DE102009057504A1 - Centrifugal separator for ventilation device of crankcase of internal combustion engine, has rotor and separator part that include annular walls, which engage with each other such that annular walls overlap in axial direction - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalabscheider nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a centrifugal separator after Preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfach aufgebauten Zentrifugalabscheider anzugeben, der mit einem drehbar gelagerten Rotor versehen ist, wobei der Zentrifugalabscheider einen guten Wirkungsgrad aufweisen soll.Of the Invention is based on the object, a structurally simple Establish centrifugal separator provided with a rotatable mounted rotor is provided, wherein the centrifugal separator a should have good efficiency.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.
Der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider wird beispielsweise zur Abscheidung von Ölpartikeln in einem Öl-Luft-Gemisch in Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtungen eingesetzt, bei denen das Öl-Luft-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine stammt. Grundsätzlich kommt aber ein Einsatz des erfindungsgemäßen Zentrifugalabscheiders allgemein zur Abscheidung von Partikeln, bei denen es sich um flüssige oder um feste Stoffe handeln kann, aus einem Gasstrom in Betracht.Of the centrifugal separator according to the invention is, for example for the separation of oil particles in an oil-air mixture used in crankcase ventilation devices, where the oil-air mixture from the crankcase an internal combustion engine comes. Basically, though an insert of the centrifugal separator according to the invention generally for the separation of particles, which are liquid or may be solids from a gas stream.
Der Zentrifugalabscheider weist einen drehbar gelagerten Rotor auf, in den das zu reinigende Fluid einführbar ist, welches mit den abzuscheidenden Partikeln versehen ist. Der Rotor ist in Becherform ausgeführt und wirkt mit einem ebenfalls becherförmigen Abscheiderteil zusammen, das dem Rotor gegenüberliegend angeordnet ist, dergestalt, dass die offenen Seiten von Rotor und becherförmigem Abscheiderteil einander zugewandt und ineinander geschoben sind. Mindestens eine Ringwandung des Rotors und mindestens eine Ringwandung des becherförmigen Abscheiderteils greifen im montierten Zustand ineinander, so dass sich die Ringwandungen in Achsrichtung überschneiden und in Radialrichtung gesehen nebeneinander liegend mit zwischen liegendem Strömungsraum angeordnet sind.Of the Centrifugal separator has a rotatably mounted rotor, in which the fluid to be cleaned can be inserted, which is provided with the particles to be separated. The rotor is in Cup shape and acts with a cup-shaped Separator part together, which is opposite to the rotor is arranged, such that the open sides of rotor and cup-shaped separator part facing each other and into each other pushed. At least one annular wall of the rotor and at least engage a ring wall of the cup-shaped separator part in the assembled state one inside the other, so that the ring walls overlap in the axial direction and seen in the radial direction lying side by side with lying between flow space are arranged.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass zwei annähernd gleich ausgebildete, becherförmige Bauteile zu einem gemeinsamen Zentrifugalabscheider zusammengesetzt werden, was die Herstellung sowie die Montage vereinfacht. Die beiden becherförmigen Bauteile müssen sich lediglich im Hinblick auf den Radius der Ringwandung unterscheiden, damit ein Ineinanderstecken dieser becherförmigen Bauteile möglich ist. Jedes der becherförmigen Bauteile zeichnet sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau aus.These Execution has the advantage that two approximate identically formed, cup-shaped components to a common Centrifugal separator are assembled, causing the production as well as the assembly simplified. The two cup-shaped Components only have to be in terms of the radius the ring wall differ, so nestling this cup-shaped components is possible. Each of the cup-shaped components is characterized by a simple constructive structure.
Die Ringwandungen dienen zur Abscheidung der flüssigen oder festen Partikel in dem zu reinigenden Fluid, indem beispielsweise durch die Rotation des Rotors eine zirkulierende Strömung erzeugt wird, woraufhin die Öltröpfchen im Öl-Luft-Gemisch auf Grund ihrer höheren Dichte von der Zentrifugalkraft nach außen getragen werden und sich an einer der Ringwandungen abscheiden können. Der gereinigte Luftstrom kann durch Durchströmöffnungen zwischen den Ringwandungen, die für die Partikel ein Hindernis darstellen, hindurchströmen und wird vorzugsweise radial abgeleitet.The Ring walls serve to separate the liquid or solid particles in the fluid to be purified, for example by the rotation of the rotor a circulating flow is generated, whereupon the oil droplets in the oil-air mixture due to their higher density of centrifugal force be worn outside and on one of the ring walls can separate. The purified airflow can through Flow openings between the ring walls, which are an obstacle for the particles to flow through and is preferably derived radially.
