CN107921445A - 用于离心分离器的转子的带密封件的内衬 - Google Patents

Abstract

离心分离器包括：限定封装件的静止壳体（10）；和转子（12），其被可旋转地安装在所述封装件内并且具有滚筒主体（20），该滚筒主体（20）具有用作端部封闭件的可分离基部（18）和盖（22）。由弹性材料、优选地由弹性体材料例如橡胶构成的可移除内衬（30）被设置在滚筒主体（20）内侧，并且与相应环状密封元件（32、34）中的至少一个形成一件，所述环状密封元件一方面被设置在主体（20）和基部（18）之间且另一方面设置在主体（20）和盖（22）之间。这使得内衬（30）和密封件（32、34）的周期性清理得到精简并且降低了会不良地影响分离器性能的维修操作中故障的风险。

Description

用于离心分离器的转子的带密封件的内衬

技术领域

本发明涉及用于离心分离器的转子的内衬并涉及包括所述内衬的离心分离器。

背景技术

离心分离器熟知用于从内燃发动机的润滑油回路移除污染物颗粒以及用于在各种工业过程中从液体分离颗粒物质或分离不同密度的液体。因为污染物积聚在离心分离器转子中，所以基本上转子被例行清理以便维持操作效率。通常，此类分离器的转子包括管状滚筒主体，其具有作为端部封闭件（closure）的可分离基部和盖。纸插入件通常被用于给管状滚筒的内部加衬以便辅助清洁，因为污染物颗粒沉积（cake）到可被移除且可被丢弃的插入件上，而不是滚筒的内表面上。然而，这样的纸插入件会例如由于滚筒材料的侵蚀而粘到转子滚筒的内侧，从而使得在维修期间它们的移除变得更加困难。在此方面，离心分离器当被装配到船用发动机、陆上车辆发动机或者任何其它工业发动机时可能需要至少一个月清理一次，通常在500至800个操作小时之后清理一次。同样，当不是针对相关转子被专门设计的纸插入件被用作内衬时会出现问题，这是因为在操作期间它们会碎裂、扭曲且甚至陷入转子中，从而导致振动和污染问题。

O形环密封件被用在转子的滚筒主体和相应基部和盖之间。为了使分离器具有最佳性能，其内安装有这些密封件的沟槽需要保持清洁并且没有污染物材料。这需要当内衬被移除时在每个维修间隔进行额外检查和清理，并且这是难以实现的。这能够导致密封件泄漏，从而导致污染物在转子内的不均匀累积，从而引起过度振动，这进而能够导致加速的轴承磨损、对离心分离器支架的疲劳损坏以及过度的噪声。在任何情况下，这些转子密封件也由于因误用导致的损坏和/或随时间的材料劣化而需要不时地更换。可能需要在6至12个月之间进行更换。

本发明的目标是缓和这些问题。

发明内容

本发明的第一方面是离心分离器，其包括：限定封装件（enclosure）的静止壳体；转子，其被可旋转地安装在封装件内并且具有滚筒主体，该滚筒主体具有用作端部封闭件的可分离基部和盖以及在主体和基部和盖中的每个之间的相应环状密封元件；和在滚筒主体内侧的可移除内衬，内衬是弹性材料并且被设置为与至少一个所述密封元件形成一件。

本发明的另外的方面是用于插入到离心分离器的转子的滚筒主体内的弹性材料的内衬，该内衬被设置为与环状密封元件形成一件，该环状密封元件用于安装在滚筒主体和转子的可分离基部之间或者用于安装在滚筒主体和转子的可分离盖之间。换言之，内衬被设置为与密封元件之一形成一件，而其它的密封元件保持分离并且可以是常规的O形环密封件。

然而，在另外的扩展中，根据本发明的用于插入到离心分离器的转子的滚筒主体内的弹性材料的内衬可以被设置为与相应环状密封元件形成一件，在内衬的每个端部处具有一个密封元件，一个用于安装在滚筒主体和可分离基部之间，并且另一个用于安装在滚筒主体和可分离盖之间。

内衬优选地由弹性体材料形成。发现橡胶是合适的。合适的厚度可以在2至3mm的区域内。所述或者每个密封件之后能够被形成为内衬的径向偏转端部边缘，其优选地采用待装配到转子滚筒主体的内部的连续套筒的形式。

