提供一种惯性气液分离器和方法，包括可变孔喷嘴结构，依据柱塞相对于壳体套筒的轴向移动，该可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，并且在另一实施例中，具有第一流分支和第二流分支，其中该第一流分支连续地打开，而该第二流分支具有变流控制器，该变流控制器控制从中通过的流动。
1.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体具有用于接收气液流的入口和用于排出气流的出口；第一流分支和第二流分支，所述第一流分支和第二流分支通过所述壳体从所述入口到所述出口，所述第一流分支具有第一组一个或更多个喷嘴，所述第一组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述气液流，并在下游方向上的所述第一流分支中通过所述第一组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第一惯性冲击集流器加速所述气液流并引起液体颗粒分离，所述第一惯性冲击集流器位于通过所述第一流分支的所述被加速的气液流的路径中，所述第二流分支具有第二组一个或更多个喷嘴，所述第二组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述气液流，并在下游方向上的所述第二流分支中通过所述第二组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第二惯性冲击集流器加速所述气液流并引起液体颗粒分离，所述第二惯性冲击集流器位于通过所述第二流分支的所述被加速的气液流的路径中；变流控制器，所述变流控制器位于所述第二流分支中，并控制从中通过的流动。
2.根据权利要求1所述的惯性气液分离器，其中所述第二流分支中的所述变流控制器响应所述气液流的压力。
3.根据权利要求1所述的惯性气液分离器，其中所述第二流分支中的所述变流控制器位于所述第二组一个或更多个喷嘴的上游。
4.根据权利要求3所述的惯性气液分离器，其中所述第一流分支和所述第二流分支在所述入口的下游的交汇点处叉开，并且所述变流控制器位于所述交汇点的下游。
所述第一流分支连续地打开，使得所述气液流能连续地流过所述第一流分支并通过所述第一组一个或更多个喷嘴；
所述变流控制器包括阀，所述阀能够调节以控制通过所述第二流分支和所述第二组一个或更多个喷嘴的流动。
6.根据权利要求5所述的惯性气液分离器，其中所述阀是响应所述气液流的增大压力的压力响应减压阀。
7.根据权利要求6所述的惯性气液分离器，其中所述阀能够在打开位置与关闭位置之间进行调节，所述打开位置与关闭位置分别使穿过所述第二流分支和所述第二组一个或更多个喷嘴的流动通过和堵塞穿过所述第二流分支和所述第二组一个或更多个喷嘴的流动。
8.根据权利要求7所述的惯性气液分离器，其中所述阀响应于所述气液流的增大压力而打开。
9.根据权利要求1所述的惯性气液分离器，其中所述气液流沿平行的流路流过所述第一组喷嘴和第二组喷嘴，并且所述第一惯性冲击集流器和所述第二惯性冲击集流器共用位于沿侧向方向侧向隔开的冲击区处的公共冲击板，所述侧向方向垂直于沿所述平行路径中的每一个路径的流动方向。
所述第一组一个或更多个喷嘴与所述第一惯性冲击集流器之间的距离是恒定的；
所述变流控制器能够移动，以控制通过所述第二流分支的流动；
包括在所述变流控制器的移动期间，所述第二组一个或更多个喷嘴与所述第二惯性冲击集流器之间的距离都是恒定的。
11.根据权利要求10所述的惯性气液分离器，其中所述第一组一个或更多个喷嘴与所述第一惯性冲击集流器之间的所述距离等于所述第二组一个或更多个喷嘴与所述第二惯性冲击集流器之间的所述距离。
12.根据权利要求1所述的惯性气液分离器，包括位于所述壳体中的并排的第一烟道和第二烟道，每个烟道限定从中通过的相应的轴向延伸的流路，所述第一烟道具有从所述壳体入口接收所述气液流的第一轴向端，并具有远侧相对的第二轴向端，该第二轴向端具有从中通过的所述第一组一个或更多个喷嘴，所述第一烟道在其所述第一轴向端与所述第二轴向端之间限定从中通过的第一轴向流动通道，所述第一轴向流动通道提供所述第一流分支，所述第二烟道具有从所述壳体入口接收所述气液流的第一轴向端，并具有远侧相对的第二轴向端，该第二轴向端具有从中通过的所述第二组一个或更多个喷嘴，所述第二烟道在该第二烟道的所述第一轴向端与所述第二轴向端之间限定从中通过的第二轴向流动通道，所述第二轴向流动通道提供所述第二流分支。
13.根据权利要求12所述的惯性气液分离器，其中所述变流控制器能够沿所述第二轴向流动通道在所述第二烟道中轴向移动。
14.根据权利要求13所述的惯性气液分离器，其中所述变流控制器包括可移动的阀构件，该可移动的阀构件能够轴向移动而与形成在所述第二烟道中的阀座形成接合和脱开接合，从而分别关闭和打开所述第二流分支。
15.根据权利要求14所述的惯性气液分离器，其中所述阀座位于所述第二烟道的所述第一轴向端处，并且包括偏置构件，所述偏置构件支承在所述第二烟道的所述第二轴向端与所述阀构件之间并使所述阀构件偏置到抵靠所述阀座的正常关闭位置，并且所述阀构件能够响应于克服所述偏置构件的所述气液流的压力而离开所述阀座轴向移动到打开位置，处于所述打开位置中的所述阀构件允许所述气液流轴向通过所述第二烟道流到所述第二烟道的所述第二轴向端处的所述第二组一个或更多个喷嘴。
16.根据权利要求13所述的惯性气液分离器，其中所述变流控制器包括轴向可移动的阀构件，并且所述第二烟道具有多个导轨肋，所述导轨肋沿所述第二轴向流动通道轴向延伸并且围绕所述阀构件周向隔开并且沿径向设置在所述阀构件的外面，并引导所述阀构件沿所述导轨肋轴向移动，所述第二烟道具有轴向延伸的内腔，所述内腔具有在所述阀构件的外面径向隔开的内腔壁，所述内腔壁具有从该内腔壁径向向内突出的所述导轨肋，所述导轨肋通过相应的所述导轨肋之间以及所述内腔壁与所述阀构件之间的弓形间隙周向隔开，其中所述第二流分支中的所述气液流轴向流过所述弓形间隙。
17.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体具有用于接收气液流的入口和用于排出气流的出口，所述壳体具有在第一与第二远侧相对轴向端之间轴向延伸的内腔，所述第一轴向端从所述壳体入口接收所述气液流，所述第二轴向端具有一组一个或更多个喷嘴，所述喷嘴对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速所述气液流，用于液体颗粒的分离；变流控制器，所述变流控制器在所述壳体中控制所述内腔的所述第一轴向端与所述第二轴向端之间的流动，所述变流控制器包括轴向可移动的阀构件，其中所述壳体的所述内腔在所述第一轴向端与所述第二轴向端之间限定轴向流动通道，并且所述壳体具有多个导轨肋，所述导轨肋沿所述轴向流动通道轴向延伸，并且围绕所述阀构件周向隔开并且沿径向设置在所述阀构件的外面，并引导所述阀构件沿所述导轨肋轴向移动。
18.根据权利要求17所述的惯性气液分离器，其中所述内腔具有在所述阀构件的外面径向隔开的内腔壁，所述内腔壁具有从该内腔壁径向向内突出的所述导轨肋，所述导轨肋通过相应的所述导轨肋之间以及所述内腔壁与所述阀构件之间的弓形间隙周向隔开，其中所述气液流轴向流过所述弓形间隙。
19.一种用于从内燃发动机的漏气中分离油的方法，包括在发动机寿命的早期提供增加的分离效率，而不用在包括发动机寿命末期状态的发动机寿命晚期遭受不适宜的高压降，所述方法包括：提供用于从所述漏气中去除油粒的惯性气油分离器；提供具有壳体的所述分离器，所述壳体具有用于从所述发动机接收漏气流的入口和用于排出气流的出口；
提供通过所述壳体从所述入口到所述出口的第一流分支和第二流分支；提供具有第一组一个或更多个喷嘴的所述第一流分支，所述第一组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述漏气流，并在下游方向上的所述第一流分支中通过所述第一组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第一惯性冲击集流器加速所述漏气流并引起油粒分离，所述第一惯性冲击集流器位于通过所述第一流分支的所述被加速的漏气流的路径中；提供具有第二组一个或更多个喷嘴的所述第二流分支，所述第二组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述漏气流，并在下游方向上的所述第二流分支中通过所述第二组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第二惯性冲击集流器加速所述漏气流并引起油粒分离，所述第二惯性冲击集流器位于通过所述第二流分支的所述被加速的漏气流的路径中；提供变流控制器，所述变流控制器位于所述第二流分支中，并响应于所述漏气流的压力来控制从中通过的流动；以及在发动机的寿命期间，响应所述漏气流的增大压力，以增加所述漏气流通过所述第二流分支的流动。
