分离组件的带驱动喷嘴的轴承板组件转让专利

申请号 : CN201980045377.X

文献号 : CN112384685B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : B·L·舍克尔G·肯A·S·安加拉

申请人 : 康明斯过滤IP公司

摘要 :

分离组件包括壳体和轴承板组件。壳体包括涡轮组件和转子部分,并且限定了流体入口和流体出口。轴承板组件可调节地附接到壳体,并且限定了驱动喷嘴,该驱动喷嘴将流体从流体入口引导到涡轮组件。轴承板组件可以以多个不同的方向安装到壳体,使得壳体的流体入口和轴承板组件的驱动喷嘴的相对位置是可调节的。

权利要求 :

1.一种分离组件,包括:

壳体,所述壳体用于包含涡轮组件和转子部分,所述壳体限定流体入口和流体出口;和轴承板组件,所述轴承板组件可调节地附接到所述壳体上,其特征在于,所述轴承板组件并限定一体形成的驱动喷嘴,所述驱动喷嘴将流体从所述流体入口引导至所述涡轮组件,所述轴承板组件可以以多个不同的方向安装到所述壳体,以使得所述壳体的流体入口和所述轴承板组件的所述驱动喷嘴的相对位置是可调节的。

2.根据权利要求1所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板组件包括用于可调节地附接到所述壳体的轴承板,所述轴承板沿着基本垂直于所述涡轮组件的旋转轴线的平面延伸。

3.根据权利要求2所述的分离组件,其特征在于,所述壳体包括用于包含所述涡轮组件的基座和用于包含过滤器元件的过滤器盖,其中,所述轴承板包括唇缘,所述唇缘在所述壳体的基座的顶侧上方延伸、并附接到所述壳体的基座的顶侧上,所述基座的顶侧面向所述过滤器盖。

4.根据权利要求2所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板限定中心孔,所述中心孔接收所述转子部分的轴的一部分,使得所述轴能够在所述中心孔内旋转。

5.根据权利要求2所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板的外唇缘包括至少一个附接特征,所述至少一个附接特征被配置为将所述轴承板组件附接并且固定至所述壳体。

6.根据权利要求5所述的分离组件,其特征在于,所述至少一个附接特征包括通孔或狭槽中的至少一个,所述通孔或狭槽被构造成接收紧固件,所述紧固件延伸穿过所述至少一个附接特征并进入所述壳体的一部分。

7.根据权利要求2所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板组件包括从所述轴承板的涡轮侧延伸并且可与所述壳体的内表面密封的周向延伸部。

8.一种分离组件,包括:

壳体,所述壳体用于包含涡轮组件和转子部分,所述壳体限定流体入口和流体出口;和轴承板组件,所述轴承板组件可调节地附接到所述壳体上,并限定驱动喷嘴,所述驱动喷嘴将流体从所述流体入口引导至所述涡轮组件,其特征在于,所述轴承板组件可以以多个不同的方向安装到所述壳体,以使得所述壳体的流体入口和所述轴承板组件的所述驱动喷嘴的相对位置是可调节的,所述轴承板组件包括:用于可调节地附接到所述壳体的轴承板,所述轴承板沿着基本垂直于所述涡轮组件的旋转轴线的平面延伸,和从所述轴承板的涡轮侧延伸并且可与所述壳体的内表面密封的周向延伸部,其中所述周向延伸部的外表面限定周向凹槽,所述周向凹槽围绕所述周向延伸部的整个外周延伸,并且将流体从所述流体入口沿所述周向延伸部的外表面引导至所述驱动喷嘴。

9.根据权利要求8所述的分离组件,其特征在于,所述周向延伸部的外表面还限定至少两个密封构件凹槽,所述至少两个密封构件凹槽各自围绕所述周向延伸部的整个外周延伸并且接收密封构件以在所述壳体的内表面和所述周向延伸部的外表面之间形成密封,其中,两个密封构件凹槽之一位于所述周向凹槽上方,而两个密封构件凹槽中的另一个位于所述周向凹槽下方。

10.一种分离组件,包括:

