离心分离器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980128131.5

申请日:

2009.07.16

公开号:

CN102099120A

公开日:

2011.06.15

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B04B 5/12申请日:20090716|||公开

IPC分类号:

B04B5/12; B01D45/14

主分类号:

B04B5/12

申请人:

阿尔法拉瓦尔股份有限公司

发明人:

O·特恩布洛姆; S·斯泽佩斯伊

地址:

瑞典隆德

优先权:

2008.07.16 SE 0801695-8

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

肖日松;杨楷

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内容摘要

本发明涉及用于从气体中清洁悬浮于气体中密度大于气体的固体或液体粒子的离心分离器。离心分离器包括:转子外壳(1),其限定分离腔室(2)且具有到分离腔室(2)的气体入口(3)和自分离腔室(2)的气体出口(4);以及转子(8),其可绕旋转轴线(R)旋转。转子(8)包括锥形分离盘(22)的堆叠,锥形分离盘(22)经由在其之间的间隔元件(26,30)限定间隙(27)用于气体流过。在分离盘(22)之间的间隙(27)至少在其径向外部敞开用于气体在周向上流动。

权利要求书

1: 一种用于从气体中清洁悬浮于气体中的密度大于气体的固体或液体粒子的离心分 离器, 所述离心分离器包括 : - 转子外壳 (1), 其限定分离腔室 (2) 且具有到所述分离腔室 (2) 的气体入口 (3) 和自 所述分离腔室 (2) 的气体出口 (4), - 转子 (8), 其利用驱动装置 (9) 可绕旋转轴线 (R) 旋转且在操作期间适于使所述气体 在所述分离腔室 (2) 中旋转, 其中, 所述转子 (8) 包括截头锥形分离盘 (22) 的堆叠, 所述截 头锥形分离盘彼此同轴地安置且与所述旋转轴线 (R) 同心, 并且利用间隔元件 (26, 30) 以 相互间隔进行布置, 使得它们在它们之间限定间隙 (27) 用于气体流过, - 入口空间 (25), 其居中地布置于所述分离盘 (22) 的堆叠中, 所述入口空间与所述气 体入口 (3) 和与所述分离盘 (22) 之间的间隙 (27) 的径向内部连通, 以及 - 环形流动空间 (28), 其包围所述转子 (8) 且由所述转子外壳 (1) 在径向上限定, 所 述环形流动空间与所述分离盘 (22) 之间的间隙 (27) 的径向外部和与所述气体出口 (4) 连 通, 其特征在于, - 在所述分离盘 (22) 之间的间隙 (27) 至少在其径向外部处敞开用于所述气体在周向 上流动, 并且彼此相邻的分离盘 (22) 以相互间隔进行布置, 使得所述转子 (8) 的旋转在所 述间隙 (27) 中造成抽吸作用, 所述抽吸作用驱动来自所述气体入口 (3) 的气体通过所述分 离盘 (22) 之间的间隙 (27) 且经由所述气体出口 (4) 离开。
2: 根据权利要求 1 所述的离心分离器, 其特征在于, 所述分离盘具有布置于所述间隙 (27) 中的多个点形间隔元件 (26)。
3: 根据权利要求 2 所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隔元件具有外径 D 和高度 H 且 D/H ≤ 15, 更优选地 D/H ≤ 10 且最优选地 D/H ≤ 5。
4: 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隔元件 (26, 30) 与所述分离盘一体地制成。
5: 根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隔元件 (26, 30) 具有紧固到所述分离盘 (22) 的单独元件的形式。
6: 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隔元件 (26, 30) 布置成在所述分离盘 (22) 的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。
7: 根据权利要求 6 所述的离心分离器, 其特征在于, 每个分离盘 (22) 在预定位置包括 可见或另外可检测的标记 (31), 其中在所述堆叠中的每个分离盘 (22) 相对于所述堆叠中 的相邻分离盘中的标记在周向上逐渐转动预定角度, 其中, 所述分离盘 (22) 包括间隔元件 分布, 使得所述间隔元件布置成在所述分离盘的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。
8: 根据权利要求 2 至 7 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隔元件 (26) 在所述分离盘之间的间隙中沿着距所述旋转轴线的多个指定径向距离分布, 每个间隙包括 在所述指定半径上的点形间隔元件 (26) 的多个环 (29a, 29b, 29c)。
9: 根据权利要求 8 所述的离心分离器, 其特征在于, 在任何给定环 (29b) 中的间隔元件 (26) 相对于相邻环 (29c) 中的所述间隔元件 (26) 在周向上移位。
10: 根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述间隙的径向外 部不具有所述间隔元件 (26, 30)。 2
11: 根据权利要求 1 至 10 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述分离盘 (22) 在所述间隙 (27) 的径向内部处具有多个细长间隔元件 (30)。
12: 根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述分离盘 (22) 仅 在所述间隙 (27) 的径向外部处具有点形间隔元件 (26)。
13: 根据权利要求 1 至 9 中任一项所述的离心分离器, 其特征在于, 所述分离盘 (22) 仅 在所述间隙 (27) 的径向外部和内部处具有点形间隔元件 (26)。
14: 根据权利要求 1 所述的离心分离器, 其特征在于, 所述分离盘具有包括间隔元件的 平坦部分 (23b), 所述分离盘的锥形部分 (23a) 在间隙 (27) 的径向外部和内部处不具有所 述间隔元件 (26)。