在一个物品中结合内衬和密封功能确保了它们被一起清理并被一起更换，这使得维修操作得到精简并且相比于当前情况降低了维修故障的可能。密封件及其座（seating）将在每次维修间隔时被更可靠地清理。这将降低密封件产生问题的可能性。内衬将是可再用的并且因此将需要被清理，但是在其装配到滚筒主体的内部或从该内部移除时将更加可靠。在多个维修间隔之后将一起更换内衬和密封件。

附图说明

将参考附图通过示例的方式来进一步描述本发明，其中：

图1是通过根据本发明的具有可移除内衬的离心分离器的具体实施例的纵向横截面；

图2a和图2b分别是图1的离心分离器的内衬的上部区域和内衬的下部区域的放大详细视图；和

图3是本发明的替代性实施例中的内衬的上部区域和相邻O形环密封件的类似放大详细视图。

具体实施方式

如图1中所示，根据本发明的自动力离心分离器的示例性实施例包括限定封装件的静止壳体10以及转子12，该转子12被安装在封装件中以便在基本竖直的主轴14上可旋转。转子12具有位于主轴14上的中心管16、基部18、滚筒主体20和顶盖22。顶盖22可从滚筒主体20拆卸并且滚筒主体20可从基部18拆卸以便使得能够实现转子滚筒的定期清理。弹性体材料的内衬30被设置在滚筒主体20的内表面上。用于内衬的适当材料是橡胶或者合成橡胶。合适的厚度是2至3mm。具有大约70的邵氏（A）硬度的Viton橡胶（氟橡胶）是合适的。然而，这仅通过示例的方式提供并且其它材料和其它尺寸也将是合适的。

内衬30是一件式套筒的形式。在上端和下端中的每个处，内衬30的端部边缘向外偏转以便提供相应的环状密封元件32、34，如在图2a和图2b中更详细示出的。如所示，这些整体提供的密封元件32、34分别被捕获在滚筒主体20的上和下端处的环状表面和顶盖22和基部18之间，并且因而在这种情况下在轴向方向上提供可靠密封。

在这个具体示出的实施例中，如图2a中所示，上密封元件32被保持在邻近滚筒主体20的上端形成的环状肩部24和顶盖22的下表面之间，具有径向空间26以允许密封元件32的尺寸变化和变形。如图2b中所示，下密封元件34被保持在邻近基部18的外边沿形成的环状肩部19和滚筒主体20的下端表面23之间，同样具有径向空间28以允许密封元件34的尺寸变化以及在其被压缩以提供密封时密封元件34的变形。滚筒主体20的下端和基部18的外边沿两者均被适当地构造成具有槽口（rebate）以便确保在转子12被清理和维修时被重复拆卸和再组装时的准确定位和接合。另外，在这个具体所示的版本中，设置为将转子腔室间隔件36的边沿座置在基部18内形成的凹槽17内，其中密封元件34保持接触间隔件36的边沿以及基部18的表面19。

所示实施例的剩余结构对于自驱动离心分离器而言是常规的，也就是说，转子12借助于通过其的流体被驱动，且污染物颗粒将在转子中从该流体被分离。因此，仅提供简要描述。静止封装件10的下部区段40包括相应通道41、42以用于工作流体的流入和流出，污染物颗粒将从该工作流体被分离。主轴14被安装到下部区段40并且设置有与流入通道41连通的轴向孔15。在主轴14内的径向开口43以及在转子管16内的另外的径向开口45允许工作流体流动到转子腔室21。转子基部18包括出口喷嘴46，图1中仅示出其中一个。通常，存在对称设置的一对喷嘴46，其被设置在距主轴14的轴线处于一定径向距离的位置处并且被构造成引导流体在与转子12相切的方向上离开转子12。流体的这种切向排放会驱动转子12并且在转子腔室21内产生离心力，这会通过导致污染物颗粒粘附到或积聚在给转子主体20加衬的套筒30的内表面上来分离污染物颗粒。

间隔件36通常被设置在转子腔室21内侧，该间隔件36是截头圆锥体形状并且限定围绕转子管16的开口37。其用于将腔室21内的流体的流从邻近滚筒主体20的内表面的大体向下方向朝向开口37向回引导。这减慢了流体的流的速率并且因而增强了颗粒物质的分离并且也防止了积聚的颗粒物质下降从而潜在地阻塞喷嘴46。

