專利名稱：兩級排出氣液分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣液分離器，包括用于內(nèi)燃發(fā)動機的包括為油霧去除和呼吸元件的氣
液分離器。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已知各種類型的氣液分離器。在一種類型中，即慣性氣液沖擊器分離器，氣 液流加速通過一個或多個噴嘴，且在所加速的氣液流的路徑中設(shè)置了慣性沖擊器，以使其 方向急劇改變，這則引起液體顆粒與氣液流分離。在另一種類型中，凝聚過濾器實現(xiàn)了液體 顆粒分離，并使所分離的液體顆粒凝聚。 在不斷的開發(fā)努力中出現(xiàn)的本發(fā)明涉及上述技術(shù)及其組合。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的兩級排出氣液分離器組件的透視圖。圖2是圖1的組件從不同角度的透視圖。圖3是圖1的組件的分解透視圖。圖4是沿圖1的線4-4截取的截面圖。圖5是圖4的一部分的放大圖。圖6是沿圖2的線6-6截取的放大截面圖。圖7是圖4的結(jié)構(gòu)的一部分的放大正視圖。圖8是從下面看的圖7的結(jié)構(gòu)的透視圖。圖9是從上面看的圖8的部件的透視圖。圖10是從上面看的圖3的部件的透視圖。圖11是沿圖10的線11-11截取的截面圖。
具體實施例方式
圖1-4示出了兩級排出氣液分離器組件20，所述兩級排出氣液分離器組件20包 括外殼22，外殼22具有從上游到下游、從圖4的用于接收氣液流26的入口 24到用于排出 氣體流30的出口 28的流路。在外殼中設(shè)置慣性氣液沖擊器分離器32 (圖4-8)，且所述慣 性氣液沖擊器分離器32包括一個或多個噴嘴34，所述一個或多個噴嘴34使通過的氣液 流26加速；和慣性沖擊器36，所述慣性沖擊器36位于加速的氣液流的路徑中，并使其方 向急劇改變，如圖5的38所示，這則引起液體顆粒與氣液流分離，如已知的，例如美國專利 6， 290， 738中所示的，該專利在此通過引用并入。外殼中還設(shè)置了凝聚過濾器40(圖3、4)， 所述凝聚過濾器40位于慣性氣液沖擊分離器32下游，并且實現(xiàn)進一步的液體顆粒分離，并 使所分離的液體顆粒凝聚。在一個實施方式中，凝聚過濾器40設(shè)置在慣性沖擊器36上方， 且與所述慣性沖擊器36豎直對齊(圖4-6)。 外殼22具有第一排出收集室42 (圖10、11)，所述第一排出收集室42位于慣性氣液沖擊器分離器32處，并從所述慣性氣液沖擊器分離器32收集所分離的液體。外殼具有 第二排出收集室44(圖4、5)，所述第二排出收集室44位于凝聚過濾器40處，并從所述凝 聚過濾器40收集所分離的和所凝聚的液體。排出收集室44在排出收集室42上方間隔開。 外殼具有第一排出口 46和第二排出口 48(圖1-3、 10、 11)。排出口 46從慣性氣液沖擊器分 離器32排出液體。排出口 48從凝聚過濾器40排出液體。 外殼具有位于慣性氣液沖擊器分離器32處的第一增壓室50(圖4-7、10、ll)。增 壓室50具有提供所提到的第一排出收集室的下部42和用于從慣性氣液沖擊器分離器32 接收氣體的上部52。外殼在凝聚過濾器40處具有第二增壓室54。增壓室54具有提供所 提到的第二排出收集室的下部44和使氣體通過而從凝聚過濾器40到達(dá)出口28的上部56。 外殼具有從下增壓室50的上部52至上增壓室54的上部56的輔助旁路通道58 (圖2、6)， 用于使氣體從慣性氣液沖擊器分離器32通過增壓室50的上部52，然后通過輔助旁路通道 58，然后通過增壓室54的上部56到達(dá)出口 28。輔助旁路通道58通過蓋板59沿其外殼表 面被封閉。