CN109630234B - 一种离心式油气分离器及其使用的发动机 - Google Patents

一种离心式油气分离器及其使用的发动机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离心式油气分离器,它包括壳体、腔体隔板、转轴和驱动盘,所述腔体隔板与壳体分隔出分离腔,且腔体隔板上设有套管,所述转轴下端穿过套管后与驱动盘连接,所述驱动盘的上端与套管的下端之间设有台阶形的间隙密封,本发明的有益效果是:直接采用台阶形的间隙密封,则相对原先的曲径密封以及原先的风扇加水平的间隙密封的组合,减少了零部件,便于生产,且安装也较简便,节省了制备成本;且由于整个间隙密封的路径较长,又是台阶形的结构,驱动室内的油再进入间隙内时需要经过两个向上爬的过程,而水平的台阶面处又能够起到对进入的油有个减压和缓冲的作用,驱动室内的油也不易进入到分离腔内。

Description

一种离心式油气分离器及其使用的发动机
技术领域
本发明涉及油气分离技术领域,具体涉及一种用于车辆发动机曲轴箱油气分离的离心式油气分离器及其使用的发动机。
背景技术
目前,在离心式油气分离器的密封结构有两种。一种如现有技术公开号为CN101189414A,名称为用于在对曲柄箱进行抽气的同时净化气体的装置公开的“用于在对曲柄箱进行抽气的同时净化气体的装置(10),所述装置(10)包括:壳体(12),其内部设有分离室(14),带有转子轴(32)和离心转子(39)的转子结构,转子轴(32)被可旋转地安装在所述壳体中,离心转子(39)位于分离室(14)中,以及-流体驱动装置(64),其用于通过驱动流体驱动转子轴(32),所述驱动装置(64)被设置在通过壳体隔板(16)与分离室(14)分开的驱动室(60)中,所述转子轴(32)延伸通过壳体隔板(16)中的贯通孔,其特征在于,曲径式密封(70)被设置在贯通孔的区域中,以将驱动室(60)与分离室(14)密封,壳体隔板(16)包括轴套(36),轴承(36)特别是球轴承被容纳在轴套中以支撑转子轴(32),轴套(36)被一体形成在壳体隔板(16)中,所述轴套具有管套(36),所述管套突出至驱动室(60)。所述曲径密封具有密封垫圈(70),所述密封垫圈(70)带有环绕的轴向凹槽(76),所述管套(36)的自由端优选无接触地与轴向凹槽(76)接合。”;由于采用的是曲径式密封,需要密封垫圈,而密封垫圈必须固定在转子轴或驱动轮上,而密封垫圈较薄,容易出现变形的情况;并且管套的自由端的端面及内外壁与轴向凹槽均必须保证一定间隙,间隙太大则无法实现密封,间隙太小则加工精度较高和安装精度均较高,故存在安装较麻烦,加工精度较高及使用稳定性较差的问题。
另一种如公开号为CN 207795338U,名称为一种油气分离器用密封结构公开的“一种油气分离器用密封结构,它包括腔体隔板(1)、转轴(2)和驱动盘(3),所述腔体隔板(1)上设有套管(4),所述转轴(2)下端穿过套管(4)后与驱动盘(3)连接,其特征在于:所述驱动盘(3)的外径大于套管(4)的外径,所述套管(4)下端面与驱动盘(3)上端面之间的间距为0.1~2mm,所述驱动盘(3)的上端面上设有多个叶片(5),多个叶片(5)沿周向均布。所述驱动盘(3)的下方设有轴承(7),所述转轴(2)下端与轴承(7)连接,所述套管(4)内设有风扇(8)或环形的分隔板(9);所述风扇(8)与转轴(2)连接,转轴(2)带动风扇(8)转动;所述分隔板(9)与转轴(2)或与套管(4)连接。”,但是由于在排气量大于500CC的时候,下方驱动室的油还是会进入到分离室内,适用范围较小,并且零部件也较多,生产成本较好,安装也较麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种零部件相对较少、安装较简便及生产成本较低的离心式油气分离器,它包括壳体、腔体隔板、转轴和驱动盘,所述腔体隔板与壳体分隔出分离腔,且腔体隔板上设有套管,所述转轴下端穿过套管后与驱动盘连接,所述驱动盘的上端与套管的下端之间设有台阶形的间隙密封。
