液体和空气分离器.pdf

本发明描述了一种液体和空气分离器，其包括：壳体，其具有倾斜底板和圆顶形顶板；转接件；间隔件；导流器，其在其上具有多个穿孔；及多个通气器，所述多个通气阀中的每一个具有阶梯式部分。

1.  一种液体和空气分离器(22)，其包括：
壳体(24)，其具有：
圆顶形顶板(50)；及
倾斜底板(42)；
导流器(30)，其设置在所述壳体(24)的内部中；及
通气器(34)，其耦接到所述壳体(24)，所述通气器(34)被配置成允许空气从大气通向所述导流器(30)。

2.  根据权利要求1所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述通气器(34)包括帽(86)和杆(84)，所述杆(84)的内部(94)具有第一直径(D1)和第二直径(D2)，所述第一直径(D1)小于所述第二直径(D2)。

3.  根据权利要求2所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述杆(84)的所述内部(94)具有第三直径(D3)，所述第二直径(D2)小于所述第三直径(D3)。

4.  根据权利要求1所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述导流器(30)包括中心部分(76)和外部部分(78)，所述外部部分(78)具有设置在其上的多个穿孔(80)。

5.  根据权利要求1所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述壳体(24)包括架(44)，所述架(44)被配置成支撑所述导流器(30)。

6.  一种液体和空气分离器(22)，其包括：
壳体(24)，其具有设置在底板(42)上的开口(46)；
导流器(30)，其设置在所述壳体(24)的内侧；及
通气器(34)，其耦接到所述壳体(24)，所述通气器(34)被配置成从所述壳体(24)释放空气，所述通气器(34)具有包括阶梯式内部部分(94)的杆(84)，其中，所述阶梯式内部部分(94)的直径从第一端(96)向第二端(98)增大。

7.  根据权利要求6所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述导 流器(30)包括实体中心部分(76)和外部部分(78)，所述外部部分(78)具有设置在其上的多个穿孔(80)。

8.  根据权利要求6所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述壳体(24)包括圆顶形顶板(50)。

9.  根据权利要求8所述的液体和空气分离器(22)，其中，所述壳体(24)包括倾斜底板(42)。

10.  根据权利要求6所述的液体和空气分离器(22)，所述通气器(34)进一步包括帽(86)，所述帽具有设置在所述帽(86)的突出部(100)上的多个开口(102)。

