CN1763355A - 具有变流调节器的惯性气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种具有变流调节器的惯性气液分离器，所述变流调节器可移动，以打开和关闭可变数目的加速流动的喷嘴。

Description

具有变流调节器的惯性气液分离器

技术领域

上面所述原专利申请的发明涉及用于从气液流中去除和聚结液体微液滴的惯性气液冲击分离器，包括在发动机曲轴箱通风分离中的应用，其包括闭式曲轴箱通风(CCV)和开式曲轴箱通风(OCV)。

背景技术

惯性气液分离器在现有技术中是公知的。通过喷嘴或者喷口将所述气液流或者浮质加速到高速，并将它们引导到冲击器上，会从气液流中去除液体微液滴，通常这会导致急剧方向变化，影响所述液体分离。这样的惯性冲击器具有各种用途，包括在用于来自内燃机曲轴箱的窜漏气体的油分离应用。

所述原发明提供了在惯性气液冲击分离器中的改进，包括变流。

本发明是在继续研究上述原发明的过程中产生的。

附图说明

原申请

图1是根据所述原发明的惯性气液冲击分离器的示意性剖视图。

图2是沿图1中线2-2所获得的剖视图。

图3是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一个实施例。

图4是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一个实施例。

图5是并入图4的实施例的惯性气液冲击分离器的正面透视图。

图6是图5的结构的局部剖透视图。

图7是图5的结构的局部剖透视图。

图8是图5的一部分的分解透视图。

图9是图5的结构的剖视图，显示调节器的第一位置。

图10类似图9，显示调节器的另一个位置。

图11是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一个实施例。

图12是根据原发明的另一个惯性气液冲击分离器的一部分的示意图。

图13是并入图12的实施例的惯性气液冲击分离器的剖视图。

图14类似图13，显示了调节器的另一个位置。

图15是图13的结构的剖视图。

图16是图13的结构的透视图。

图17是图16的结构的分解透视图。

图18是图16的结构的另一个分解透视图。

图19是根据原发明的另一个惯性气液冲击分离器的一部分的示意性透视图。

图20是根据原发明的惯性气液冲击分离器的另一个实施例的剖视图。

图21是沿图20的线21-21获得的顶视图。

图22是图20的一部分的放大视图。

本申请

图23是根据本发明的惯性气液分离器的示意性剖视图。

图24类似图23，显示了另一个实施例。

图25类似图23，显示了另一个实施例。

图26类似图23，显示了另一个实施例。

具体实施方式

原申请

图1显示了用于从气液流32中聚结和去除液体微液滴的惯性气液冲击分离器30，其是在内燃机34的典型曲轴箱通风分离应用中。在这样的应用中，希望的是，从发动机34的曲轴箱36中排出窜漏(blow-by)气体。在未经处理的情况下，这些气体包含了呈油雾和油烟形式的颗粒状物质。希望的是控制污染物的浓度，特别是如果窜漏气体被重新循环回到发动机的进气***，例如在进气歧管38处。油雾的小滴的直径通常小于5μ，因此在过滤介质收集和浸透油和污染物的时候保持低的流阻时，使用传统纤维过滤介质进行去除是困难的。

分离器30包括壳体40，壳体40具有用于接收从发动机曲轴箱36来的气液流32的入口42，和用于将气流46排放到进气歧管38的出口44，和***在47处排出从冲击集流器54分离出的流体并在47处将收集的油滴返回到曲轴箱36的***口(drain)45。壳体上的喷嘴机构48具有多个由例如图1、2中的50、52所示的喷口形成的喷嘴，所述喷口在58处接收来自入口42的气液流并使气液流通过喷嘴50、52加速。所述多个喷嘴提供了由此并行通过的蓄积流(cumulativeflow)。在壳体里的惯性冲击集流器54位于在58处的加速气液流的路径上，并通过56处所示的急剧方向变化引起液体微液滴的分离。在优选实施例中，冲击集流器54具有粗糙多孔的集流或者冲击表面60，引起液体微液滴从气液流分离，这类似于此处参引的美国专利6,290,738(下文中称′738专利)中所示。喷口50、52可以具有如在所并入的′738专利中的文氏管或者截头圆锥体的形状。

变流调节器62响应给定参数改变着通过多个喷嘴的蓄积流。在一个理想实施例中，虽然其他流动特性可以被改变，但是这里改变蓄积流速(cumulative flow velocity)。气液流沿着在58处的轴向流动方向轴向流过喷口50、52。调节器62沿着给定方向相对于所述喷口能移动，以改变所述的蓄积流。在一个实施例中，调节器62沿着给定方向相对于喷嘴可移动，以改变总面积，因此改变总的流速。在图1、2中，调节器62是一个盘或者平板，其可移动穿过一个或多个喷口，以便改变其垂直于轴流方向58的横截面面积。盘62可如图1、2中箭头64所示的，轴向流动方向58的横向左右方向移动。在图1、2的实施例中，盘62具有多个加长槽或者开口66、68，其分别与喷口50、52对齐并可横向沿其滑动，以便改变轴向流动能通过的大小，因而改变了蓄积流的面积。在另一个实施例中，在盘62运动的过程中，可以关闭或者打开一个或者多个喷口50、52，这样改变了从中可有轴向流动的喷口的数目，因此改变了所述的蓄积流的面积。在又一实施例中，调节器盘62的运动对喷口的尺寸和数目都进行了改变，例如调节器盘62沿着方向64的往复运动可以沿着其垂直于流动方向58的横截面面积扩大和限制喷口，以改变喷口的尺寸，调节器盘62沿着方向64往复运动可以打开和关闭其他喷口，以便改变气液流流过的喷口的数目。