说明书


离心分离器

    技术领域 本发明涉及用于从气体中清洁悬浮于气体中密度大于气体的固体或液体粒子的 离心分离器。离心分离器包括转子外壳, 其限定分离腔室且具有到分离腔室的气体入口和 自分离腔室的气体出口。离心分离器还包括转子, 其利用驱动装置可绕旋转轴线旋转且在 操作期间适于使气体在分离腔室中旋转, 其中转子包括截头锥形分离盘堆叠, 截头锥形分 离盘彼此同轴地安置且与旋转轴线同心, 并且利用间隔元件以相互间隔进行安置, 使得它 们在它们之间限定间隙用于气体流过。入口空间居中地布置于分离盘堆叠中, 该入口空间 与气体入口和与分离盘之间的间隙的径向内部连通。 环形流动空间包围转子且由转子外壳 在径向上限定, 该环形流动空间与分离盘之间的间隙的径向外部和气体出口连通。
     间隙的径向外部在下文中用于表示分离盘的锥形部分的径向外半部。因此, 间隙 的径向内部在下文中用于表示分离盘的锥形部分的径向内半部。
     背景技术 本发明主要用于从所谓的曲轴箱气体 ( 即, 在燃机中形成的气体 ) 清洁呈油和 / 或烟尘形式的粒子。它可替代地用于其它情形, 诸如清洁化学工业内的工程工业中的各种 工业场所中的空气, 或者 ( 例如 ) 清洁各种类型机床周围的空气。
     在前言中所示类型的离心分离器从专利说明书 SE 515 302 C2 已知, 其中锥形分 离盘中的每一个在其内侧与细长引导器件接触或连接, 细长引导器件各相对于相应分离盘 的基体以一定角度从距转子的旋转轴线第一距离的点延伸到距转子的旋转轴线更大第二 距离的点。 引导器件止于相应分离盘的周向边缘附近, 彼此沿着周向边缘隔开一定距离, 引 导器件也可呈间隔元件的形式, 即, 桥接彼此相邻的分离盘之间的间隙以在分离盘之间形 成所述间隙的引导器件。所述引导器件 ( 间隔元件 ) 聚集分离的粒子, 使之离开引导器件 且从分离盘基本上仅扔到限制区域中, 限制区域沿着相应分离盘的周向边缘彼此隔开一定 距离。
     然而, 发现带细长间隔元件的分离盘 ( 不论间隔元件为直的且纯径向, 直的且与 半径成一定角度, 或弯曲的 ), 特别是在顺流分离中, 可在分离盘的表面上具有无效区域, 即, 对于从气体分离粒子仅有相对微小贡献或完全无贡献的区域。这些无效区域主要出现 在间隙的径向外部且取决于旋转方向, 在相应间隔元件的正后方或前方, 如在旋转方向中 所观察。 由于这些无效区域, 仅分离盘表面的一部分用于分离粒子, 因此降低了分离盘的分 离效率。
     发明内容
     本发明的主要目的在于实现一种离心分离器, 其不具有所述无效区域从而实现微 粒污染物与气体的高效分离。
     这个目的由最初限定的离心分离器实现, 这种离心分离器的特征在于, 在分离盘 之间的间隙至少在其径向外部处敞开用于气体在周向上流动, 并且彼此相邻的分离盘以相互间隔进行布置, 使得转子的旋转在间隙中造成抽吸作用, 这种抽吸作用驱动来自气体入 口的气体通过分离盘之间的间隙且经由气体出口离开。
     本发明的另一目的是为了实现一种带分离盘的离心分离器, 分离盘容易地 / 廉价 地制作且同时提供粒子与气体的高效分离。
     本发明的另一目的是为了实现一种离心分离器, 这种离心分离器包括带分离盘的 转子, 分离盘具有均匀间隙用于气体流过。
     本发明的另一目的是为了实现一种带转子的离心分离器, 其具有良好的抽吸作 用。
     这些另外的目的由下文限定的实施例来实现。
     根据本发明的实施例, 分离盘具有多个点形 (spot-formed) 间隔元件, 其布置于 所述间隙中。点形间隔元件被成形为类似凸点或半球形突起。点形的形状还具备圆形或椭 圆形截面。由此以容易且廉价方式提供间隙, 其敞开用于在周向上的流动。
     根据本发明的另一实施例, 点形间隔元件 ( 即, 形状类似凸点或半球形突起的间 隔元件 ) 具有外径 D 和高度 H 且 D/H ≤ 15, 且更优选地, D/H ≤ 10, 且最优选地 D/H ≤ 5。在 具有椭圆形截面的点形间隔元件的情况下, 直径 D 将因此代表椭圆形截面的最大直径。因 此间隔元件的外径 D 实际上显著大于高度 H。 但是, 间隔元件的外径应优选地尽可能小使得 间隙尽可能敞开用于气体在周向和径向上流动。 然而, 出于制造原因, 对于间隔元件的外径 能制成多小存在限制。
     根据本发明的另外的实施例, 间隔元件与相应分离盘一体地制成。带有集成的分 离元件的分离盘可有利地用于由塑料制成的分离盘, 例如, 通过注射模制而制成的分离盘, 因为集成的间隔元件可在制造过程中容易地合并到分离盘内。 点形间隔元件可通过注射模 制过程而容易地制成凸点或半球形突起的形状, 其中在直径 D 与高度 H 之间的比例相当小 ( 即, D/H ≤ 5)。这种分离盘可用于相对较小尺寸的离心分离器, 诸如用于清洁从车辆的燃 机排出的曲轴箱气体的分离器。
     根据本发明的另外的实施例, 间隔元件具有牢固地附连到每个分离盘的单独元件 的形式。这种单独间隔元件可有利地用于由金属制成的分离盘。这种分离盘的截头锥形形 状通常通过以下步骤实现 : 对扁平圆形金属坯料进行所谓的压力轧制, 在压力轧制之后, 将 单独间隔元件固定 ( 例如, 通过点焊 ) 到每个分离盘的表面上。单独间隔元件优选地具有 相对小的扁平圆形金属坯料的形式, 其点焊到截头锥形分离盘的表面上, 由此间隔元件呈 凸点的形式。由于组装和点焊过程, 这些点形间隔元件需要直径 D 与高度 H 之间相对较高 的比例 ( 即, D/H ≤ 15, 但更优选地 D/H ≤ 10)。这种分离盘通常用于带有相对较大尺寸的 离心转子的离心分离器, 其因此包括具有更大直径和表面积的分离盘。 因此, 这种离心分离 器适于清洁相对大量的污染气体或污染气体的通流。 这些分离器通常用于在化学工业中的 气体清洁或清洁各种类型机床周围的空气。 它们也可用于清洁从较大尺寸的燃机排出的曲 轴箱气体, 诸如设于轮船或动力装置的发动机。因此, 间隔元件的直径 D 与高度 H 之间相对 较大的比例将不会对周向上的流动产生显著影响, 这归因于较大尺寸的转子, 其具有在分 离盘堆叠中每个分离盘的较大表面积。
     根据本发明的另一实施例, 间隔元件布置成在分离盘堆叠中一个在另一个的顶部 上轴向对准。因此, 间隔元件中的每个布置成在整个分离盘堆叠上在彼此相邻的分离盘中一个在另一个上方轴向对准, 或者换言之, 间隔元件在整个分离盘堆叠上以轴向直线进行 布置。以此方式, 当分离盘在堆叠中压缩在一起时, 点形间隔元件将彼此支承。这在刚性较 弱的分离盘的情况下确保了均匀间隙。否则, 刚性较弱的分离盘可在相邻分离盘的接触点 形间隔元件抵靠刚性较弱的分离盘的区域进行压缩的所述区域中弯曲或凸出。 在所有间隙 上均匀的间隔将增加分离效率, 因为其将导致气体在单独间隙的每个中在周向上的均匀分 布以及在分离盘堆叠中整个所有间隙中在轴向上的均匀分布。
     根据本发明的另一实施例, 每个分离盘包括在预定位置的可见或另外可检测的标 记, 其中在该堆叠中的每个分离盘相对于堆叠中的相邻分离盘中的标记在周向上逐渐转动 预定角度, 其中分离盘包括间隔元件分布使得间隔元件布置成在分离盘堆叠中一个在另一 个的顶部上轴向对准。以此方式, 可通过使用在分离盘中可见或另外可检测的标记来平衡 转子。由于系统变化或分离盘制造中的不准确性, 每个分离盘可具有系统不均匀的重量分 布或旋转不平衡。因此当组装转子时此标记用作参考, 其中当分离盘在转子中一个在另一 个的顶部上堆叠时每个分离盘在周向上逐渐转动预定角度。 因此, 在分离盘的组装堆叠中, 系统不均匀的重量分布将通过逐渐转动每个分离盘而抵消并且从而平衡该转子。 在此实施 例中, 分离盘布置成具有间隔元件分布使得即使在如此平衡转子后, 间隔元件布置成在分 离盘堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。 根据本发明的另一实施例, 间隔元件在分离盘之间的间隙中沿着距旋转轴线多个 指定径向距离分布, 每个间隙在所述指定半径处具有点形间隔元件的多个环。这种结果为 在整个间隙上的均匀间隔, 而这导致流过间隙的气体的均匀分布。
     根据本发明的另一实施例, 在任何给定环中的间隔元件相对于每个盘上的相邻环 中的间隔元件在周向上移位。由此提供在整个间隙上均匀间隔的进一步保证。
     根据本发明的另一实施例, 至少间隙的径向外部不具有所述间隔元件。在此情况 下, 间隙的径向外部完全敞开用于气体在径向和周向上的流动。这可有利地用于刚性分离 盘的情况, 其刚性确保在径向外部的均匀间隔, 即, 在离心分离器的操作期间不发生分离盘 的显著变形。
     根据本发明的另一实施例, 分离盘在间隙的径向内部具有多个细长间隔元件。仅 将这些间隔元件定位于间隙的径向内部仍将确保气体在间隙的径向外部的敞开流动。同 时, 这种细长间隔元件造成转子增强的抽吸作用且增加在转子的旋转中的气体的夹带。