20.根据权利要求19所述的方法，包括在所述第二流分支中提供位于所述第二组一个或更多个喷嘴上游的所述变流控制器，以及在位于所述入口下游和所述变流控制器上游的交汇点处使所述第一流分支和所述第二流分支彼此叉开。
21.根据权利要求20所述的方法，包括在发动机的寿命期间让所述第一流分支连续地打开，使所述漏气流在发动机的寿命期间连续地流过所述第一流分支并通过所述第一组一个或更多个喷嘴，在发动机的寿命期间调节所述变流控制器以可变地控制通过所述第二流分支的流动。
22.根据权利要求19所述的方法，包括在闭式曲轴箱通风(CCV)系统和开式曲轴箱通风(OCV)系统中的一个系统中提供所述惯性气油分离器。
23.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体引导所述气液流从上游到下游从中通过，所述壳体具有接收所述气液流的入口、排出气流的出口以及排出被分离的液体的排泄口，所述壳体具有壳体套筒，所述壳体套筒对着轴向可移动的柱塞沿下游轴向流动方向轴向引导气液流，所述轴向可移动的柱塞对着所述下游轴向流沿上游轴向方向偏置；可变喷嘴孔喷射结构，所述可变喷嘴孔喷射结构在所述壳体套筒与所述柱塞之间协同作用，并对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速径向从中通过的所述气液流，用于液体颗粒分离，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，其中所述柱塞具有横向跨越的盘，所述盘轴向面向上游，并且被向下游轴向通过所述壳体套筒并对着所述盘流动的所述气液流撞击，所述气液流的压力越大，所述柱塞抵抗其偏置的轴向下游移动就越大，并且所述可变孔面积就越大，其中所述柱塞具有柱塞套筒，所述柱塞套筒从所述盘向上游轴向延伸并能够以导向关系沿所述壳体套筒以套筒方式轴向滑动，并且其中所述可变孔喷嘴结构沿所述柱塞套筒形成。
24.根据权利要求23所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞套筒能够相对于所述壳体套筒在收缩位置与伸出位置之间以套筒方式轴向移动，所述伸出位置在抵抗所述偏置并增加所述可变孔面积的所述下游轴向方向。
25.根据权利要求24所述的惯性气液分离器，其中：
所述柱塞套筒包括从所述盘向上游轴向延伸的周向侧壁；以及
沿所述柱塞套筒形成的所述可变孔喷嘴结构包括一个或更多个轴向细长狭槽，所述狭槽沿所述侧壁轴向延伸并径向通过所述侧壁且使所述气液流从中径向通过。
26.根据权利要求25所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞套筒的所述周向侧壁具有上游轴向端，并且所述一个或更多个轴向细长狭槽在所述周向侧壁的所述上游轴向端处具有打开的上游端，并具有封闭的下游端。
27.根据权利要求25所述的惯性气液分离器，其中所述壳体套筒具有下游轴向端，并且其中所述柱塞套筒相对于所述壳体套筒的下游轴向移动和延伸越大，径向露出于所述惯性冲击集流器的所述一个或更多个轴向细长狭槽向下游超出所述壳体套筒的所述下游轴向端的露出的轴向长度就越大。
28.根据权利要求24所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞套筒包括从所述盘向上游轴向延伸的周向侧壁，并且其中沿所述柱塞套筒形成的所述可变孔喷嘴结构包括多个孔，所述孔通过所述周向侧壁并使所述气液流从中径向通过。
29.根据权利要求28所述的惯性气液分离器，其中所述孔中的至少两个孔处在沿所述周向侧壁的不同轴向位置处，并且其中所述壳体套筒具有下游轴向端，并且其中所述柱塞套筒相对于所述壳体套筒的下游轴向移动和延伸越大，径向露出于所述惯性冲击集流器的向下游超出所述壳体套筒的所述下游轴向端的露出的所述孔的数量越大。
30.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体引导所述气液流从上游到下游从中通过，所述壳体具有接收所述气液流的入口、排出气流的出口以及排出被分离的液体的排泄口，所述壳体具有壳体套筒，所述壳体套筒对着轴向可移动的柱塞沿下游轴向流动方向轴向引导气液流，所述轴向可移动的柱塞对着所述下游轴向流沿上游轴向方向偏置；可变喷嘴孔喷射结构，所述可变喷嘴孔喷射结构在所述壳体套筒与所述柱塞之间协同作用，并对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速径向从中通过的所述气液流，用于液体颗粒分离，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，其中所述柱塞具有横向跨越的盘，所述盘轴向面向上游，并且被向下游轴向通过所述壳体套筒并对着所述盘流动的所述气液流撞击，所述气液流的压力越大，所述柱塞抵抗其偏置的轴向下游移动就越大，并且所述可变孔面积就越大，其中所述壳体套筒具有下游轴向端，并且所述柱塞具有凸缘，所述凸缘朝着所述壳体套筒的所述下游轴向端面向上游，并能够通过所述下游轴向端与所述凸缘之间的提供所述可变孔面积的可变轴向间隙与所述下游轴向端可变地分离，所述气液流对着所述惯性冲击集流器径向流动通过所述可变孔面积，所述可变轴向间隙取决于所述活塞的轴向移动。
31.根据权利要求30所述的惯性气液分离器，其中所述凸缘是所述盘的外部周向周边。
32.根据权利要求30所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞具有下游位置，其中所述凸缘与所述壳体套筒的所述下游轴向端向下游轴向隔开，并且所述可变轴向间隙是连续的环状，从而使所述气液流从中通过并对着所述惯性冲击集流器径向流过。
33.根据权利要求30所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞具有从所述盘向下游轴向延伸的杆，并且包括位于所述壳体中的支架，所述支架在所述惯性冲击集流器的下游，并以轴向可滑动的关系接收所述杆，从而引导所述柱塞的轴向移动。
34.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体引导所述气液流从上游到下游从中通过，所述壳体具有接收所述气液流的入口、排出气流的出口以及排出被分离的液体的排泄口，所述壳体具有壳体套筒，所述壳体套筒对着轴向可移动的柱塞沿下游轴向流动方向轴向引导气液流，所述轴向可移动的柱塞对着所述下游轴向流沿上游轴向方向偏置；可变喷嘴孔喷射结构，所述可变喷嘴孔喷射结构在所述壳体套筒与所述柱塞之间协同作用，并对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速径向从中通过的所述气液流，用于液体颗粒分离，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，其中所述柱塞具有横向跨越的盘，所述盘轴向面向上游，并且被向下游轴向通过所述壳体套筒并对着所述盘流动的所述气液流撞击，所述气液流的压力越大，所述柱塞抵抗其偏置的轴向下游移动就越大，并且所述可变孔面积就越大，其中所述壳体套筒包括具有下游轴向端的上游壳体套筒，并且包括下游壳体套筒，所述下游壳体套筒在所述上游壳体套筒的所述下游轴向端处外接所述上游壳体套筒，所述下游壳体套筒具有内表面，该内表面上具有所述惯性冲击集流器并且该内表面径向向内面向所述可变孔喷嘴结构。
35.根据权利要求34所述的惯性气液分离器，其中所述下游壳体套筒从所述惯性冲击集流器沿提供增加的充气增压容积的锥形向下游轴向延伸。
36.根据权利要求34所述的惯性气液分离器，包括位于所述惯性冲击集流器和所述柱塞以及所述排泄口下游的跨越所述下游壳体套筒的壁。
37.根据权利要求36所述的惯性气液分离器，包括通过所述壁的开口，所述开口提供所述出口，所述出口将所述气流从中排出。
38.根据权利要求37所述的惯性气液分离器，其中所述排泄口沿重力方向在所述出口之下。
39.根据权利要求36所述的惯性气液分离器，其中所述分离的液体和所述气流从所述惯性冲击集流器在相同的轴向方向上沿所述下游壳体套筒向下游轴向流动。