在一个实施例中，变流调节器62响应的所述参数是气液流的压力。壳体40包括压力传感器70，该传感器具有膜片或者薄膜形式，通过连接件72连接到调节器62，以便调节调节器62，使之如图1、2中64所示左右移动。当气液流的压力增加时，膜片70在图1中向左移动，这以优选的形式增加了喷口50、52等的尺寸(增加了喷口的横截面流动面积)和/或增加了打开的喷口50、52等的数目，以从中流动。在壳体腔室74里的气液流的增加的压力克服了偏压弹簧76，引起了膜片70的向左运动。如果气液流压力下降，那么偏压弹簧76在图1中向右移动调节器盘62，优选地减小了喷口50、52等的尺寸和/或数目。以这种方式，保持了希望的压力差ΔP，而不需要在最小和最大流速、发动机尺寸、变化状况中采取折衷措施，所述变化状况例如发动机磨损、速度、制动等。通过调节在发动机工作中的不同的发动机尺寸、流速和变化状况，变流调节器使效率达到最大，克服了在固定流分离器中需要的现有的兼顾缺点(trade-offs)。在图1的实施例中，与腔室74相对膜片70的相对侧上的壳体腔室78在排出开口80、82处相对于参考ΔP连通到大气，，但是可以使用其他参考压力。

图3显示了另一个实施例，该实施例具有调节器平板或者盘84，其能如箭头86所示沿着壳体88左右平移地滑动，以便改变沿其移动的盘84的长缝槽或开口94，96等的喷口90，92的大小。槽或者开口94、96可以具有截头圆锥体98，以便加强所述的文氏管加速效应。当盘84在图3中向左移动时，文氏管喷口90、92的尺寸增大，即，调节器盘84的向左运动沿着其垂直于轴向流动方向58的横截面面积扩大了喷口90、92的尺寸，以改变喷口的尺寸。调节器盘84向右的运动沿着其垂直于轴向流动方向58的横截面面积限制了喷口90、92。可选择的是，或者附加，调节器盘84的向左运动可以打开其他的喷口，而调节器盘84的向右运动可以关闭一些喷口，以便改变其中流过气液流的喷口的数目。

图4显示了另一个实施例，其具有可围绕平行于轴向流动方向58的旋转轴102旋转的调节器盘100。调节器盘100可如箭头104所示围绕轴102顺时针旋转，以便当在调节器盘100里的槽112、114横向滑动穿过喷口时限制和/或关闭壳壁110的一个或者多个喷口106、108等。

图5-图10显示了图4的实施例的优选实施方式。壳体120具有类似于图1的入口42的入口122，用于接收例如来自曲轴箱36的气液流32。壳体120具有类似于图1的出口44的出口124，用于排出气流46到例如进气歧管38中。壳体120具有类似于图1的***口45的***口126，以***从冲击集流器54分离出的流体47，例如在47处返回的收集的油滴到曲轴箱36中。调节器盘100可旋转地安装在壳体主轴128上，以便围绕轴102旋转。盘100通过连接件130连接到膜片平板132上，膜片平板132具有延伸通过膜片136，并安装在弹簧平板138的相对侧面上的支腿134，使得膜片136夹在平板132和138之间。偏压弹簧140在弹簧平面138和罩盖142之间挤压，罩盖142安装在壳体上并在圆周144密封着壳体，并在膜片的一个侧面上提供了第一腔室146，在膜片的另一侧面上提供了第二腔室148。

图9显示了气液流32的低压状况，调节器盘100如箭头150所示顺时针旋转到第一位置，此时通过所述多个喷口106、108等的蓄积流最小，例如限制一个或者多个这样的喷口的尺寸和/或关闭一个或者多个这样的喷口。图10显示了气液流32的较高压力下的状况，调节器盘100如箭头152所示逆时针旋转到第二位置，此时通过所述多个喷口106、108等的蓄积流最大，例如通过扩大一个或者多个这样的喷口和/或打开一个或者多个这样的喷口。调节器在其最小和最大蓄积流位置之间具有多个位置，以响应所述气液流的压力以维持所述压力常量，例如相对于给定参考量维持常量ΔP。给定的参考量可以是大气压力，例如在与腔室148相连通的端盖142的一个或者多个排出开口154、156提供大气压。

在图5-图10的实施例中，所述的压力传感器由具有第一和第二相对侧面158和160的膜片136所提供，第一侧面158通过平板132和连接件130连接到调节器盘100上，这类似于图1中的膜片70，其具有第一和第二相对侧面69和71，第一侧面69通过连接件72连接到调节器盘62上。膜片的第一和第二侧面中的一个暴露在气液流32里的压力下，以控制调节器的运动。在图1到图9中，各膜片70、136的所述第一侧面69、158暴露在气液流的压力下，以控制调节器的运动。在下面要描述的其他实施例中，膜片的第二侧面暴露在气液流的压力下，以控制调节器的运动。在图1-图2和图5-图10中，在各自的膜片70、136的各自第一侧面69、158上的在各自腔室74、146里的气液流32的给定压力克服了偏压部件76、140。

图11显示了另一个实施例，其具有可围绕平行于轴向流动方向58的旋转轴102旋转的调节器盘161。调节器盘161可旋转地安装在主轴163处的壳体平板162上，并旋转以打开或关闭一个或者多个例如164、165等的喷口。当如箭头166所示旋转盘161时，可以具有不同弓形长度的所述盘的一个或者多个径向支臂167、168，打开或者关闭各自的喷口，这样以便通过改变能从中流出的喷口的数目来改变通过所述喷嘴结构的所述的蓄积流。