本发明的另一个目的是提供一种发动机,它包括上述任一权利要求所述的离心式油气分离器,离心式油气分离器用于净化曲轴箱气体。
本发明的有益技术效果:
由于直接采用台阶形的间隙密封,则相对原先的曲径密封以及原先的风扇加水平的间隙密封的组合,减少了零部件,便于生产,且安装也较简便,节省了制备成本;且由于整个间隙密封的路径较长,又是台阶形的结构,驱动室内的油再进入间隙内时需要经过两个向上爬的过程,而水平的台阶面处又能够起到对进入的油有个减压和缓冲的作用,使得间隙的大小可以适当大于原先结构间隙的大小,驱动室内的油也不易进入到分离腔内,进而可减低了零部件的加工精度和安装精度,从而可大幅降低生产成本。
作为优选,所述间隙密封包括驱动盘上端台阶形的环形的凸起,所述套管的下端设有与凸起相配形成间隙密封的台阶形的内凹;则这样设置后,更利于零部件的加工成型,从而可进一步降低生产成本。
作为优选,所述凸起包括至少一个凸起台阶面,所述内凹包括与凸起台阶面相配的至少一个内凹台阶面;则可根据所需要的排气量来增加凸起台阶面的数量,排气量远大,凸起台阶面的数量也就越多。
作为改进,所述相配的凸起台阶面与内凹台阶面之间的间隙大于相配的凸起外壁与内凹内壁之间的间隙;则这样设置后,相配的凸起台阶面与内凹台阶面之间的间隙起到了较好的减压和缓冲的作用,使得驱动室内的油不易进入到分离腔内,同时又可保证分离腔内分离出来的油在重力的作用下能顺利的经过间隙密封而进入到驱动室内,并且分离腔内的油在进入到间隙密封中时在相配的凸起台阶面与内凹台阶面之间的间隙又可起到一定的积聚的作用,使得驱动室内的油更不易进入到分离腔内。
作为优选,所述相配的凸起台阶面与内凹台阶面之间的间隙为0.5~2mm,所述相配的凸起外壁与内凹内壁之间的间隙为0.1~1.5mm。
作为改进,所述凸起的上端面上设有圆台形的凹槽,凹槽的轴线与凸起的轴线在同一直线上,所述凹槽上端的内径大于凹槽下端的内径,且凹槽上端的内径大于等于套管的内径;则凹槽设置后,分离腔内分离出来的油首先会在凹槽内积聚,而凹槽又是设置在驱动盘上的,在工作时驱动盘是快速转动,从而使得凹槽内的油会被离心甩出到内凹的底面上,最终将油挤入到间隙密封的间隙中,使得驱动室内的油更不易进入到分离腔内,密封效果也就更好,而分离腔内的油却又容易进入到驱动室内。
作为改进,所述凹槽下端的内径大于转轴的外径;则这样设置后,使得从分离腔内进入到凹槽中的油在凹槽中分散的更加均匀,则离心甩出的油也就相对较均匀,可进一步提高阻碍驱动室内油进入间隙密封的可能性,从而提高防反油的效果。
作为改进,内凹的底面上设有轴向凸起的挡油环,所述挡油环的内径等于套管的内径,且挡油环的外径小于凹槽上端的内径;则这样设置后,使得在分离腔分离的油量较大情况时,分离出来的油无法及时进入到驱动室内而在间隙中积聚时,挡油环可以有效地阻挡凹槽甩出的油返回到分离腔内,从而降低凹槽离心反油的可能性,保证分离腔的油气分离效率。
作为改进,所述挡油环下端的端部位于凹槽内,且挡油环下端的端部与凹槽的内壁之间留有间隙;则这样设置后,使得挡油环可更有效地阻挡凹槽甩出的油返回到分离腔内,从而进一步降低凹槽离心反油的可能性,保证分离腔的油气分离效率。
附图说明
图1为本发明实施例一离心式油气分离器的结构示意图;
图2为本发明实施例一离心式油气分离器去除下壳体后的结构示意图;
图3为沿图2中A-A线的剖视图;
图4为图3中B部分的放大图;
图5为本发明实施例三离心式油气分离器的结构示意图;
图6为本发明实施例四离心式油气分离器的结构示意图;
图7为本发明实施例五离心式油气分离器的结构示意图;
图8为图7中C部分的放大图;
图9为本发明实施例六离心式油气分离器的结构示意图;