Gemäß zweckmäßiger Ausführung ist vorgesehen, dass die freien Stirnkanten der Ringwandungen sowohl des Rotors als auch des becherförmigen Abscheiderteils jeweils mit einem geringen axialen Abstand zur Bodenplatte des jeweils gegenüberliegenden Bauteils liegen, so dass in Radialrichtung eine Durchströmöffnung für das Fluid gegeben ist. Das ungereinigte Fluid wird beispielsweise axial in den Zentrifugalabscheider eingeführt, wobei innerhalb des Rotors sich die rotierende Strömung aus bildet. Da die Stirnkanten beider Ringwandungen jeweils auf Abstand zur zugewandten Bodenplatte liegen, ist die Strömung gezwungen, nach jedem radialen Übertritt von einem innen liegenden Ringraum in den nächstliegenden, äußeren Ringraum axial und mit einer Komponente in Umfangsrichtung an den Ringwandungen entlang zu strömen bis zum nächsten radialen Übertritt. Man erhält auf diese Weise eine dreidimensionale Labyrinthströmung, die den Abscheidegrad verbessert. Während der Strömung können die schwereren Partikel, welche im Luftstrom mitgeführt werden, radial an der jeweils benachbarten Ringwandung abgeschieden werden.As appropriate Design is provided that the free end edges the annular walls of both the rotor and the cup-shaped separator part each with a small axial distance to the bottom plate of each lie opposite component so that in the radial direction a Passage opening for the fluid given is. The unpurified fluid, for example, axially into the centrifugal separator introduced, wherein within the rotor, the rotating Flow out forms. Because the front edges of both ring walls each lie at a distance to the facing floor plate, is the Flow forced, after each radial crossing from an inner annulus to the closest, outer Annular space axially and with a component in the circumferential direction of the ring walls to flow along until the next radial crossing. This gives a three-dimensional labyrinth flow, which improves the degree of separation. During the flow can the heavier particles which carried in the air stream are deposited radially on the respectively adjacent annular wall become.
Grundsätzlich ist es ausreichend, lediglich den Rotor in eine Rotation zu versetzen und das zugeordnete, becherförmige Bauteil feststehend anzuordnen. Daneben ist es aber auch möglich, auch das becherförmige Abscheiderteil in Rotation zu versetzen, wobei die Drehung entweder gleichsinnig oder gegensinnig zu der Drehung des Rotors erfolgen kann. Eine gegensinnige Rotation hat den Vorteil, dass sich die relative Winkelgeschwindigkeiten addieren, so dass sich auch bei verhältnismäßig geringen Einzeldrehzahlen von Rotor und becherförmigem Abscheiderteil eine stärker ausgeprägte Zirkularströmung ausbilden kann.In principle, it is sufficient only to set the rotor in rotation and to arrange the associated, cup-shaped component fixed. In addition, it is also possible to verset the cup-shaped Abscheiderteil in rotation zen, wherein the rotation can take place either in the same direction or in opposite directions to the rotation of the rotor. An opposite rotation has the advantage that add up the relative angular velocities, so that even at relatively low individual speeds of rotor and cup-shaped Abscheiderteil a more pronounced circular flow can form.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Zufuhr des ungereinigten Fluids in Achsrichtung und die Ableitung des gereinigten Fluids in Radialrichtung. Beispielsweise sind in die Bodenplatte wenigstens eines Bauteils, also ent weder des Rotors und/oder des becherförmigen Abscheiderteils, Zuströmöffnungen für die axiale Zufuhr des ungereinigten Fluids eingebracht. Die mindestens eine Zuströmöffnung kann sich hierbei entweder im Zentrum der Bodenplatte, vorzugsweise in einer tragenden Welle, oder exzentrisch, also mit radialem Abstand zur Drehachse befinden.Conveniently, the supply of the unpurified fluid takes place in the axial direction and the discharge of the purified fluid in the radial direction. For example are in the bottom plate of at least one component, so ent neither the rotor and / or the cup-shaped separator part, Inflow openings for the axial feed introduced the unpurified fluid. The at least one inflow opening This can be either in the center of the bottom plate, preferably in a load-bearing shaft, or eccentrically, ie with a radial distance to the axis of rotation.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass jedes Bauteil mindestens zwei konzentrische Ringwandungen aufweist, so dass im zusammengesetzten Zustand in Radialrichtung mindestens vier Ringwandungen im Zentrifugalabscheider vorhanden sind. Hierbei kann es zweckmäßig sein, für den Rotor und für das becherförmige Abscheiderteil jeweils die gleiche Anzahl an Ringwandungen vorzusehen, die bezogen auf eine gemeinsame Längsachse des Zentrifugalabscheiders jeweils mit radialem Abstand, jedoch konzentrisch zueinander angeordnet sind, um ein Ineinanderstecken mit jeweils zwischenliegendem Ringraum zu ermöglichen. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine abweichende Anzahl von Ringwandungen im Rotor und im becherförmigen Abscheiderteil.According to one further expedient embodiment provided that each component has at least two concentric annular walls has, so that in the assembled state in the radial direction at least four annular walls in the centrifugal separator available are. It may be appropriate for the rotor and the cup-shaped separator part each provide the same number of ring walls, based on a common longitudinal axis of the centrifugal separator each with a radial distance, but arranged concentrically to each other are to a nesting with each intermediate annulus too enable. Basically possible but also a different number of ring walls in the rotor and in the cup-shaped separator part.
Als Antrieb für den Rotor – ggf. auch für das becherförmige Abscheiderteil, soweit dies ebenfalls eine Rotation ausführen kann – kann ein Elektromotor eingesetzt werden oder es kann eine von einer Fluidströmung angetriebene Antriebseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine Pelton-Turbine.When Drive for the rotor - possibly also for the cup-shaped Abscheiderteil, where this is also a Can perform rotation - can be an electric motor can be used or it can be one of a fluid flow driven drive means may be provided, for example a Pelton turbine.
Die Strömungsführung des zu reinigenden Fluids erfolgt vorzugsweise nach dem Einleiten in den Zentrifugalabscheider radial von innen nach außen. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Strömungsführung in Gegenrichtung, also radial von innen nach außen.The Flow guidance of the fluid to be cleaned takes place preferably after introduction into the centrifugal separator radially from the inside to the outside. At least possible but is also a flow guide in the opposite direction, ie radially from the inside to the outside.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprächen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and to take the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie
Die
Ringwandungen
Grundsätzlich
kommt sowohl eine feststehende Anordnung des becherförmigen
Abscheiderteils als auch eine Rotation des Abscheiderteils
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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