图12显示了另一个实施例，其具有沿着平行于轴向流动方向58的方向平移的调节器盘170。沿着箭头176以与轴向流动方向58相同的方向，调节器170可从实线位置172移动到虚线位置174，以便通过限制或者关闭在壳壁180上的这样的喷口178降低所述气液流的所述蓄积流。沿着与轴向流动方向58相反的方向，调节器170可从虚线位置174移动到实线位置172，如箭头182所示，以便增加所述蓄积流。调节器包括例如184的阀门杆，其分别具有例如186的圆锥形阀门头，所述圆锥形阀门头可与由例如178的喷口形成的阀门座分别接合。阀门头186沿着圆锥体锥形成形，所述圆锥体朝与轴向流动方向58相同的方向上逐渐变窄。阀门座可以锥形成形以与阀门头互补。在172的实线所示的打开阀门状态下，气液流如188、190所示流过喷嘴178并撞击在冲击表面60上，所述冲击表面60可以是调节器170的正对表面，或者可以由例如安装在那里54的冲击集流器所提供，引起如上述的液体微液滴的分离。

图13-图18显示了图12的实施例的优选实施方式。壳体200具有类似于图1的入口42的入口202，用于接收例如来自曲轴箱36的气液流32。壳体200具有类似于图1的出口44的出口204，用于排出气流46到例如进气歧管38中。壳体200具有类似于图1的***口45的***口206，其将从冲击集流器54分离出的流体47***掉，例如在47处将收集的油滴返回到曲轴箱36。壳体内壁180具有多个喷口178、208等。调节器盘170具有多个阀门杆184、210等，所述阀门杆具有各自的阀门头186、212等，用来打开和关闭和/或限制和扩大各自的喷口178、208等。调节器盘170安装在膜片214上，膜片214被密封在壳体里其周边216处。所述壳体包括腔室218、次腔室220和腔室224，腔室218用来接收从入口202来的气液流，次腔室220位于壳体内壁180和膜片214的第一侧面222之间，腔室224位于膜片的第二侧面226上。通过闭合腔室218的第一罩盖228和闭合腔室224的第二闭合盖230闭合所述壳体。

气液流32通过壳体入口202流入在闭合盖228和壳体内壁180之间的腔室218。次腔室220在壳体内壁180和膜片214之间，当喷口178、208等打开时接收通过喷口178、208等相连通的气液流。腔室224位于闭合盖230和膜片214的所述第二侧面226之间，包括具有用于在腔室224里提供一个高压间(plenum)的多个隔离支腿234的隔离环232。多个连通通道236、238等提供了如箭头244、246等所示从腔室218到腔室224的、如箭头240、242等所示的从中经过的气液流压力的连通。连通通道236、238等的尺寸和数目这样选择，使得由气液流的压力产生的膜片214的第二侧面226上的压力相对于气液流的压力的比值大于膜片214的第一侧面222上的由气液流的压力产生的压力相对于气液流的压力的比值。膜片214固有地偏置，或者可选的具有如图13所示的未伸展状态的位置，其喷嘴178、208等由阀门头186、212等闭合，这是图12中所示的虚线位置174。膜片的这个固有的偏置或者未伸展位置具有朝向喷口的这样的关闭位置的偏压，该偏压大于例如在发动机低速运转中的膜片的第二侧面226上的腔室224里的压力。当气液流的压力增加时，在膜片的第二侧面226上的腔室224里的压力增加，克服了膜片214的固有偏压，以便伸展和移动膜片到如图14所示位置，这是图12中的实线位置172，这样通过沿图12中182方向将阀门头186、212等移离它们各自的阀门座，使得开始打开喷口178、208。因为如箭头188、190所示的气液流流过各自的喷口而进入次腔室220中，阀门的这个打开动作被现在可用的膜片的第一侧面222上的次腔室220里的压力所反对和平衡着。在膜片的第一和第二侧面上的所述压力比值控制着阀门的打开和关闭，并改变着喷口的尺寸，如果希望的话，也可改变打开或者关闭的喷口的数目。

通过变流调节器170改变通过喷嘴的蓄积流，其中，这样的调节器的运动改变着喷口178、208等的尺寸和数目中的至少一个。通过改变如下项目可以进一步改变蓄积流：阀门杆184、210等的每个杆的轴向高度；阀门头186、212等的每个头的锥度、宽度等；喷口178、208等的尺寸；通过改变连通通道236、238的尺寸和数目膜片的相对侧面222和226上的压力比值；和其各种组合。

调节器170具有如图13所示的第一位置，其在图12中如虚线174所示，在该位置时通过多个喷口178、208的气液流的蓄积流最小或者被闭合地停止流动。调节器具有如图14所示的第二位置，其在图12中以实线表示，使得通过多个喷口178、208等的蓄积流最大。通过由膜片214提供的压力传感器调节器170在所述第一和第二位置之间移动，响应于气液流的压力的具有其间的多个位置，以维持这样的压力常量，例如如果希望的话维持常量ΔP。如上所述，这克服了在固定分离器中的现有的折衷兼顾缺点(trade-offs)问题，固定分离器既不能适应于改变发动机或者流动状况，也不适应于不同的发动机尺寸。膜片的侧面226暴露在调节器的所述第一和第二位置和其间的中间位置处的气液流的压力下。膜片的侧面222暴露在调节器的所述第二位置和中间位置处的气液流的压力下。