附图说明:1、壳体,11、上壳体,12、下壳体;2、腔体隔板;3、转轴;4、驱动盘,41、凸起,411、凸起台阶面,412、凹槽;5、分离腔;6、套管,61、内凹,611、内凹台阶面,612、挡油环。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述,其仅为本发明的优选地或较佳的实施方式,并非因此限制本发明的保护范围。
实施例一
如图1-4所示,一种离心式油气分离器,它包括壳体1、腔体隔板2、转轴3和驱动盘4(当然还包括其它零部件,但由于未涉及本发明创造的发明点,故在此不再赘述),壳体1分为上壳体11和下壳体12,腔体隔板2固定在上壳体11与下壳体12之间的位置处,腔体隔板2与上壳体11的内腔形成分离腔5,腔体隔板2与下壳体12的内腔形成驱动室,而驱动盘4位于驱动室内,且腔体隔板2的中心位置处设有连通分离腔5和驱动室的通孔,而套管6固定设置在通孔中,转轴3上端与上壳体11转动配合,且转轴3位于分离腔5内的部分穿设有若干张层叠的分离盘片,转轴3下端穿过套管6后与驱动盘4固定连接,间隙密封包括驱动盘4上端台阶形的环形的凸起41,套管6的下端设有与凸起41相配形成间隙密封的台阶形的内凹61。
凸起41包括一个凸起台阶面411,内凹61包括与凸起台阶面411相配的一个内凹台阶面611。
相配的凸起台阶面411与内凹台阶面611之间的间隙为1.5mm,相配的凸起41外壁与内凹61内壁之间的间隙为1.0mm。
实施例二
一种离心式油气分离器,它包括壳体1、腔体隔板2、转轴3和驱动盘4(当然还包括其它零部件,但由于未涉及本发明创造的发明点,故在此不再赘述),壳体1分为上壳体11和下壳体12,腔体隔板2固定在上壳体11与下壳体12之间的位置处,腔体隔板2与上壳体11的内腔形成分离腔5,腔体隔板2与下壳体12的内腔形成驱动室,而驱动盘4位于驱动室内,且腔体隔板2的中心位置处设有连通分离腔5和驱动室的通孔,而套管6固定设置在通孔中,转轴3上端与上壳体11转动配合,且转轴3位于分离腔5内的部分穿设有若干张层叠的分离盘片,转轴3下端穿过套管6后与驱动盘4固定连接,转轴3的外径小于套管6的内径,间隙密封包括驱动盘4上端台阶形的环形的凸起41,套管6的下端设有与凸起41相配形成间隙密封的台阶形的内凹61。
凸起41包括一个凸起台阶面411,内凹61包括与凸起台阶面411相配的一个内凹台阶面611。
相配的凸起台阶面411与内凹台阶面611之间的间隙为0.5mm,相配的凸起41外壁与内凹61内壁之间的间隙为0.1mm。
实施例三
如图5所示,一种离心式油气分离器,它包括壳体1、腔体隔板2、转轴3和驱动盘4(当然还包括其它零部件,但由于未涉及本发明创造的发明点,故在此不再赘述),壳体1分为上壳体11和下壳体12,腔体隔板2固定在上壳体11与下壳体12之间的位置处,腔体隔板2与上壳体11的内腔形成分离腔5,腔体隔板2与下壳体12的内腔形成驱动室,而驱动盘4位于驱动室内,且腔体隔板2的中心位置处设有连通分离腔5和驱动室的通孔,而套管6固定设置在通孔中,转轴3上端与上壳体11转动配合,且转轴3位于分离腔5内的部分穿设有若干张层叠的分离盘片,转轴3下端穿过套管6后与驱动盘4固定连接,间隙密封包括驱动盘4上端台阶形的环形的凸起41,凸起41为轴向的凸起,且凸起41的轴线、套管6的轴线、转轴3的轴线、内凹61的轴线均在同一直线上,套管6的下端设有与凸起41相配形成间隙密封的台阶形的内凹61。
凸起41包括三个凸起台阶面411,内凹61包括与凸起台阶面411相配的三个内凹台阶面611。
相配的凸起台阶面411与内凹台阶面611之间的间隙为2mm,相配的凸起41外壁与内凹61内壁之间的间隙为1.5mm。
实施例四
