液雾分离装置

摘要

本发明涉及一种用于从气流(14)中分离液体的液雾分离装置，尤其是从吹漏气分离油，液雾分离装置具有喷嘴板(16)，其具有至少一个喷嘴(18)，该喷嘴(18)至少部分地永久打开，气流(14)流过喷嘴(18)；具有与至少一个喷嘴(18)相对设置的至少一个挡板(20)，挡板(20)使气流(14)偏转并且液滴在其上沉淀。为了减少压力损失，根据本发明，液雾分离装置(10)具有至少一个阀元件(25)，该阀元件(25)与喷嘴板(16)一起形成具有可变喷嘴截面的至少一个可变喷嘴(26)。至少一个可变喷嘴(26)与喷嘴板(16)的至少一个喷嘴(18)流体平行地布置，喷嘴板(16)和阀元件(25)布置成相对于彼此轴向可移动。

权利要求

1.一种液雾分离装置，用于从气流(14)中分离液体，具有：-喷嘴板(16)，其具有至少一个喷嘴(18)，所述喷嘴(18)至少部分地永久打开，气流(14)流过所述喷嘴(18)，-至少一个挡板(20)，其与所述至少一个喷嘴(18)相对设置，所述挡板(20)使气流(14)偏转并且液滴在其上沉淀，其特征在于，

-所述液雾分离装置(10)具有至少一个阀元件(25)，所述阀元件(25)与所述喷嘴板(16)一起形成具有可变喷嘴截面的至少一个可变喷嘴(26)，-至少一个可变喷嘴(26)与所述喷嘴板(16)的至少一个喷嘴(18)流体平行地布置，-所述喷嘴板(16)和所述阀元件(25)布置成相对于彼此轴向可移动，所述可变喷嘴(26)的喷嘴截面通过所述喷嘴板(16)到所述阀元件(25)的移位性而调节，所述喷嘴板(16)和所述挡板(20)相对于彼此具有固定距离，以及在所述喷嘴板(16)的每个喷嘴(18)和每个可变喷嘴(26)的对面设置挡板(20)，所述挡板(20)使从各个喷嘴(18、26)出来的气流(14)偏转并且液滴在其上沉淀，所述喷嘴板(18)和所述挡板(20)布置成在所述液雾分离装置(10)中是轴向可移动的，其中所述至少一个阀元件(25)是固定封闭体(34)，其以锥形或截头锥形的方式实施，或者所述至少一个阀元件(25)是阀座(38)，其围绕入口连接件(12)的开口。

2.根据权利要求1所述的液雾分离装置，其特征在于，

所述液雾分离装置用于从吹漏气分离油。

3.根据权利要求1所述的液雾分离装置，其特征在于，

-所述至少一个阀元件(25)是固定封闭体(34)，其以锥形或截头锥形的方式实施，-所述喷嘴板(16)为每个封闭体(34)具有开口(22)，-在所述喷嘴板(16)的关闭位置，这种封闭体(34)接合到所述喷嘴板(16)的相应开口(22)中并且关闭所述喷嘴板(16)，以及-在所述喷嘴板(16)的打开位置，所述开口(22)和相应的封闭体(34)形成环形间隙。

4.根据权利要求1所述的液雾分离装置，其特征在于，

-所述至少一个阀元件(25)是阀座(38)，其围绕入口连接件(12)的开口，-在所述喷嘴板(16)的关闭位置，所述喷嘴板(16)靠在所述阀座(38)上并覆盖所述入口连接件(12)的开口，并且-在打开位置，在所述喷嘴板(16)和所述阀座(38)之间形成环形间隙。

5.根据权利要求1所述的液雾分离装置，其特征在于

-所述至少一个阀元件(25)是阀座(38)，其围绕入口连接件(12)的开口，-在所述喷嘴板(16)的关闭位置，所述喷嘴板(16)靠在所述阀座(38)上并覆盖所述入口连接件(12)的开口，以及-在打开位置，所述喷嘴板(16)的至少一个喷嘴(18)露出，其在关闭位置被所述阀座(38)覆盖。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液雾分离装置，其特征在于，设置弹簧装置(32)，其以沿关闭位置方向的力作用在所述喷嘴板(16)上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的液雾分离装置，其特征在于，至少一个可变喷嘴(26)和所述喷嘴板(16)的至少一个喷嘴(18)指向共同的喷嘴方向。