图19显示了另一个实施例，其调节器250类似于图12的调节器170，沿着平行于轴向流动方向58的方向252平移，用来打开与关闭和/或增大和限制在壳体壁258上的如254、256等的喷口。调节器250具有多个阀门杆260、262等，阀门杆具有圆锥形阀门头264、266等，阀门头分别与如268、270等的阀门座相接合，阀门座可以是与阀门头互补的圆锥形状。与图12不同的是，图19中的阀门头264、266沿着圆锥体锥形成形，所述圆锥体朝与轴向流动方向58相反的方向变窄。响应于给定的参数通过如箭头252所示的来回移动，变流调节器250改变着通过喷口254、256等的气液流的蓄积流。如果在气液流里的压力是指定的参数，相对于阀门头264、266的压力可以用于打开阀门，相对于调节器盘的这样的阀门头和表面272的压力可以用于通过增加喷口的横截面积改变和扩大蓄积流面积。如76、140的偏压弹簧可以挤压着调节器盘的表面274，使之到关闭或者限制位置。调节器250沿着与轴向流动方向58相同的方向移动以增大所述的蓄积流，沿着与轴向流动方向58相反的方向移动以减小所述的蓄积流。

图20-图22显示了又一实施例，该实施例具有在壳体290上的多个调节器组件280、282、284、286。在调节器组件280里，次壳体壁292具有如294、296、298的多个喷口，通过上述喷口在58处的气液流被加速并冲撞到在冲击表面60处的惯性冲击集流器54上，如上所述，引起液体微液滴从气液流的分离。冲击集流器54安装在变流调节器300上，或者可选地调节器的正向表面302也可以提供冲击表面60。调节器300可以如箭头304所示沿着平行于轴向流动方向58的方向来回平移，通过在调节器盘300的下侧面308和壳体的弹簧座310之间支撑的弹簧306，将调节器300偏压到关闭位置(在图22中向上)。在图22所示的向上偏压的关闭位置，调节器盘300的外周边上的环形衬垫312以密封关系接合壳体的V形阀门座314的下顶部，以阻止气流和液流从那里流过。调节器300可沿着第二方向(图22中向下)移动到第二打开位置，其中，衬垫312向下移开阀门座314并与阀门座314分开一个间隙，通过该间隙允许气液流到壳体出口，如图22的44所示，并允许液流经过所述气隙到壳体***口，如图22的45所示。其余的调节器组件282、284、286是一样的。

上面的图1-图19的实施例的惯性冲击集流器在图20-图22里设置为多个冲击表面60、60a、60b、60c，每个冲击表面都接收通过各自的一组一个或者多个喷口294、296、298等的气液流。变流调节器由多个冲击按钮300、300a、300b、300c提供，每个冲击按钮都具有各自的冲击表面60、60a、60b、60c。每个冲击按钮都在所述的关闭和打开位置之间可移动，而独立于其他冲击按钮。在关闭和打开位置中的至少一个位置里，通过改变冲击按钮的数目改变在58处的气液流的所述蓄积流。例如，通过打开一个或者多个冲击按钮增大蓄积流，通过关闭一个或者多个冲击按钮减小蓄积流。以不同的弹簧刚度弹簧偏压冲击按钮，以提供差动的顺序打开和关闭冲击按钮。例如，每个弹簧306、306a、306b、306c具有不同弹簧刚度，这样例如，响应于增加的压力首先打开冲击按钮300，然后响应于进一步增加的压力打开冲击按钮300a，接着响应于更进一步增加的压力打开冲击按钮300b，等等。冲击按钮300、300a、300b、300c沿着平行于轴向流动方向58的方向平移，并且沿着平行于轴向流动方向58的所述方向被偏压到所述关闭位置(图20中向上)。

参考图1，气液流32变为气流46，从上游到下游通过壳体流动，从入口42然后通过喷50、52等，然后流到在冲击表面60处的惯性冲击集流器54，最后流到出口44。在图1-图19的实施例中，所述的调节器位于惯性冲击集流器的上游。在图20-图22的实施例里，调节器位于惯性冲击集流器的下游。

本申请

图23显示了用于从气液流中去除液体微液滴的惯性气液分离器320。壳体322具有用于接收气液流326的入口324，和用于排放气流330的出328。在壳体里的喷嘴结构332包括多个如334的喷嘴，所述喷嘴接收来自入324的气液流并使气液流通过喷嘴加速。惯性冲击集流器336设置在壳体里的加速气液流的路径上，引起液体微液滴从气液流的分离，随之产生如338所示的气流的流动，和在***口342处的液体340的***。变流调节器344可以例如图23中上下移动，以打开和关闭可变数目的喷嘴334。

变流调节器344响应气液流326的压力。例如通过图23中向上移动，变流调节器响应增加的压力，打开更多喷嘴334。例如通过图23中向下移动，变流调节器响应减小的压力，关闭更多喷嘴334。以这种方式，，尽管从中流过的气液流的流动状况在变化着，越过惯性气液分离器320在入324和出328之间保持着大致恒定的压降。优选地，通过变流调节器的移动，在喷嘴334和惯性冲击集流器336之间的距离是恒定的。

在图23中，变流调节器344设置为沿着沿轴350延伸的缸348可轴向地滑动的活塞346。缸具有设有提供了所述的多个喷嘴的多个贯通的孔354的缸壁352。在活塞沿着缸滑动的过程中，活塞346盖上和打开所述孔，以便分别关闭和打开所述喷嘴。惯性冲击器336是一个环形部件，其通过其间的环形加速间隙356径向朝外隔开缸348。孔354径向延伸通过缸壁352。气液流326在缸348内部轴向流动，然后通过活塞346打开的孔354径向朝外流动，并被加速进入环形加速间隙356，并冲击到惯性冲击集流器336上，引起液体微液滴从气液流的分离。气液流326在缸348内沿着给定的轴向方向流动，例如图23中向上方向。在所述的分离之后，在338处的气流在相同的给定轴向方向上沿着缸348的内部流动。气液流沿着所述的给定轴向方向流过入口324。在330处的气流沿着相同的所述给定轴向方向流过出口328。

