一种滚筒式高效柴油机油气分离器的制作方法

1.本发明属于柴油机油气分离装置技术领域，具体涉及一种滚筒式高效柴油机油气分离器。


背景技术：

2.柴油机的主要排放物是nox和碳烟；柴油发动机工作时，有部分高温高压燃气经过活塞环泄露进入曲轴箱中，使曲轴箱油底壳内的机油变稀，性能变差，而安装上油气分离器后，可以将曲轴箱内的有害气体排出、机油回收，以延长机油使用寿命及节约机油。
3.目前很多柴油发动机的气门室盖罩都外挂集成油气分离器，油气分离器集成到气门室盖罩后，其油气分离器的出气口的方位即确定并具有唯一性；如果需要调整出气口方向，则需要根据柴油机结构重新设计模具或着通过调整模具结构、增加模具难度来实现，增加生产成本、制造难度和可靠性；且现有技术下的油气分离器，不能根据窜气量的大小自动调整气流走向，不能兼顾不同窜气量情况下油气分离器的分离效果和压力损失。


技术实现要素：

4.针对现有技术方案中，油气分离器出口位置不可调、限制不同机型通用性和产品系列化生产，且不能根据窜气量大小进行自动调整保证分离效果和压力损失的问题，提供一种滚筒式高效柴油机油气分离器。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种滚筒式高效柴油机油气分离器，其特征在于：
7.包括上分离组件，所述上分离组件包括上壳体和上过滤部；所述上壳体为上封闭下开放的圆柱形壳体，其外表面固接进气管道；所述上过滤部安装在上壳体内部；
8.还包括下分离组件，所述下分离组件包括下壳体、缓冲部和下过滤部；所述下壳体为上开放下封闭的圆柱形壳体，其外表面固接出气管道，下壳体的上端面与上壳体的下端面转动连接，下壳体的下端面设置有回油管道；所述缓冲部下端固接下过滤部，所述缓冲部和下过滤部转动安装在下壳体内部；
9.所述下过滤部内部为腔体结构，其腔体通过隔板分割为第一过滤腔和第二过滤腔；所述第二过滤腔上端与缓冲部之间设置盖板，下端通过回油口与下壳体腔体贯通；所述盖板上设置有限流孔，限流孔下方位置设置有单向阀组件；所述单向阀组件包括导向柱、单向阀主体和弹簧；所述导向柱竖直固定安装在第二过滤腔的腔体中，上端通过弹簧连接单向阀主体；非工作状态下，所述单向阀主体上端面紧贴盖板下端面，封闭限流孔。
10.优选地，所述上过滤部包括上过滤部主体和过滤组件；所述上过滤部主体包括上板、连接部、下板和回油柱；所述上板与下板为圆形板件，通过连接部固接，下板边缘与上壳体腔体下端面密封连接；所述连接部为多段弧组成的圆柱体，内部为腔体，腔体下端与缓冲部的内腔体贯通，所述连接部外壁与上壳体内壁组成粗分离流道；所述连接部壁体上设置有孔板a，孔板a位于进气管道优弧位置；所述连接部壁体上还设置有连接上板与下板的间
隔块，位于进气管道和孔板a的劣弧位置；所述粗分离流道通过上孔板a与连接部腔体连接；所述回油柱有若干个，固接在下板的下端面上，向下延伸至缓冲部的外腔体中；所述回油柱上设置有回油口，贯通连接粗分离流道和缓冲部外腔体；所述过滤组件固定安装在孔板a靠近连接部的腔体一侧。
11.优选地，所述缓冲部为内外双层的腔体结构，包括外腔体和内腔体，其上端面与下壳体上端面转动连接；所述外腔体上端通过回油柱的回油口与粗分离流道贯通连接，下端为封闭端，下端面上设置有回油口，与下壳体腔体贯通连接；所述内腔体上下两端为开放状态，上端与上过滤部主体的腔体贯通连接。
12.优选地，所述下过滤部固定连接在缓冲部下端面，内部为腔体；所述下过滤部的腔体中间位置设置有隔板，将其腔体分割为第一过滤腔和第二过滤腔；所述第一过滤腔上端与缓冲部的内腔体贯通连接，最低端设置有回油口，与下壳体的腔体连接；所述第二过滤腔的上端面设置有盖板，位于第二过滤腔与缓冲部之间，最低端设置有回油口，与下壳体的腔体连接；所述盖板上设置有限流孔，所述限流孔下方紧贴有单向阀组件；所述下过滤部的外壁上设置有孔板b，孔板b位置与出气管道位置夹角为180
°
；所述第一过滤部和第二过滤部通过孔板b与下壳体的腔体贯通；所述孔板b靠近下壳体的腔体一侧外壁设置有过滤组件。
13.优选地，所述过滤组件包括毛毡和毛毡挡板，所述毛毡设置毛毡挡板与孔板a或孔板b之间，与毛毡挡板紧密贴合，与孔板a或孔板b间隙设置。
14.优选地，所述孔板a上均布若干过滤孔，所述过滤孔沿气体流动方向截面直径减小。
15.优选地，所述孔板b上均布若干过滤孔，所述过滤孔沿气体流动方向截面直径减小。
16.优选地，所述单向阀主体上设置有密封圈。
17.优选地，所述粗分离流道的截面面积从进气管道位置至孔板a位置逐渐变小。
18.有益效果：
19.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
20.1.回油孔和回油通道的设置，避免回油不畅，导致机油积累而被气流从出气口带出，可以通过专门回油通道将机油有效收集回流；
21.2.设计上过滤组件和下过滤组件的分离结构，两部分分离结构之间设计缓冲部，这样在上、下两部分结构自由旋转时，缓冲区可以有效稳定气流，保证压力损失和分离效率都在设计目标范围内；
22.3.第一过滤腔、第二过滤腔和单向阀组件的配合使用，保证了：小量窜气量情况下，单向阀闭合，第一过滤腔侧孔板工作，避免过滤孔数量过多导致气流加速效果变差，保证气流通过孔板后的冲击速度；大量窜气量或正常窜气量情况下，单向阀打开，两侧孔板同时工作，避免气流压力损失过大，也避免气流速度偏大反而降低毛毡吸附效果；