液体和空气分离器
相关申请
本申请是基于Isaiah Olateru等人于2012年12月20日提交的美国临时申请第61/739,816号并要求其优先权，其内容通过引用明确并入本文。
技术领域
本发明涉及具有液压系统的车辆，且更具体地涉及用于液压系统的液体和空气分离器。
背景技术
本部分旨在提供权利要求书中所列举的本发明的背景技术或上下文。本文中的描述可以包括可被奉行的概念，但不必为先前已被设想或奉行的概念。因此，除非本文另有指明，否则在本部分中所描述的内容并非本申请中的说明书和权利要求书的现有技术且也不因包含于本部分中而被承认为现有技术。
许多车辆包括用于移动作业机具的液压系统。液压流体驻存在液压罐中。泵从罐中抽取流体并对流体加压，从而将流体送到阀。当阀打开时，加压流体移动作业机具。一些液压罐可以向大气开放以抑制由于流体温度改变和/或大气温度和压力改变导致的罐中的压力积聚。通气器、过滤器或液体和空气分离器可以置于罐上的开口上方以抑制污垢或其它污染物进入罐。
可以在1986年6月17日针对“用于油箱的空气通气器装置”发布的美国专利第4,595,118号中发现空气通气器装置的实例。其中描述的空气通气器装置包括圆柱形通气塞导流器，所述圆柱形通气塞导流器附接于油箱的壁且具有向油箱中开放的一端及向油箱外侧开放的另一端。空气通气 器装置包括在一端上的弹簧推盖，及挡板。
发明内容
在一个实施例中，本发明是液体和空气分离器，所述液体和空气分离器具有带外部部分和内部部分的壳体，其中，所述内部部分包括圆顶形顶板和倾斜底板。所述液体和空气分离器还具有设置在所述壳体的内部部分中的导流器及耦接到所述壳体的通气器，所述通气器被配置成允许空气从大气通向所述壳体的内部。
在另一实施例中，本发明是一种车辆，其包括：框架；液压罐，其耦接到所述框架；液压泵，其耦接到所述框架，所述液压泵被配置成从所述液压罐抽取流体；及作业机具，其耦接到所述框架。所述车辆还包括耦接到所述作业机具且流体地耦接到所述液压泵的液压致动器，所述液压致动器被配置成选择性地移动所述作业机具。所述车辆进一步包括流体地耦接到所述液压罐的液体和空气分离器，所述液体和空气分离机具有带外部部分和内部部分的壳体，其中所述内部部分包括圆顶形顶板和倾斜底板。所述液体和空气分离器还包括设置在所述壳体的内部部分中的导流器及耦接到所述壳体的通气器，所述通气器被配置成允许空气从大气通向所述壳体的内部。
本发明的又一实施例是一种具有带开口的壳体的液体和空气分离器，所述开口设置在壳体的底部部分上。所述液体和空气分离器进一步包括设置在所述壳体的内部中的导流器，及耦接到所述壳体的通气器，所述通气器被配置成从所述壳体释放空气，所述通气器具有包括阶梯式内部部分的杆，其中所述阶梯式内部部分的直径从第一端向第二端增大。
附图说明
图1是轮式装载机的侧视图。
图2是液体和空气分离器的透视图。
图3是图2的液体和空气分离器的横截面视图。
图4是图2的液体和空气分离器的分解图。
图5是导流器的透视图。
图6是通气器的横截面视图。
具体实施方式
在转到详细示出示例性实施例的附图之前，应理解，本申请不限于描述中列出或附图中所示的细节或方法。还应理解，术语仅是出于说明目的且不应视为限制。
参考图1，根据示例性实施例显示车辆10。在示例性实施例中，车辆10是轮式装载机，但涵盖其它类型的车辆，例如履带式牵引机、机动平地机、滑移式装载机、自动倾卸卡车、挖掘机、反铲装载机等。车辆10包括框架12、耦接到框架12的液压罐14、耦接到框架12的液压泵16以及耦接到框架12的作业机具18。液压缸20耦接到作业机具18，液压缸20被配置成选择性地移动作业机具18。在替代实施例中，液压致动器移动作业机具18。液压流体设置在液压罐14的内部中。液压泵16从液压罐14抽取流体并对流体加压。一个或多个流体管路将液压泵16流体地连接到液压缸20以允许加压流体进入液压缸20。一个或多个流体管路将液压缸20流体地连接到液压罐14以允许流体从液压缸20返回到液压罐14。
