带有双流动冲击和聚结的气-液分离器

摘要

一种气-液分离器组件，具有双流动第一和第二经分开的分路径。第一路径是凭借惯性冲击实现液体微粒自气-液流的分离的冲击分离路径。第二路径是凭借聚结实现液体微粒自气-液流的分离的聚结-分离路径。

说明书

背景技术和发明内容

本发明涉及用于从气-液流中去除液体微粒的气-液分离器，包括在发动机曲轴箱通风分离的应用中，所述发动机曲轴箱通风分离应用包括封闭式曲轴箱通风(CCV)系统和开放式曲轴箱通风(OCV)系统。

现有技术中的惯性气-液分离器已为人所知。凭借通过喷嘴或孔将流或浮质加速至高速度并对着冲击器引导所述流或浮质，将液体微粒从气-液流中去除，通常引起急剧的方向上的变化，实现所述的液体分离。在另一类型的已知的气-液分离器中，聚结过滤器实现液体微粒的分离并聚结经分离的液体微粒。这些分离器，即惯性冲击器和聚结器，具有多种用途，包括在用于来自内燃机的曲轴箱的窜漏气体的油分离应用中。

本发明是在气-液分离器技术的持续开发努力期间产生的。

附图说明

图1是依照本发明的气-液分离器组件的剖面示意图。

图2是依照本发明的气-液分离器组件的进一步实施例的剖开截面透视图。

图3是从图2中的部件的下方所视的透视图，显示了替换实施例。

具体实施方式

图1显示了包括外壳12的气-液分离器组件10，外壳12具有自上游至下游自其经过的流动路径14。外壳具有接受气-液流18的进口16以及排放气流22的出口20。在用于内燃机24的一个示例性的曲轴箱通风分离应用中，分离器从来自发动机曲轴箱26的气-液流18中去除液体微粒。在这种应用中，希望从发动机24的曲轴箱26中排出窜漏气体。在未经处理的情况下，这些气体包含油雾和油烟形式的颗粒物质。希望控制这些杂质的浓度，特别是如果窜漏气体将例如在如箭头30所示的进气歧管28处，流回至发动机的空气吸入系统，从而提供了上述的CCV系统。或者，经净化的气体22可能返回至大气，从而提供了上述的OCV系统。经分离的液体，例如油雾滴在外壳排放出口32处被排出并返回至如在箭头34处所示的曲轴箱。

外壳内的分离器36引起液体微粒自气-液流的分离。所述流动路径由双流动第一和第二路径38和40提供。第一路径38是凭借惯性冲击实现液体微粒自气-液流14的分离的冲击-分离路径。第二路径40是凭借聚结实现液体微粒自气-液流14的分离的聚结-分离路径。分离器包括由多孔的介质46提供的冲击器42和聚结器44，多孔的介质46在42处具有多孔的冲击表面。所述第一路径38是在多孔的冲击表面42处产生急剧的方向变化以凭借惯性冲击实现液体微粒的分离的经分开的分路径。所述第二路径40是流经多孔的冲击表面42并进入聚结器44中以凭借聚结实现液体微粒的分离的经分开的分路径。外壳限定了环回通道48，环回通道48引导来自多孔的冲击表面42的第一路径38在聚结器44下游与第二路径40再次汇合。第一和第二路径38和40各自流至出口20，以使如果聚结器44塞住和堵住自其经过的第二路径40的流动，第一路径38继续流至出口20。

分离器36包括分离介质46，分离介质46具有提供了上述多孔的冲击表面的上游面表面42，以及纵深介质44，纵深介质44自上游面表面42向下游延伸并使第二路径40自其经过以凭借聚结提供液体微粒的分离。外壳内的介质支撑结构50支撑分离介质46并限定了腔室52，腔室52在上游面表面42的下游并接受第二路径40。腔室具有侧壁54，侧壁54带有一个或多个使第二路径40在聚结后自其经过的开口56。第二路径40自一个或多个开口56流至出口20。环回通道48引导来自多孔的冲击表面42的第一路径38在所述的一个或多个开口56处与第二路径40再次汇合。在一个实施例中，腔室52是中空的。在另一个实施例中，腔室52至少部分地填充有如在58处示意性地所示的过滤介质，在进一步的实施例中，此过滤介质可以是由聚结介质所提供的分离介质。

分离介质46具有下游面表面60，下游面表面60背对着上游面表面42并被二者之间的纵深介质44与上游面表面42在下游隔开。外壳内的介质支撑结构50支撑分离介质46并包括一个或多个间隔肋条62，肋条62具有配合并支撑分离介质46的下游面表面60的上游面64。气-液流14被一个或多个加速喷嘴66对着分离介质46的上游面表面42加速，加速喷嘴66与分离介质46的上游面表面42被轴向加速间隙70沿着轴向方向68隔开。分离介质46相对于轴向方向68横向地延伸。间隔肋条62具有自参考或基准板74的给定的轴向长度72，以设定轴向加速间隙70的轴向长度。凭借一个或多个与分离介质46的上游面表面42通过轴向加速间隙70沿轴向方向68隔开的所述的加速喷嘴66，气-液流14被对着分离介质46的上游面表面42加速。气-液流14对着分离介质46的上游面表面42轴向地流动。外壳限定了至出口20的出口流动通道，出口流动通道由所述的环回通道48提供。第一路径38沿着分离介质46的上游面表面42横向地流动并再至出口流动通道48。第二路径40轴向地流经分离介质46并再横向地通过一个或多个开口56至出口流动通道48。第一和第二路径38和40在出口流动通道48内再次汇合。分离介质46横向地向外延伸至横向外缘76。第一路径38沿着分离介质46的上游面42横向地流动，横向地超过外缘76并再在出口流动通道48内轴向地流动。分离器36将流动路径分成双流动第一和第二经分开的分路径38和40。