23.4.上下的分离设计：在无需重新设计模具，增加成本和制造难度的情况下，可根据柴油机空间布局的不同，调整进气管道和出气管道的位置，满足安装需求。
24.综上所述，本发明提供的一种滚筒式高效柴油机油气分离器解决了现有技术中油气分离器出口位置不可调、限制不同机型通用性，不能根据窜气量大小进行自动调整保证分离效果和压力损失的问题。
附图说明
25.图1是本发明一种滚筒式高效柴油机油气分离器的立体图；
26.图2是图1的a
‑
a面剖视图；
27.图3是图1的b
‑
b面剖视图；
28.图4是本发明一种滚筒式高效柴油机油气分离器的上过滤部的俯视图；
29.图5是本发明一种滚筒式高效柴油机油气分离器的下过滤部的俯视图。
30.图中标记：
31.1.上壳体
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2.进气管道
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3.下壳体
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4.缓冲部
32.5.下过滤部
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6.出气管道
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7.回油管道
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8.内腔体
33.9.外腔体
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10.隔板
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11.第一过滤腔
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12.第二过滤腔
34.13.回油口
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14.盖板
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15.限流孔
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16.上过滤部主体
35.17.上板
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18.连接部
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19.下板
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20.回油柱
36.21.粗分离流道
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22.孔板a
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23.间隔块
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24.毛毡
37.25.毛毡挡板
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26.过滤孔
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27.导向柱
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28.单向阀主体
38.29.弹簧
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30.孔板b
具体实施方式
39.下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
40.一种滚筒式高效柴油机油气分离器，包括上过滤组件和下过滤组件。如图1所示，安装时，上过滤组件和下过滤组件转动连接，调整至合适位置后，在通过焊接、螺栓等方式固定上过滤组件和下过滤组件的相对位置。
41.如图2和图3所示，上分离组件包括上壳体1和上过滤部。上壳体1为上端面封闭，下端面开放的圆柱形壳体，其侧端面上固接有进气管道2，进气管道2贯通上壳体1内部腔体。