活塞346具有面对着与之相对的气液流326的进入流动的导向表面358。导向表面358构造成定向地指引和引导流动到缸壁352里的孔354。在一个实施例中，这样的定向结构是一个圆锥体或者一个凸面体或者一个有通道的引导表面等。

在图23的实施例中，活塞346是一种重力活塞，其根据活塞的重量而调节流动。所述的运动轴是垂直的。活塞346具有所述的底表面358，所述的底表面358向下面对和接收与之相对的气液流326的进入流动。活塞346响应于气液流326的增加的压力在缸348里向上滑动，以便打开更多孔354。活塞响应于气液流326的减小的压力在所述圆锥体里向下滑动，以便关闭更多孔354。所述缸的顶部包括一个排气孔360，以避免在活塞运动中在缸内产生真空，以便不要阻止活塞的运动。

图24显示了另一个实施例，使用了与上面相同的附图标记，以便于理解。例如弹簧362的偏压部件相对于与之相对的气液流326的进入流动偏压活塞346a。响应于气液流326的增加的压力，活塞346a沿着例如图24的向上方向的第一轴向方向、相克服偏压弹簧362的偏压滑动，以打开更多的孔354。响应于气液流326的减小的压力，活塞346a沿着例如图24的向下方向的第二相反方向、顺着偏压弹簧362的偏压滑动，以关闭更多的孔354。

图25显示了用于从气液流中去除液体微液滴的惯性气液分离器370的另一个实施例。壳体372具有用于接收气液流376的入口374，并具有用于排放气流380的出口378。在壳体里的喷嘴结构382具有多个喷嘴384，用来接收从入口374来的气液流，并将气液流加速通过所述喷嘴。惯性冲击分离器386设置在壳体里的加速气液流的路径上，惯性冲击分离器386可以是所述壳体的内壁。在壳体里的变流调节器388可以移动以打开和关闭可变化数目的喷嘴384。

壳体372具有壁390，壁390面对惯性冲击集流器386，且由其间的环形加速间隙392从那里分开。壁390具有多个通孔394，提供了所述的喷嘴384。变流调节器388设置为具有有弹性的柔性区域398的卷动的膜片396，所述有弹性的柔性区域398在弯曲动作中盖上和打开孔394，以分别关闭和打开喷嘴384。膜片396具有第一侧面400，第一侧面400与入口374相连通，并暴露在气液流376的进入流动下。膜片具有与出口378相连通的第二相对侧面402。所述膜片的第一侧面400具有变化的有效面积，该有效面积被定义为暴露在引入流下的面积。响应于气液流376的压力的增加，膜片的有效面积增加，膜片开放并打开更多孔394。响应于气液流376的压力的减小，膜片的有效面积减小，膜片盖上并关闭更多孔394。壁390是缸404的缸壁，缸404在所述壳体里并沿着轴406轴向延伸。孔394径向延伸通过缸壁390。膜片396具有外面部分408，外面部分408沿着缸壁390的内部轴向延伸，且为柔性以径向从那里离开，以开放和打开更多孔394。膜片400具有中心部分410，中心部分410从外面部分向内径向横跨，并可沿着如图25的向下方向的第一轴向方向移动，以便弯曲膜片的外面部分408，使之径向向内离开孔394并脱离与缸壁390的接合，以开放和打开更多孔。中心部分410可沿着如图25的向上方向的第二相反轴向方向移动，以便弯曲膜片的外面部分408，使之径向向外朝向孔394并进入与缸壁390的接合，以盖上和关闭更多孔394。沿着如图25的向上方向的所述第二轴向方向并相对于气液流376的进入流动，偏压弹簧412偏压膜片的中央部分410。分离的液体如箭头414所示在***口416***。气流如箭头418所示流到出口378。中央圆筒420以套管式轴向滑动联系支撑着上部套筒422，上部套筒422进而支撑膜片的上面中央部分410。支撑圆筒420的基座具有多个槽或者孔424，以使气流从中经过流到出口378。

图26显示了用于从气液流去除液体微液滴的惯性气液分离器430的另一个实施例。壳体432具有用于接收气液流436的入口434，并且具有用于排出气流440的出口438。在壳体上的喷嘴结构442具有多个喷嘴444，喷嘴444接收从入口434来的气液流并通过喷嘴444将气液流加速。惯性冲击集流器446设置在壳体里的加速气液流的路径上，并引起液体微液滴从气液流的分离。液体如箭头448所示在***口450处***。所述气流继续如箭头452、454所示流到出口438。变流调节器456可以移动，以打开和关闭可变化数目的喷嘴444。所述壳体具有壁458，壁458面对惯性冲击集流器446并且被其间的加速间隙460从那里分开。壁458具有多个通孔462，提供了所述的喷嘴。变流调节器456设置为具有有弹性的柔性区域466的卷起的膜片464，有弹性的柔性区域466在弯曲动作中盖上和打开孔462，以便分别关闭和打开所述喷嘴。膜片464具有与入口434相连通的第一侧面468，并暴露在气液流436的进入流动下。膜片具有与出口438相连通的第二相对侧面470。膜片的第一侧面468具有一个变化的有效面积，这样的有效面积定义为暴露在进入流动下的面积。响应于气液流436的增加的压力，膜片的有效面积增加，膜片开放和打开更多孔462。响应于气液流436的降低的压力，膜片的有效面积减小，膜片盖上和关闭更多孔462。