封装件10通过例如由夹子或保持带48被附接到下区段40的圆顶上区段47来完成。主轴14从其在下区段40中的轴颈向上延伸通过在顶盖22内的轴承设置49至在壳体上区段47的顶部处的连接器配件38中的另外的轴颈。

转子12必须周期性地被清空积聚的被分离污染物颗粒物质并且被清理。这可以是大约1个月的间隔，不过可以更加频繁或更不频繁，取决于分离器的操作环境和操作的小时数。为此，连接器配件38和保持带48被释放以允许封装件10的上区段47从主轴14的顶部和下区段40被提离。之后可以接近转子12并且可以从主轴14移除转子12。一旦顶盖22被移除，则滚筒主体20能够从基部18被提离并且内衬30能够被清理掉积聚的颗粒物质。这应该通过移除内衬30来完成。一旦内衬30已经被清理，则其能够被再次使用，至少在需要更换之前被再次使用多次。通过将被清理的内衬30纵向折叠并将其馈送通过转子主体20并将其向回按压成接触转子主体20的内表面，从而确保提供密封元件32、34的相应端部边缘恰当地偏转以在转子主体20的顶部和底部处叠覆于相应径向表面24、23，能够再次安装被清理的内衬30。这不需要很大的手工灵巧性并且，并且内衬30的长度将被选择成有助于借助于这些元件32、34来再次建立可靠密封。

内衬30可以具有比转子主体20的内直径稍大仅几毫米的尺寸，以致当其被初始装配时以及在每次清理后其被重新定位时，能够实现可靠平稳装配，从而最小化在转子主体20的表面和内衬30之间起皱或捕集空气的可能性。

使用具有整体密封元件32、34的内衬30的优点在于其有助于可靠维修/清理。这避免了对附加O形环密封件的需求，该密封件会需要注意清理安装其的沟槽，并且这避免了使用能够显著损害分离器性能的不恰当纸内衬。本领域技术人员将理解且显而易见的是，用于提供密封件的安装设置的构造可以以多种方式改变并且图2a和图2b中的设置仅作为示例示出了可能令人满意的许多可能安装设置中的一种。

图3示出了替代性实施例，其中单个O形环50仍然被用于提供在转子顶盖22和转子主体20之间的密封。在内衬130的下端处的密封件被整体形成并且可以如图2b中所示。因此，仍能获得与简化维修有关的某些优点。

本发明不限于任意上述实施例的细节，并且在所附权利要求的范围内可能存在变形。而且，本发明不限于自驱动离心分离器并且同样地适用于设置有驱动装置的离心转子。

贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括”和“包含”及其变形表示“包括但不限于”，并且它们并不意图（且并不）排除其它部件。

Claims (6)

1.一种离心分离器，包括：限定封装件的静止壳体（10），转子（12），其被可旋转地安装在所述封装件内并且具有滚筒主体（20），所述滚筒主体（20）具有用作端部封闭件的可分离基部（18）和盖（22）以及在所述主体（20）和所述基部（18）和所述盖（22）中的每个之间的相应环状密封元件（32、34）；和在所述滚筒主体（20）内侧的可移除内衬（30），其特征在于，所述内衬（30）是弹性材料并且被设置为与所述密封元件（32、34）中的至少一个形成一件。

2.根据权利要求1所述的离心分离器，其中，所述一件式内衬（30）和所述至少一个密封元件（32、34）由弹性体材料形成。

3.一种用于插入到离心分离器的转子（12）的滚筒主体（20）中的内衬（30），所述内衬（30）是弹性材料并且被设置为与环状密封元件（34）形成一件，所述环状密封元件用于安装在所述滚筒主体（20）和所述转子（12）的可分离基部（18）之间。

4.一种用于插入到离心分离器的转子（12）的滚筒主体（20）中的内衬（30），所述内衬（30）是弹性材料并且被设置为与环状密封元件（32）形成一件，所述环状密封元件用于安装在所述滚筒主体（20）和所述转子（12）的可分离盖（22）之间。

5.一种用于插入到离心分离器的转子（12）的滚筒主体（20）中的内衬（30），所述内衬（30）是弹性材料并且被设置为与相应环状密封元件（32、34）形成一件，所述环状密封元件用于一方面安装在所述滚筒主体（20）和可分离基部（18）之间且另一方面安装在所述滚筒主体（20）和可分离盖（22）之间。

6.根据权利要求3、4或5所述的内衬（30），其由弹性体材料形成。