40.根据权利要求34所述的惯性气液分离器，包括：支架，所述支架在所述壳体中位于所述惯性冲击集流器的下游；以及螺旋压缩弹簧，所述螺旋压缩弹簧轴向支承在所述支架与所述柱塞之间，并沿所述上游轴向方向偏置所述柱塞。
41.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体引导所述气液流从上游到下游从中通过，所述壳体具有接收所述气液流的入口、排出气流的出口以及排出被分离的液体的排泄口，所述壳体具有壳体套筒，所述壳体套筒对着轴向可移动的柱塞沿下游轴向流动方向轴向引导气液流，所述轴向可移动的柱塞对着所述下游轴向流沿上游轴向方向偏置；可变喷嘴孔喷射结构，所述可变喷嘴孔喷射结构在所述壳体套筒与所述柱塞之间协同作用，并对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速径向从中通过的所述气液流，用于液体颗粒分离，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，其中所述柱塞沿所述上游轴向方向磁性地偏置。
42.根据权利要求41所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞具有横向跨越的盘，所述盘轴向面向上游并且被向下游轴向流过所述壳体套筒并对着所述盘流动的所述气液流撞击，所述气液流的压力越大，所述柱塞抵抗其偏置的轴向下游移动就越大，并且所述可变孔面积就越大；并且其中，所述壳体套筒包括具有下游轴向端的上游壳体套筒，并包括下游壳体套筒，所述下游壳体套筒在所述上游壳体套筒的所述下游轴向端处外接所述上游壳体套筒，所述下游壳体套筒具有内表面，该内表面上具有所述惯性冲击集流器并且该内表面径向向内面向所述可变孔喷嘴结构，并且包括在所述壳体中位于所述惯性冲击集流器下游的支架，并且包括相对的第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁在所述柱塞上，所述第二磁铁在所述支架上，所述第一磁铁和所述第二磁铁之间施加相对的排斥磁力，以沿所述上游轴向方向磁性地偏压所述柱塞。
43.一种用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器，包括壳体，该壳体引导所述气液流从上游到下游从中通过，所述壳体具有接收所述气液流的入口、排出气流的出口以及排出被分离的液体的排泄口，所述壳体具有壳体套筒，所述壳体套筒对着轴向可移动的柱塞沿下游轴向流动方向轴向引导气液流，所述轴向可移动的柱塞对着所述下游轴向流沿上游轴向方向偏置；可变喷嘴孔喷射结构，所述可变喷嘴孔喷射结构在所述壳体套筒与所述柱塞之间协同作用，并对着所述壳体中的惯性冲击集流器加速径向从中通过的所述气液流，用于液体颗粒分离，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有可变孔面积，并且所述惯性气液分离器包括冲击后涡流分离结构，所述冲击后涡流分离结构在所述壳体中位于所述惯性冲击集流器的下游，并产生有助于去除所述分离的液体颗粒的回旋发散涡流。
44.根据权利要求43所述的惯性气液分离器，其中所述柱塞具有从液体颗粒分离区向下游轴向延伸的柱塞裙部，所述柱塞裙部具有多个成角度定向的叶片，所述叶片产生所述回旋发散涡流，所述柱塞裙部和所述叶片提供所述冲击后涡流分离结构。
45.根据权利要求44所述的惯性气液分离器，其中所述壳体套筒包括具有下游轴向端的上游壳体套筒，并且包括下游壳体套筒，所述下游壳体套筒在所述上游壳体套筒的所述下游轴向端处外接所述上游壳体套筒，所述下游壳体套筒具有内表面，该内表面上具有所述惯性冲击集流器并且该内表面径向向内面向所述可变孔喷嘴结构，其中，所述下游壳体套筒通过环形空间在所述柱塞裙部的外面径向隔开，并且其中所述叶片从所述柱塞裙部径向向外延伸到所述环形空间中。
46.根据权利要求23所述的惯性气液分离器，其中所述壳体具有第一流分支和第二流分支，所述第一流分支具有第一组一个或更多个喷嘴，所述第一组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述气液流，并在下游方向上的所述第一流分支中通过所述第一组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第一惯性冲击集流器加速所述气液流并引起液体颗粒分离，所述第一惯性冲击集流器位于通过所述第一流分支的所述被加速的气液流的路径中，所述第二流分支具有第二组一个或更多个喷嘴，所述第二组一个或更多个喷嘴从所述入口接收所述气液流，并在下游方向上的所述第二流分支中通过所述第二组一个或更多个喷嘴且对着所述壳体中的第二惯性冲击集流器加速所述气液流并引起液体颗粒分离，所述第二惯性冲击集流器位于通过所述第二流分支的所述被加速的气液流的路径中；变流控制器，所述变流控制器位于所述第二流分支中，并控制从中通过的流动，所述变流控制器通过所述可变孔喷嘴结构提供，依据所述柱塞相对于所述壳体套筒的轴向移动，所述可变孔喷嘴结构具有所述可变孔面积。
多级可变冲击器
[0001] 相关申请的交叉参引
[0002] 本申请是2005年6月28日提交的美国专利申请No.11/168,688的部分继续申请和2004年9月21日提交的美国专利申请No.10/946,603的部分继续申请。所述′688申请是所述′603申请的部分继续。
[0003] 背景和概述
[0004] 上述母案申请涉及包括在发动机曲轴箱通风分离应用中的用于从气液流中去除和聚结液体颗粒的惯性气液冲击分离器，该发动机曲轴箱通风分离应用包含闭式曲轴箱通风(CCV)和开式曲轴箱通风(OCV)。
[0005] 惯性气液分离器在现有技术中是已知的。通过喷嘴或孔将气液流或浮质加速到高速并对着冲击器引导它们(通常这会引起急剧的方向变化，影响所述液体分离)来从气液流中去除液体颗粒。这样的惯性冲击器具有各种用途，包括在用于来自内燃发动机曲轴箱的漏气的油分离应用。
[0006] 本发明在与上述母案发明相关的继续研发工作期间产生。
[0007] 在一个实施例中，提供一种用于从内燃发动机的漏气中分离油的系统，包括在发动机寿命的早期提供增加的分离效率，而不在包括发动机寿命末期状态的发动机寿命晚期遭受不适宜的高压降。随着发动机磨损，产生了较多的漏气，而惯性气液分离器中的冲击器来自曲轴箱的较大流和增加的压力。当发生这种情况时，冲击器实际上开始以较高的效率执行，而且具有较大的压降。标准冲击器必须设计为满足此寿命末期状态，以便不产生太高的压降。这意味着不能使发动机寿命早期的效率达到最优。
[0008] 在一个实施例中，多级使冲击器设计对于发动机寿命中的若干点能够得以优化。例如，在一个实施例中，起初，当压力和流动较低时，漏气暴露于较少的喷嘴。随着压力增加，打开更多的级。这意味着效率从寿命的开始就能够高，而压降随着发动机磨损来进行控制。通过在发动机的寿命期间提供更一致的效率和压降，此实施例提供改进的性能。在一个实施例中，装置具有一个恒定地通向漏气流的冲击器级以及随压力增加而利用减压阀打开的一个或更多个级。在一个优选的实施例中，仅该恒定级的冲击器在发动机寿命的开始打开，而到发动机的寿命末期将打开所有级。
[0009] 在另一实施例中，惯性气液分离器设有可变孔喷嘴结构，依据柱塞相对于壳体套筒的轴向移动，该喷嘴结构具有可变孔面积。该可变孔喷嘴结构可与或不与上述实施例的所述恒定打开的冲击器级一起使用。
附图说明
[0010] 母案申请
[0011] 图1-22取自所述母案′603申请。图23-26取自所述母案′688申请。
[0012] 图1是根据母案′603申请的惯性气液冲击分离器的示意性剖视图。
[0013] 图2是沿图1的线2-2截取的剖视图。
[0014] 图3是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一实施例。
[0015] 图4是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一实施例。
[0016] 图5是结合图4的实施例的惯性气液冲击分离器的主透视图。
[0017] 图6是图5的构造的局部拆解的透视图。
[0018] 图7是图5的构造的局部拆解的透视图。
[0019] 图8是图5的一部分的分解透视图。
[0020] 图9是图5的结构的剖视图，显示调节器的第一位置。
[0021] 图10与图9类似，并显示调节器的另一位置。