壳体,所述壳体用于包含涡轮组件和转子部分,所述壳体限定流体入口和流体出口;和轴承板组件,所述轴承板组件可调节地附接到所述壳体上,并限定驱动喷嘴,所述驱动喷嘴将流体从所述流体入口引导至所述涡轮组件,其特征在于,所述轴承板组件可以以多个不同的方向安装到所述壳体,以使得所述壳体的流体入口和所述轴承板组件的所述驱动喷嘴的相对位置是可调节的,所述轴承板组件包括:用于可调节地附接到所述壳体的轴承板,所述轴承板沿着基本垂直于所述涡轮组件的旋转轴线的平面延伸,和从所述轴承板的涡轮侧延伸并且可与所述壳体的内表面密封的周向延伸部,从所述周向延伸部的内表面和所述轴承板的涡轮组件侧延伸的内部延伸部,其中,所述内部延伸部和所述周向延伸部共同限定所述驱动喷嘴。

11.根据权利要求10所述的分离组件,其特征在于,所述驱动喷嘴完全延伸穿过周向凹槽的外表面和所述内部延伸部。

12.根据权利要求10所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板、所述周向延伸部和所述内部延伸部彼此一体地形成。

13.根据权利要求2所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板和所述壳体彼此可互锁,使得所述轴承板能够相对于所述壳体定位在至少一个旋转位置中并且旋转固定在至少一个旋转位置。

14.根据权利要求13所述的分离组件,其特征在于,所述轴承板限定至少一个凹口,并且所述壳体包括与所述至少一个凹口互锁以将所述轴承板组件可旋转地锁定到所述壳体的至少一个突起。

15.根据权利要求1所述的分离组件,其特征在于,通过所述驱动喷嘴的流体流的方向与通过所述流体入口的流体流的方向分离。

16.根据权利要求1所述的分离组件,其特征在于,在附接之前,所述轴承板组件可在所述壳体内绕所述涡轮组件的旋转轴线旋转。

17.一种可调节地附接到壳体的轴承板组件,所述壳体包含涡轮组件和转子部分,所述壳体限定流体入口和流体出口,所述轴承板组件包括:轴承板,所述轴承板用于可调节地附接到所述壳体,其特征在于,所述轴承板组件限定了一体形成的驱动喷嘴,所述驱动喷嘴将流体从所述流体入口引导到所述涡轮组件,所述轴承板组件可以以多个不同的方向安装到所述壳体上,使得所述轴承板组件的所述驱动喷嘴与所述壳体的所述流体入口的相对位置是可调节的。

18.根据权利要求17所述的轴承板组件,其特征在于,还包括从所述轴承板的涡轮侧延伸并且可与所述壳体的内表面密封的周向延伸部。

19.一种可调节地附接到壳体的轴承板组件,所述壳体包含涡轮组件和转子部分,所述壳体限定流体入口和流体出口,所述轴承板组件包括:轴承板,所述轴承板用于可调节地附接到所述壳体,所述轴承板组件限定了驱动喷嘴,所述驱动喷嘴将流体从所述流体入口引导到所述涡轮组件,其特征在于,所述轴承板组件可以以多个不同的方向安装到所述壳体上,使得所述轴承板组件的所述驱动喷嘴与所述壳体的所述流体入口的相对位置是可调节的;

从所述轴承板的涡轮侧延伸并且可与所述壳体的内表面密封的周向延伸部;和从所述周向延伸部的内表面和所述轴承板的涡轮组件侧延伸的内部延伸部,其中,所述内部延伸部和所述周向延伸部共同限定所述驱动喷嘴。

20.根据权利要求17所述的轴承板组件,其特征在于,在附接之前,所述轴承板组件可在所述壳体内绕所述涡轮组件的旋转轴线旋转。

说明书 :

分离组件的带驱动喷嘴的轴承板组件

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2018年7月12日提交的申请号为201841026032的印度临时专利的优先权和权益,其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

