專利名稱：用于清洗氣體的離心分離器的制作方法
用于清洗氣體的離心分離器
背景技術(shù)：
和現(xiàn)有技術(shù)
本發(fā)明涉及一種離心分離器，其包括限定了一內(nèi)部空間的固定外殼，軸，連接在軸上并設(shè)置成可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以某一旋轉(zhuǎn)速度旋 轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件，用于以所述旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動部件， 以及用于感測旋轉(zhuǎn)部件相對于外殼旋轉(zhuǎn)的傳感器裝置，其中旋轉(zhuǎn)部件包括許多設(shè)于內(nèi)部空間的分離盤，所述傳感器裝置包括至少一個設(shè)于旋轉(zhuǎn)部件的內(nèi)部空間中的發(fā)送器元件(transmitter element),以及 設(shè)于外殼上并設(shè)置成可感測發(fā)送器元件的接收器元件。
本發(fā)明特別涉及一種意圖用于清洗(cleaning)內(nèi)燃機，尤其是用于驅(qū)動車輛的內(nèi)燃機的曲軸箱氣體的離心分離器。這種離心分離器通常包括固定外殼和設(shè)于外殼中的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括軸和許多圓錐 形分離盤。在這種離心分離器中，轉(zhuǎn)子通常并不封閉在任何外殼中，但與曲軸箱氣體分離的油會被向外甩到固定外殼的內(nèi)壁上，并因而可能沿著壁向下流至收集槽和出口。轉(zhuǎn)子可由各種驅(qū)動部件驅(qū)動。一種變體是通過葉輪來驅(qū)動轉(zhuǎn)子，葉輪通過內(nèi)燃機的供油系統(tǒng)的噴油而旋轉(zhuǎn)。供油系統(tǒng)的壓力將確定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。然而，轉(zhuǎn)子的這種驅(qū)動沒有給出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度的指示。為了實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速度的任何類型的控制，需要某些傳感器，其可提供轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)值。一類建 議的傳感器可包括轉(zhuǎn)子上的某種光學(xué)標(biāo)記，例如條形碼，和讀取和提供轉(zhuǎn)數(shù)值的光學(xué)讀數(shù)裝置。然而，這種旋轉(zhuǎn)速度傳感器具有缺點， 即讀數(shù)裝置必須包括至少某些凸出外殼的部分。這樣就難以確保操 作和轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)的高可靠性。此外，較為適宜的是不必制作穿過外殼的這種通道，因為其會引起泄漏。
EP-A-1247584公開了一種離心分離器，其具有固定的外殼和離
心轉(zhuǎn)子，離心轉(zhuǎn)子包括旋轉(zhuǎn)的外殼和設(shè)于外殼內(nèi)的圓錐形圓盤。EP-
A-1247585公開了用于感測離心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的傳感器的各種不同的設(shè) 計。第 一 變體包括一個固定地連接在離心轉(zhuǎn)子上的單獨的永久磁鐵， 以及連接在離心分離器的固定外殼上的傳感器。該傳感器包括線圈 和每次永久磁鐵經(jīng)過傳感器時就閃光的LED。該文獻因而沒有提及 在公開任何精確轉(zhuǎn)數(shù)意義上的任何轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，但給出了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 的指示。傳感器以使其延伸到固定外殼內(nèi)部空間中的方式來提供。
US-A-4,700,117公開了一種用于操縱高速離心分離器的裝置。這 種離心分離器被稱為實驗室用離心分離器。這種裝置致力于控制離 心分離器的操作，和提供對太高速度的保護，以及檢測不平衡。這 種裝置包括設(shè)于轉(zhuǎn)子上的磁鐵和利用霍耳效應(yīng)進行操作的固定傳感 器。
EP-A-494421還提到了 一種所謂的實驗室用離心分離器。這種離 心分離器也具有位于轉(zhuǎn)子上的磁鐵和利用霍耳效應(yīng)進行操作的固定 傳感器。
發(fā)明概要