[0022] 图11是图1的一部分的示意性透视图，但显示另一实施例。
[0023] 图12是根据母案′603申请的另一惯性气液冲击分离器的一部分的示意图。
[0024] 图13是结合图12的实施例的惯性气液冲击分离器的剖视图。
[0025] 图14与图13类似，并显示了调节器的另一位置。
[0026] 图15是图13的构造的剖视图。
[0027] 图16是图13的构造的透视图。
[0028] 图17是图16的构造的分解透视图。
[0029] 图18是图16的构造的另一分解透视图。
[0030] 图19是根据母案′603申请的另一惯性气液冲击分离器的一部分的示意性透视图。
[0031] 图20是根据母案′603申请的惯性气液冲击分离器的另一实施例的剖视图。
[0032] 图21是沿图20的线21-21截取的俯视图。
[0033] 图22是图20的一部分的放大视图。
[0034] 图23是根据母案′688申请的惯性气液冲击分离器的示意性剖视图。
[0035] 图24与图23类似并显示了另一实施例。
[0036] 图25与图23类似并显示了另一实施例。
[0037] 图26与图23类似并显示了另一实施例。
[0038] 本申请
[0039] 图27是根据本发明的惯性气液冲击分离器的示意性剖视图。
[0040] 图28与图27类似并显示了又一操作状态。
[0041] 图29是图27的一部分的放大图。
[0042] 图30是沿图29的线30-30截取的剖视图。
[0043] 图31是从图29的构造的下面看到的透视图。
[0044] 图32是惯性气液冲击分离器的另一实施例的示意性剖视图。
[0045] 图33与图32类似并显示了又一实施例。
[0046] 图34与图32类似并显示了又一实施例。
[0047] 图35是图34的装置的端视图。
[0048] 图36是图32的部件的透视图。
[0049] 图37与图32类似并显示了又一实施例。
具体实施方式
[0050] 母案申请
[0051] 下面的图1-26的描述取自上述的母案′603和′688申请。
[0052] 图1显示了在用于内燃发动机34的示例性曲轴箱通风分离应用中示出的用于从气液流32中聚结和去除液体颗粒的惯性气液冲击分离器30。在此应用中，期望从发动机34的曲轴箱36中排出漏气。如果不处理，则这些气体含有油雾和油烟形式的颗粒物。期望控制污染物的浓度，特别是如果这些漏气将会例如在进气歧管38处再循环回到发动机的空气进气系统。油雾滴的直径通常小于5μ，因此在使用传统的纤维过滤介质的情况下，随着该介质收集油和污染物并变得充满油和污染物，难以在保持低流阻的同时将油雾滴去除。
[0053] 分离器30包括壳体40，该壳体40具有用于从发动机曲轴箱36接收气液流32的入口42、用于将气流46排放到进气歧管38的出口44以及在47处将来自冲击集流器54的分离流体排出并在47处将所收集的油滴返回到曲轴箱36的排泄口45。壳体中的喷嘴结构48具有多个由孔提供的喷嘴，诸如图1、图2的50、52，所述喷嘴在58处接收来自入口42的气液流并通过喷嘴50、52使该气液流加速。多个喷嘴提供从中通过的平行累积流。壳体中的惯性冲击集流器54处在位于58处的加速气液流的路径中并通过如以56示出的急剧方向变化引起液体颗粒分离。在本实施例中，冲击集流器54具有引起液体颗粒与气液流分离的粗糙多孔的收集或撞击面60，并与US专利6,290,738中所示的类似，该专利结合在此，作为参考。喷嘴孔50、52可具有如所结合的′738专利中的文丘里或截头圆锥形形状。
[0054] 变流调节器62响应于指定的参数来改变通过多个喷嘴的累积流。在一个理想的实施例中，累积流的速度被改变，尽管也可改变其它流动特性。气液流沿轴向流动方向在58处轴向流动通过孔50、52。调节器62可相对于孔沿指定方向移动以改变所述的累积流。在一个实施例中，调节器62可相对于孔沿所述指定方向移动以改变总面积并因此改变由此产生的流速。在图1、图2中，调节器62是盘或板，其越过一个或更多个孔可移动以改变其横向于轴向流动方向58的横截面面积。盘62可横向于轴向方向58、如图1、图2中的箭头64所示地左右移动。在图1、图2的实施例中，盘62具有多个细长狭槽或开口66、68，所述狭槽或开口66、68与相应的喷嘴孔50、52对齐并可沿喷嘴孔50、52横向地滑动以改变其可用来通过喷嘴孔50、52轴向流动的尺寸，并因此改变累积流的面积。在又一实施例中，可在盘62的移动期间关闭或打开喷嘴孔50、52中的一个或更多个，由此改变可用来通过其轴向流动的孔的数量，从而改变上述的累积流面积。在又一实施例中，调节器盘62的移动既改变孔的尺寸又改变孔的数量，例如调节器盘62沿方向64的前后移动可沿孔的横向于流动方向58的横截面面积扩大和限制所述孔，以改变孔的尺寸，并且调节器盘62沿方向64的前后移动可打开和关闭其它的孔，以改变气液流流过的孔的数量。
[0055] 在一个实施例中，变流调节器62响应的所述参数是气液流的压力。壳体40包括隔膜或薄膜形式的压力传感器70，其通过连杆72联接到调节器62以致动调节器62在图1、图2中的左右方向64上移动。当气液流的压力增加时，隔膜70向图1中的左侧移动，在优选形式中，这增加了孔50、52等的尺寸(增加了其横截面流动面积)和/或增加了打开用以供气液流由此流过的孔50、52等的数量。壳体腔74中的气液流动流的增加压力克服偏置弹簧76以引起隔膜70的向左的移动。如果气液流压力降低，那么偏置弹簧76使调节器盘62向图1中的右侧移动，优选减小孔50、52等的尺寸和/或数量。以这种方式，保持理想的压差ΔP(德耳塔P)，无需在最小与最大的流速、发动机尺寸、诸如发动机损耗、速度、制动等的变化状态之间进行折衷选择。通过在发动机运行期间适应于不同的发动机尺寸、流速和变化状态，使变流调节器效率最大化，并克服在固定流动分离器中现有的所需的折衷选择。在图1的实施例中，在隔膜70的与腔74相对一侧上的壳体腔78在通风口80、
82处通向大气，以用于参考ΔP，尽管也可使用其它参考压力。
[0056] 图3显示了具有调节器板或调节器盘84的又一实施例，当盘84的细长狭槽或开口94、96沿诸如90、92的喷嘴孔移动时，该调节器板或调节器盘84可沿壳体88以箭头86表示的左右平移地滑动以改变诸如90、92的喷嘴孔的尺寸。狭槽或开口94、96可具有截头圆锥形的锥体98，以增强所述的文丘里加速效应。当盘84向图3中的左侧移动时，文丘里孔90、92的尺寸增加，即调节器盘84的向左移动扩大了孔90、92沿其横向于轴向流动方向58的横截面面积的尺寸，从而改变孔的尺寸。调节器盘84的向右移动沿孔90、92的横向于轴向流动方向58的横截面面积限制了孔90、92。可替代地，或另外地，调节器盘84的向左移动可打开另外的孔，而调节器盘84的向右移动可关闭一些孔，从而改变气液流所流过的孔的数量。
[0057] 图4显示了具有调节器盘100的另一实施例，该调节器盘100可围绕与轴向流动方向58平行的旋转轴线102旋转。当调节器盘100中的狭槽112、114沿越过喷嘴孔106、108等横向滑动时，调节器盘100可围绕轴线102如箭头104所示的顺时针旋转以限制和/或关闭壳壁110的一个或更多个喷嘴孔106、108等。
[0058] 图5-10显示了图4的实施例的优选实施方式。壳体120具有相当于图1的入口42的入口122，用于例如从曲轴箱36接收气液流32。壳体120具有相当于图1的出口44的出口124，用于将气流46排出到例如进气歧管38。壳体120具有相当于图1的排泄口45的排泄口126，将来自冲击集流器54的分离流体47排出，例如将所收集的油滴47返回到曲轴箱36。调节器盘100可旋转地安装到壳体心轴128以围绕轴线102旋转。盘100通过连杆130连接到隔膜板132，该隔膜板132具有延伸通过隔膜136的支腿134并安装在弹簧板
138的相对侧，使得隔膜136夹在板132与138之间。偏置弹簧140支承在弹簧板138与封盖142之间，该封盖安装到壳体并在周边144处密封到壳体，并且提供位于隔膜一侧的第一腔146和位于隔膜另一侧的第二腔148。
[0059] 图9显示了气液流动流32的低压状态，其中调节器盘100如箭头150所示顺时针旋转到第一位置，该第一位置将通过多个喷嘴孔106、108等的累积流减到最小，例如通过限制一个或更多个这些喷嘴孔的尺寸和/或关闭这些喷嘴孔中的一个或更多个。图10显示了气液流动流32的较高压力状态，其中调节器盘100如箭头152所示逆时针旋转到第二位置，该第二位置使通过多个喷嘴孔106、108等的累积流达到最大，例如通过扩大这些喷嘴孔中的一个或更多个和/或打开这些喷嘴孔中的一个或更多个。响应于气液流的压力，调节器具有在其最小与最大累积流位置之间的多个位置以保持压力恒定，即相对于指定的基准保持恒定的ΔP。指定的基准可以例如是如通过端盖142上的与腔148连通的一个或更多个通气口154、156提供的大气压力。