[0003] 本申请总体上涉及用于分离组件的驱动喷嘴。

背景技术

[0004] 常规的液压旋转曲轴箱通风(hRCV)系统可能包括脉冲涡轮组件。脉冲涡轮组件是一种旋转系统,其中来自喷嘴的流体流使涡轮机旋转,从而将流体流中的液压能转换为旋转能,并将液压功率(其中液压功率等于压力乘以流量)转换为机械功率(其中机械功率等于转矩乘以速度)。因此,脉冲涡轮组件可用于为各种装置(例如旋转过滤或分离装置)提供动力。例如,脉冲涡轮组件可用于为离心机(例如,液体‑颗粒分离器)或气‑油分离器(例如,曲轴箱通风装置)提供动力。有多种类型的脉冲涡轮组件,例如Turgo型或Pelton型涡轮组件(每种类型都有各种修改)。
[0005] 在液压驱动的曲轴箱通风系统中,转子部分(例如,过滤器元件)由涡轮和加压喷嘴转动。通常,涡轮功率转换效率越高,过滤器元件的转速越高,并且过滤器元件的转速越高导致过滤器效率越高。
[0006] 图1示出了常规hRCV系统中的常规流体分离组件120的示例,该常规hRCV系统包括脉冲涡轮组件(未示出)。常规分离组件120包括壳体130,该壳体130包括容纳转子部分(其包括具有过滤介质127的过滤器元件126)和脉冲涡轮组件两者的过滤器盖132和基座134。包含或容纳脉冲涡轮组件的壳体130的基座134定义了集成的进油口142(为进油流体流143提供了一个区域)和集成的脉冲驱动喷嘴152(为油或脉冲驱动喷嘴流体流153提供了一个区域)(两者都集成到基座134中)。进油口142与发动机交界,并允许油进入基座134并进入驱动喷嘴152并通过驱动喷嘴152。驱动喷嘴152将油引导到基座134内的脉冲涡轮组件,以便旋转脉冲涡轮组件。但是,通过该进油口142的进油流体流143与通过驱动喷嘴152的脉冲驱动喷嘴流体流153的方向大致相同。特别地,常规hRCV系统的进油流体流143和驱动喷嘴流体流153的轴线相对于彼此小于大约45°。这导致驱动喷嘴流体流153指向大致与通过油出口或排放口排出的驱动油的排放流体流的排泄方向145相反的方向,这可能会中断油返回发动机。
[0007] 替代地,常规的hRCV分离组件可具有多个带有相应塞子的钻孔,以便提供多个不同的油通道,并引导来自发动机的机油围绕过滤器室并且流回发动机。然而,该构造需要多个不同的钻孔方向、多个塞子以及相对较大的系统尺寸,以便容纳多个油通道。

发明内容

[0008] 各种实施例提供了一种分离组件,该分离组件包括壳体和轴承板组件。壳体包括涡轮组件和转子部分,并且限定了流体入口和流体出口。轴承板组件可调节地附接到壳体,并且限定了驱动喷嘴,该驱动喷嘴将流体从流体入口引导到涡轮组件。轴承板组件可以以多个不同的方向安装到壳体,使得壳体的流体入口和轴承板组件的驱动喷嘴的相对位置是可调节的。
[0009] 各种其他实施例提供了一种轴承板组件,该轴承板组件可调节地附接到包含涡轮组件和转子部分的壳体上。壳体限定流体入口和流体出口。轴承板组件包括用于可调节地附接到壳体的轴承板。轴承板组件限定了驱动喷嘴,该驱动喷嘴将流体从流体入口引导到涡轮组件。轴承板组件可以以多个不同的方向安装到壳体,使得轴承板组件的驱动喷嘴到壳体的流体入口的相对位置是可调节的。
[0010] 从以下结合附图的详细描述中,这些和其他特征(包括但不限于保留特征和/或可见特征)以及其操作的组织和方式将变得显而易见,其中相同的元件在下面描述的几个附图中具有相同的附图标记。