本發(fā)明的目的是提供一種具有可靠且安全確定轉(zhuǎn)數(shù)能力的離心 分離器。
這個目的通過最初限定的離心分離器來實現(xiàn)，其特征在于，接 收器元件設(shè)于內(nèi)部空間以外的外殼上。
通過這種接收器元件，可在其每次通過接收器元件即旋轉(zhuǎn)部件 每回轉(zhuǎn)一圈時，都感測到連接在旋轉(zhuǎn)部件上的發(fā)送器元件。因為接 收器元件設(shè)于內(nèi)部空間以外的外殼上，所以不需要突入到內(nèi)部空間 中，并干擾離心分離器中所發(fā)生的流體流動和分離的接收元件部分。 接收器元件還可以任何方式安裝在離心分離器上，并為了維護和/或 更換而拆卸。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施例，發(fā)送器元件設(shè)置成當(dāng)旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)時，可沿著圓形路徑旋轉(zhuǎn)，其中接收器元件設(shè)于圓形路徑的某點 附近。發(fā)送器元件例如可設(shè)于一個分離盤上，離旋轉(zhuǎn)軸確定的徑向 距離處，其中接收器元件定位相對較靠近圓形路徑上的所述點。這 樣確保每次該元件經(jīng)過接收器元件時，可明確且安全地讀取發(fā)送器 元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，發(fā)送器元件包括永久磁鐵，其中接 收器元件設(shè)置成每當(dāng)旋轉(zhuǎn)的發(fā)送器元件經(jīng)過所述點時，可感測來自 發(fā)送器元件的磁場。這種磁場可在相對較遠的距離處感測到，并穿 過外殼。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，傳感器裝置包括處理器單元，其設(shè) 置成可根據(jù)發(fā)送器元件穿過所述點的通道和時間而確定旋轉(zhuǎn)部件的 旋轉(zhuǎn)速度。處理器單元因而可連接在接收器元件上，并設(shè)置成可計 數(shù)所感測到的發(fā)送器元件穿過所述點的次數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實施例，接收器元件連接在外殼的外部上。 這樣可使外殼保持完好，即不需要制作穿過外殼的通孔。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，驅(qū)動部件包括可通過流體射流而旋 轉(zhuǎn)的葉輪。通過傳感器裝置，因而可確定和讀取旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速 度。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實施例，傳感器裝置包括兩個設(shè)于旋轉(zhuǎn)部件 上的兩個直徑方向相對位置上的發(fā)送器元件。這樣，發(fā)送器元件將 有助于旋轉(zhuǎn)部件的恰當(dāng)平衡。然而作為備選，傳感器裝置可包括一 個發(fā)送器元件和一個重量平衡元件，這兩個元件因而有利地設(shè)于旋 轉(zhuǎn)部件上的兩個沿直徑方向相對的位置上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述發(fā)送器元件，即一個或幾個發(fā) 送器元件嵌入在其中一個所述分離盤中。這樣，可避免發(fā)送器元件 從旋轉(zhuǎn)部件突出到內(nèi)部空間中，并干擾離心分離器中的流體流動。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 實施例，接收器元件根據(jù)所謂的霍耳效應(yīng)進 行操作。這種接收器元件給予了發(fā)送器元件穿過所述點的可靠讀數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，離心分離器適合于通過液體污染物 與氣體的分離而用于清洗氣體，其中離心分離器包括用于有待清洗 的氣體的入口 ，用于清洗后的氣體的氣體出口和用于分離后的液體 污染物的出口。此外，內(nèi)部空間可具有上端和下端，其中接收器元 件設(shè)于上端和下端的其中一端附近，并且用于液體污染物的出口設(shè) 于上端和下端的另一端處。有利的是，這種離心分離器可適合于用 于清洗內(nèi)燃機的曲軸箱氣體。


現(xiàn)在將通過各種實施例的描述，并參照附圖而更完整地說明本 發(fā)明。
圖1公開了根據(jù)本發(fā)明的離心分離器的截面視圖。
本發(fā)明的各種實施例的詳細說明