[0060] 在图5-10的实施例中，所述压力传感器通过隔膜136提供，该隔膜136可相当于图1的隔膜70具有第一和第二相反侧158和160，其中第一侧158通过板132和连杆130联接到调节器盘100，而隔膜70具有第一和第二相反侧69和71，其中第一侧69通过连杆72联接到调节器盘62，。隔膜的第一和第二侧中的一侧暴露于气液流32中的压力以控制调节器的移动。在图1和图9中，相应的隔膜70、136的所述第一侧69、158暴露于气液流中的压力以控制调节器的移动。在其它待描述的实施例中，隔膜的第二侧暴露于气液流中的压力以控制调节器的移动。在图1-2和图5-10中，通过相应的隔膜70、136的各自的第一侧69、158的相应的腔74、146中的气液流32中的指定压力来克服偏置构件76、140。
[0061] 图11显示了具有调节器盘161的另一实施例，该调节器盘161可围绕平行于轴向流动方向58的旋转轴线102旋转。调节器盘161在心轴163处可旋转地安装在壳板162上并且可旋转以打开或关闭一个或更多个喷嘴孔，诸如164、165等。在盘161如箭头166所示旋转时，盘的可具有不同弓形长度的一个或更多个径向臂167、168打开或关闭相应的喷嘴孔，从而通过改变可用于由此流过的喷嘴孔的数量来改变通过喷嘴结构的所述累积流。
[0062] 图12显示了具有调节器盘170的另一实施例，该调节器盘170可沿与轴向流动方向58平行的方向平移。调节器170可在与轴向流动方向58相同的方向上沿箭头176从实线位置172移动到虚线位置174，以通过限制或关闭壳壁180中的喷嘴孔178来减小气液流的所述累积流。调节器170可在与轴向流动方向58相反的方向上如箭头182所示从虚线位置174移动到实线位置172，以增加所述累积流。该调节器包括阀杆，诸如184，该阀杆184具有相应的圆锥形阀头，诸如186，该阀头186可与由喷嘴孔，诸如178提供的相应的阀座接合。阀头186是沿朝着与轴向流动方向58相同方向指向的方向变窄的锥形圆锥形地成形。阀座可以是与阀头互补的锥形。在如实现172所示的打开阀状态下，如所示的气液流188、190流过喷嘴孔178并撞击冲击面60，引起如上所述的液体颗粒分离，冲击面60可以是调节器170的端面或者可通过安装到调节器170的冲击集流器，诸如54提供。
[0063] 图13-18显示了图12的实施例的优选实施方式。壳体200具有可相当于图1的入口42的入口202，用于例如从曲轴箱36接收气液流32。壳体200具有可相当于图1的出口44的出口204，用于将气流46排出到例如进气歧管38。壳体200具有可相当于图1的排泄口45的排泄口206，将来自冲击集流器54的分离流体47排出，例如将所收集的油滴47返回到曲轴箱36。内壳壁180具有多个喷嘴孔178、208等。调节器盘170具有多个阀杆184、210等，所述阀杆具有打开和关闭和/或限制和扩大相应的喷嘴孔178、208等的相应的阀头186、212。调节器盘170安装在隔膜214上，该隔膜214在其周边216处密封在壳体中。壳体包括从入口202接收气液流的腔218、在内壳壁180与隔膜214的第一侧222之间的子腔220以及在隔膜的第二侧226的腔224。壳体通过封装腔218的第一封盖228和封装腔224的第二封盖230封闭。
[0064] 气液流32通过壳体入口202流入封盖228与内壳壁180之间的腔218中。子腔220在内壳壁180与隔膜214之间，并且当打开时，接收通过喷嘴孔178、208等连通的气液流动流。腔224在封盖230与隔膜214的所述第二侧226之间并且包括隔离环232，该隔离环232具有多个隔离支腿234，用于在腔224中提供充气增压。多个连通通道236、238等提供如箭头240、242等所示从所述连通通道通过的气液流动流压力从腔218如箭头244、246等所示进入腔224中的连通。连通通道236、238等的尺寸和数量选择为使得由气液流的压力产生的隔膜214的第二侧226的压力相对于气液流的压力的比率大于由气液流的压力产生的隔膜214的第一侧222的压力相对于气液流的压力的比率。隔膜214本身偏置，或可替代地具有非张紧位置，如图13中所示，其中喷嘴孔178、208等通过阀头186、212等封闭，该非张紧位置是图12中所示的虚线位置174。隔膜的这种本身偏置或非张紧位置具有朝着喷嘴孔的此封闭位置的偏压，例如在发动机的低速度下，该偏压大于隔膜的第二侧226上的腔224中的压力。当气液流的压力增加时，隔膜的第二侧226的腔224中的压力增加并克服隔膜214的本身偏置以使隔膜张紧并移动到图14中所示的位置，该位置是图12中的实线位置172，从而通过沿图12的方向182将阀头186、212等移离它们相应的阀座来开始打开喷嘴孔178、208。阀的此打开移动受到当前使用的隔膜的第一侧222的子腔220中的压力阻挠和平衡，这是因为气液流如箭头188、190处所述通过各自喷嘴孔流入子腔220中。隔膜的第一和第二侧的所述压力比控制阀的打开和关闭，并改变喷嘴孔的尺寸，并且如需要的话改变打开或关闭的孔的数量。
[0065] 通过喷嘴的累积流通过变流调节器170改变，其中此调节器的移动改变孔178、208等的尺寸和数量中的至少一个。所述累积流可通过如下方式来进一步改变，即：逐个地改变阀杆184、210等的轴向高度；逐个地改变阀头186、212等的锥度、宽度等；改变孔178、
208等的尺寸；通过改变连通通道236、238的尺寸和数量，隔膜的相反侧222和226的压力比；以及各种它们的组合。
[0066] 调节器170具有如图13中以及如图12中的虚线174所示的第一位置，该第一位置使通过多个喷嘴孔178、208的气液流的累积流减到最小或封闭停止。调节器具有如图14中以及如图12中的实线172所示的第二位置，该第二位置使通过多个喷嘴孔178、208等的累积流达到最大。响应气液流的压力，调节器170通过由隔膜214提供的压力传感器在所述第一和第二位置与其间的多个位置之间移动以保持此压力恒定，即，如需要的话保持恒定的ΔP。如上所述，这克服了现有的在既不适于可变发动机或流动状态也不适于不同发动机尺寸的固定分离器中的折衷选择的缺点。在调节器的所述第一和第二位置以及其间的中间位置，隔膜的侧226暴露于气液流中的压力。在调节器的所述第二位置和中间位置中，隔膜的侧222暴露于气液流中的压力。
[0067] 图19显示了又一实施例，相当于与图12的调节器170，调节器250沿与轴向流动方向58平行的方向252平移，用于打开和关闭和/或扩大和限制壳壁258中的喷嘴孔，诸如254、256等。调节器250具有多个阀杆260、262等，所述阀杆具有可与相应的阀座，诸如268、270等接合的圆锥形阀头264、266等，所述阀座可以被与阀头互补的成圆锥形地成形。
与图12不同，图19中的阀头264、266沿朝着与轴向流动方向58相反指向的方向变窄的锥形圆锥形地成形。响应于指定参数，变流调节器250通过如箭头252所示前后移动来改变通过喷嘴孔254、256等的气液流的累积流。如果气液流动流中的压力是指定的参数，则作用在阀头264、266上的压力可用于打开阀，并且作用在这些阀头以及调节器盘的表面272的压力可用于通过增加喷嘴孔的横截面面积来改变和扩大累积流的面积。偏置弹簧，诸如
76、140可支承调节器盘的表面274以使该调节器偏置到封闭或受限位置。调节器250沿与轴线流动方向58相同的方向移动以增加所述累积流，以及沿与轴向流动方向58相反的方向移动以减少所述累积流。
[0068] 图20-22显示了在壳体290中具有多个调节器组件280、282、284、286的又一实施例。在调节器组件280中，壳体子壁292具有多个喷嘴孔，诸如294、296、298等，通过所述喷嘴孔使气液流动流58加速并在冲击表面60处撞击惯性冲击集流器54，如上所述，引起液体颗粒与气液流的分离。冲击集流器54安装在变流调节器300上，或可替代地，调节器的端面302可提供冲击表面60。调节器300如箭头304所示沿与轴向流动方向58平行的方向前后平移，并通过支承在调节器盘300的下侧308与壳体的弹簧座310之间的弹簧306偏置到关闭位置(图22中向上)。在图22中所示的向上偏置的关闭位置，调节器盘300的外周边上的环形垫圈312以密封关系与壳体的V形阀座314的下顶点接合以堵塞自此经过的气流和液流。调节器300可沿第二方向(图22中向下)移动到第二打开位置，其中垫圈312远离阀座314向下移动并脱开阀座314一定间隙，从而允许气流经过此流到在图22中示意性显示的壳体出口44，并允许液流经过此流到在图22中示意性显示的壳体排泄口45。