     根据本发明的另一实施例, 分离盘仅在间隙的其径向外部处具有点形间隔元件。 这可有利地用于由刚性较弱的材料制成的分离盘的情况, 其中间隔元件提供在径向外部中 所有间隙上的均匀间隔的保证且同时提供气体在径向和周向上的自由流动。
     根据本发明的另一实施例, 分离盘仅在间隙的径向外部和内部处具有点形间隔元 件, 从而以简单的方式在刚性较弱分离盘的情况下提供均匀间隙。
     根据本发明的另一实施例, 分离盘具有包括间隔元件的平坦部分, 分离盘的锥形 部分在间隙的径向外部和内部处不具有所述间隔元件。因此, 间隙完全敞开用于气体在整 个间隙上的径向和周向上流动。这可有利地用于刚性较强的分离盘的情况, 其提供在径向 外部和内部的均匀间隙的保证, 即, 在离心分离器的操作期间不发生分离盘的显著变形。
     附图说明 通过描述各种实施例并且参考所附示意图, 更详细地解释本发明, 附图示出理解 本发明所需的细节。
     图 1 示出通过根据本发明的离心分离器的纵向截面图。
     图 2 示出根据本发明的第一实施例沿着图 1 中的线 II-II 的截面图。
     图 3 示出根据本发明的第二实施例沿着图 1 中的线 II-II 的截面图。
     图 4 示出根据本发明的第三实施例沿着图 1 中的线 II-II 的截面图。
     具体实施方式
     在附图中, 图 1 示出可应用本发明的离心分离器的截面图。此离心分离器预期用 于从气体中清洁悬浮于其中的密度大于气体的粒子。 离心分离器包括固定定子外壳 1, 其限 定分离腔室 2。转子外壳具有用于待清洁气体的到分离腔室 2 的气体入口 3 和用于清洁气 体的自分离腔室 2 的气体出口 4。转子外壳还具有用于从气体分离的粒子的自分离腔室 2 的粒子出口 5。
     转子外壳 1 包括利用多个螺钉 6 保持在一起的两个部分 ( 上部和下部 )。这些螺 钉 6 还适于保持转子外壳紧固到悬挂构件 7, 悬挂构件 7 由某些弹性材料制成, 转子外壳可 通过悬挂构件 7 由支承件 ( 未图示 ) 支承。 在分离腔室 2 内布置可绕竖直旋转轴线 R 旋转的转子 8。 马达 9( 例如, 电动马达或 液压马达 ) 安装到转子外壳的上部且连接到转子 8 用于使之旋转。转子 8 包括竖直延伸的 中央心轴 10, 中央心轴 10 在其上端通过上轴承 11 和上轴承保持器 12 利用轴颈 (journal) 连接于转子外壳 1 中, 且在其下端通过下轴承 13 和下轴承保持器 14 利用轴颈连接于转子 外壳 1 中。下轴承保持器 14 位于转子外壳的气体入口 3 中且因此具备通孔 15 用于待在分 离腔室 2 中清洁的进入气体。
     转子 8 还包括上端壁 16 和下端壁 17, 这两个端壁为截头锥形且连接到中央心轴 10。下截头锥形端壁 17 具有平坦中央部, 平坦中央部具备通孔 18 使得转子内侧可与气体 入口 3 连通。 下端壁 17 还在平坦部分的外周向边缘处具备环形凸缘 19, 其轴向向下延伸且 适于与轴承保持器 14 的类似向上导向的环形凸缘 20 协作, 使得通过气体入口 3 进入的气 体通过前述孔 18 引导至转子 8 的内侧。
     下端壁 17 接合到中空柱 21, 其从端壁 17 轴向向上延伸且密封地包围中央心轴 10。柱一直延伸到上端壁 16。在柱 21 的区域中, 中央心轴 10 是柱形的, 优选地出于成本 原因, 是圆柱形的, 且柱 21 的内侧可以以与心轴的外侧相同的方式配置, 如图 1 和图 2 中所 示。柱 21 的外侧可具有非圆形截面形状, 如可在图 2 中看出, 以便提供柱与柱上堆叠的多 个分离盘 ( 在下文中更详细地描述 ) 之间的旋转连接。在图示实施例中, 柱的外侧具有六 边形的形状, 但当然可利用其它多边形的形状 ( 例如, 利用正方形或三角形 ) 实现相同旋转 连接。 或者, 柱的外侧可具有圆形截面形状, 在此情况下所述连接是由沿着柱的外侧轴向延 伸的一个或多个肋状物提供, 所述肋状物适于接合于在所述分离盘中的相应凹槽中。
     截头锥形分离盘 22 的堆叠布置于端壁 16 与 17 之间, 分离盘在它们之间限定间隙 27 用于气体流过。分离盘 22 中的每一个具有截头锥形部分 23a 和与截头锥形部分 23a 一 体地形成的最靠近柱 21 的平坦部分 23b。如图 2 所示, 平坦部分 23b 被形成为能与非圆形
     柱 21 接合使得相应分离盘不能相对于柱 21 旋转。而且, 平坦部分 23b 具备多个通孔 24, 如 图 2 所示。
     无论在相应分离盘 22 中的孔 24 是否彼此轴向对准, 它们与在分离盘 22 的平坦部 分 23b 之间的间隙一起形成转子 8 内的中央入口空间 25( 参看图 1), 中央入口空间 25 与气 体入口 3 和与分离盘的锥形部分 23a 之间的间隙 27 的径向内部连通。分离腔室 2 包括环 形流动空间 28, 环形流动空间 28 包围转子 8 且由固定转子外壳 1 在径向上限定。环形流动 空间 28 与分离盘 22 之间的间隙 27 的径向外部和与气体出口 4 连通。因此转子的中央入 口空间 25 经由间隙 27 与环形流动空间 28 连通。
     为了清楚起见, 绘图仅示出具有较大轴向间隙 27 的少量分离盘 22。实际上, 显著 更多的分离盘 22 优选地布置于端壁 16 与 17 之间, 使得在分离盘之间形成相对较薄的间隙 27。分离盘布置成彼此相距如下距离使得转子的旋转在间隙 27 中造成抽吸作用, 其驱动来 自气体入口 3 的气体通过在分离盘 22 之间的间隙 27 且经由气体出口 4 离开。由此, 在分 离盘之间的距离, 即, 间隙的高度, 可 ( 例如 ) 为大约 0.1mm 至 2mm。在分离盘之间的距离优 选地为大约 0.2mm 至 0.6mm 或仍更佳地在 0.3mm 至 0.5mm 之间。该距离可取决于待清洁的 污染物类型 ( 换言之, 在什么区域中使用离心分离器来进行气体清洁 ) 和离心分离器自身 的尺寸而不同。 分离盘 22 之间的距离太大可造成以下问题 : 抽吸作用太小而不能通过转子 的旋转来驱动流通过离心分离器, 而距离太小可能会造成分离的污染物捕获在所述间隙 27 中且阻挡在分离盘 22 之间的气体流动。在曲轴箱气体清洁应用中, 本发明以 0.4mm 的距离 有利地应用。 图 1 示出具有分离盘堆叠的离心分离器, 分离盘堆叠的平坦部分 23b 处于比其锥 形部分 23a 更低的平面中。当然, 在堆叠中的分离盘也可朝向其它方向, 端壁 16 和 17 也是 如此。在图示实施例中, 转子外壳是固定的。然而, 本发明并不限于固定转子外壳, 因为其 也可应用于转子外壳与转子 8 接合地旋转的那样的离心分离器中。
     图 2 示出根据本发明的第一实施例, 在图 1 中朝向上的分离盘 22 的侧部。此侧在 下文中被称作分离盘的内表面, 因为其向内朝向转子的旋转轴线。 如可看到的那样, 分离盘 22 在其内表面上具备多个点形间隔元件 26, 点形间隔元件 26 适于形成在所述盘堆叠中彼 此相邻的分离盘之间的所述间隙 27。与细长间隔元件不同, 这些点形间隔元件并不具有在 特定方向的任何显著延伸。如先前所述, 这些点形间隔元件是形状类似凸点或半球形突起 的间隔元件。因此间隙 27 敞开用于气体在周向和径向上流动, 即, 间隙基本上不会给气体 在周向和径向上的流动带来阻碍。如图 2 所示, 点形间隔元件 26 具有圆形截面, 其中点形 间隔元件包括外径 D 和高度 H。在图 2 所示的具体实施例中, 间隔元件 26 呈具有圆形截面 的点的形式, 其在分离盘的表面上方凸出高度 H。在彼此相邻的分离盘 22 之间的距离或间 隙由间隔元件 26 的高度 H 决定。点形间隔元件 26 的高度 H 被显示为 0.4mm。根据此实施 例的离心分离器为在车辆上使用的典型曲轴箱气体清洁分离器。因此, 此为相对较小尺寸 的离心分离器, 其中分离盘 22 通过注射模制过程由塑料制成。在此实施例中, 间隔元件 26 具有大约 4 的比例 ( 直径 D 与高度 H 之间 )。因此, 点形间隔元件 26 的直径 D 大约为 1mm。 此可与分离盘 22 的外径相比, 分离盘 22 在此实施例中具有大约 11cm 的外径。
     点形间隔元件 26 布置成在分离盘 22 堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。因 此, 所有点形间隔元件布置成在整个分离盘堆叠中一个在另一个上方轴向对准。 以此方式,
     点形间隔元件将位于彼此的正上方 ( 或下方 ), 从而在分离盘在端壁 16 与 17 之间压缩在 一起时彼此支承。这确保了在由塑料制成的这些刚性较弱分离盘 22 的情况下均匀的间隙 27。