液体和空气分离器22流体地连接到液压罐14。在一些实施例中，液体和空气分离器22搁置在液压罐14上。液体和空气分离器22包括壳体24、转接件26、间隔件28、导流器30、多个螺钉32及多个通气器34。在替代实施例中，可以代替多个螺钉32而使用多个螺栓、钉子等。液体和空气分离器22可以在如本文中所述的车辆10上使用或其可以在固定式机器或任何液压系统上使用。
壳体24包括下部构件36和上部构件38。在所示的实施例中，上部构件38被压配合到下部构件36。在替代实施例中，上部构件38包括设置在其上的螺纹，且相应的螺纹也设置在下部构件36上，从而允许上部构件38和下部构件36耦接在一起。在又一实施例中，上部构件38通过焊接或通过使用粘合剂接合到下部构件36。
下部构件36约呈圆柱形形状并包括外圈40和底板42。在所示的实施 例中，外圈40和底板42成一体，但在其它实施例中它们可以是耦接在一起的分离件。外圈40包括设置在其上的架44，以允许导流器30搁置在架44上。如图3中最佳显示，底板42从靠近外圈40的高点连续倾斜到最接近于底板42的中心的低点。开口46设置在底板42的中心中。在替代实施例中，底板42的最低点并不最接近于所述中心，且开口46约设置在底板42的最低点处。多个通孔48设置在底板42上以允许一个或多个液体和空气分离器22件耦接到底板42。
上部构件38约为圆盘形且包括顶板50及设置在其上的多个孔52。顶板50是圆顶形(如在图3中最佳可见)，使得顶板50的中心部分54比顶板50的外圆周部分56更薄。如图3中可见，从顶板50的中心部分54到导流器30的距离大于从顶板50的外圆周部分56到导流器30的距离。多个孔52中的每一个孔52具有螺纹。在所示的实施例中，四个孔52设置在上部构件38上，但涵盖更多或更少的孔52。
转接件26包括圆盘58和圈60。在所示的实施例中，圆盘58和圈60成一体，但在替代实施例中，它们可以是耦接在一起的两个分离件。通孔62延伸穿过圆盘58和圈60两者。多个开口64(多个开口64中的每个具有设置在其上的螺纹)设置在圆盘58上以接纳多个螺钉32。在所示的实施例中，圆盘的内部部分66可以使用压配合耦接到液压罐14、液压管路、管道等。在替代实施例中，螺纹可以设置在圆盘58的内部部分66上。圈60的外部部分68被定尺寸且被配置成允许使用压配合、粘合剂、焊接等将圈60耦接到壳体24。在替代实施例中，螺纹设置在圈60的外部部分68上，且相应的螺纹设置在壳体24上以允许将两个件耦接在一起。
间隔件28为圆柱形且包括设置在间隔件28中心中的中空部分70。通道72设置在间隔件28上，通道72允许流体从中空部分70通向间隔件28外侧的区域。多个通孔74设置在间隔件28上以协助组装液体和空气分离器22。间隔件28的主要目的是使液体和空气分离器22更易于组装。在替代实施例中，液体和空气分离器22不包括间隔件28。在又一替代实施例中，间隔件28与导流器30成一体。
导流器30为圆盘形且包括中心部分76和外部部分78。导流器30的中心部分76是实心的。导流器30的外部部分78包括设置在其上的多个 穿孔80。在所示的实施例中，多个穿孔80中的每一个为圆形形状，但涵盖其它形状。导流器30被定尺寸且被配置成紧贴地配合到壳体24中，使得从底板42流向顶板50的流体必须通过穿孔80。多个通孔82设置在导流器30上以辅助液体和空气分离器22的组装。
在所示的实施例中，使用四个通气器34，但在其它实施例中可以使用更多或更少的通气器34。每个通气器34与其它通气器34基本上类似。通气器34包括杆84和帽86。在所示的实施例中，杆84和帽86成一体。在替代实施例中，杆84和帽86是彼此耦接在一起的分离件。
杆84是中空的且包括第一阶梯部分88、第二阶梯部分90及第三阶梯部分92。第一阶梯部分88具有设置在其外部上的螺纹以协助将通气器34耦接到壳体24。如图6中最佳所见，第一阶梯部分88具有第一内径D1。第二阶梯部分90具有第二内径D2。第三阶梯部分92具有第三内径D3。第三内径D3大于第二内径D2。第二内径D2大于第一内径D1。第一阶梯部分88、第二阶梯部分90及第三阶梯部分92合作以限定阶梯式内部94，所述阶梯式内部的直径从第一端96向第二端98增大。