附图说明

[0011] 图1是常规分离组件的横截面图。
[0012] 图2A是根据一实施例的在壳体的基座的驱动室内具有涡轮组件的分离组件的侧视图。
[0013] 图2B是穿过图2A的分离组件的2B‑2B截面的局部透视截面图。
[0014] 图3是图2A的分离组件的轴承板组件的横截面图。
[0015] 图4是图2A的分离组件(省略了过滤器元件)的一部分的横截面图。
[0016] 图5是穿过图2B的分离组件的A‑A截面的俯视横截面图。
[0017] 图6是穿过图2B的分离组件的B‑B截面的俯视横截面图。
[0018] 图7是根据一个实施例的轴承板组件的透视图。
[0019] 图8是根据另一个实施例的轴承板组件的透视图。

具体实施方式

[0020] 总体参考附图,本文公开的各种实施例涉及一种分离组件,其包括轴承板组件,该轴承板组件构造成使通过流体入口的流体流与通过驱动喷嘴的流体流分离,从而允许驱动喷嘴无视流体入口的几何形状指向任何方向。
[0021] 由于轴承板组件的缘故,驱动流体(例如驱动油)可以直接从分离组件壳体的驱动室(容纳涡轮组件)排入发动机。因此,轴承板组件可以允许分离组件具有带给定油流的较小尺寸的部件(例如较小的驱动室),这改善了驱动油的管理和排放。
[0022] 分离组件
[0023] 图2A至图2B示出了过滤器或分离组件20,该过滤器或分离组件20包括壳体30、脉冲喷射涡轮组件22和转子部分24(也在图3中部分地示出),其液压驱动并且涡轮组件22构造以旋转。如本文进一步描述并且如图2B所示,分离组件20还包括轴承板组件50,该轴承板组件50被构造成将来自流体入口42的流体流引导向涡轮组件22。尽管在本文中指的是油,但应理解,依据所需的用途,在分离组件内可以使用多种不同的流体。
[0024] 分离组件20可以利用各种不同的分离技术,包括但不限于板、通道和各种圆柱形过滤器介质。例如,根据一个实施例,分离组件20包括锥体或盘叠分离器。根据另一个实施例,分离组件20包括渐开线板/通道堆叠分离器。
[0025] 分离组件20可包括多种不同的旋转过滤或分离装置,包括但不限于润滑油驱动的产品、离心机(例如旋转气溶胶或颗粒分离装置、液体颗粒分离器、气溶胶分离器、液体离心机(带有润滑油旁路)等)、惯性分离器、润滑油分离器和气油分离器(例如旋转的曲轴箱通风气‑油分离器(即,例如,基于介质、基于轴向通道、基于渐开线等)、曲轴箱漏油分离器或旋转的曲轴箱气油分离器)。分离组件20可以用作所述的润滑油离心机,例如,根据一个实施例,在专利号为6,017,300的美国专利中,该专利的全部公开内容通过引用并入本文。分离组件20可以用于空气过滤和/或排放,并且可以液压驱动。此外,分离组件20可被安装到发动机或在发动机中使用,例如需要液压旋转曲轴箱通风(HRCV)系统的柴油发动机。
[0026] 转子部分
[0027] 如图2B‑图3所示,转子部分24可在分离组件20内包括各种不同的可旋转部分,并且可包括例如锥形叠层、螺旋叶片或介质类型的过滤器元件26(包括过滤器介质27)以过滤流体和杆或轴25。过滤器元件26和轴25可以可旋转地彼此固定。轴25将涡轮组件22可旋转地连接至过滤器元件26,使得涡轮组件22的任何旋转导致过滤器元件26相应且一致地旋转(可选地,涡轮组件22和过滤器元件26可旋转地固定在一起)。轴25和过滤器元件26可在壳体30内并且相对于壳体30旋转,以便例如过滤或分离流体。转子部分24被构造成由涡轮组件22廉价地旋转或以其他方式驱动。