     而且, 每个制造的分离盘可具有不均匀的重量分布或旋转不平衡。在此具体情况 下, 不均匀的重量分布由分离盘 22 的注射模制准确度的系统差异造成。若干个这样的分离 盘 22 的堆叠由此可造成离心转子 8 的不平衡性, 这当然是非常不合需要的。 但是, 转子 8 可 通过在所制造的分离盘 22 中合并可见或另外可检测的标记 31( 在预定位置 ) 而平衡。当 组装转子时此标记此后用作参考, 其中当分离盘 22 在转子 8 中一个在另一个的顶部上堆叠 时每个分离盘 22 在旋转方向逐渐地转动预定角度 ( 与在相邻分离盘中的标记相比 )。 在图 示实施例中, 分离盘 22 布置有点形间隔元件 26, 使得即使在如此平衡转子后, 点形间隔元 件 26 布置成在分离盘 22 的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。
     在图示第一实施例中, 点形间隔元件 26 在每个分离盘的锥形部分上沿着距旋转 轴线 R 的三个指定径向距离均匀地分布, 即, 环 29a、 29b 和 29c。在图示实施例中, 在任何 给定环 29a 中的点形间隔元件 26 在周向上相对于径向相邻环 29c 中的点形间隔元件 26 移 位, 使得在相应相邻环 29a、 29c 中的每对点形间隔元件 26 沿着相对于分离盘的半径成角度 的线排列。这种间隔元件 26 的分布可优选地用于由相对薄且柔性材料制成的分离盘的情 况, 例如, 由薄塑料制成的分离盘, 以在离心分离器的操作期间, 提供两个分离盘 22 之间的 整个间隙 27 上均匀轴向间隔的保证。在图示实施例中, 点形间隔元件 26 在靠近分离盘的 径向外周向边缘的第一环 29a 中, 靠近分离盘的锥形部分的径向内周向边缘的第二环 29b 中以及在第一环与第二环中间的第三环 29c 中分布。由此, 第三环 29c 的点形间隔元件 26 在周向上相对于第一环 29a 和第二环 29b 的点形间隔元件移位。环和点形间隔元件的数量 根据分离盘的尺寸和刚度来调整。相对较大的分离盘 ( 即, 具有相对较大径向幅度的分离 盘 ) 优选地包括比较小分离盘更大量的环和间隔元件。相对刚性的分离盘 ( 即, 由刚性相 对更强的材料制成的分离盘 ) 优选地包括比刚性相对较弱的材料制成的分离盘更少量的 环和间隔元件。
     图 3 示出根据本发明的第二实施例, 在图 1 中朝向上的分离盘 22 的侧部。此分离 盘 22 在其内侧具备在靠近分离盘的径向外周向边缘的环 29a 中均匀地分布的多个点形间 隔元件 26, 其中分离盘的锥形部分的径向内部具备多个细长间隔元件 30。因此间隙 27 在 至少其径向外部中敞开以用于气体在周向上流动。由此, 细长间隔元件 30 并不阻挡气体在 间隙的径向外部中在周向上的流动。因此防止在分离盘的表面上形成所述无效区域。在本 发明的此实施例中, 因此分离盘包括多个细长间隔元件 30, 细长间隔元件 30 以直线方式在 径向上延伸。然而, 细长间隔元件也可相对于分离盘的半径以一定角度延伸, 在此情况下, 它们可为直的和弯的。 这种设计提供良好的抽吸作用而不会对间隙的径向外部中的流动造 成任何干扰。
     图 4 示出根据本发明的第三实施例, 在图 1 中朝向上的分离盘 22 的侧部。此分离 盘 22 沿着分离盘的至少锥形部分 23a 具有完全平滑的表面, 即, 不具有间隔元件的表面。 因 此间隙 27 敞开用于气体在间隙的径向外部和径向内部中在周向上流动。由此分离盘不具 有可能会阻挡气体在周向上流动的间隔元件, 因此防止在分离盘的表面上形成所述无效区 域。在此实施例中, 间隔元件 30 可合并于分离盘的平坦部分 23b 中或替代地包括安置于彼此相邻的分离盘之间分离盘的平坦部分 23b 中的单独元件。也能设想到分离盘堆叠于转子 上, 转子包括在周向上均匀地分布的多个轴向细长杆, 在此情况下分离盘具备延伸穿过它 们用于杆的孔口, 这些杆适于与转子的端壁 16、 17 协作。由此, 分离盘的外周向边缘可具备 凸耳 (1ug), 凸耳具有延伸穿过它们用于杆的孔口, 在此情况下, 凸耳具备以垫片形式的间 隔元件以在分离盘之间形成间隙。具有杆的分离盘的类似堆叠从例如 US 2104683 A 已知, US 2104683 A 引用作为参考。 作为凸耳的替代, 分离盘可包括外缘, 外缘从锥形部分径向地 且水平地延伸, 且具备延伸穿过它用于杆的孔口。这种外缘还导致分离盘增加的刚度。
     所描述且所图示的分离盘可由各种材料制成, 诸如塑料和 / 或金属材料。为了 增加由塑料制成的分离盘的刚度, 各种类型的纤维 ( 例如, 玻璃纤维和 / 或碳纤维 ) 和 各种量的这些纤维可合并于塑料材料中, 在此情况下塑料材料的刚度随着合并于塑料中 的纤维量而增加。分离盘可包括不同材料层。包括不同材料层的这种分离盘的实例从 WO2007/001232A1 已知, WO 2007/001232A1 涉及一种以组合离心力和静电力工作的离心分 离盘。 本发明也可应用于这种类型的离心分离器。 这种离心分离器还从 WO 2005/119020A1 已知。在这种情况下, 相应分离盘 22 可包括在分离盘的内侧 ( 向内朝向转子旋转轴线 R 的 侧部 ) 和 / 或分离盘的外侧 ( 从转子旋转轴线 R 朝向外的侧部 ) 上的导电材料表面层, 其 中离心分离器包括静电辅助分离器, 其具有第一电极元件, 第一电极元件以一定电位给气 体中的粒子充电, 其中相应分离盘上的所述导电材料表面层形成第二电极元件, 第二电极 元件具有一定电位使得静电力与离心力协作来从流过分离盘 22 之间的间隙 27 的气体分离 粒子。除了所述导电表面层之外, 分离盘优选地由电绝缘材料制成。 取决于使用区域, 上文所述的分离盘 22 的锥形部分 23a 可相对于旋转轴线 R 处于 不同角度, 例如, 在 35°至 55°之间的角度。关于固体粒子, 在每种特定情况下必须考虑 它们所谓的休止角。曲轴箱气体清洁优选地涉及使用分离盘, 其包括相对于旋转轴线 R 成 45°角的锥形部分 23a。
     上文所述且附图所示的离心分离器当从气体中清洁悬浮于其中的粒子时以如下 方式工作。利用电机 9 保持转子 8 旋转 ( 典型速度为大约 2,000-10,000rpm), 其中所述间 隙 27 中的气体由转子的分离盘夹带。在分离盘 22 之间的间隙 27 具有一定距离使得造成 抽吸作用, 其驱动气体通过离心分离器。这种抽吸作用可通过将细长间隔元件布置于间隙 的径向内部而增加 ( 参看例如图 3)。 被粒子污染的气体从下方穿过气体入口 3 引向固定转 子外壳 1 内且继续引向转子的中央入口空间 25。 从那里, 气体流入到分离盘 22 之间的间隙 27 内且径向向外穿过间隙 27。
     在间隙 27 中, 由离心力使悬浮于气体中的粒子朝向分离盘内侧移动且接触分离 盘内侧, 即, 锥形分离盘 22 朝向旋转轴线的侧部 ( 在图 1 中朝向上的侧部 )。在与分离盘 22 接触后, 粒子将由它们夹带且之后受到离心力影响使得粒子沿着分离盘的内侧径向向外 移动且朝向分离盘的外周向边缘前进。之后, 粒子从转子朝向转子外壳的内侧扔出, 之后, 重力和气体流动使它们经由所述粒子出口 5 离开转子外壳 1。 粒子经由间隙 27 径向向外的 移动由图 2 至图 4 中的箭头示出。
     在其径向向外移动期间, 开始旋转的气体将由于相对于转子的特定旋转速度滞后 而沿着分离盘 22 之间的间隙 27 中的弯曲路径流动。由于分离盘 22 之间的间隙 27 至少在 其径向外部敞开以使气体在周向上流动, 气体将在周向上自由流动且因此不被阻挡其沿着
     弯曲路径的移动。由此, 分离盘的整个表面用于分离, 这是因为自由流动并不在分离盘 22 上引起所述无效区域。
     清洁气体离开间隙 27 且经由环形流动空间 28 通过气体出口 4 流出。因此转子的 中央入口空间 25 经由间隙 27 与环形流动空间 28 连通。因此, 离心分离器根据所谓的顺流 原理工作以从气体分离出粒子, 即, 待清洁的气体在中央引入到旋转的转子内且然后径向 向外流过在分离盘 22 之间的间隙 27, 其中由离心力使气体中的粒子沉积到分离盘的内侧 上且之后在与气体流动的相同方向上朝向分离盘的外周向边缘滑出且然后朝向转子外壳 的内部扔出。
     由于转子旋转, 流过分离盘之间的间隙的气体将变得压力增加。 因此, 更高的压力 流行于包围转子 8 的环形流动空间 28 中和在气体出口 4 的区域中, 而不是在中央空间 25 和 气体入口 3 中。这意味着在凸缘 19 与 20 之间的可能泄漏没有任何显著的重要性。因此, 污染的气体可不直接从气体入口 3 在凸缘 19 与 20 之间流动到气体出口 4, 而是替代地, 某 些清洁气体将流回到中央空间 25 内。
     本发明并不限于所公开的实施例, 而是可在下文的权利要求书的范围内变化和修 改。