如图6所示,凸起41的上端面上设有圆台形的凹槽412(也可理解为横截面为倒锥形的凹槽),凹槽412的轴线与凸起41的轴线在同一直线上,凹槽412上端的内径大于凹槽412下端的内径,且凹槽412上端的内径大于等于套管6的内径,凹槽412下端的内径等于转轴3的外径;为了使得凹槽412内的油离心时跟容易抛出,可在凹槽412的内壁进行滚花处理。
其余结构与实施例一相同。
实施例五
如图7和图8所示,凹槽412下端的内径大于转轴3的外径,一般凹槽412下端的内径大于转轴3的外径2~10mm(本例为6mm,也可为2mm、4mm、5mm、7mm、8mm或10mm等等)。
其余结构与实施例四相同。
实施例六
图9所示,内凹61的底面上设有轴向凸起的挡油环612,挡油环612的内径等于套管6的内径,且挡油环612的外径小于凹槽412上端的内径,挡油环612的外壁为直壁,当然也可将挡油环612的外壁为设置成斜壁或弧形壁。
挡油环612下端的端部位于凹槽412内,且挡油环612下端的端部与凹槽412的内壁之间留有间隙,一般挡油环612下端的端部位于凹槽412内,且挡油环612下端的端部与凹槽412的内壁不接触。
其余结构与实施例四相同或与实施例五相同。
一种发动机,它包括上述任一实施例所述的离心式油气分离器,离心式油气分离器用于净化发动机曲轴箱气体。
应当理解的是,上述“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”仅为了便于描述,并不构成限制。
以上均为本发明的优选的部分实施例,凡常规的替代或者能够实现本发明相同或相似的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种离心式油气分离器,它包括壳体(1)、腔体隔板(2)、转轴(3)和驱动盘(4),所述腔体隔板(2)与壳体(1)分隔出分离腔(5),且腔体隔板(2)上设有套管(6),所述转轴(3)下端穿过套管(6)后与驱动盘(4)连接,其特征在于:所述驱动盘(4)的上端与套管(6)的下端之间设有台阶形的间隙密封;
所述间隙密封包括驱动盘(4)上端台阶形的环形的凸起(41),所述套管(6)的下端设有与凸起(41)相配形成间隙密封的台阶形的内凹(61);
所述凸起(41)的上端面上设有圆台形的凹槽(412),凹槽(412)的轴线与凸起(41)的轴线在同一直线上,所述凹槽(412)上端的内径大于凹槽(412)下端的内径,且凹槽(412)上端的内径大于等于套管(6)的内径;
内凹(61)的底面上设有轴向凸起的挡油环(612),所述挡油环(612)的内径等于套管(6)的内径,且挡油环(612)的外径小于凹槽(412)上端的内径。
2.根据权利要求1所述的离心式油气分离器,其特征在于:所述凸起(41)包括至少一个凸起台阶面(411),所述内凹(61)包括与凸起台阶面(411)相配的至少一个内凹台阶面(611)。
3.根据权利要求1所述的离心式油气分离器,其特征在于:所述相配的凸起台阶面(411)与内凹台阶面(611)之间的间隙大于相配的凸起(41)外壁与内凹(61)内壁之间的间隙。
4.根据权利要求3所述的离心式油气分离器,其特征在于:所述相配的凸起台阶面(411)与内凹台阶面(611)之间的间隙为0.5~2mm,所述相配的凸起(41)外壁与内凹(61)内壁之间的间隙为0.1~1.5mm。
5.根据权利要求1所述的离心式油气分离器,其特征在于:所述凹槽(412)下端的内径大于转轴(3)的外径。
6.根据权利要求1所述的离心式油气分离器,其特征在于:所述挡油环(612)下端的端部位于凹槽(412)内,且挡油环(612)下端的端部与凹槽(412)的内壁之间留有间隙。
7.一种发动机,其特征在于:它包括上述任一权利要求所述的离心式油气分离器,离心式油气分离器用于净化发动机曲轴箱气体。
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