在輔助旁路通道中設(shè)置壓力響應(yīng)閥60(圖6、10、11)，該閥在超過增壓室50中指 定的氣體壓力下打開以使氣體從第一增壓室50通到第二增壓室54，且該閥在低于指定的 壓力下關(guān)閉以阻止氣體從增壓室50通到增壓室54。在一個實施方式中，壓力響應(yīng)閥60被 設(shè)置成通過柱塞62由彈簧64向上偏壓到閉合位置。當(dāng)增壓室50中的氣體壓力上升到給 定值以上時，該壓力克服彈簧64的偏壓，且柱塞62向下移動以打開圖6中虛線箭頭66所 示的氣體路徑，以便允許氣體通過通道58從增壓室50流到增壓室54。這在塞緊的凝聚過 濾器40的情況下是理想的，且允許慣性氣液沖擊器分離器32繼續(xù)工作。
凝聚過濾器40是沿圖3中的軸線68軸向延伸并具有圖3-6中的中空內(nèi)部70的 環(huán)形構(gòu)件。在優(yōu)選實施方式中，通過環(huán)形凝聚過濾器40的流路72是從里到外的，即從中 空內(nèi)部70然后橫向向外通過環(huán)形凝聚過濾器40。過濾器40具有上端蓋74和下端蓋76。 慣性沖擊器36在下端蓋76處并軸向面向下。流路軸向向上延伸通過一個或多個噴嘴34， 如箭頭78所示(圖4-8)，并對著環(huán)形凝聚過濾器40的下端蓋76處的慣性沖擊器36，然后 如流動箭頭80、82所示橫向延伸，然后如流動箭頭84所示軸向向上進入中空內(nèi)部70，然后 如流動箭頭72所示橫向向外通過環(huán)形凝聚過濾器40。 圖8-10的多個導(dǎo)引通路86、88鄰近下端蓋76設(shè)置，并如圖8、5的流動箭頭80所 示引導(dǎo)流路從慣性沖擊器36開始橫向向外遠(yuǎn)離中空內(nèi)部70，然后如流動箭頭82所示橫向 向內(nèi)朝向中空內(nèi)部70。多個第一導(dǎo)引通路86在第一橫向方向上(圖5中向右)以80橫向 向外引導(dǎo)流動。多個第二導(dǎo)引通路88在與所提到的第一橫向方向相反的第二橫向方向上 (圖5中向左)橫向向內(nèi)引導(dǎo)流動。流路在碰到外殼側(cè)壁時以彎曲90改變方向。噴嘴34 形成在噴嘴板92中，噴嘴板92在環(huán)形凝聚過濾器40的下端蓋76之下軸向間隔開。導(dǎo)引 通路86、88由從噴嘴板92軸向向上延伸的多個徑向壁94形成。 在一個理想的執(zhí)行方式中，分離器組件10為用于內(nèi)燃發(fā)動機100的油霧去除和呼 吸元件。外殼22為具有圖3的敞開頂部102的杯形構(gòu)件，敞開頂部102由可移除的蓋子 104閉合，使得環(huán)形凝聚過濾器40可在移除蓋子104后被接觸并更換。在優(yōu)選的實施方式 中，上端蓋74為蓋子104的一部分，使得移除蓋子104能移除作為與所述蓋子104成一整 體的子組件的環(huán)形凝聚過濾器40。蓋子104具有圖4的充油管106，所述充油管106從所 述蓋子104軸向向下延伸進入環(huán)形凝聚過濾器40的中空內(nèi)部70，用于將油添加到發(fā)動機。充油蓋108在沿充油管106的內(nèi)表面的保持螺紋110處以螺紋關(guān)系與充油管106接合，且可 從所述充油管106移除，以允許油被注入到充油管106內(nèi)。充油管106、上端蓋74和下端蓋 76以及環(huán)形凝聚過濾器40為與圖3的蓋子104成一整體的子組件，且在移除蓋子104后可 作為一單元通過敞開頂部102從外殼22移除。子組件包括噴嘴板92，所述噴嘴板92在環(huán) 形凝聚過濾器40的下端蓋76之下軸向間隔開。噴嘴34形成在噴嘴板92中，且在充油管 106的橫向外側(cè)。噴嘴板92具有第一墊圈112，所述第一墊圈112在噴嘴34的橫向外側(cè)， 并在環(huán)形外殼臺肩116處在第一密封位置114處接合外殼。