其余调节器组件282、284、286是相同的。
[0069] 图1-19的上述实施例的惯性冲击集流器在图20-22中设置为多个冲击表面60、60a、60b、60c，每一个冲击表面接收通过相应的组的一个或更多个孔294、296、298等的气液流。变流调节器通过多个冲击按钮300、300a、300b、300c来提供，每一个冲击按钮承载相应的冲击表面60、60a、60b、60c。每一个冲击按钮可独立于其它冲击按钮在所述关闭位置与打开位置之间移动。通过改变处于关闭位置和打开位置中的至少一个的冲击按钮的数量来改变58处的气液流的所述累积流。例如，可通过打开冲击按钮中的一个或更多个来增加累积流，并且通过关闭冲击按钮中的一个或更多个来减少累积流。冲击按钮在不同的弹簧刚度下弹性偏置，以提供冲击按钮的差动顺序的打开和关闭。例如，弹簧306、306a、306b、306c中的每一个具有不同的弹簧刚度，使得例如冲击按钮300响应增加的压力而首先打开，以及然后冲击按钮300a响应进一步增加的压力而打开，然后冲击按钮300b响应又进一步增加的压力而打开，等等。冲击按钮300、300a、300b、300c沿与轴向流动方向58平行的方向平移，并沿所述与轴向流动方向58平行的方向偏置到所述关闭位置(图20中向上)。
[0070] 参照图1，气液流32变为气流46并从上游到下游，从入口42然后流过喷嘴孔50、52等，然后在冲击表面60处到达惯性冲击集流器54，然后到达出口44流动通过壳体。在图1-19的实施例中，所述调节器在惯性冲击集流器的上游。在图20-22的实施例中，调节器在惯性冲击集流器的下游。
[0071] 图23显示了用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器320。壳体322具有用于接收气液流326的入口324和用于排出气流330的出口328。壳体中的喷嘴结构332包括多个诸如334的喷嘴，所述喷嘴从入口324接收气液流并通过喷嘴加速该气液流。惯性冲击集流器336设置在壳体中，其在加速的气液流的路径中，并引起液体颗粒与气液流的分离，之后如338处所示的气流流动，而液体340在排泄口342处排出。变流调节器344可例如在图23中上下移动以打开和关闭可变数量的喷嘴334。
[0072] 变流调节器344响应气液流326的压力。变流调节器通过，例如在图23中向上，移动来响应增加的压力以打开喷嘴334中的多个。变流调节器通过，例如在图23中向下，移动来响应减少压力以关闭喷嘴334中的多个。以这种方式，在入口324与出口328之间沿惯性气液分离器320保持基本恒定的压降，尽管从中通过的气液流的流动状态是变化的。优选喷嘴334与惯性压缩集流器336之间的距离恒定并且不随变流调节器344的移动而改变。
[0073] 在图23中，变流调节器344通过沿气缸348可轴向滑动的活塞346提供，该气缸348沿轴线350延伸。气缸具有气缸壁352，该气缸壁352具有自其穿过的提供所述多个喷嘴的多个孔354。在活塞沿气缸滑动期间，所述孔通过活塞346覆盖和揭开以相应地关闭和打开喷嘴。惯性冲击器336是环形构件，其通过气缸348与冲击器336之间的环形加速间隙356在气缸348向外径向隔开。孔354径向延伸通过气缸壁352。气液流326在气缸
348内轴向流动，然后径向向外通过未被活塞346覆盖的孔354并加速进入环形加速间隙
356和冲击惯性冲击式集流器336，该冲击集流器336引起液体颗粒与气液流分离。气液流
326沿指定的轴向方向，例如图23中向上，在气缸348内流动。在所述分离之后，338处的气流在相同的指定轴向方向上沿气缸348的外部流动。气液流沿所述指定轴向方向流过入口324。330处的气流沿相同的所述指定轴向方向流过出口328。
[0074] 活塞346具有导面358，该导面358面向与之相对的气液流326的引入流。导面358构造为将流动定向地导向和引向气缸壁352中的孔354。在一个实施例中，这种定向构造是锥形或凸形或带槽的导面等。
[0075] 在图23的实施例中，活塞346是依照活塞的重量来调节流动的重力活塞。所述移动轴线是竖直的。活塞346具有所述底面358，该底面358向下面向并接收与之相对的气液流326的引入流。活塞346响应气液流326的增加压力而在气缸348中向上滑动以打开孔354中的多个。活塞响应气液流326的减少压力而在气缸中向下滑动以关闭孔354中的多个。气缸的顶部包括通气孔360以避免在活塞运动期间在气缸内形成真空，从而不阻碍活塞的运动。
[0076] 图24显示了另一实施例，并且为便于理解，使用与适用于上文的相似的附图标记。偏置构件，诸如弹簧362对着与之相对的气液流326的引入流偏置活塞346a。响应气液流326的增加压力，活塞346a抵抗偏置弹簧362的偏压沿第一轴向方向，例如图24中向上，滑动，以打开孔354中的多个。响应气液流326的减少压力，活塞346a由于通过偏置弹簧362偏压而沿第二相反的方向，例如图24中向下，滑动，以关闭孔354中的多个。
[0077] 图25显示了用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器370的另一实施例。壳体372具有用于接收气液流376的入口374，并具有用于排出气流380的出口378。壳体中的喷嘴结构382具有多个喷嘴384，所述喷嘴从入口374接收气液流并通过喷嘴加速该气液流。惯性冲击集流器386设置在壳体中，其在加速的气液流的路径中，冲击集流器386可以是壳体的内壁。壳体中的变流调节器388可移动以打开和关闭可变数量的喷嘴384。
[0078] 壳体372具有壁390，壁390面对惯性冲击集流器386，并且通过它们之间的环形加速间隙392与冲击集流器386分开。壁390具有提供了所述喷嘴384的通过壁的多个孔394。变流调节器388由滚动隔膜396提供，该滚动隔膜396具有有弹性的柔性区域398，该柔性区域398以弯曲动作覆盖和揭开孔394，以相应地关闭和打开喷嘴384。隔膜396具有第一侧400，该第一侧400与入口374连通并暴露于气液流376的引入流。隔膜具有与出口
378连通的第二相反侧402。隔膜的第一侧400具有变化的有效面积，该有效面积被定义为暴露于引入流的面积。响应于气液流376的增加压力，隔膜的有效面积增加，并且隔膜揭开和打开孔394中的多个。响应于气液流376的减小压力，隔膜的有效面积减小，并且隔膜覆盖和关闭孔394中的多个。壁390是气缸404的圆柱形壁，气缸404在所述壳体里并沿着轴线406轴向延伸。孔394径向延伸通过气缸壁390。隔膜396具有沿着气缸壁390的内部轴向延伸的外部408，并且具有径向离开气缸壁390的柔性，从而揭开和打开孔394中的多个。隔膜400具有中央部410，中央部410从该外部向内径向横跨，并可沿着如图25中向下的第一轴向方向移动，以使隔膜的外部408远离孔394径向向内地弯曲，并使之脱开与气缸壁390的接合，以揭开和打开孔中的多个。中央部410可沿着如图25中向上的第二相反轴向方向移动，以使隔膜的外部408朝着孔394径向向外地弯曲，并使之进入与气缸壁390的接合，以覆盖和关闭孔394中的多个。偏置弹簧412沿如图25中向上的所述第二轴向方向并对着气液流376的引入流偏压隔膜的中央部410。分离的液体如箭头414处所示在排泄口416处排出。气流如箭头418处所示流到出口378。中央支柱420以套筒式轴向滑动的关系支承上部套筒422，该上部套筒422又支承隔膜的上中央部410。支承支柱420的底部具有多个狭槽或孔424，所述狭槽或孔424使气流从中通过流到出口378。
[0079] 图26显示了用于从气液流中去除液体颗粒的惯性气液分离器430的另一个实施例。壳体432具有用于接收气液流436的入口434，并且具有用于排出气流440的出口438。壳体中的喷嘴结构442具有多个喷嘴444，所述喷嘴444从入口434接收气液流并通过喷嘴444加速该气液流。惯性冲击集流器446设置在壳体中，其在加速气液流的路径中，并引起液体颗粒与气液流的分离。液体如箭头448处所示在排泄口450处排出。气流继续如箭头452、454处所示到达出口438。变流调节器456可移动，以打开和关闭可变数量的喷嘴444。壳体具有壁458，该壁458面对惯性冲击集流器446，并且通过它们之间的加速间隙460与该冲击集流器446分开。壁458具有提供所述喷嘴的通过壁的多个孔462。变流调节器456由滚动隔膜464提供，该滚动隔膜464具有有弹性的柔性区域466，该柔性区域