圖1公開了根據(jù)一個實施例本發(fā)明的離心分離器。所公開的離 心分離器意圖用于清洗氣體，尤其來自內(nèi)燃機的曲軸箱氣體。內(nèi)燃 機可以是用于驅(qū)動機動車的這種內(nèi)燃機或例如用于產(chǎn)生電能的固定 內(nèi)燃機。離心分離器還適用于清洗其它氣體，例如工程工業(yè)的機床 中和周圍的空氣。所提及的應(yīng)用領(lǐng)域包括清洗包含污染物，尤其以 油霧或油粒形式的液體污染物的氣體。根據(jù)本發(fā)明的離心分離器特 別適合于這種油與空氣或氣體的分離。
所公開的離心分離器包括固定外殼1，其限定了內(nèi)部空間2'。固 定外殼1具有面向內(nèi)部空間2'的內(nèi)壁表面la，以及其向外面向周圍 環(huán)境的外壁表面lb。離心分離器還包括軸(spindle)3,以及連接在軸 3上并設(shè)置成可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線x以某一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件4。 旋轉(zhuǎn)部件4包括很多各連接在轉(zhuǎn)軸3上，并因而內(nèi)部空間2'中旋轉(zhuǎn)的 分離盤5。實施例中所公開的軸3的軸頸設(shè)于兩個軸承中，即一個上 軸軸承8和下軸軸承9。在離心分離器用于清洗曲軸箱氣體的情況下，
其可有利地包括用于連接到內(nèi)燃機上的裝置，和用于從內(nèi)燃機的曲 軸箱中接收曲軸箱氣體，并用于將清洗氣體排放到環(huán)境中，或可能 用于使清洗的曲軸箱氣體返回內(nèi)燃機的曲軸箱中的連接器。
此外，軸3連接在合適的驅(qū)動部件10上，在所公開的實施例中，
其設(shè)于內(nèi)部空間2'下面的單獨空間2"中。驅(qū)動部件10可具有各種類 型。例如，驅(qū)動部件IO可包括電動馬達、氣動馬達或液壓驅(qū)動馬達。 驅(qū)動部件10還可包括葉輪10a,其設(shè)置成可^皮任何類型的噴嘴10b 的液體射流所驅(qū)動。尤其在清洗來自內(nèi)燃機的曲軸箱氣體的情況下， 驅(qū)動部件10可包括這種由來自內(nèi)燃機的燃燒系統(tǒng)的油驅(qū)動的葉輪 10a。這種油具有相對較高的壓力，其通過噴嘴10b以合適的旋轉(zhuǎn)速 度驅(qū)動驅(qū)動部件10。然而，這個旋轉(zhuǎn)速度并不是可精確確定的，而 是可在內(nèi)燃機的各種操作狀態(tài)下變化的。
內(nèi)部空間2'具有上端11和下端12。離心分離器還包括用于有待 清洗的氣體的入口 13。在所公開的實施例中，入口 13在上端11延 伸穿過外殼1,進入到內(nèi)部空間2'中。此外，離心分離器具有用于清 洗氣體的氣體出口 15和用于分離后的液體污染物的出口 16。在所公 開的實施例中，氣體出口 15和用于液體污染物的出口 16設(shè)于下端12 的附近。
有待清洗的氣體因而通過入口 13而供給至分離盤5,5'之間。當(dāng) 氣體到達內(nèi)部空間2',并^皮旋轉(zhuǎn)部件4引起旋轉(zhuǎn)時，液體污染物將附 著在分離盤5,5'上，并通過離心力而被甩在外殼1的內(nèi)壁表面la上。 這樣清洗后，并因而基本上完全沒有液體污染物的氣體，之后其在 內(nèi)部空間2'中向下傳送并離開氣體出口 15。液體污染物在內(nèi)壁表面la 上向下流動，進入環(huán)形收集槽17,并通過出口16而離開。
此外，離心分離器還包括用于感測旋轉(zhuǎn)部件4相對于外殼1旋 轉(zhuǎn)的傳感器裝置。傳感器裝置包括至少一個發(fā)送器元件21。在所公 開的實施例中，提供了一個這樣的發(fā)送器元件21。發(fā)送器元件21設(shè) 于內(nèi)部空間2'中的旋轉(zhuǎn)部件24上，并因而將隨著旋轉(zhuǎn)部件4的旋轉(zhuǎn)而沿著圓形路徑旋轉(zhuǎn)。發(fā)送器元件21可包括各種發(fā)送任何類型的信 號的元件。根據(jù)一個有利的實施例，發(fā)送器元件21可包括或由永久磁鐵組成。
傳感器裝置還包括設(shè)于外殼1上，并設(shè)置成可感測發(fā)送器元件21 的接收器元件22。更具體地說，接收器元件22設(shè)于外殼1的外部， 并可有利地直接連接在外壁表面lb上。外殼1至少在提供接收器元 件22的區(qū)域，其由發(fā)送器元件21所產(chǎn)生的信號可穿透的材料制造 而成。例如，外殼可由任何合適的塑料制成。此外，接收器元件22 設(shè)于外殼上的這樣一個位置，即使其定位在圓形路徑上相對靠近某 一點的位置上，使得每當(dāng)旋轉(zhuǎn)的發(fā)送器元件21經(jīng)過所述點時，接收 器元件22都可感測到發(fā)送器元件21的信號，例如，由采用永久磁 鐵形式的發(fā)送器元件21所產(chǎn)生的磁場。在所公開的實施例中，接收 器元件22設(shè)于外殼1的上端壁23上，并且發(fā)送器元件21設(shè)于最上 面的分離盤5'上。這樣，當(dāng)該元件穿過上述圓形路徑的點時，接收器 元件22可定位在與發(fā)送器元件21基本直接相鄰的位置上。