说明书

液雾分离装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种特别是根据权利要求1的前序部分所述的液雾分离装置，用于从气流中分离液体，尤其从吹漏气(blow-by gas)分离油，液雾分离装置具有：喷嘴板，其具有至少一个喷嘴，该喷嘴至少部分地永久打开，气流流过该喷嘴；具有与所述至少一个喷嘴相对设置的至少一个挡板，所述挡板使气流偏转并且液滴在其上沉淀。

背景技术

[0002] 这种液雾分离装置基于惯性原理。气流通过喷嘴加速并指向挡板。在挡板上，由于惯性，气流中携带的液滴被从气流中驱出，并撞击挡板，液滴仍然保持被捕捉在挡板上。为了有效地分离液雾，通过喷嘴的气流的流速必须尽可能高。因此，喷嘴的流动截面不应太大。然而，小的流动截面带来高阻塞(backup)，因此导致高压力损失。这里，截面积的折衷是有利的，其中压力损失不是太高，但是分离对于系统是足够的。然而，这种折衷常常只是对于一个体积流量是最佳的。

[0003] 因此，已知为液雾分离装置配备可变喷嘴，其具有可变喷嘴截面，使得在较高的通流量下，整个喷嘴截面可以扩大，从而降低造成的压力损失。

[0004] 例如，从DE102006024816A1中已知一种所谓的撞击器。撞击器具有弹簧加载提升阀，其在开口处形成环形间隙，因此形成可变喷嘴。

[0005] 然而，这些液雾分离装置通常具有以下缺点：气流在流过至少一个喷嘴之前被偏转，从而也失去动能，从而产生压力损失。

[0006] 从WO2011/089006A1中已知一种用于控制气流的阀，尤其是在曲轴箱通风装置中。在此，可以利用阀实现液雾分离。为此，在阀板中设置用作喷嘴的多个气体通孔。与阀板相对，布置有分离元件。然而，分离元件没有与可变阀间隙相关联。

[0007] 从EP2963258A1中已知一种液雾分离装置，其具有喷嘴板和挡板，挡板相对于喷嘴板可移动地布置。凸起布置在挡板上，取决于挡板的位置，凸起接合到喷嘴板的喷嘴中，因此影响喷嘴的截面。

发明内容

[0008] 本发明基于的问题是，提供一种液雾分离装置的改进或至少不同的实施方案，其区别之处尤其在于具有较低压力损失的改进的液体分离。

[0009] 根据本发明，该问题由独立权利要求的主题解决。有利的进一步发展是从属权利要求的主题。

[0010] 本发明基于的总体构思是提供一种可变喷嘴，该可变喷嘴与喷嘴板的至少一个喷嘴流体平行地布置，该可变喷嘴与喷嘴板和另外的阀元件组合形成。根据本发明，液雾分离装置被提供具有至少一个阀元件，该阀元件与喷嘴板一起形成具有可变喷嘴截面的至少一个可变喷嘴，至少一个可变喷嘴被布置成流体平行于喷嘴板的至少一个喷嘴。因此，通过可变喷嘴，液雾分离装置的整个喷嘴截面可以变化，使得在通过液雾分离装置的气流的高通流量下时，发生的反压力以及损失压力从而可以减少。此外，根据本发明设置的是，喷嘴板和阀元件布置成相对于彼此轴向可移动。通过喷嘴板到阀元件的移位性，可以调节喷嘴的喷嘴截面。

[0011] 在说明书和所附权利要求中，术语径向、轴向和圆周方向指的是喷嘴板。

[0012] 在说明书和所附权利要求中，喷嘴应理解为意思是形成流动截面的减小的通孔。通孔本身可以具有恒定的喷嘴截面。尤其，板中的简单孔应理解为喷嘴。然而，喷嘴的截面不限于圆形，如在镗孔的情况下。例如，狭缝形、圆环形或弧形喷嘴截面同样是可以的。

[0013] 另外，根据本发明提供的是，喷嘴板和挡板相对于彼此具有固定距离。通过喷嘴板和挡板之间的固定距离，可以实现液体与气流的高分离率。

[0014] 另一个有利的可能性提供的是，阀元件是可移动地布置的阀板，其在关闭位置封闭喷嘴板的开口，在打开位置与喷嘴板一起形成环形间隙，并且设置弹簧元件，该弹簧元件以沿关闭位置方向的力作用在阀板上。环形间隙由喷嘴板的开口和阀板形成。取决于阀板从关闭位置升高得多远，环形间隙的截面积增大，从而可变喷嘴的喷嘴截面增大。通过以沿关闭位置方向的力作用在阀板上，阀板，在气流不流过液雾分离装置的静止状态下，处于关闭位置。在超过通过液雾分离装置的阈值通流量时，阀板从关闭位置上升，移动到打开位置，因此释放可变喷嘴。