壁458是具有通透的进入流动开口472的平板，该开口与入口434连通并接收气液流436的进入流动。进入流动沿着轴474轴向流过开口472。平板458从开口472侧向向外延伸。多个孔462轴向通过平板458并在开口472的侧向外面。膜片464具有沿着平板458侧向延伸的外面部分476，其为柔性，可如图26中向上的方向从那里轴向离开，以开放和打开更多孔462。膜片464具有中央部分478，中央部分478从所述外面部分侧向向内横跨，并可沿着如图26中的向上方向的第一轴向方向移动，以便弯曲膜片的外面部分476，使之轴向离开孔462并脱离与平板458的接合，以便开放和打开更多孔462。膜片的中央部分478可沿着如图26中的向下方向的第二相反轴向方向移动，以便弯曲膜片的外面部分476，使之轴向朝向孔462并进入与平板458的接合，以便盖上和关闭更多孔462。沿着如图26中的向下方向的所述第二轴向方向并逆着气液流436的进入流动，偏压弹簧480偏压膜片的中央部分478。气液流436沿着如图26中的向上方向的所述第一轴向方向流过开口472，接着沿着如图26中的向下方向的所述第二轴向方向如箭头482所示流动。气流从加速间隙460如箭头452、454所示、沿着所述第一轴向方向流到出口440。

在以上所述的实施例中，所述***自动地调整孔的数目或者尺寸以适应所述流动，以保持尽可能恒定的限制。这在制动模式的卡车里的内燃机的应用中是特别希望的。在其他的应用中，在连续期间里逐步地改变洞或者孔的面积，例如在车辆的维修期间手动地改变，特别当曲轴箱的压力达到一定预定水平时。在一个例子中，在维修期间图23的活塞346能够在不同位置间手动改变，并由例如在槽里的棘爪、插销、抓手等等的保持器保持在固定的轴向位置，直到下一个进一步的维修期间，在该维修期间维修技师将决定活塞是否应该被移到一个不同的轴向位置，以便盖上或者打开较多或者较少的孔354，直到下一个维修期间，等等。在另一个例子中，在维修期间如图3的84或者图4的100的盘可以被固定在合适位置，并这样保持固定直到下一个维修期间，在下一个维修期间它们可以由运行技师进行调整和移动，并且保持这样的调整状态，直到随后的维修期间，等等。在另一个例子中，可以设置一对盘，用一系列棘爪或挡爪这对盘能够成角度地旋转或者相对彼此滑动并锁定在合适位置，所述盘设有一系列棘爪或者挡爪，且刻度表示以给维修技师表明相应于给定的曲轴箱压力读数的给定设置。然后，机械师将手动地滑动或者旋转一个盘或者其他变流调节器到一个给定的设置位置，以便适应从最后一次的维修期间后的磨损，并当发动机老化时，相应于当前曲轴箱压力读数。

应该认识到，在所附的权利要求的范围内，能够得出各种等价、替代和改进。在闭式曲轴箱通风(CCV)和开式曲轴箱通风(OCV)应用中，本发明特别有用，但是它也可以用在用于从气液流中去除液体微液滴的其他各种惯性气液冲击分离器的应用中。

Claims (55)

1.一种用于从气液流中去除液体微液滴的惯性气液分离器，其包括：壳体，其具有用于接收气液流的入口和用于排出气流的出口；在所述壳体里的喷嘴结构，其具有多个喷嘴，用来接收从所述入口来的所述气液流并通过所述喷嘴将所述气液流加速；在所述壳体里的惯性冲击集流器，其位于所述加速气液流的路径上并引起液体微液滴从所述气液流的分离；和变流调节器，能移动以便打开和关闭可变数目的所述喷嘴。

2.如权利要求1所述的惯性气液分离器，其中，所述变流调节器响应于所述气液流的压力。

3.如权利要求2所述的惯性气液分离器，其中，所述变流调节器响应于所述压力的增加而移动以打开更多所述喷嘴，响应于所述压力的降低而关闭更多所述喷嘴，使得所述惯性气液分离器在所述入口和所述出口之间保持着大致恒定的压降，尽管从那里通过的所述气液流的流动状况在变化着。

4.如权利要求1所述的惯性气液分离器，其中，在所述喷嘴和所述惯性冲击集流器之间的距离是恒定的，并不因所述变流调节器的运动而改变。

5.如权利要求1所述的惯性气液分离器，其中，所述变流调节器包括沿着沿轴延伸的缸能轴向滑动的活塞，所述缸具有设有提供所述多个喷嘴的多个通孔的缸壁，在所述活塞沿着所述缸滑动期间，所述孔被盖上和打开，以便分别关闭和打开所述喷嘴。

6.如权利要求5所述的惯性气液分离器，其中：

通过其间的环形加速间隙，所述惯性冲击集流器在所述缸外面被径向隔开；

所述孔径向延伸通过所述缸壁；

所述气液流在所述缸内径向流动，然后径向向外通过被所述活塞打开的所述孔，接着被加速进入所述环形加速间隙，并冲击所述惯性冲击集流器，引起液体微液滴从所述气液流的分离。

7.如权利要求6所述的惯性气液分离器，其中：

所述气液流沿着给定轴向方向在所述缸内流动；以及

在所述分离之后，所述气流在相同的所述给定轴向方向上沿着所述缸的外部流动。

8.如权利要求7所述的惯性气液分离器，其中：

所述气液流沿着所述给定轴向方向流过所述入口；以及

所述气流沿着所述给定轴向方向流过所述出口。

9.如权利要求5所述的惯性气液分离器，其中，所述活塞具有面对着与之相对的所述气液流的进入流动的导向表面，所述导向表面构造成定向地引导和指引流动到所述缸壁里的所述孔。