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1、10申请公布号CN102099120A43申请公布日20110615CN102099120ACN102099120A21申请号200980128131522申请日200907160801695820080716SEB04B5/12200601B01D45/1420060171申请人阿尔法拉瓦尔股份有限公司地址瑞典隆德72发明人O特恩布洛姆S斯泽佩斯伊74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人肖日松杨楷54发明名称离心分离器57摘要本发明涉及用于从气体中清洁悬浮于气体中密度大于气体的固体或液体粒子的离心分离器。离心分离器包括转子外壳1,其限定分离腔室2且具有到分离腔室2的气体入口3。

2、和自分离腔室2的气体出口4;以及转子8,其可绕旋转轴线R旋转。转子8包括锥形分离盘22的堆叠,锥形分离盘22经由在其之间的间隔元件26,30限定间隙27用于气体流过。在分离盘22之间的间隙27至少在其径向外部敞开用于气体在周向上流动。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011011486PCT申请的申请数据PCT/SE2009/0509072009071687PCT申请的公布数据WO2010/008342EN2010012151INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图3页CN102099132A1/2页21一种用于从气体中清洁悬浮于气体中的。

3、密度大于气体的固体或液体粒子的离心分离器,所述离心分离器包括转子外壳1,其限定分离腔室2且具有到所述分离腔室2的气体入口3和自所述分离腔室2的气体出口4,转子8,其利用驱动装置9可绕旋转轴线R旋转且在操作期间适于使所述气体在所述分离腔室2中旋转,其中,所述转子8包括截头锥形分离盘22的堆叠,所述截头锥形分离盘彼此同轴地安置且与所述旋转轴线R同心,并且利用间隔元件26,30以相互间隔进行布置,使得它们在它们之间限定间隙27用于气体流过,入口空间25,其居中地布置于所述分离盘22的堆叠中,所述入口空间与所述气体入口3和与所述分离盘22之间的间隙27的径向内部连通,以及环形流动空间28,其包围所述转。

4、子8且由所述转子外壳1在径向上限定,所述环形流动空间与所述分离盘22之间的间隙27的径向外部和与所述气体出口4连通,其特征在于,在所述分离盘22之间的间隙27至少在其径向外部处敞开用于所述气体在周向上流动,并且彼此相邻的分离盘22以相互间隔进行布置,使得所述转子8的旋转在所述间隙27中造成抽吸作用,所述抽吸作用驱动来自所述气体入口3的气体通过所述分离盘22之间的间隙27且经由所述气体出口4离开。2根据权利要求1所述的离心分离器,其特征在于,所述分离盘具有布置于所述间隙27中的多个点形间隔元件26。3根据权利要求2所述的离心分离器,其特征在于,所述间隔元件具有外径D和高度H且D/H15,更优选地。

5、D/H10且最优选地D/H5。4根据权利要求1至3中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述间隔元件26,30与所述分离盘一体地制成。5根据权利要求1至3中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述间隔元件26,30具有紧固到所述分离盘22的单独元件的形式。6根据权利要求1至5中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述间隔元件26,30布置成在所述分离盘22的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。7根据权利要求6所述的离心分离器,其特征在于,每个分离盘22在预定位置包括可见或另外可检测的标记31,其中在所述堆叠中的每个分离盘22相对于所述堆叠中的相邻分离盘中的标记在周向上逐渐转动预定角度,其中,所。

6、述分离盘22包括间隔元件分布,使得所述间隔元件布置成在所述分离盘的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。8根据权利要求2至7中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述间隔元件26在所述分离盘之间的间隙中沿着距所述旋转轴线的多个指定径向距离分布,每个间隙包括在所述指定半径上的点形间隔元件26的多个环29A,29B,29C。9根据权利要求8所述的离心分离器,其特征在于,在任何给定环29B中的间隔元件26相对于相邻环29C中的所述间隔元件26在周向上移位。10根据权利要求1至9中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述间隙的径向外部不具有所述间隔元件26,30。权利要求书CN102099120ACN1。

7、02099132A2/2页311根据权利要求1至10中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述分离盘22在所述间隙27的径向内部处具有多个细长间隔元件30。12根据权利要求1至9中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述分离盘22仅在所述间隙27的径向外部处具有点形间隔元件26。13根据权利要求1至9中任一项所述的离心分离器,其特征在于,所述分离盘22仅在所述间隙27的径向外部和内部处具有点形间隔元件26。14根据权利要求1所述的离心分离器,其特征在于,所述分离盘具有包括间隔元件的平坦部分23B,所述分离盘的锥形部分23A在间隙27的径向外部和内部处不具有所述间隔元件26。权利要求书CN102。

8、099120ACN102099132A1/8页4离心分离器技术领域0001本发明涉及用于从气体中清洁悬浮于气体中密度大于气体的固体或液体粒子的离心分离器。离心分离器包括转子外壳,其限定分离腔室且具有到分离腔室的气体入口和自分离腔室的气体出口。离心分离器还包括转子,其利用驱动装置可绕旋转轴线旋转且在操作期间适于使气体在分离腔室中旋转,其中转子包括截头锥形分离盘堆叠,截头锥形分离盘彼此同轴地安置且与旋转轴线同心,并且利用间隔元件以相互间隔进行安置,使得它们在它们之间限定间隙用于气体流过。入口空间居中地布置于分离盘堆叠中,该入口空间与气体入口和与分离盘之间的间隙的径向内部连通。环形流动空间包围转子且。

9、由转子外壳在径向上限定,该环形流动空间与分离盘之间的间隙的径向外部和气体出口连通。0002间隙的径向外部在下文中用于表示分离盘的锥形部分的径向外半部。因此,间隙的径向内部在下文中用于表示分离盘的锥形部分的径向内半部。背景技术0003本发明主要用于从所谓的曲轴箱气体即,在燃机中形成的气体清洁呈油和/或烟尘形式的粒子。它可替代地用于其它情形,诸如清洁化学工业内的工程工业中的各种工业场所中的空气,或者例如清洁各种类型机床周围的空气。0004在前言中所示类型的离心分离器从专利说明书SE515302C2已知,其中锥形分离盘中的每一个在其内侧与细长引导器件接触或连接,细长引导器件各相对于相应分离盘的基体以。

10、一定角度从距转子的旋转轴线第一距离的点延伸到距转子的旋转轴线更大第二距离的点。引导器件止于相应分离盘的周向边缘附近,彼此沿着周向边缘隔开一定距离,引导器件也可呈间隔元件的形式,即,桥接彼此相邻的分离盘之间的间隙以在分离盘之间形成所述间隙的引导器件。所述引导器件间隔元件聚集分离的粒子,使之离开引导器件且从分离盘基本上仅扔到限制区域中,限制区域沿着相应分离盘的周向边缘彼此隔开一定距离。0005然而,发现带细长间隔元件的分离盘不论间隔元件为直的且纯径向,直的且与半径成一定角度,或弯曲的,特别是在顺流分离中,可在分离盘的表面上具有无效区域,即,对于从气体分离粒子仅有相对微小贡献或完全无贡献的区域。这些。