图2显示了进一步的实施例并在适当的地方采用了上文中的相同标记以易于理解。气-液分离器组件80包括外壳82，外壳82具有自上游至下游自其经过的流动路径。外壳具有接受来自发动机24的曲轴箱26的诸如18的气-液流的进口84。外壳具有将气流例如以30处所示地排放至发动机的进气歧管28的出口86。与图1中的分离器36相似的，外壳内的分离器88引起自气-液流的液体微粒的分离。流动路径包括双流动第一和第二路径90和92。第一路径90是与图1中的路径38相似的的冲击-分离路径并凭借惯性冲击实现自气-液流的液体微粒的分离。第二路径92与图1中的第二路径40相似，并且是凭借聚结实现自气-液流的液体微粒的分离的聚结-分离路径。与图1相似，分离器88包括冲击器42和聚结器44。冲击器由在42处的多孔的冲击表面所提供，并且第一路径90在多孔的冲击表面42处产生急剧的方向上的变化以凭借惯性冲击实现液体微粒的分离。第二路径92流经多孔的冲击表面42并进入聚结器44中，如在图1中，以凭借聚结实现液体微粒的分离。外壳限定了环回通道94，环回通道94引导来自多孔的冲击表面42的第一路径90在聚结器44下游与第二路径92再次汇合。第一和第二路径90和92各自如箭头96所示流至通道98并再至出口86。如果聚结器44塞住和堵住第二路径92的流动，第一路径90继续流至出口86。气-液流被对着冲击表面42加速，通过诸如100、102的喷嘴或孔。通过喷嘴孔100的通道是支路或常开路径。通过喷嘴孔102的通道由阀104选择性地控制，阀104响应于气-液流的增大的压力而开启，气-液流的增大的压力克服了弹簧106的偏置。经分离的液体沿着凸缘110的表面108排出并如箭头112所示向下地进入收集腔室114以通过排出口116排放，排出口116可以包括诸如118的阀，诸如118的阀保持关闭直到达到腔室114内的液位的给定压头。外壳包括介质支撑结构120，介质支撑结构120支撑分离介质46并限定了腔室122，腔室122在上游面表面42的下游并接受第二路径92。腔室具有侧壁124，侧壁124带有一个或多个使第二路径92在聚结后自其经过的开口126。第二路径92自一个或多个开口126流动，再以图2中的方向轴向地向下流动，在通道94内与第一路径90再次汇合，再围绕环状侧墙128的底端127如箭头96所示地流动，再在通道98内轴向地向上流动并再至出口86。通道94提供了所述的环回通道，环回通道引导来自多孔的冲击表面42的第一路径90在一个或多个开口126处与第二路径92再次汇合。腔室122可以是中空的，或者可以至少部分地填充有诸如图1中58的过滤介质。分离介质46具有所述下游面表面60，下游面表面60背对着上游面表面42并通过二者之间的纵深介质44在下游与上游面表面42隔开。外壳内的介质支撑结构120支撑分离介质46。介质支撑结构包括一个或多个间隔肋条130，肋条130具有配合和支撑分离介质46的下游面60的上游面132。凭借一个或多个与分离介质的上游面表面42通过轴向加速间隙134分隔开的加速喷嘴100、102，气-液流被对着上游面表面42加速。分离介质46相对于轴向方向68横向地延伸。一个或多个间隔肋条130具有给定的轴向长度136，轴向长度136设定加速间隙134的轴向长度。凭借一个或多个与分离介质46的上游面表面42沿轴向方向68通过加速间隙134相隔开的喷嘴100、102，气-液流18被对着分离介质46的上游面表面42加速。气-液流对着分离介质46的上游面表面42轴向地流动。外壳在所述通道94、98处限定了至开口86的出口流动通道。第一经分开的分路径90沿着分离介质46的上游面表面42横向地流至出口流动通道94、96。第二经分开的分路径92轴向地流经分离介质46并再横向地通过一个或多个开口126至出口流动通道94、98。第一和第二经分开的分路径90和92在出口流动通道94、98内再次汇合。分离介质46横向地向外延伸至横向外缘138。第一经分开的分路径90沿着分离介质46的上游面表面42横向向外地流动，超出所述横向外缘138，再在出口流动通道94内轴向地流动并再在出口流动通道98内轴向地流动。

图3进一步显示了图2中的介质支撑结构120并在适当的地方采用了上文中的相同标记以易于理解。间隔肋条130可以为自中心轮毂状部140径向地延伸的辐条的形式并在它们的外周缘处由环形圆周侧壁124形成边界，环形圆周侧壁124具有自其经过的所述开口126。间隔肋条130具有配合和支撑分离介质46的下游面60的所述上游面132。肋条130之间的以及肋条130与壁124之间的空间限定了所述腔室122。外壳82具有圆周侧壁124，圆周侧壁124围绕和限定了其内部的腔室122并限定了其外部的环回通道94。腔室122在上游面表面42的下游并接受第二路径92。间隔肋条130在腔室122内。侧壁124具有所述一个或多个开口126，开口126使第二路径92在聚结后自其经过。在一个实施例中，间隔肋条130由多个以径向辐条样式自中心轮毂状部140径向地向外延伸至圆周侧壁124的肋条提供，圆周侧壁124限定了环回通道94。可采用其它肋条样式。

在前文的描述中，为了简洁，明了及便于理解而使用了某些术语。由于这些术语是出于描述性目的且意在被宽广地进行解释，因此不含有超过现有技术需求的不必要的限制。此处描述的不同的构造，系统及方法步骤可单独使用或与其他构造，系统及方法步骤组合使用。期望各种等同物，替换物及修改物能够在附上的权利要求的范围内。