此外，傳感器裝置包括處理器單元24,其設(shè)置成可根據(jù)發(fā)送器 元件21經(jīng)過所述點的通過次數(shù)和時間而確定旋轉(zhuǎn)部件4的旋轉(zhuǎn)速 度。處理器單元24連接在接收器元件22上，并設(shè)置成可計數(shù)所感 測到的發(fā)送器元件21穿過所述點的次數(shù)。這樣，可確定旋轉(zhuǎn)部件4 的旋轉(zhuǎn)速度。所確定的旋轉(zhuǎn)速度可用于控制驅(qū)動部件10的轉(zhuǎn)數(shù)。
在所公開的實施例中，如上所述傳感器裝置包括發(fā)送器元件21。 然而，應(yīng)該注意，這種傳感器裝置可包括不止一個這樣的發(fā)送器元 件21，例如兩個、三個、四個、五個或更多個發(fā)送器元件21。發(fā)送 器元件21優(yōu)選沿著圓形路徑的周邊均勻分布，即在相鄰發(fā)送器元件 21之間有相同的距離，以便提供平衡的旋轉(zhuǎn)部件4。例如，這種傳 感器裝置可包括兩個直徑方向相對的發(fā)送器元件21。此外，可以使 傳感器裝置僅僅包括一個發(fā)送器元件21和一個波動的重量平衡元件 25,其中發(fā)送器元件21和重量平4軒元件25有利地設(shè)于旋轉(zhuǎn)部件4上的兩個沿直徑方向相對的位置上，以便提供平衡的旋轉(zhuǎn)部件4。
此外，發(fā)送器元件21可有利地嵌入到其中一個分離盤5中，在 所公開的實施例中為最上面的分離盤5'。這樣，沒有發(fā)送器元件21 的一部分將突出到分離盤5的上面或下面，并因而能夠干擾內(nèi)部空 間2'中的流體流動。
應(yīng)該注意，接收器元件22還可連接在外殼1的側(cè)壁26上，其 中發(fā)送器元件21可設(shè)于任何定位在接收器元件22附近的分離盤5 上。
接收器元件22可具有各種不同的類型，并設(shè)置成可感測發(fā)送器 元件21所產(chǎn)生的信號。接收器元件22例如可包括電容傳感器，感 應(yīng)傳感器或利用所謂的霍耳效應(yīng)進行操作的傳感器。當(dāng)發(fā)送器元件21 包括永久磁鐵時，這種霍爾傳感器是有利的。
本發(fā)明并不局限于所公開的實施例，而是可以在所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)進行變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種離心分離器，包括限定了內(nèi)部空間(2′)的固定外殼(1)，軸(3)，連接在所述軸(3)上、并設(shè)置成可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(x)以某一旋轉(zhuǎn)速度而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件(4)，其中，所述旋轉(zhuǎn)部件(4)包括許多設(shè)于所述內(nèi)部空間(2′)中的分離盤(5)，用于以所述旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動所述軸(3)和所述旋轉(zhuǎn)部件(4)的驅(qū)動部件(10)，用于檢測所述旋轉(zhuǎn)部件相對于所述外殼旋轉(zhuǎn)的傳感器裝置，其中，所述傳感器裝置包括至少一個設(shè)于所述內(nèi)部空間(2′)中的所述旋轉(zhuǎn)部件(4)上的發(fā)送器元件(21)，以及設(shè)于所述外殼(1)上并設(shè)置成用于感測所述發(fā)送器元件(21)的接收器元件(22)，其特征在于，所述接收器元件(22)設(shè)于所述外殼(1)上，并且位于所述內(nèi)部空間(2′)的外部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于，所述發(fā)送 器元件(2l)設(shè)置成當(dāng)所迷旋轉(zhuǎn)部件(4)旋轉(zhuǎn)時沿著圓形路徑旋轉(zhuǎn)，其 中，所述接收器元件(22)設(shè)于所述圓形路徑的某點附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心分離器，其特征在于，所述發(fā)送 器元件(21)包括永久磁鐵，其中，所述接收器元件(22)設(shè)置成每當(dāng)旋 轉(zhuǎn)的發(fā)送器元件(21)經(jīng)過所述點時，則感測來自所述發(fā)送器元件(21) 的磁場。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一權(quán)項所述的離心分離器，其特征 在于，所述傳感器裝置包括處理器單元(24),其設(shè)置成可根據(jù)所述發(fā) 的旋轉(zhuǎn)速度。、 、、、'''、、曰" ， ^