11、无效区域主要出现在间隙的径向外部且取决于旋转方向,在相应间隔元件的正后方或前方,如在旋转方向中所观察。由于这些无效区域,仅分离盘表面的一部分用于分离粒子,因此降低了分离盘的分离效率。发明内容0006本发明的主要目的在于实现一种离心分离器,其不具有所述无效区域从而实现微粒污染物与气体的高效分离。0007这个目的由最初限定的离心分离器实现,这种离心分离器的特征在于,在分离盘之间的间隙至少在其径向外部处敞开用于气体在周向上流动,并且彼此相邻的分离盘以相说明书CN102099120ACN102099132A2/8页5互间隔进行布置,使得转子的旋转在间隙中造成抽吸作用,这种抽吸作用驱动来自气体入口的气体。

12、通过分离盘之间的间隙且经由气体出口离开。0008本发明的另一目的是为了实现一种带分离盘的离心分离器,分离盘容易地/廉价地制作且同时提供粒子与气体的高效分离。0009本发明的另一目的是为了实现一种离心分离器,这种离心分离器包括带分离盘的转子,分离盘具有均匀间隙用于气体流过。0010本发明的另一目的是为了实现一种带转子的离心分离器,其具有良好的抽吸作用。0011这些另外的目的由下文限定的实施例来实现。0012根据本发明的实施例,分离盘具有多个点形SPOTFORMED间隔元件,其布置于所述间隙中。点形间隔元件被成形为类似凸点或半球形突起。点形的形状还具备圆形或椭圆形截面。由此以容易且廉价方式提供间隙。

13、,其敞开用于在周向上的流动。0013根据本发明的另一实施例,点形间隔元件即,形状类似凸点或半球形突起的间隔元件具有外径D和高度H且D/H15,且更优选地,D/H10,且最优选地D/H5。在具有椭圆形截面的点形间隔元件的情况下,直径D将因此代表椭圆形截面的最大直径。因此间隔元件的外径D实际上显著大于高度H。但是,间隔元件的外径应优选地尽可能小使得间隙尽可能敞开用于气体在周向和径向上流动。然而,出于制造原因,对于间隔元件的外径能制成多小存在限制。0014根据本发明的另外的实施例,间隔元件与相应分离盘一体地制成。带有集成的分离元件的分离盘可有利地用于由塑料制成的分离盘,例如,通过注射模制而制成的分离。

14、盘,因为集成的间隔元件可在制造过程中容易地合并到分离盘内。点形间隔元件可通过注射模制过程而容易地制成凸点或半球形突起的形状,其中在直径D与高度H之间的比例相当小即,D/H5。这种分离盘可用于相对较小尺寸的离心分离器,诸如用于清洁从车辆的燃机排出的曲轴箱气体的分离器。0015根据本发明的另外的实施例,间隔元件具有牢固地附连到每个分离盘的单独元件的形式。这种单独间隔元件可有利地用于由金属制成的分离盘。这种分离盘的截头锥形形状通常通过以下步骤实现对扁平圆形金属坯料进行所谓的压力轧制,在压力轧制之后,将单独间隔元件固定例如,通过点焊到每个分离盘的表面上。单独间隔元件优选地具有相对小的扁平圆形金属坯料的。

15、形式,其点焊到截头锥形分离盘的表面上,由此间隔元件呈凸点的形式。由于组装和点焊过程,这些点形间隔元件需要直径D与高度H之间相对较高的比例即,D/H15,但更优选地D/H10。这种分离盘通常用于带有相对较大尺寸的离心转子的离心分离器,其因此包括具有更大直径和表面积的分离盘。因此,这种离心分离器适于清洁相对大量的污染气体或污染气体的通流。这些分离器通常用于在化学工业中的气体清洁或清洁各种类型机床周围的空气。它们也可用于清洁从较大尺寸的燃机排出的曲轴箱气体,诸如设于轮船或动力装置的发动机。因此,间隔元件的直径D与高度H之间相对较大的比例将不会对周向上的流动产生显著影响,这归因于较大尺寸的转子,其具有。

16、在分离盘堆叠中每个分离盘的较大表面积。0016根据本发明的另一实施例,间隔元件布置成在分离盘堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。因此,间隔元件中的每个布置成在整个分离盘堆叠上在彼此相邻的分离盘中说明书CN102099120ACN102099132A3/8页6一个在另一个上方轴向对准,或者换言之,间隔元件在整个分离盘堆叠上以轴向直线进行布置。以此方式,当分离盘在堆叠中压缩在一起时,点形间隔元件将彼此支承。这在刚性较弱的分离盘的情况下确保了均匀间隙。否则,刚性较弱的分离盘可在相邻分离盘的接触点形间隔元件抵靠刚性较弱的分离盘的区域进行压缩的所述区域中弯曲或凸出。在所有间隙上均匀的间隔将增加分离效率,。

17、因为其将导致气体在单独间隙的每个中在周向上的均匀分布以及在分离盘堆叠中整个所有间隙中在轴向上的均匀分布。0017根据本发明的另一实施例,每个分离盘包括在预定位置的可见或另外可检测的标记,其中在该堆叠中的每个分离盘相对于堆叠中的相邻分离盘中的标记在周向上逐渐转动预定角度,其中分离盘包括间隔元件分布使得间隔元件布置成在分离盘堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。以此方式,可通过使用在分离盘中可见或另外可检测的标记来平衡转子。由于系统变化或分离盘制造中的不准确性,每个分离盘可具有系统不均匀的重量分布或旋转不平衡。因此当组装转子时此标记用作参考,其中当分离盘在转子中一个在另一个的顶部上堆叠时每个分离盘在。

18、周向上逐渐转动预定角度。因此,在分离盘的组装堆叠中,系统不均匀的重量分布将通过逐渐转动每个分离盘而抵消并且从而平衡该转子。在此实施例中,分离盘布置成具有间隔元件分布使得即使在如此平衡转子后,间隔元件布置成在分离盘堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。0018根据本发明的另一实施例,间隔元件在分离盘之间的间隙中沿着距旋转轴线多个指定径向距离分布,每个间隙在所述指定半径处具有点形间隔元件的多个环。这种结果为在整个间隙上的均匀间隔,而这导致流过间隙的气体的均匀分布。0019根据本发明的另一实施例,在任何给定环中的间隔元件相对于每个盘上的相邻环中的间隔元件在周向上移位。由此提供在整个间隙上均匀间隔的进一。

19、步保证。0020根据本发明的另一实施例,至少间隙的径向外部不具有所述间隔元件。在此情况下,间隙的径向外部完全敞开用于气体在径向和周向上的流动。这可有利地用于刚性分离盘的情况,其刚性确保在径向外部的均匀间隔,即,在离心分离器的操作期间不发生分离盘的显著变形。0021根据本发明的另一实施例,分离盘在间隙的径向内部具有多个细长间隔元件。仅将这些间隔元件定位于间隙的径向内部仍将确保气体在间隙的径向外部的敞开流动。同时,这种细长间隔元件造成转子增强的抽吸作用且增加在转子的旋转中的气体的夹带。0022根据本发明的另一实施例,分离盘仅在间隙的其径向外部处具有点形间隔元件。这可有利地用于由刚性较弱的材料制成的。

20、分离盘的情况,其中间隔元件提供在径向外部中所有间隙上的均匀间隔的保证且同时提供气体在径向和周向上的自由流动。0023根据本发明的另一实施例,分离盘仅在间隙的径向外部和内部处具有点形间隔元件,从而以简单的方式在刚性较弱分离盘的情况下提供均匀间隙。0024根据本发明的另一实施例,分离盘具有包括间隔元件的平坦部分,分离盘的锥形部分在间隙的径向外部和内部处不具有所述间隔元件。因此,间隙完全敞开用于气体在整个间隙上的径向和周向上流动。这可有利地用于刚性较强的分离盘的情况,其提供在径向外部和内部的均匀间隙的保证,即,在离心分离器的操作期间不发生分离盘的显著变形。说明书CN102099120ACN10209。