466以弯曲动作覆盖和揭开孔462，以相应地关闭和打开喷嘴。隔膜464具有第一侧468，该第一侧468与入口434连通并暴露于气液流436的引入流。隔膜具有与出口438连通的第二相反侧470。隔膜的第一侧468具有变化的有效面积，此有效面积定义为暴露于引入流的面积。响应于气液流436的增加压力，隔膜的有效面积增加，并且隔膜揭开和打开孔462中的多个。响应于气液流436的减少压力，隔膜的有效面积减小，并且隔膜覆盖和关闭孔462中的多个。
[0080] 壁458是具有引入流开口472的板，该引入流开口472与入口434连通并接收气液流436的引入流。引入流沿轴线474轴向流过开口472。板458从开口472侧向向外延伸。多个孔462轴向延伸通过板458并在开口472的侧向外部。隔膜464具有外部476，该外部476沿板458侧向延伸并且具有如图26中向上的轴向上远离该板458的柔性，以揭开和打开孔462中的多个。隔膜464具有中央部478，该中央部478从该外部侧向向内横跨，并可沿如图26中向上的第一轴向方向移动，以使隔膜的外部476轴向远离孔462地弯曲，并使之脱开与板458的接合，以揭开和打开孔462中的多个。隔膜的中央部478可沿如图26中向下的第二相反轴向方向移动，以使隔膜的外部476朝着孔462轴向弯曲，使之进入与板458的接合，以覆盖和关闭孔462中的多个。偏置弹簧480沿如图26中向下的所述第二轴向方向并对着气液流436的引入流偏压隔膜的中央部478。气液流436沿如图26中向上的所述第一轴向方向流过开口472，接着沿如图26中向下的所述第二轴向方向如箭头
482处所示流动。气流从加速间隙460如箭头452、454处所示沿所述第一轴向方向流到出口440。
[0081] 在上述实施例中，所述系统自动地使孔的数量或尺寸适合流动，以保持尽可能恒定的限制。这在制动模式的卡车中的内燃发动机应用中是特别希望的。在其它应用中，洞或孔的面积的改变在延长期间里逐步地进行，例如在车辆的维修周期手动地进行，特别当曲轴箱的压力达到一定预定水平时。在一个示例中，在维修周期，图23的活塞346能够在不同位置之间手动改变，并通过诸如棘爪、插销、槽内抓手的保持器保持在固定的轴向位置，直到下一个进一步的维修周期，在该下一维修周期维修技师将判定是否应将活塞移到不同的轴向位置，以覆盖或打开或多或少的孔354，直到下一个维修周期，等等。在另一示例中，可在维修周期将如图3的84或者图4的100的盘固定在合适位置，并保持这样的固定直到下一个维修周期，在该下一个维修周期它们可以由维修技师进行调整和移动，并且保持这样的调整状态，直到随后的维修周期，等等。在另一示例中，可以设置一对盘，该对盘能够利用一系列棘爪或挡爪根据标度成相对彼此角度地旋转或滑动并锁定在合适位置，该标度向维修技师指示对应于指定的曲轴箱压力读数的指定设定。然后，机械师将手动地将盘或其它变流调节器滑动或旋转到指定的设定位置，以适应自上次维修周期以来的磨损，并当发动机老化时，对应于当前的曲轴箱压力读数。
[0082] 本申请
[0083] 图27显示了用于从气液流512中去除液体颗粒，例如从来自内燃发动机516的曲轴箱514的漏气气流中去除油粒的惯性气液分离器510。在此实施例中，分离器将分离的油518在排泄口520处返回到曲轴箱514，并将分离的空气511在出口524处返回到发动机的进气歧管526。在此应用中，期望将来自发动机516的曲轴箱514的漏气排出。如果不处理，则这些气体含有以油雾和油烟形式的颗粒物。期望控制污染物的浓度，即使这些漏气将要例如在进气歧管526处再循环回到发动机的空气进气系统。油雾滴的直径通常小于5μ，因此在使用传统的纤维过滤介质的情况下，随着该介质收集油和污染物并变得充满油和污染物，而难以在维持低流阻的同时将油雾滴去除。该分离器可在闭式曲轴箱通风(CCV)系统和开式曲轴箱通风(OCV)系统中，以及其它惯性气液冲击分离器应用中使用。
[0084] 分离器510包括壳体528，该壳体528具有用于接收气液流512的入口530和用于排出气流522的出口524。该入口可具有诸如O型环532的垫圈，用于密封安装到诸如发动机曲轴箱的部件。图27、图28的第一和第二流分支534和536设置为从入口530到出口524通过壳体。第一流分支534具有一组一个或更多个喷嘴538，所述喷嘴538从入口530接收气液流512并在下游方向上的第一流分支中通过第一组的一个或多个喷嘴538对着壳体中的第一惯性冲击集流器540加速该气液流并引起液体颗粒分离，该第一惯性冲击集流器540在通过第一流分支534的加速气液流的路径中。壳体中的惯性冲击集流器540在加速气液流的路径中并通过如542处所示的急剧方向变化来引起液体颗粒分离。在该优选实施例中，冲击集流器540具有粗糙多孔的收集或撞击表面，该收集或撞击表面引起液体颗粒与气液流的分离，并且冲击集流器540与US专利6,290,738中所示的冲击集流器类似，该专利结合在此，作为参考。在另一实施例中，使用光滑的不渗透撞击表面，从而提供锐截流尺寸的颗粒分离，如′738专利中所述。喷嘴538可通过具有如所结合的′738专利中的文丘里或截头圆锥形形状的孔来提供。第二流分支536具有第二组一个或更多个喷嘴
544，所述喷嘴从入口530接收气液流并在下游方向上的第二流分支536中通过第二组一个或更多个喷嘴544且对着壳体中的第二惯性冲击集流器546加速气液流并通过如图28的
548处所示的急剧方向变化来引起液体颗粒分离，该第二惯性冲击集流器546在通过第二流分支536的加速气液流的路径中。第二流分支536中的可变控制器550控制自此通过的流动。
[0085] 图27、图28的第二流分支536中的图29-31的可变控制器550响应气液流512的压力。第二流分支536中的可变控制器550在所述第二组一个或更多个喷嘴544的上游。第一和第二流分支530和536优选在入口530的下游的交汇点552处叉开，而变流控制器
550优选在此交汇点552的下游。第一流分支534连续打开，使得气液流512能连续流过该第一流分支534并通过第一组一个或更多个喷嘴538。变流控制器550包括将在下文描述的阀554，该阀554可调节以控制通过第二流分支536和第二组一个或更多个喷嘴544的流动。阀554优选是响应气液流512的增加压力的减压阀。阀554可在分别允许和堵塞通过第二流分支536和第二组一个或更多个喷嘴544的流动的打开位置与关闭位置之间进行调节，该阀响应气液流512的增加压力而打开。流分支534提供第一级，而诸如536的一个或更多个流分支提供第二、第三级，等等，所述级中的一个在536处显示。相应的阀554可在不同的压力下打开以提供交错连续开口的多级阵列，该阵列提供交错连续增加流动面积。在另一实施例中，不是打开/关闭，阀554可提供可变开口，该开口可变地增加开口的尺寸以响应气液流512的增加压力而可变地增加通过第二分支536的流动面积，包括，例如，如上述的母案′603和′688申请中的。此多级效果能实现上述优点，包括：在发动机寿命的早期提供增加的分离效率，而不在包括发动机寿命末期状态的发动机寿命晚期遭受不适宜的高压降。
[0086] 气液流512沿平行的流路534和536流过第一和第二组喷嘴。在一个实施例中，所述第一和第二惯性冲击集流器540和546共用位于冲击区540和546处的公共冲击板556，所述冲击区540和546沿侧向方向558侧向隔开，该侧向方向558垂直于沿着所述平行路径中的每一个的流动的方向560。第一组喷嘴538与第一惯性冲击集流器540之间的距离是恒定的。变流控制器550可移动以控制通过第二分支536的流动，并且第二组一个或更多个喷嘴544与第二惯性冲击集流器546之间的距离564是恒定的，包括在变流控制器550的移动期间。距离562优选等于距离564。
[0087] 并排的第一烟道和第二烟道566和568设置在壳体528中。每一个烟道限定自其通过的相应轴向延伸的流路，如534和536处所示。第一烟道566具有从壳体入口530接收气液流512的第一轴向端570，并具有远侧相对的第二轴向端572，该第二轴向端572具有自其通过的第一组一个或更多个喷嘴538。第一烟道566在其第一轴向端570与第二轴向端572之间具有自其通过的第一轴向流动通道574，该轴向流动通道574提供所述第一流分支534。第二烟道568具有从壳体入口530接收气液流512的第一轴向端576，并具有远侧相对的第二轴向端578，该第二轴向端578具有自其通过的第二组一个或更多个喷嘴544。第二烟道568在其第一轴向端576与第二轴向端578之间限定自其通过的第二轴向流动通道580，该轴向流动通道580提供所述第二流分支536。