下端蓋76具有第二墊圈118， 所述第二墊圈118在上述墊圈112的橫向外側(cè)并位于上述墊圈112之上，且在第二密封位 置120處接合外殼。墊圈或密封件112、118可設(shè)置為美國專利6，568，540中所公開的，該 專利在此通過引用并入。第二墊圈118的直徑比第一墊圈112的直徑大。下增壓室50的 上部52位于分別在第一墊圈112和第二墊圈118處的第一密封位置114和第二密封位置 120之間。排出收集室44位于墊圈118處的密封位置120之上。以84軸向向上延伸到中 空內(nèi)部70內(nèi)的流路位于充油管106和環(huán)形凝聚過濾器40之間。 蓋子104優(yōu)選地通過提供軸向保持力的旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)安裝到杯形外殼構(gòu)件22，在 杯形構(gòu)件和蓋子朝彼此軸向運動，接著在第一旋轉(zhuǎn)方向上圍繞軸線68旋轉(zhuǎn)時，所述軸向保 持力保持杯形構(gòu)件和蓋子處于軸向組裝條件下，如美國專利6，402， 798中所公開的，該專 利在此通過引用并入。在專利6， 402， 798中，旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)130具有允許杯形構(gòu)件22和 蓋子104相對于彼此軸向運動(專利6， 402， 798中66)的第一位置(專利6， 402， 798中圖 5)，且旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)可在第一旋轉(zhuǎn)方向上(專利6，402，798中44)從第一位置旋轉(zhuǎn)到第二 位置(專利6， 402， 798的圖4)，且旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)在第二位置防止杯形構(gòu)件和蓋子相對于彼 此軸向運動，且旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)可在第二旋轉(zhuǎn)方向上(專利6， 402， 798中64)從第二位置旋 轉(zhuǎn)到第一位置，第二旋轉(zhuǎn)方向與第一旋轉(zhuǎn)方向相反。防旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)132包括安裝到蓋子 的臂134(類似專利6， 402， 798中的臂112)，所述臂具有鉤部136(類似專利6， 402， 798中 的鉤部120)，所述鉤部136可與杯形構(gòu)件接合，且施加保持力以停止旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)從第二 位置旋轉(zhuǎn)到第一位置，所述鉤部可在對臂施加了釋放力時從與杯形構(gòu)件的接合中釋放(如 專利6，402， 798的圖10中以124示出的)。 在前述描述中，為了簡潔、明朗和理解，使用了某些術(shù)語。此處，沒有不必要的限制 暗示超出現(xiàn)有技術(shù)的要求，因為這樣的術(shù)語用于描述性的目的，且意圖是寬泛地陳述。此處 描述的不同的構(gòu)造、系統(tǒng)和方法步驟可單獨使用或與其它構(gòu)造、系統(tǒng)和方法步驟組合使用。 可以預(yù)期的是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，各種等同、替換和修改是可能的。
權(quán)利要求