[0015] 特别有利的可能性提供的是，喷嘴板和挡板可轴向移动地布置在液雾分离装置中。在这种情况下，阀元件牢固地布置在液雾分离装置中。

[0016] 有利的解决方案提供的是，至少一个阀元件是固定封闭体，其尤其以锥形或截头锥的方式实施，使得喷嘴板具有用于每个封闭体的开口，使得在喷嘴板的关闭位置，这种封闭体接合喷嘴板的相应开口并封闭喷嘴板，在喷嘴板的打开位置，开口和相应的封闭体形成环形间隙。因此，对于每对封闭体和开口，形成可变喷嘴，可变喷嘴具有增加的通流量，至少在有限的通流量范围内具有扩大的喷嘴截面。

[0017] 另一个有利的解决方案提供的是，至少一个阀元件是围绕入口连接件的开口的阀座，使得喷嘴板在喷嘴板的关闭位置中靠在阀座上并覆盖入口连接件的开口。在打开位置环形间隙形成在喷嘴板和阀座之间。因此，在关闭位置，整个气流被引导通过喷嘴板的至少一个喷嘴。当喷嘴板在打开位置的方向上移动时，形成环形间隙，这形成可变喷嘴。

[0018] 有利的变型提供的是，至少一个阀元件是围绕入口连接件的开口的阀座，喷嘴板在喷嘴板的关闭位置中靠在阀座上并覆盖入口连接件的开口，且在喷嘴板的打开位置，喷嘴板的至少一个喷嘴露出，其在关闭位置由阀座覆盖。因此，可变喷嘴由喷嘴板中的至少一个喷嘴形成，在关闭位置这些喷嘴被覆盖。

[0019] 另一个有利的变型提供的是，设置弹簧装置，该弹簧装置以沿关闭位置方向的力作用在喷嘴板上。因此，直到阈值通流量之前喷嘴板保持在关闭位置。可变喷嘴仅在阈值通流量以上被释放，因此增加了液雾分离装置的整个喷嘴截面以减少阻塞，从而在通流量高的情况下减少液雾分离装置中的压力损失。

[0020] 有利的可能性提供的是，至少一个可变喷嘴和喷嘴板的至少一个喷嘴指向共同的喷嘴方向。因此，所有喷嘴都可以由共用的挡板覆盖。此外，可以实现气流在流过喷嘴之前不必偏转。由此，液雾分离装置内的压力损失降低。

[0021] 另一个有利的可能性提供的是，至少一个可变喷嘴和喷嘴板的至少一个喷嘴轴向对齐。由此，产生了液雾分离装置的尤其紧凑的结构。此外，通过入口连接件轴向流动的气流可以在未偏转的情况下被引导通过喷嘴。

[0022] 另一个有利的可能性是，至少一个可变喷嘴和喷嘴板的至少一个喷嘴轴向对齐。由此，产生了液雾分离装置的特别紧凑的结构。此外，轴向流进入口连接件的气流可以在没有偏转的情况下被引导通过喷嘴。

[0023] 另外，根据本发明提供的是，在喷嘴板的每个喷嘴和每个可变喷嘴的对面设置挡板，该挡板使从各个喷嘴流出的气流偏转并且液滴沉淀在其上。应该理解的是，也可以布置单个共用挡板，其覆盖所有喷嘴。由此，可以最佳地实现液体分离。

[0024] 有利的解决方案提供的是，在阈值通流量之前，所有可变喷嘴都关闭，可变喷嘴的喷嘴截面随着高于阈值通流量的通流量的增加而增大。应当理解，可变喷嘴的喷嘴截面不能任意放大，这是由于各个部件相对于彼此的运动需要受到限制。通过可变喷嘴直至阈值通流量之前保持关闭，在低通流量下也可以产生足以进行液体分离的反压力。优选地选择阈值通流量，使得当存在用于液体分离的足够阈值压力时可变喷嘴打开，进一步的压力增加仅会导致不必要的损失。

[0025] 本发明的其它重要特征和优点将从从属权利要求、附图和借助于附图的相关的附图说明中得出。

[0026] 应当理解，上面提到的并且将在下面进一步解释的特征不仅能够使用在相应指示的组合中，而且能够使用在其他组合中或单独使用，这并不脱离本发明的范围。

附图说明

[0027] 本发明的优选示例实施例示出在附图中，并且在以下描述中进一步解释，其中，相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的部件。