21、9132A4/8页7附图说明0025通过描述各种实施例并且参考所附示意图,更详细地解释本发明,附图示出理解本发明所需的细节。0026图1示出通过根据本发明的离心分离器的纵向截面图。0027图2示出根据本发明的第一实施例沿着图1中的线IIII的截面图。0028图3示出根据本发明的第二实施例沿着图1中的线IIII的截面图。0029图4示出根据本发明的第三实施例沿着图1中的线IIII的截面图。具体实施方式0030在附图中,图1示出可应用本发明的离心分离器的截面图。此离心分离器预期用于从气体中清洁悬浮于其中的密度大于气体的粒子。离心分离器包括固定定子外壳1,其限定分离腔室2。转子外壳具有用于待清洁气体。

22、的到分离腔室2的气体入口3和用于清洁气体的自分离腔室2的气体出口4。转子外壳还具有用于从气体分离的粒子的自分离腔室2的粒子出口5。0031转子外壳1包括利用多个螺钉6保持在一起的两个部分上部和下部。这些螺钉6还适于保持转子外壳紧固到悬挂构件7,悬挂构件7由某些弹性材料制成,转子外壳可通过悬挂构件7由支承件未图示支承。0032在分离腔室2内布置可绕竖直旋转轴线R旋转的转子8。马达9例如,电动马达或液压马达安装到转子外壳的上部且连接到转子8用于使之旋转。转子8包括竖直延伸的中央心轴10,中央心轴10在其上端通过上轴承11和上轴承保持器12利用轴颈JOURNAL连接于转子外壳1中,且在其下端通过下轴。

23、承13和下轴承保持器14利用轴颈连接于转子外壳1中。下轴承保持器14位于转子外壳的气体入口3中且因此具备通孔15用于待在分离腔室2中清洁的进入气体。0033转子8还包括上端壁16和下端壁17,这两个端壁为截头锥形且连接到中央心轴10。下截头锥形端壁17具有平坦中央部,平坦中央部具备通孔18使得转子内侧可与气体入口3连通。下端壁17还在平坦部分的外周向边缘处具备环形凸缘19,其轴向向下延伸且适于与轴承保持器14的类似向上导向的环形凸缘20协作,使得通过气体入口3进入的气体通过前述孔18引导至转子8的内侧。0034下端壁17接合到中空柱21,其从端壁17轴向向上延伸且密封地包围中央心轴10。柱一直。

24、延伸到上端壁16。在柱21的区域中,中央心轴10是柱形的,优选地出于成本原因,是圆柱形的,且柱21的内侧可以以与心轴的外侧相同的方式配置,如图1和图2中所示。柱21的外侧可具有非圆形截面形状,如可在图2中看出,以便提供柱与柱上堆叠的多个分离盘在下文中更详细地描述之间的旋转连接。在图示实施例中,柱的外侧具有六边形的形状,但当然可利用其它多边形的形状例如,利用正方形或三角形实现相同旋转连接。或者,柱的外侧可具有圆形截面形状,在此情况下所述连接是由沿着柱的外侧轴向延伸的一个或多个肋状物提供,所述肋状物适于接合于在所述分离盘中的相应凹槽中。0035截头锥形分离盘22的堆叠布置于端壁16与17之间,分离。

25、盘在它们之间限定间隙27用于气体流过。分离盘22中的每一个具有截头锥形部分23A和与截头锥形部分23A一体地形成的最靠近柱21的平坦部分23B。如图2所示,平坦部分23B被形成为能与非圆形说明书CN102099120ACN102099132A5/8页8柱21接合使得相应分离盘不能相对于柱21旋转。而且,平坦部分23B具备多个通孔24,如图2所示。0036无论在相应分离盘22中的孔24是否彼此轴向对准,它们与在分离盘22的平坦部分23B之间的间隙一起形成转子8内的中央入口空间25参看图1,中央入口空间25与气体入口3和与分离盘的锥形部分23A之间的间隙27的径向内部连通。分离腔室2包括环形流动空。

26、间28,环形流动空间28包围转子8且由固定转子外壳1在径向上限定。环形流动空间28与分离盘22之间的间隙27的径向外部和与气体出口4连通。因此转子的中央入口空间25经由间隙27与环形流动空间28连通。0037为了清楚起见,绘图仅示出具有较大轴向间隙27的少量分离盘22。实际上,显著更多的分离盘22优选地布置于端壁16与17之间,使得在分离盘之间形成相对较薄的间隙27。分离盘布置成彼此相距如下距离使得转子的旋转在间隙27中造成抽吸作用,其驱动来自气体入口3的气体通过在分离盘22之间的间隙27且经由气体出口4离开。由此,在分离盘之间的距离,即,间隙的高度,可例如为大约01MM至2MM。在分离盘之间。

27、的距离优选地为大约02MM至06MM或仍更佳地在03MM至05MM之间。该距离可取决于待清洁的污染物类型换言之,在什么区域中使用离心分离器来进行气体清洁和离心分离器自身的尺寸而不同。分离盘22之间的距离太大可造成以下问题抽吸作用太小而不能通过转子的旋转来驱动流通过离心分离器,而距离太小可能会造成分离的污染物捕获在所述间隙27中且阻挡在分离盘22之间的气体流动。在曲轴箱气体清洁应用中,本发明以04MM的距离有利地应用。0038图1示出具有分离盘堆叠的离心分离器,分离盘堆叠的平坦部分23B处于比其锥形部分23A更低的平面中。当然,在堆叠中的分离盘也可朝向其它方向,端壁16和17也是如此。在图示实施。

28、例中,转子外壳是固定的。然而,本发明并不限于固定转子外壳,因为其也可应用于转子外壳与转子8接合地旋转的那样的离心分离器中。0039图2示出根据本发明的第一实施例,在图1中朝向上的分离盘22的侧部。此侧在下文中被称作分离盘的内表面,因为其向内朝向转子的旋转轴线。如可看到的那样,分离盘22在其内表面上具备多个点形间隔元件26,点形间隔元件26适于形成在所述盘堆叠中彼此相邻的分离盘之间的所述间隙27。与细长间隔元件不同,这些点形间隔元件并不具有在特定方向的任何显著延伸。如先前所述,这些点形间隔元件是形状类似凸点或半球形突起的间隔元件。因此间隙27敞开用于气体在周向和径向上流动,即,间隙基本上不会给气。

29、体在周向和径向上的流动带来阻碍。如图2所示,点形间隔元件26具有圆形截面,其中点形间隔元件包括外径D和高度H。在图2所示的具体实施例中,间隔元件26呈具有圆形截面的点的形式,其在分离盘的表面上方凸出高度H。在彼此相邻的分离盘22之间的距离或间隙由间隔元件26的高度H决定。点形间隔元件26的高度H被显示为04MM。根据此实施例的离心分离器为在车辆上使用的典型曲轴箱气体清洁分离器。因此,此为相对较小尺寸的离心分离器,其中分离盘22通过注射模制过程由塑料制成。在此实施例中,间隔元件26具有大约4的比例直径D与高度H之间。因此,点形间隔元件26的直径D大约为1MM。此可与分离盘22的外径相比,分离盘2。

30、2在此实施例中具有大约11CM的外径。0040点形间隔元件26布置成在分离盘22堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。因此,所有点形间隔元件布置成在整个分离盘堆叠中一个在另一个上方轴向对准。以此方式,说明书CN102099120ACN102099132A6/8页9点形间隔元件将位于彼此的正上方或下方,从而在分离盘在端壁16与17之间压缩在一起时彼此支承。这确保了在由塑料制成的这些刚性较弱分离盘22的情况下均匀的间隙27。0041而且,每个制造的分离盘可具有不均匀的重量分布或旋转不平衡。在此具体情况下,不均匀的重量分布由分离盘22的注射模制准确度的系统差异造成。若干个这样的分离盘22的堆叠由此可造。

31、成离心转子8的不平衡性,这当然是非常不合需要的。但是,转子8可通过在所制造的分离盘22中合并可见或另外可检测的标记31在预定位置而平衡。当组装转子时此标记此后用作参考,其中当分离盘22在转子8中一个在另一个的顶部上堆叠时每个分离盘22在旋转方向逐渐地转动预定角度与在相邻分离盘中的标记相比。在图示实施例中,分离盘22布置有点形间隔元件26,使得即使在如此平衡转子后,点形间隔元件26布置成在分离盘22的堆叠中一个在另一个的顶部上轴向对准。0042在图示第一实施例中,点形间隔元件26在每个分离盘的锥形部分上沿着距旋转轴线R的三个指定径向距离均匀地分布,即,环29A、29B和29C。在图示实施例中,在。

