第四折流段的另一端与所述第三折流段连通，所述第二折流段与所述第一折流段具有夹角，且所述第二折流段朝向所述第四折流段弯折，所述第三折流段与所述第四折流段具有夹角，且所述第三折流段朝向所述第一折流段弯折，所述第三折流段的进风口与所述第二折流段的出风***错设置，所述第三折流段和所述第二折流段之间设置有所述风叶(30)。

7.根据权利要求6所述的油气分离器，其特征在于，所述风叶(30)具有相对设置的凸面和凹面，所述凹面朝向所述第二折流段的出风口侧设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的油气分离器，其特征在于，相邻两个所述分离腔内的分离通道(20)和旋流装置以隔板为对称中心对称设置在所述壳体(10)内。

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