一種兩級排出氣液分離器組件，包括外殼，所述外殼具有從上游到下游通過所述外殼的流路，且所述外殼具有用于接收氣液流的入口和用于排出氣體流的出口；慣性氣液沖擊器分離器，所述慣性氣液沖擊器分離器位于所述外殼內(nèi)，包括一個或多個噴嘴，所述一個或多個噴嘴使通過的所述氣液流加速；和慣性沖擊器，所述慣性沖擊器位于所述加速的氣液流的路徑中，并使液體顆粒與所述氣液流分離；凝聚過濾器，所述凝聚過濾器位于所述外殼內(nèi)，在所述慣性氣液沖擊器分離器下游，并實現(xiàn)進一步的液體顆粒分離，并且使所分離的液體顆粒凝聚。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣液分離器組件，其中所述凝聚過濾器設(shè)置在所述慣性沖擊器 上方，且與所述慣性沖擊器豎直對齊。
3. 如權(quán)利要求l所述的氣液分離器組件，其中所述外殼具有第一排出收集室，所述第 一排出收集室位于所述慣性氣液沖擊器分離器處，并從所述慣性氣液沖擊器分離器收集所 分離的液體；和第二排出收集室，所述第二排出收集室位于所述凝聚過濾器處，并從所述凝 聚過濾器收集所分離的和所凝聚的液體，且所述第二排出收集室在所述第一排出收集室上 方間隔開。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣液分離器組件，包括位于所述外殼中的第一排出口和第二排 出口，所述第一排出口從所述慣性氣液沖擊器分離器排出液體，所述第二排出口從所述凝 聚過濾器排出液體。
5. 如權(quán)利要求4所述的氣液分離器組件，其中所述外殼包括第一增壓室，所述第一增壓室位于所述慣性氣液沖擊器分離器處，且所述第一增壓室 具有提供第一排出收集室的下部和用于從所述慣性氣液沖擊器分離器接收氣體的上部；第二增壓室，所述第二增壓室位于所述凝聚過濾器處，且所述第二增壓室具有提供第 二排出收集室的下部和使氣體通過而從所述凝聚過濾器到達(dá)所述出口的上部；輔助旁路通道，所述輔助旁路通道從所述第一增壓室的所述上部至所述第二增壓室的 所述上部，用于使氣體從所述慣性氣液沖擊器分離器通過所述第一增壓室的所述上部，然 后通過所述輔助旁路通道，然后通過所述第二增壓室的所述上部到達(dá)所述出口 。
6. 如權(quán)利要求5所述的氣液分離器組件，包括位于所述輔助旁路通道中的壓力響應(yīng) 閥，所述壓力響應(yīng)閥在超過所述第一增壓室中指定的氣體壓力下打開，以使氣體從所述第 一增壓室通到所述第二增壓室，且所述壓力響應(yīng)閥在低于所述指定的壓力下關(guān)閉，以阻止 氣體從所述第一增壓室通到所述第二增壓室。
7. 如權(quán)利要求1所述的氣液分離器組件，其中所述凝聚過濾器是沿軸線軸向延伸并具 有中空內(nèi)部的環(huán)形構(gòu)件。
8. 如權(quán)利要求7所述的氣液分離器組件，其中通過所述環(huán)形凝聚過濾器的所述流路是 從里到外的，即從所述中空內(nèi)部然后橫向向外地通過所述環(huán)形凝聚過濾器。
9. 如權(quán)利要求8所述的氣液分離器組件，其中所述環(huán)形凝聚過濾器具有上端蓋和下端 蓋，且所述慣性沖擊器在所述下端蓋處并軸向面向下。
10. 如權(quán)利要求9所述的氣液分離器組件，其中所述流路軸向向上延伸通過所述一個 或多個噴嘴，并對著所述環(huán)形凝聚過濾器的所述下端蓋處的所述慣性沖擊器，然后沿所述 下端蓋橫向延伸，然后軸向向上延伸進入所述中空內(nèi)部，然后橫向向外延伸通過所述環(huán)形凝聚過濾器。
11. 如權(quán)利要求io所述的氣液分離器組件，包括多個導(dǎo)引通路，所述多個導(dǎo)引通路鄰近所述下端蓋，并引導(dǎo)所述流路從所述慣性沖擊器開始橫向向外遠(yuǎn)離所述中空內(nèi)部，然后 橫向向內(nèi)朝向所述中空內(nèi)部。