32、任何给定环29A中的点形间隔元件26在周向上相对于径向相邻环29C中的点形间隔元件26移位,使得在相应相邻环29A、29C中的每对点形间隔元件26沿着相对于分离盘的半径成角度的线排列。这种间隔元件26的分布可优选地用于由相对薄且柔性材料制成的分离盘的情况,例如,由薄塑料制成的分离盘,以在离心分离器的操作期间,提供两个分离盘22之间的整个间隙27上均匀轴向间隔的保证。在图示实施例中,点形间隔元件26在靠近分离盘的径向外周向边缘的第一环29A中,靠近分离盘的锥形部分的径向内周向边缘的第二环29B中以及在第一环与第二环中间的第三环29C中分布。由此,第三环29C的点形间隔元件26在周向上相对于第一环。

33、29A和第二环29B的点形间隔元件移位。环和点形间隔元件的数量根据分离盘的尺寸和刚度来调整。相对较大的分离盘即,具有相对较大径向幅度的分离盘优选地包括比较小分离盘更大量的环和间隔元件。相对刚性的分离盘即,由刚性相对更强的材料制成的分离盘优选地包括比刚性相对较弱的材料制成的分离盘更少量的环和间隔元件。0043图3示出根据本发明的第二实施例,在图1中朝向上的分离盘22的侧部。此分离盘22在其内侧具备在靠近分离盘的径向外周向边缘的环29A中均匀地分布的多个点形间隔元件26,其中分离盘的锥形部分的径向内部具备多个细长间隔元件30。因此间隙27在至少其径向外部中敞开以用于气体在周向上流动。由此,细长间隔。

34、元件30并不阻挡气体在间隙的径向外部中在周向上的流动。因此防止在分离盘的表面上形成所述无效区域。在本发明的此实施例中,因此分离盘包括多个细长间隔元件30,细长间隔元件30以直线方式在径向上延伸。然而,细长间隔元件也可相对于分离盘的半径以一定角度延伸,在此情况下,它们可为直的和弯的。这种设计提供良好的抽吸作用而不会对间隙的径向外部中的流动造成任何干扰。0044图4示出根据本发明的第三实施例,在图1中朝向上的分离盘22的侧部。此分离盘22沿着分离盘的至少锥形部分23A具有完全平滑的表面,即,不具有间隔元件的表面。因此间隙27敞开用于气体在间隙的径向外部和径向内部中在周向上流动。由此分离盘不具有可能。

35、会阻挡气体在周向上流动的间隔元件,因此防止在分离盘的表面上形成所述无效区域。在此实施例中,间隔元件30可合并于分离盘的平坦部分23B中或替代地包括安置于彼说明书CN102099120ACN102099132A7/8页10此相邻的分离盘之间分离盘的平坦部分23B中的单独元件。也能设想到分离盘堆叠于转子上,转子包括在周向上均匀地分布的多个轴向细长杆,在此情况下分离盘具备延伸穿过它们用于杆的孔口,这些杆适于与转子的端壁16、17协作。由此,分离盘的外周向边缘可具备凸耳1UG,凸耳具有延伸穿过它们用于杆的孔口,在此情况下,凸耳具备以垫片形式的间隔元件以在分离盘之间形成间隙。具有杆的分离盘的类似堆叠从例。

36、如US2104683A已知,US2104683A引用作为参考。作为凸耳的替代,分离盘可包括外缘,外缘从锥形部分径向地且水平地延伸,且具备延伸穿过它用于杆的孔口。这种外缘还导致分离盘增加的刚度。0045所描述且所图示的分离盘可由各种材料制成,诸如塑料和/或金属材料。为了增加由塑料制成的分离盘的刚度,各种类型的纤维例如,玻璃纤维和/或碳纤维和各种量的这些纤维可合并于塑料材料中,在此情况下塑料材料的刚度随着合并于塑料中的纤维量而增加。分离盘可包括不同材料层。包括不同材料层的这种分离盘的实例从WO2007/001232A1已知,WO2007/001232A1涉及一种以组合离心力和静电力工作的离心分离盘。

37、。本发明也可应用于这种类型的离心分离器。这种离心分离器还从WO2005/119020A1已知。在这种情况下,相应分离盘22可包括在分离盘的内侧向内朝向转子旋转轴线R的侧部和/或分离盘的外侧从转子旋转轴线R朝向外的侧部上的导电材料表面层,其中离心分离器包括静电辅助分离器,其具有第一电极元件,第一电极元件以一定电位给气体中的粒子充电,其中相应分离盘上的所述导电材料表面层形成第二电极元件,第二电极元件具有一定电位使得静电力与离心力协作来从流过分离盘22之间的间隙27的气体分离粒子。除了所述导电表面层之外,分离盘优选地由电绝缘材料制成。0046取决于使用区域,上文所述的分离盘22的锥形部分23A可相对。

38、于旋转轴线R处于不同角度,例如,在35至55之间的角度。关于固体粒子,在每种特定情况下必须考虑它们所谓的休止角。曲轴箱气体清洁优选地涉及使用分离盘,其包括相对于旋转轴线R成45角的锥形部分23A。0047上文所述且附图所示的离心分离器当从气体中清洁悬浮于其中的粒子时以如下方式工作。利用电机9保持转子8旋转典型速度为大约2,00010,000RPM,其中所述间隙27中的气体由转子的分离盘夹带。在分离盘22之间的间隙27具有一定距离使得造成抽吸作用,其驱动气体通过离心分离器。这种抽吸作用可通过将细长间隔元件布置于间隙的径向内部而增加参看例如图3。被粒子污染的气体从下方穿过气体入口3引向固定转子外壳。

39、1内且继续引向转子的中央入口空间25。从那里,气体流入到分离盘22之间的间隙27内且径向向外穿过间隙27。0048在间隙27中,由离心力使悬浮于气体中的粒子朝向分离盘内侧移动且接触分离盘内侧,即,锥形分离盘22朝向旋转轴线的侧部在图1中朝向上的侧部。在与分离盘22接触后,粒子将由它们夹带且之后受到离心力影响使得粒子沿着分离盘的内侧径向向外移动且朝向分离盘的外周向边缘前进。之后,粒子从转子朝向转子外壳的内侧扔出,之后,重力和气体流动使它们经由所述粒子出口5离开转子外壳1。粒子经由间隙27径向向外的移动由图2至图4中的箭头示出。0049在其径向向外移动期间,开始旋转的气体将由于相对于转子的特定旋转。

40、速度滞后而沿着分离盘22之间的间隙27中的弯曲路径流动。由于分离盘22之间的间隙27至少在其径向外部敞开以使气体在周向上流动,气体将在周向上自由流动且因此不被阻挡其沿着说明书CN102099120ACN102099132A8/8页11弯曲路径的移动。由此,分离盘的整个表面用于分离,这是因为自由流动并不在分离盘22上引起所述无效区域。0050清洁气体离开间隙27且经由环形流动空间28通过气体出口4流出。因此转子的中央入口空间25经由间隙27与环形流动空间28连通。因此,离心分离器根据所谓的顺流原理工作以从气体分离出粒子,即,待清洁的气体在中央引入到旋转的转子内且然后径向向外流过在分离盘22之间的。

41、间隙27,其中由离心力使气体中的粒子沉积到分离盘的内侧上且之后在与气体流动的相同方向上朝向分离盘的外周向边缘滑出且然后朝向转子外壳的内部扔出。0051由于转子旋转,流过分离盘之间的间隙的气体将变得压力增加。因此,更高的压力流行于包围转子8的环形流动空间28中和在气体出口4的区域中,而不是在中央空间25和气体入口3中。这意味着在凸缘19与20之间的可能泄漏没有任何显著的重要性。因此,污染的气体可不直接从气体入口3在凸缘19与20之间流动到气体出口4,而是替代地,某些清洁气体将流回到中央空间25内。0052本发明并不限于所公开的实施例,而是可在下文的权利要求书的范围内变化和修改。说明书CN102099120ACN102099132A1/3页12图1图2说明书附图CN102099120ACN102099132A2/3页13图3说明书附图CN102099120ACN102099132A3/3页14图4说明书附图CN102099120A。

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