[0028] 过滤器元件26定位在壳体30的过滤器盖32内,并且轴25延伸到过滤器盖32和基座34两者中,以便连接过滤器元件26和涡轮组件22。特别地,轴25的下端位于壳体30的基座34内(并且附接到轴承板组件50和涡轮组件22并延伸穿过轴承板组件50和涡轮组件22),并且轴25的上端是定位在壳体30的过滤器盖32内(并附接到过滤器元件26并延伸穿过过滤器元件26)。组装后,轴25随涡轮组件22和过滤器元件26相对于轴承板组件50和壳体30旋转。
[0029] 涡轮组件
[0030] 如图2B、图3和图5所示,液压脉冲驱动轮或涡轮组件22是分离组件20内的可旋转部件,其由来自驱动喷嘴52的流体驱动或旋转(如本文中进一步描述的),以使旋转分离组件20内的转子部分24。更具体地,涡轮组件22被附接并且可旋转地固定到转子部分24的轴25的下端(并且轴25的下端延伸穿过涡轮组件22的中心孔)。涡轮组件22可沿着轴25的长度定位在轴承板组件50的下方(即,更靠近轴25的下端并且在轴承板组件50的与过滤器元件
26相对的一侧上)。如图2A至2B所示,涡轮组件22定位在壳体30的基座34的驱动室35内,从而被从驱动喷嘴52排出的流体接触、旋转或液压驱动(如图2B所示)。涡轮组件22因此旋转或驱动转子部分24,使得转子部分24的旋转直接与涡轮组件22的旋转相关。
[0031] 如图3和图5所示,涡轮组件22包括至少一个叶片23(优选地,多个叶片23),该叶片23围绕涡轮组件22的圆周定位并且构造成从驱动喷嘴52临时捕获至少一部分流体。来自驱动喷嘴52的进入流体到叶片23上的力使涡轮组件22(并且因此转子部分24)绕在分离组件
20的壳体30内的中心旋转轴线28旋转(如图3所示),从而将来自驱动喷嘴52的流体的液压功率转换成机械功率。
[0032] 涡轮组件22用于将液压功率转换成机械功率,其中液压功率=压力*流量,而机械功率=扭矩*速度。因此,涡轮组件22以高速接收来自驱动喷嘴52的流体流。流体的流体动量通量作为脉冲力被传递到涡轮组件22,其随后旋转涡轮组件22并附带一些相关的损失(例如,与从液压到旋转的功率转换相关的损失)。因此,涡轮组件22在流体上施加“动量变化”或“冲量”,从而将流体的动量转换成力或转矩,该力或转矩使涡轮组件22旋转并因此使转子部分24旋转。涡轮组件22的转速可以根据期望的配置而变化。
[0033] 壳体
[0034] 如图2B所示(以图3视角),涡轮组件22和转子部分24以及轴承板组件50被定位并被包含在壳体30内并且在壳体30内可旋转。因此,壳体30可以包括上部(在此称为过滤器盖32)和下部(在此称为基座34),它们彼此可拆卸地附接、拆卸和重新附接并且构造成包含涡轮组件22、转子部分24和轴承板组件50。过滤器盖32可容纳或包含转子部分24的至少一部分(即,过滤器元件26和轴25的上端),并且基座34包括限定驱动室35的圆周内表面37,驱动室35容纳或包含轴25的下端、涡轮组件22和轴承板组件50。如本文进一步所述,基座34的内表面37被配置为与轴承板组件50形成密封。转子部分24的轴25可以延伸到过滤器盖32和基座34两者中。
[0035] 如图2B所示,壳体30限定了流体入口42(例如,油入口),该流体入口42可以与发动机接合并且允许流体(例如,油)进入壳体30的内部区域(特别是进入涡轮组件22所在的壳体30的基座34的驱动室35)以驱动或旋转涡轮组件22。壳体30还限定了流体出口44(例如排油口或出口),该流体出口44允许流体(例如油)在(和/或期间)驱动或旋转涡轮组件22从壳体30的基座34的驱动室35内排出。
[0036] 轴承板组件