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述接收器元件(22)連接在所述外殼(l)的外壁表面(lb)上。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述驅(qū)動部件(10)包括可通過流體射流而^皮旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的葉輪。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述傳感器裝置包括兩個發(fā)送器元件(21),所述的這兩個發(fā)送器元件(21)設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)部件(4)上的兩個沿直徑方向相對的位置上。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述傳感器裝置包括發(fā)送器元件(21)和重量平衡元件(25),所述的這兩個元件(21)和(25)設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)部件(4)上的兩個沿直徑方向相對的 位置上。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述發(fā)送器元件(21)嵌入在其中 一個所述分離盤(5)中。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述接收器元件(22)根據(jù)所謂的霍耳效應(yīng)進行操作。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述離心分離器適合于通過液體污染物與氣體的分離而用于清洗氣體，其中，所述離心分離器包括用于有待清洗的氣體的入口(13)， 用于清洗后的氣體的氣體出口(15)，以及用于分離后的液體污染物的 出口(16)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的離心分離器，其特征在于，所述內(nèi) 部空間(2')具有上端(11)和下端(12),而且所述接收器元件(22)設(shè)于所 述上端(ll)的附近，其中，所述用于液體污染物的出口(6》殳于所述下 端(12)，或者所述接收器元件(20)設(shè)于所述下端(12)附近，其中，所述用于液體污染物的出口(16)設(shè)于所述上端(11)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項所述的離心分離器，其特征在于，所述離心分離器適合用于清洗來自內(nèi)燃機的曲軸箱氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心分離器，其包括限定了一內(nèi)部空間(2′)的固定外殼(1)，軸(3)，以及連接在所述軸上并設(shè)置成可圍繞旋轉(zhuǎn)軸(x)而以某一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件(4)。旋轉(zhuǎn)部件包括許多設(shè)于內(nèi)部空間中的分離盤(5)。驅(qū)動部件(10)以所述旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)部件。傳感器裝置感測旋轉(zhuǎn)部件相對于外殼的旋轉(zhuǎn)。這種傳感器裝置包括至少一個設(shè)于內(nèi)部空間中的旋轉(zhuǎn)部件上的發(fā)送器元件(21)，以及設(shè)于外殼上，并設(shè)置成可感測所述發(fā)送器元件的接收器元件(22)。該接收器元件設(shè)于外殼上，位于內(nèi)部空間的外部。
文檔編號B04B13/00GK101203319SQ200680020435
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者I·哈爾格倫, L·拉森, T·埃利亞森 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司