[0028] 在附图中分别以图解方式示出，

[0029] 图1是根据第一实施例的液雾分离装置的剖视图，

[0030] 图2是来自图1的液雾分离装置的喷嘴板的俯视图，

[0031] 图3是根据第二实施例的液雾分离装置的剖视图，

[0032] 图4是来自图3的液雾分离装置的喷嘴板的俯视图，

[0033] 图5是根据第三实施例的液雾分离装置的剖视图，

[0034] 图6是根据非创造性示例的液雾分离装置的剖视图，

[0035] 图7是根据第五实施例的液雾分离装置的剖视图，以及

[0036] 图8是根据第六实施例的液雾分离装置的剖视图。

具体实施方式

[0037] 图1至图2所示的液雾分离装置10的第一实施例包括入口连接件12，气流14可以通过入口连接件12流入液雾分离装置10中。液雾分离装置10优选使用在曲轴箱通风装置中。这里，从内燃机的曲轴箱排出的吹漏气不含油雾。另外，液雾分离装置10具有喷嘴板16，喷嘴板16布置在入口连接件12的内端。

[0038] 喷嘴板16具有至少一个，优选若干个，例如八个喷嘴18，喷嘴18例如通过简单的通孔形成。因此，通过入口连接件12流入液雾分离装置10的气流14必须流过喷嘴板16的喷嘴18。挡板20与喷嘴18相对设置，从而使流过喷嘴18的气流14在挡板20处偏转，且在挡板20处至少部分地不含液雾。挡板20在此布置成相对于喷嘴板16轴向间隔开。

[0039] 在说明书和所附权利要求中，术语径向、轴向和圆周方向指的是喷嘴板16。

[0040] 在说明书和所附权利要求中，喷嘴18应理解为意思是形成流动截面的减小的通孔。通孔本身在此处可具有恒定的喷嘴截面。尤其，板中的简单镗孔应理解为喷嘴18。

[0041] 喷嘴板16具有与喷嘴18不同的开口22，该开口与实施为阀板24的阀元件25一起形成可变喷嘴26。

[0042] 开口22由阀座28围绕，阀板24抵靠阀座28位于关闭位置，因此关闭可变喷嘴26。在打开位置，阀板24从阀座28升起因此打开环形间隙，环形间隙形成可变喷嘴26。

[0043] 取决于阀板24从阀座28升起得多远，可变喷嘴26的喷嘴截面扩大。

[0044] 在阀板24上布置有导向杆30，弹簧装置32接合在该导向杆30上，该弹簧装置32利用驱动或将阀板24推入关闭位置的力作用在阀板24上。

[0045] 阀板24布置在喷嘴板16上，使得阀板24可以通过由气流14引起的压力从关闭位置升高到打开位置。

[0046] 因此，在通流量低于阈值通流量的情况下，阀板24被弹簧装置32靠在阀座28上，因此关闭可变喷嘴26。在通流量高于阈值通流量的情况下，阀板24开始从阀座28上升因此打开可变喷嘴26。

[0047] 通过这种配置，喷嘴板16的喷嘴18和可变喷嘴26沿相同方向对齐，即轴向对齐。因此，利用单个喷嘴板16，流过所有喷嘴18、26的整个气流14可以偏转，因此不含液体。

[0048] 图3和图4中所示的液雾分离装置10的第二实施例与图1和图2中所示的液雾分离装置10的第一实施例的不同之处在于，喷嘴板16和挡板20如此布置，以便可在液雾分离装置10中可移动。然而，这里，挡板20和喷嘴板16之间相对于彼此的距离是固定的。

[0049] 有利地，挡板20和喷嘴板16形成可调节单元。这里，喷嘴板16和挡板20可以是彼此紧固的单独部件。或者，喷嘴板16和挡板20可以一体地形成在所述单元上。通过喷嘴板16和挡板20的轴向移动，实现了可变喷嘴26的可变性。

[0050] 为了形成可变喷嘴26，在喷嘴板16中设置至少一个(例如两个)开口22，开口22由液雾分离装置10的阀元件25封闭。

[0051] 阀元件25优选地实施为固定封闭体34，因此牢固地保持在液雾分离装置10中，该封闭体例如以锥形或截头锥形方式实施。

[0052] 在关闭位置，相应的封闭体34接合到喷嘴板16的相应开口22中，因此封闭开口22。在从封闭体34升起喷嘴板16时，形成环形间隙，环形间隙形成可变喷嘴26。通过锥形或截头锥形状，当喷嘴板16相对于关闭位置的距离增加时，可变喷嘴26的喷嘴截面扩大。