[0037] 轴承板组件50构造成可调节地附接或安装至壳体30(特别是限定驱动室35的基座34的壁的内表面37),以便可调节地将来自流体入口42的流体流引导至涡轮组件22。如图2B所示,轴承板组件50可定位在壳体30的基座34的驱动室35内。因此,轴承板组件50包括轴承板72(如本文中进一步描述的)以及周向延伸部82(如本文中进一步描述的),该轴承板72被配置为允许轴承板组件50以多种不同的取向安装至壳体30,该周向延伸部82允许轴承板组件50可拆卸地附接并固定到壳体30。轴承板组件50还包括内部延伸部51,该内部延伸部51与周向延伸部82一起限定了驱动喷嘴52(如本文中进一步描述的),该驱动喷嘴52构造成将流体从流体入口42引导至壳体30的内部区域(即,至涡轮组件22)。轴承板72、周向延伸部82和内部延伸部51可以一体地形成或构造为彼此一体,作为不破坏的情况下就不能分离的单个整体部件。
[0038] 转子部分24的一部分(例如轴25的下端部分(涡轮组件22上方))可以延伸穿过轴承板组件50。当涡轮组件22沿着轴25的下端定位并附接到轴25的下端时,轴承板组件50沿着轴25的长度定位在涡轮组件22和转子部分24的过滤器元件26之间。
[0039] 轴承板
[0040] 如图2B‑图3所示,轴承板72沿着基本垂直于涡轮组件22的轴25和中心旋转轴线28的平面延伸,并且构造成可调节地附接并固定至壳体30的基座34(如本文进一步描述)。轴承板72包括彼此直接相对的过滤器侧74和涡轮侧76(沿中心旋转轴线28的方向)。如图2B所示,过滤器侧74面向过滤器元件26,并且涡轮侧76面向涡轮组件22。如本文进一步所述,轴承板72还包括外唇缘78(沿着轴承板72的外边缘),以便可调节地附接到壳体30的基座34。唇缘78在基座34的顶侧上延伸并附接至基座34的顶侧(其在基座34的内表面37与外表面之间延伸并且面向过滤器盖32)。
[0041] 如图2B和图6所示,轴承板72限定中心孔73(其完全延伸穿过轴承板72)。中心孔73提供了接收转子部分24的一部分(特别是轴25的一部分)的区域,使得转子部分24可以延伸穿过轴承板72的相对侧并沿着轴承板72的相对侧延伸。中心孔73和转子部分24的尺寸和构造被设定为允许转子部分24(特别是轴25)在中心孔73内(相对于轴承板72)旋转而不允许流体流过中心孔73。
[0042] 周向延伸部
[0043] 如图2B‑图3进一步所示,周向延伸部82从轴承板72的涡轮侧76沿远离过滤器元件26并朝向涡轮组件22的方向延伸,并且与壳体30的基座34的内表面37可密封,如本文进一步描述。周向延伸部82包括彼此直接相对的外表面84和内表面86(其中外表面84从内表面
86径向向外)。周向延伸部82从唇缘78径向向内完全围绕轴25和一部分轴承板72延伸。特别地,周向延伸部从轴承板72的外边缘向内间隔开,以便形成轴承板72的唇缘78(相应地,唇缘78从周向延伸部82的外表面84径向向外延伸)。
[0044] 如图3所示,周向延伸部82的外表面84限定周向凹槽88,该周向凹槽88围绕周向延伸部82的外表面84的整个外周延伸,并将流体从壳体30的流体入口42沿周向延伸部82的外表面84引导到轴承板组件50的驱动喷嘴52中,如本文中进一步描述。当附接到壳体30的基座34时,周向凹槽88相对于基座34的内表面37凹进,使得在周向延伸部82的外表面84(在沿着周向凹槽88的区域中)和基座34的内表面37之间存在间隙89,通过间隙89来自流体入口42的流体可以流经驱动喷嘴52,然后流入驱动喷嘴52。
[0045] 为了防止流体入口42和驱动喷嘴52之间的任何泄漏,周向延伸部82的外表面84进一步限定至少两个密封构件凹槽83,每个密封构件凹槽83沿着周向延伸部82的外表面84的整个外周延伸。密封构件凹槽83中的每个构造成接收轴承板组件50的密封构件85,以便在壳体30的基座34的内表面37与周向延伸部82的外表面84之间形成密封,并且防止流体泄漏到周向凹槽88内或从周向凹槽88内漏出。两个密封构件凹槽83中的一个位于周向凹槽88上方(沿旋转轴线28的方向),以防止任何流体在间隙89和包含过滤器元件26的壳体30的区域之间(包括过滤器盖32内的区域)流动或泄漏。两个密封构件凹槽83中的另一个位于周向凹槽88下方(沿旋转轴线28的方向),以防止任何流体在间隙89和基座34的下部(包含涡轮组件22)之间流动或泄漏。