42.上过滤部包括上过滤部主体16和过滤组件。上过滤部主体16由上板17、下板19、连接部18和回油柱20组成。上板17和下板19为圆形板件，通过连接部18固定连接；上板17上端面紧贴上壳体1的腔体上端面，下板19的下端面紧贴上壳体1腔体的下端面，密封连接。如图4所示，连接部18为圆柱体，其侧端面由多段弧组成，其内部为腔体，多段弧使得上过滤部主体16与上壳体1内部的间距从进气管道2位置至孔板a22位置逐渐减小，该设计有助于油气分离时，保证压力和流速，进一步保证分离效果；连接部18腔体的下端面贯通下板19，上端面由上板17密封；连接部18的侧端面上设置有孔板a22，孔板a22位于进气管道2的优弧位置。如图4所示，下板19的上端面设置有两个回油口13，回油孔沿中心对称分布，用于流通收集分离的油滴。过滤组件包括毛毡24和毛毡挡板25，毛毡24设置在孔板a22右侧，与孔板a22间隔设置，并通过毛毡挡板25固定。分离组件的两侧同样设置有用于流通收集油滴的回油口13。如图2和图4所示，回油柱20共四个，固接在下板19的下端面上，位于四个回油口13的下方，回油口13贯通回油柱20。如图4所示，上板17、下板19、连接部18和上壳体1的内壁共同组成了粗分离流道21，进气管道2与孔板a22的劣弧位置设置有连接上板17与下板19的间隔块23，使得油气流动为单向流道，充分进行分离。上壳体1和上过滤组件之间转动连接，可根据分离需求进行调整。
43.如图2和图3所示，下分离组件包括下壳体3、缓冲部4和下过滤部5。如图1所示，下
壳体3为上端面开放，下端面封闭的圆柱形壳体，其侧端面上固接有出气管道6，出气管道6贯通下壳体3内部腔体，下壳体3的下端部固接有回油管道7，回油管道7贯通下壳体3的腔体。
44.如图2所示，缓冲部4为内外双层的圆形腔体结构，包括内腔体8和外腔体9，缓冲部4的上端部与下壳体3的上端部转动连接。缓冲部4的上端面与下板19的下端面转动连接，四根回油柱20延伸至外腔体9的内部，用于连通粗分离流道21和外腔体9；外腔体9的下端面为封闭端，下端面上设置有回油口13，用于连接下壳体3腔体和外腔体9；内腔体8上下端面为开放状态，上端贯通连接上过滤部主体16的腔体，下端贯通连接下过滤部5。缓冲部4的设计，可以有效保证上过滤部与下过滤部5自由旋转时，稳定气流，保证压力损失和分离效率在设计目标范围内。
45.如图2和图5所示，下过滤部5为圆柱形壳体，固定连接在缓冲部4的下端，其内部腔体与缓冲部4的内腔体8贯通连接。下过滤部5腔体的中间位置设置有隔板10，将腔体分割为第一过滤腔11和第二过滤腔12。第一过滤腔11上端与缓冲部4的内腔体8贯通连接，下端设置有连通下壳体3内部腔体的回油口13。第二过滤腔12的上端面固定连接有盖板14，盖板14位于缓冲部4内腔体8和第二过滤腔12之间，起到隔离密封作用。盖板14上设置有限位孔，贯通连接第二过滤腔12和缓冲部4的内腔体8。第二过滤腔12的下端面设置有连通下壳体3腔体的回油口13。限流孔15的下端固定安装单向阀组件，单向阀组件包括导向柱27、单向阀主体28和弹簧29。导向柱27下端竖直固定安装在第二过滤腔12的腔体内部，其上端活动安装有单向阀主体28，单向阀主体28和导向柱27之间通过弹簧29连接。小窜气量下，弹簧29张紧，单向阀主体28紧贴限流孔15，第二过滤腔12不工作，第一过滤腔11单独工作，保证了气流的冲击速度；正常窜气量或大窜气量下，单向阀主体28被气流压力冲击打开，第一过滤腔11和第二过滤腔12同时工作，避免看压力损失过大，保证了分离效果。
46.如图2所示，下过滤部5的侧端面上设置有孔板b30；安装时，在确定合适出气管道6位置后，通过旋转下过滤部5，使得孔板b30位置的夹角与出气管道6的夹角为180
°
，保证最大分离行程，保证分离效果。孔板b30位于下壳体3内腔体8一侧，间隔设置有过滤组件，过滤组件包括毛毡24和毛毡挡板25，毛毡24安装在靠近孔板b30一侧，毛毡挡板25安装在毛毡24外侧，起到固定安装作用。
47.作为方案的进一步优化，孔板a22和孔板b30上的过滤孔26沿气流流动方向横截面积逐渐减小，保证气流流速，进一步保证分离效果。
48.作为方案的进一步优化，单向阀主体28上设置有密封圈。
49.工作原理：根据具体柴油机空间布局调整进气管道2和出气管道6的位置，同时调整上过滤部与进气管道2，下过滤部5与出气管道6的相对位置，在保证最有效果的情况下，通过焊接、螺栓定位等方式固接各个部件。待分离气体通过进气管道2进入装置内部，首先通过粗分离流道21初步分离，分离后的油滴附着在粗分离流道21内部上，并向下流动汇集，通过回油口13进入缓冲部4外腔体9；待分离气体通过上过滤部的孔板a22，在通过过滤组件进行分离进入上过滤部主体16的内部腔体，过滤组件分离下的油滴通过两侧的回油口13进入外腔体9内部；外腔体9内部的油滴通过回油口13进入下壳体3的腔体内；待分离气体进入缓冲区，通过缓冲区稳定气流，保证压力损失和分离效率，进入下过滤部5；小窜气量下，弹簧29张紧，单向阀主体28紧贴限流孔15，第二过滤腔12不工作，第一过滤腔11单独工作，待
分离气体通过下过滤部5的单侧孔板b30和过滤组件进行二次分离，油滴通过第一过滤腔11的回油口13进入下壳体3的腔体内；正常窜气量或大窜气量下，单向阀主体28被气流压力冲击打开，第一过滤腔11和第二过滤腔12同时工作，待分离气体通过下过滤部5的双侧孔板b30和过滤组件进行二次分离，油滴通过第一过滤腔11和第二过滤腔12的回油口13进入下壳体3的腔体内；分离完成的气体通过出气管道6排出，下壳体3腔体内部的油滴通过回油管道7回油。
50.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。