帽86基本上是圆柱形且是中空的。帽86的直径大于杆84的直径，使得帽86包括突出部100。多个开口102设置在突出部100上以允许流体从帽86的内部通向帽86的外部。在所示的实施例中，帽86的外部包括设置在其上的凸脊104(图2中最佳显示)。凸脊104协助将热量从帽86转移到大气。另外，凸脊104提供在将通气器34组装到壳体24时有用的抓持表面。
在一些实施例中，过滤器可以设置在壳体24的内部中在导流器30与通气孔34之间。在一个实施例中，过滤器是网状过滤器。
液体和空气分离器22可以如下组装。首先，将间隔件28放置在下部构件36中，使得间隔件28上的通孔74与下部构件36上的通孔48对齐。接下来，将导流器30放置在下部构件36中，使得导流器30上的通孔82与间隔件28上的通孔74对齐。在那之后，使多个螺钉32中的每一个穿过对齐的通孔82、74和48来放置。接下来，将转接件26靠近下部构件36放置且将螺钉32放置到开口64中。然后，将螺钉32紧固到开口64中以将导流器30、间隔件28、下部构件36和转接件26耦接在一起。此时， 如果要使用过滤器，将所述过滤器放置在导流器30的顶部上。在那之后，将上部构件38耦接到下部构件36。最后，将通气器34附接于上部构件38。此时，组装液体和空气分离器22且将其耦接到液压罐14、液压管路、管道等。
工业实用性
液体和空气分离器22可以与向大气开放的任何液压系统一起使用。在使用期间，液压系统中的液压流体可以变热，这可能导致液压罐14中的压力与大气压力相比更高。相反地，冷却液压流体(比如在未使用液压系统时)可能导致液压罐14中的压力与大气压力相比更低。期望将液压罐14内侧的压力保持为约等于大气压力。为了将液压罐14内侧的压力保持为约等于大气压力，有时必须使空气进入或离开液压罐14。由于液压流体的移动，液压罐14内侧的空气被与液压流体雾混合是常见的。期望将液压流体保持在液压罐14内侧。液体和空气分离器22用于从正离开液压罐14的空气分离液体(例如液压流体或油)，使得液体返回到液压罐14。
液体和空气分离器22如下从空气分离液体。混合有液体的空气通过转接件26进入液体和空气分离器22。导流器30的中心部分76抑制液体飞溅经过导流器30。另外，导流器30的中心部分76用于从混合有液体的空气吸收一部分液体。在冲击导流器30之后，混合有液体的空气通过间隔件28上的通道72且通向底板42与导流器30之间的区域。导流器30上的穿孔80允许混合有液体的空气通过同时捕获一部分液体，因此从混合有液体的空气除去一些液体。接下来，如果安装了过滤器，那么混合有液体的空气通过过滤器且所述过滤器用于从混合有液体的空气除去一些液体。然后混合有液体的空气通向通气器34中。在混合有液体的空气从第一阶梯部分88通向第二阶梯部分90及然后第三阶梯部分92时，由于阶梯部分88、90、92的直径增大，混合有液体的空气的速度减慢。混合有液体的空气的这种减速导致一些液体从混合有液体的空气被除去且被留在杆84上。此时，在一些情形下，显著部分(几乎接近所有)液体已从混合有液体的空气被除去。然后混合有液体的空气通过通气器34的突 出部100上的开口102离开。
如上文已描述，壳体24包括圆顶形顶板50和倾斜底板42。圆顶形顶板50协助控制向上流出液压罐14的混有液体的空气的分散。倾斜底板42促进已从混合有液体的空气被除去的液体返回到液压罐14。
在所示的实施例中，使用了四个通气器34。已发现，与使用一个较大的通气器34相比，使用多个较小的通气器34导致流速减小。已发现，减小的流速减少离开通气器34的液体的量。
虽然本发明的方面已参考上文实施例进行了具体显示和描述，但本领域的技术人员将理解：在不背离所公开内容的精神和范围的情况下，可以通过对所公开的机器、系统和方法进行修改来涵盖各种额外实施例。这些实施例应被理解为如基于其权利要求书和任何其等效物所判定落在本发明的范围内。