12. 如權(quán)利要求11所述的氣液分離器組件，包括在第一橫向方向上橫向向外引導(dǎo)流 動的至少第一所述導(dǎo)引通路；和鄰近所述第一導(dǎo)引通路并在與所述第一橫向方向相反的第 二橫向方向上橫向向內(nèi)引導(dǎo)流動的至少第二所述導(dǎo)引通路。
13. 如權(quán)利要求11所述的氣液分離器組件，其中所述一個或多個噴嘴形成在噴嘴板 中，所述噴嘴板在所述環(huán)形凝聚過濾器的所述下端蓋之下軸向間隔開，且所述導(dǎo)引通路包 括從所述噴嘴板軸向向上延伸的多個徑向壁。
14. 如權(quán)利要求7所述的氣液分離器組件，其中所述分離器組件為用于內(nèi)燃發(fā)動機的 油霧去除和呼吸元件，且所述外殼為具有敞開頂部的杯形構(gòu)件，所述敞開頂部由可移除的 蓋子閉合，使得所述環(huán)形凝聚過濾器可在移除所述蓋子后被接觸和更換。
15. 如權(quán)利要求14所述的氣液分離器組件，其中所述環(huán)形凝聚過濾器具有上端蓋和下 端蓋，且所述上端蓋是所述蓋子的一部分，使得移除所述蓋子移除了作為與所述蓋子成一 整體的子組件的所述環(huán)形凝聚過濾器。
16. 如權(quán)利要求14所述的氣液分離器組件，其中所述蓋子具有充油管，所述充油管從 所述蓋子軸向向下延伸進入所述環(huán)形凝聚過濾器的所述中空內(nèi)部，用于將油添加到所述發(fā) 動機。
17. 如權(quán)利要求16所述的氣液分離器組件，包括充油蓋，所述充油蓋在沿所述充油管 的保持螺紋處以螺紋關(guān)系與所述充油管接合，且可從所述充油管移除充油蓋，以允許油被 注入所述充油管內(nèi)。
18. 如權(quán)利要求16所述的氣液分離器組件，其中 所述環(huán)形凝聚過濾器具有上端蓋和下端蓋； 所述慣性沖擊器在所述下端蓋處且軸向面向下；所述充油管、所述上端蓋和所述下端蓋以及所述環(huán)形凝聚過濾器包括與所述蓋子成一 整體的子組件，并且在移除所述蓋子后可作為一單元通過所述敞開頂部從所述外殼移除。
19. 如權(quán)利要求18所述的氣液分離器組件，其中所述子組件包括噴嘴板，所述噴嘴板在所述環(huán)形凝聚過濾器的所述下端蓋之下軸向間 隔開；所述一個或多個噴嘴形成在所述噴嘴板中，且在所述充油管的橫向外側(cè)；所述噴嘴板具有第一墊圈，所述第一墊圈在所述一個或多個噴嘴的橫向外側(cè)，并且所 述第一墊圈在第一密封位置接合所述外殼；所述下端蓋具有第二墊圈，所述第二墊圈在所述第一墊圈的橫向外側(cè)并位于所述第一 墊圈之上，且所述第二墊圈在第二密封位置接合所述外殼；所述第二墊圈的直徑比所述第一墊圈的直徑大。
20. 如權(quán)利要求19所述的氣液分離器組件，其中所述外殼具有位于所述慣性氣液沖擊器分離器處的第一增壓室，所述第一增壓室具有 提供第一排出收集室以從所述慣性氣液沖擊器分離器接收液體的下部和用于從所述慣性氣液沖擊器分離器接收氣體的上部；所述外殼具有位于所述凝聚過濾器處的第二增壓室，所述第二增壓室具有提供第二 排出收集室以從所述凝聚過濾器接收液體的下部和用于從所述凝聚過濾器接收氣體的上 部；所述第一增壓室的所述上部位于分別在所述第一墊圈和所述第二墊圈處的所述第一 密封位置和所述第二密封位置之間。
21. 如權(quán)利要求20所述的氣液分離器組件，其中所述第二排出收集室位于在所述第二 墊圈處的所述第二密封位置之上。
22. 如權(quán)利要求16所述的氣液分離器組件，其中通過所述環(huán)形凝聚過濾器的所述流路 為從里到外的，即從所述中空內(nèi)部然后橫向向外通過所述環(huán)形凝聚過濾器，并且所述環(huán)形 凝聚過濾器具有上端蓋和下端蓋，且所述慣性沖擊器位于所述下端蓋處且軸向面向下，且 所述流路軸向向上延伸通過所述一個或多個噴嘴，并對著在所述環(huán)形凝聚過濾器的所述下 端蓋處的所述慣性沖擊器，然后沿著所述下端蓋橫向延伸，然后在所述充油管和所述環(huán)形 凝聚過濾器之間軸向向上延伸進入所述中空內(nèi)部，然后橫向向外延伸通過所述環(huán)形凝聚過濾為。