10.如权利要求5所述的惯性气液分离器，其中，所述活塞是依靠所述活塞重量来调节流动的重力活塞，所述轴是竖直的，所述活塞具有面朝下且接收与之相对的所述气液流的进入流动的底表面，响应于增加所述气液流的压力所述活塞在所述缸里向上滑动，以打开更多所述孔，响应于降低所述气液流的压力所述活塞在所述缸里向下滑动，以关闭更多所述孔。

11.如权利要求5所述的惯性气液分离器，其包括相对于与之相对的所述气液流的进入流动偏压所述活塞的偏压部件，响应于增加所述气液流的压力所述活塞沿着第一轴向方向克服所述偏压部件的偏压滑动，以打开更多所述孔，响应于降低所述气液流的压力所述活塞沿着第二相反轴向方向顺着所述偏压部件的偏压滑动，以关闭更多所述孔。

12.如权利要求1所述的惯性气液分离器，其中，所述壳体具有面对所述惯性冲击集流器和由其间的加速间隙从那里分开的壁，所述壁具有提供了所述喷嘴的多个通孔，所述变流调节器包括具有有弹性的柔性区域的卷动的膜片，在弯曲动作中所述有弹性的柔性区域盖上和打开所述孔，以分别关闭和打开所述喷嘴。

13.如权利要求12所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片具有与所述入口连通并暴露在所述气液流的进入流动下的第一侧面，所述膜片具有与所述出口连通的第二相对侧面，所述膜片的所述第一侧面具有变化的有效面积，所述有效面积被定义为暴露在所述进入流动下的面积。

14.如权利要求13所述的惯性气液分离器，其中：

响应于增加所述气液流的压力，所述膜片的所述有效面积增加，所述膜片打开和开放更多所述孔；

响应于降低所述气液流的压力，所述膜片的所述有效面积减小，所述膜片盖上和关闭更多所述孔。

15.如权利要求14所述的惯性气液分离器，其中，所述壁是在所述壳体里并沿轴轴向延伸的缸的缸壁，所述孔径向延伸通过所述缸壁，所述膜片具有外面部分，所述外面部分沿着所述缸壁的内部轴向延伸，且为柔性以从那里径向离开以开放和打开更多所述孔。

16.如权利要求15所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片具有中央部分，所述中央部分从所述外面部分径向向内横跨，并能沿着第一轴向方向移动，以弯曲所述膜片的所述外面部分，以径向向内离开所述孔并脱离与所述缸壁的接合，以开放和打开更多个所述孔，所述中央部分能沿着第二相反轴向方向移动，以弯曲所述膜片的所述外面部分，以径向向外朝向所述孔并进入与所述缸壁的接合，以盖上和关闭更多所述孔。

17.如权利要求16所述的惯性气液分离器，其包括沿着所述第二轴向方向并相对于所述气液流的进入流动偏压所述膜片的所述中央部分的偏压部件。

18.如权利要求14所述的惯性气液分离器，其中，所述壁包括具有进入流动开口的平板，通过所述开口与所述入口连通并接收所述气液流的进入流动，所述进入流动轴向地流过所述开口，所述平板从所述开口侧向向外延伸，所述多个孔轴向地延伸通过所述平板并在所述开口侧向外面，所述膜片具有外面部分，所述外面部分沿着所述平板侧向延伸，且为柔性以从那里轴向离开，以开放和打开更多所述孔。

19.如权利要求18所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片具有中央部分，所述中央部分从所述外面部分侧向向内横跨，并能沿着第一轴向方向移动，以弯曲所述膜片的所述外面部分，以轴向离开所述孔并脱离与所述平板的接合，以便开放和打开更多所述孔，所述中央部分能沿着第二相反轴向方向移动，以弯曲所述膜片的所述外面部分，以轴向朝向所述孔并进入与所述平板的接合，以盖上和关闭更多所述孔。

20.如权利要求19所述的惯性气液分离器，其包括沿着所述第二轴向方向并相对于所述气液流的进入流动偏压所述膜片的所述中央部分的偏压部件。

21.如权利要求19所述的惯性气液分离器，其中，所述气液流沿着所述第一轴向方向流过所述开口，并沿着所述第二轴向方向流过所述孔，其中沿着所述第一轴向方向所述气流从所述加速间隙流到所述出口。

22.一种用于从气液流中去除液体微液滴的惯性气液分离器，其包括：壳体，所述壳体具有用于接收气液流的入口和用于排出气流的出口；在所述壳体里的喷嘴结构，具有一个或者多个喷嘴，用来接收从所述入口来的所述气液流并将所述气液流加速从中通过，所述一个或者多个喷嘴提供了从中流过的蓄积流；在所述壳体里的惯性冲击集流器，位于所述加速气液流的路径上，并引起液体微液滴从所述气液流的分离；和响应于给定的参数变流调节器，改变经过所述一个或者多个喷嘴的所述蓄积流。

23.如权利要求22所述的惯性气液分离器，其中，响应于所述给定参数，所述变流调节器改变经过所述一个或者多个喷嘴的蓄积流的速度。

24.如权利要求23所述的惯性气液分离器，其中，响应于所述给定的参数，通过改变通过所述一个或者多个喷嘴的蓄积流的面积，所述变流调节器改变所述蓄积流的速度。

25.如权利要求22所述的惯性气液分离器，其中，所述一个或者多个喷嘴由一个或者多个喷口组成，所述气液流沿着轴向流动方向轴向流过所述一个或者多个喷口，所述调节器能沿着给定方向相对于所述一个或者多个喷口移动，以改变所述蓄积流。