[0053] 在第二实施例中，代替阀板24，喷嘴板16和挡板20的复合件或上述单元受到弹簧装置32的作用。因此，在气流的通流量低于阈值通流量的情况下，喷嘴板16和挡板20的复合件靠在封闭体34上，因此处于关闭位置。在高于阈值通流量的通流量下，喷嘴板16和挡板20的复合件从封闭体34上升。

[0054] 另外，图3和图4中所示的液雾分离装置10的第二实施例在结构和功能上与图1和图2中所示的液雾分离装置10的第一实施例相同，在该方面参考以上的描述。

[0055] 图5中所示的液雾分离装置10的第三实施例与图3和图4中所示的液雾分离装置10的第二实施例的不同之处在于，仅设置一个开口22和仅一个封闭体34，其中优选地，与喷嘴板16同轴地布置。

[0056] 此外，弹簧装置32由多个单独弹簧元件36形成，弹簧元件36靠在可移动地布置的挡板20上。这里，弹簧元件36靠在挡板20的背离喷嘴板16的一侧。

[0057] 因此，喷嘴板16和挡板20的复合件可以被气流14的流动压力从关闭位置推到打开位置，在打开位置弹簧元件36被压缩。

[0058] 另外，图5中所示的液雾分离装置10的第三实施例在结构和功能上与图3和图4中所示的液雾分离装置10的第二实施例相同，在该方面参考以上的描述。

[0059] 图6所示的液雾分离装置10的非创造性示例与图1和图2所示的液雾分离装置10的第一实施例的不同之处在于，喷嘴板16布置成可轴向移动并且不具有与喷嘴18不同的开口。喷嘴板16构造为阀板，其与形成在入口连接件12上的阀元件25邻接在一起，该阀元件构造为阀座38。

[0060] 因此，至少一个可变喷嘴26形成在阀座38和喷嘴板16之间。尤其，可变喷嘴26径向地形成在喷嘴板16的外边缘和阀座38之间。

[0061] 根据图6的喷嘴板16，与根据图1的阀板24或根据图3的喷嘴板16和挡板20的复合件一样，受到弹簧装置32沿关闭位置方向的力的作用。因此，在喷嘴板16和阀座38之间形成的可变喷嘴26的喷嘴截面自身可调节。

[0062] 另外，图6中所示的液雾分离装置10的非创造性示例在结构和功能上与图1和图2中所示的液雾分离装置10的第一实施例相同，在该方面参考以上的描述。

[0063] 图7所示的液雾分离装置10的第五实施例与图6所示的液雾分离装置10的非创造性示例的不同之处在于，挡板20与喷嘴板16一起布置，以便在液雾分离装置10中可移动。挡板20连接到喷嘴板16，使得挡板和喷嘴板16之间的距离是恒定的。此外，图7所示的液雾分离装置10的第五实施例的不同之处在于，阀座38具有圆锥形内表面和圆柱形内表面。通过布置在面向挡板20的入口连接件12的端部处的圆柱形内表面，流过可变喷嘴26的气流14被偏转，使得气流14轴向地撞击挡板20。因此，可以实现良好的液体分离。

[0064] 另外，图7中所示的液雾分离装置10的第五实施例在结构和功能上与图6中所示的液雾分离装置10的非创造性示例相同，在该方面参考以上的描述。

[0065] 图8所示的液雾分离装置10的第六实施例与图7所示的液雾分离装置10的第五实施例的不同之处在于，至少一个可变喷嘴26不是由环形间隙形成，而是由喷嘴板16中的喷嘴形成，该喷嘴在关闭位置被阀座38覆盖。为了实现这一点，可变喷嘴26布置在喷嘴板16的径向外部区域中。因此，当喷嘴板16在关闭位置时，阀座28的锥形内表面靠在可变喷嘴26上，使得可变喷嘴26关闭。

[0066] 当喷嘴板16从关闭位置移动到打开位置时，可变喷嘴26因此被释放，液雾分离装置10的整个喷嘴流动截面增加。

[0067] 另外，图8中所示的液雾分离装置10的第六实施例在结构和功能上与图7中所示的液雾分离装置10的第五实施例相同，在该方面参考以上的描述。