[0088] 变流控制器550可沿轴向流动通道580在图27、图28的第二烟道568中轴向移动。变流控制器550优选包括阀构件554，该阀构件554优选包括盘等，其可轴向移动以分别地与形成在第二烟道568中的阀座582进入接合和脱开接合，从而相应地关闭和打开第二流分支536，如图27和图28中所示。盘阀构件554可包括图29的环形垫圈584，用于与阀座582密封地接合。阀座582在第二烟道568的所述第一轴向端576处。诸如图29的螺旋压缩弹簧586的偏置构件支承在第二烟道568的所述第二轴向端578与阀构件盘554之间，并使阀构件554偏置到图27的靠着阀座582的正常关闭位置。阀构件554可响应克服偏置构件586的偏压的气液流512的压力在图27、图28中向上轴向移动到图28的打开位置。处于图28的打开位置的阀构件554允许气液流如箭头588处所示轴向流动通过第二烟道568流向在烟道568的所述第二轴向端578处的第二组一个或更多个喷嘴544。
[0089] 如上所述，变流控制器550优选是可轴向移动的阀构件554。第二烟道568具有图31中的多个导轨肋590，所述肋590沿轴向流动通道580轴向延伸，并且围绕阀构件554周向隔开(图30)并径向设置在阀构件554的外面，而且引导阀构件554，如上所述，该阀构件
554可以是盘，用于沿此导轨肋590轴向移动。烟道568具有图29的轴向延伸的内腔592，该内腔592具有在阀构件盘554的外面径向隔开的内腔壁594。内腔壁594具有自其径向向内突出的所述导轨肋590。导轨肋590通过在相应的导轨肋590之间以及内腔壁594与阀构件盘554之间的图30的弓形间隙596周向隔开。第二流分支536中的气液流512轴向流过弓形间隙596。
[0090] 图32显示了用于从气液流602中去除液体颗粒的惯性气液分离器600。该分离器包括壳体604，该壳体604引导气液流从上游到下游通过壳体(图32中左到右)。壳体具有接收气液流的入口606、排出气流610的出口608以及排出分离液体614的排泄口612。壳体具有壳体套筒616，该壳体套筒616对着可轴向移动的柱塞618沿如602处所示的下游轴向流动方向轴向引导气液流，该柱塞618对着所述下游轴向流沿上游轴向方向(图32中向左)偏置。可变喷嘴孔喷射结构620在壳体套筒616与柱塞618之间协同作用并对着壳体中的惯性冲击集流器624如箭头622处所示径向向外地加速自喷射结构620通过的气液流，用于液体颗粒分离。依据柱塞618相对于壳体套筒616的轴向移动(左-右)，可变孔喷嘴结构620具有可变的孔面积626。
[0091] 柱塞618具有横向跨越的盘628，该盘628轴向面向上游(图32中向左)并被轴向向下游(图32中向右)通过壳体套筒616并对着盘628流动的气液流602撞击。气液流602的压力越大，柱塞618抵抗由偏置弹簧630提供的偏压的轴向下游移动越大，而可变孔面积626越大。柱塞618具有图36中的柱塞套筒632，该柱塞套筒632从盘628向上游(图32、36中向左)轴向延伸并可以导向关系沿壳体套筒616套筒式轴向滑动。可变孔喷嘴结构620沿柱塞套筒632形成。柱塞套筒632可相对于壳体套筒616在收缩位置与伸出位置之间套筒式轴向移动。该伸出位置在抵抗偏置弹簧630的偏压并增加可变孔面积626的下游轴向方向。柱塞套筒632通过图36的从盘628向上游轴向延伸的周向侧壁634提供。沿柱塞套筒632形成的可变孔喷嘴结构620通过一个或更多个轴向细长狭槽636提供，所述狭槽636沿侧壁634轴向延伸并径向通过侧壁634且使气液流如箭头622处所示自狭槽径向流过。柱塞套筒632的周向侧壁634具有上游轴向端638。所述一个或更多个轴向细长狭槽636在周向侧壁634的上游轴向端638处具有打开的上游端640，并具有图32的封闭下游端642。壳体套筒616具有下游轴向端644。柱塞套筒632相对于壳体套筒616的下游轴向移动和延伸越大，径向露出于惯性冲击集流器624的所述一个或更多个轴向细长狭槽向下游超出壳体套筒616的下游轴向端644的露出轴向长度越大。
[0092] 图33显示了另一实施例，并且为便于理解，使用与适用于上文的相似的附图标记。柱塞650具有通过从柱塞盘656向上游轴向延伸的周向侧壁654提供的柱塞套筒652。可变孔喷嘴结构沿柱塞套筒652通过多个孔658形成，所述孔658通过周向侧壁652并使气液流如箭头622处所示径向向外地流过所述孔658。所述孔中的两个，诸如658、660处在沿周向侧壁654的不同轴向位置处。柱塞套筒652相对于壳体套筒616的下游轴向移动和延伸越大，径向露出于惯性冲击集流器624的超出壳体套筒616的下游轴向端644的露出孔660、658等的数量越多。
[0093] 图34、图35显示了另一实施例，并且为便于理解，使用与适用于上文的相似的附图标记。柱塞670具有凸缘672，该凸缘672朝着壳体套筒616的下游轴向端644面向上游并通过下游轴向端644与凸缘672之间的提供可变孔面积的可变轴向间隙674与该下游轴向端644可变地分离，气液流通过该可变孔面积如箭头622处所示对着惯性冲击集流器624径向向外流动。可变轴向间隙674取决于柱塞670的轴向移动(图34中左-右)。凸缘672是盘676的外部周向周边。柱塞670具有下游位置，其中凸缘672与壳体套筒616的下游轴向端644向下游(图34中向右)轴向隔开，并且可变轴向间隙674是连续的环状，其使气液流由此处如箭头622处所示并对着惯性冲击集流器624径向流过。柱塞670具有图34、图35中的从盘676向下游(图34中向右)轴向延伸的杆678。支架680在壳体中安装在惯性冲击集流器624的下游，并在套筒682处以可轴向滑动的关系接收杆678，从而引导柱塞670的轴向移动。
[0094] 图32-34中的壳体套筒包括如616处所示的具有下游轴向端644的上游壳体套筒，并且包括具有内表面的下游壳体套筒684，该内表面上具有惯性冲击集流器624并朝着所述可变孔喷嘴结构径向向内面向。下游壳体套筒684从惯性冲击集流器624沿提供增加的增压容积688的锥体686向下游(图32-34中向右)轴向延伸。图32、图33中的支架690，图34中的支架680安装在壳体中并提供位于惯性冲击集流器和柱塞以及排泄口下游的横跨下游壳体套筒684的壁。通过该壁的开口608提供所述出口，气流如箭头610处所示通过该出口排出。排泄口612沿重力方向在出口608之下。分离的液体和气流在相同的轴向方向上沿下游壳体套筒684从惯性冲击集流器624向下游(图32-34中向右)轴向流动。螺旋压缩弹簧630轴向支承在相应的支架690、680与柱塞618、650、670之间并沿上游轴向方向(图32-34中向左)偏压柱塞。
[0095] 图36的冲击后涡流分离结构692设置在壳体中并在惯性冲击集流器624的下游并产生有助于去除分离液体颗粒的回旋发散涡流。柱塞618具有图32、图36的从液体颗粒分离区向下游(图32中向右)轴向延伸的柱塞裙部694。柱塞裙部694具有图36中的多个成角度定向的叶片696，所述叶片696产生回旋发散的涡流。柱塞裙部694和叶片696提供所述冲击后涡流分离结构。下游壳体套筒684通过环形空间698径向向柱塞裙部694的外部隔开。叶片696从柱塞裙部694径向向外延伸到环形空间698中。下游柱塞裙部694和叶片696可设置在柱塞650、670上，如图所示。
[0096] 图37显示了又一实施例，并且为便于理解，使用与适用于上文的相似的附图标记。柱塞702沿上游轴向方向(图37中向左)磁性偏置。壳体中的支架704在惯性冲击集流器624的下游。设置第一和第二相对磁铁706和708，其中第一磁铁706在柱塞702上，而第二磁铁708在支架704上。磁铁706和708之间施加相对的排斥磁力以沿上游轴向方向(图37中向左)磁性偏压柱塞702。
[0097] 在上文的描述中，为简洁、清晰和理解而使用了确定的术语。因为这些术语用于描述性目的并意欲于被广泛理解，所以其并不包含有超出现有技术需求的不必要的限制。此处所述的不同构造、系统和方法步骤可独立使用，也可与其它构造、系统和方法步骤组合使用。期望在所附权利要求的范围内，可以进行各种等同、替换和改进。