26.如权利要求25所述的惯性气液分离器，其中，所述喷嘴结构包括具有多个所述喷口的多个所述喷嘴，所述喷口提供了并行通过的所述蓄积流。

27.如权利要求26所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器能够移动经过一个或者多个所述喷口，以改变其所述轴向流动方向横向的横截面面积。

28.如权利要求25所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器能围绕平行于所述轴向流动方向的旋转轴旋转。

29.如权利要求25所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器能沿着所述轴向流动方向横向平移。

30.如权利要求25所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器能沿着平行于所述轴向流动方向的方向平移。

31.如权利要求30所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器沿着与所述轴向流动方向相反的方向移动，以增加所述蓄积流，沿着与所述轴向流动方向相同的方向移动，以减小所述蓄积流。

32.如权利要求30所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器装置沿着和所述轴向流动方向相同的方向移动，以增加所述蓄积流，沿着和所述轴向流动方向相反的方向移动，以减小所述蓄积流。

33.如权利要求30所述的惯性气液分离器，其中，所述一个或者多个喷口包括一个或者多个阀门座，所述调节器包括一个或者多个阀门杆，所述阀门杆分别具有圆锥形的阀门头，以与各自的所述阀门座相接合。

34.如权利要求33所述的惯性气液分离器，其中，所述一个或者多个阀门头沿着圆锥体锥形成形，所述圆锥体沿着与所述轴向流动方向相反的方向变窄。

35.如权利要求33所述的惯性气液分离器，其中，所述一个或者多个阀门头沿着圆锥体锥形成形，所述圆锥体沿着与所述轴向流动方向相同的方向变窄。

36.如权利要求33所述的惯性气液分离器，其中，所述一个或者多个阀门座锥形成形，并与所述一个或者多个阀门头互补。

37.如权利要求26所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器的运动改变了所述喷口的尺寸和数目中的至少一个。

38.如权利要求37所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器的运动使沿着其所述轴向流动方向横向的横截面面积扩大和限制了所述喷口，以改变所述喷口的尺寸。

39.如权利要求37所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器的运动打开和关闭了至少一个所述喷口，以改变所述气液流流过的所述喷口的数目。

40.如权利要求22所述的惯性气液分离器，其中，所述给定参数是所述气液流的压力。

41.如权利要求22所述的惯性气液分离器，其中，所述壳体还包括与所述调节器连接以调节所述调节器的压力传感器。

42.如权利要求41所述的惯性气液分离器，其中，所述给定参数是所述气液流的压力，所述压力传感器测定所述气液流的所述压力，其中所述调节器具有使通过所述一个或者多个喷口的所述蓄积流最小的第一位置，和使通过所述一个或者多个喷口的所述蓄积流最大的第二位置，其中通过所述压力传感器所述调节器在所述第一和第二位置之间移动，其间的多个位置响应于所述气液流的所述压力，以维持所述压力常量。

43.如权利要求41所述的惯性气液分离器，其中，所述压力传感器包括具有第一和第二相对侧面的膜片，所述第一侧面连接到所述调节器。

44.如权利要求43所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片的所述第一和第二侧面中的一个暴露在所述气液流的压力下，以控制所述调节器的运动。

45.如权利要求44所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器具有使经过所述一个或者多个喷嘴的所述蓄积流最小的第一位置，和使通过所述一个或者多个喷嘴的所述蓄积流最大的第二位置，其中所述壳体还包括弹性偏压所述膜片和所述调节器到所述调节器的所述第一位置的偏压部件，所述偏压部件由所述气液流里的给定压力所克服，以允许所述膜片和所述调节器移动到所述调节器的所述第二位置。

46.如权利要求44所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片的所述一个侧面是所述第一侧面。

47.如权利要求44所述的惯性气液分离器，其中，所述膜片的所述一个侧面是所述第二侧面。

48.如权利要求25所述的惯性气液分离器，其中，所述气液流变为所述气流，从上游到下游从所述入口经过所述壳体流动，然后经过所述一个或者多个喷口，然后到所述惯性冲击集流器，然后到所述出口。

49.如权利要求48所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器在所述惯性冲击集流器的上游。

50.如权利要求48所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器在所述惯性冲击集流器的下游。

51.如权利要求50所述的惯性气液分离器，其中，所述调节器能在阻止气流从中经过流到所述出口的第一关闭位置和允许气流从中经过流到所述出口的第二打开位置之间移动。

52.如权利要求51所述的惯性气液分离器，其中，所述惯性冲击集流器包括多个冲击表面，每个所述冲击表面接收通过各自组的一个或者多个喷口的所述气液流，其中所述调节器包括多个冲击按钮，每个所述冲击按钮分别具有所述冲击表面，每个所述冲击按钮都能在所述关闭和打开位置之间移动，而独立于其他的冲击按钮，其中在所述关闭和打开位置中的至少一个位置里，通过改变所述冲击按钮的数目，改变所述蓄积流。

53.如权利要求52所述的惯性气液分离器，其中，以不同的弹簧刚度弹簧偏压所述冲击按钮，以提供其差动的顺序打开。

54.如权利要求52所述的惯性气液分离器，其中，所述冲击按钮能沿着平行于所述轴向流动方向的方向平移。

55.如权利要求54所述的惯性气液分离器，其中，所述冲击按钮被沿着平行于所述轴向流动方向的所述方向偏压到所述关闭位置。

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