23. 如權(quán)利要求22所述的氣液分離器組件，包括第一組導(dǎo)引通路，所述第一組導(dǎo)引通 路在所述慣性沖擊器處且在第一橫向方向上引導(dǎo)所述流路開始橫向向外；和第二組導(dǎo)引通 路，所述第二組導(dǎo)引通路沿第二橫向方向引導(dǎo)所述流路沿所述下端蓋對著所述充油管橫向 向內(nèi)，之后，所述流路在所述充油管和所述環(huán)形凝聚過濾器之間在所述中空內(nèi)部中軸向向 上延伸，其中所述第二橫向方向與所述第一橫向方向相反。
24. 如權(quán)利要求14所述的氣液分離器組件，其中所述蓋子通過提供軸向保持力的旋轉(zhuǎn) 鎖定結(jié)構(gòu)安裝到所述杯形構(gòu)件，在所述杯形構(gòu)件和所述蓋子朝彼此軸向運動，接著在第一 旋轉(zhuǎn)方向上圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)時，所述軸向保持力保持所述杯形構(gòu)件和所述蓋子處于軸向 組裝條件下，所述旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)具有允許所述杯形構(gòu)件和所述蓋子相對于彼此軸向運動的 第一位置，所述旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)可在所述第一旋轉(zhuǎn)方向上從所述第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置， 所述旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)在所述第二位置防止所述杯形構(gòu)件和所述蓋子相對于彼此軸向運動，所 述旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)可在第二旋轉(zhuǎn)方向上從所述第二位置旋轉(zhuǎn)到所述第一位置，所述第二旋轉(zhuǎn) 方向與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反，防旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)包括安裝到所述蓋子的臂，所述臂具有鉤 部，所述鉤部可與所述杯形構(gòu)件接合且施加保持力，以停止所述旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)從所述第二 位置旋轉(zhuǎn)到所述第一位置，所述鉤部可在對所述臂施加了釋放力時從與所述杯形構(gòu)件的接 合中釋放。
全文摘要
一種兩級排出氣液分離器組件，所述兩級排出氣液分離器組件包括慣性氣液沖擊器分離器，所述慣性氣液沖擊器分離器具有一個或多個噴嘴，所述一個或多個噴嘴使通過的氣液流加速；和慣性沖擊器，所述慣性沖擊器位于所加速的氣液流的路徑中，并使液體顆粒與所述氣液流分離，所述兩級排出氣液分離器組件還包括凝聚過濾器，所述凝聚過濾器在所述慣性氣液沖擊器分離器下游，并實現(xiàn)進一步的液體顆粒分離，并且使所分離的液體顆粒凝聚。
文檔編號B01D50/00GK101784325SQ200880103813
公開日2010年7月21日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者克里斯多佛·E·霍爾姆, 布賴恩·W·施萬特, 馬克·V·霍爾茲曼 申請人:康明斯濾清系統(tǒng)股份有限公司