[0046] 内部延伸部和驱动喷嘴
[0047] 如图2B‑图3所示,轴承板组件50的内部延伸部51从周向延伸部82的内表面86延伸并且从轴承板72的涡轮侧76延伸。因此,内部延伸部51位于由轴承板72和周向延伸部82限定的轴承板组件50的内部区域内。轴25的下端部分的至少一部分延伸穿过轴承板组件50的该相同内部区域并位于轴承板组件50的该相同内部区域内。
[0048] 如图2B‑图3所示,驱动喷嘴52(可以是集成的脉冲切向驱动尖嘴或喷嘴)被集成到内部延伸部51和轴承板组件50的周向延伸部82的一部分并且由内部延伸部51和周向延伸部82的一部分限定。特别地,驱动喷嘴52完全延伸穿过周向延伸部82的周向凹槽88(即,穿过周向延伸部82的外表面84)和内部延伸部51,以便从流体入口42提供流体流动路径,穿过并沿着凹槽88内的间隙89,然后进入并通过轴承板组件50(进入并通过驱动喷嘴52)到达涡轮组件22。
[0049] 轴承板组件50位于涡轮组件22附近,以便将加压的和冲击或脉冲式流体驱动喷嘴52定位在涡轮组件22附近,从而将来自流体驱动喷嘴52的流体引向涡轮组件22并引入涡轮组件22。特别地,驱动喷嘴52将来自流体入口42的流体引导至壳体30的基座34,并随后将其排出到壳体30的基座34中,朝向并进入涡轮组件22,以便在壳体30基座34的驱动室35内旋转涡轮组件22,并且允许涡轮组件22通过旋转转子部分24并因此旋转过滤器元件26来为分离组件20的其余部分提供动力。
[0050] 加压的驱动喷嘴52将加压流体(例如,驱动液体)从驱动喷嘴52的端部尖嘴朝向涡轮组件22(例如,根据一个实施例的涡轮组件22的顶部)排出,从而转动、旋转涡轮组件22、或者使涡轮组件22转向。驱动喷嘴52的端部尖嘴的直径小于驱动喷嘴52的主体的直径(沿驱动喷嘴52的纵向长度在端部尖嘴的上游)。通过驱动喷嘴52的流体的压力或流动导致涡轮组件22旋转,从而将流动的流体的动能(如通过压力转换产生,每伯努利)从驱动喷嘴52传递到涡轮组件22,其旋转涡轮组件22(从而旋转转子部分24)。
[0051] 由于涡轮组件22可以是Turgo型涡轮机,因此轴承板组件50和驱动喷嘴52可以位于涡轮组件22上方并向下倾斜(相对于涡轮机组件22的水平径向切线平面,其基本垂直于旋转轴线28)朝向涡轮组件22,而驱动喷嘴52的端部尖嘴指向涡轮组件22的叶片顶端,并引导流体朝向并进入涡轮组件22的叶片顶端。驱动喷嘴52的纵向轴线相对于涡轮组件22的特定角度可以根据期望的构造而变化(如图3所示),并且可以处于或可以不处于与涡轮组件22的旋转轴线28垂直的平面中。
[0052] 来自驱动喷嘴52的流体可以是例如液体。根据更特定的实施例,来自驱动喷嘴52的流体可以是典型的驱动流体,例如油(例如,发动机油、润滑油或液压流体)。例如,流体可以是与水相比具有较高工作温度粘度的加压发动机润滑油。
[0053] 涡轮组件22可以具有Turgo型的冲击斗设计。因此,在Turgo型涡轮组件22的情况下,驱动喷嘴52朝着涡轮组件22的顶部入口面(即叶片的顶端)向下倾斜,并向下倾斜到涡轮组件22的顶部入口面(即叶片的顶端)上。特别地,驱动喷嘴52相对于涡轮组件22的水平径向切线平面(其中水平径向切线平面垂直于涡轮组件22的轴向中心旋转轴线28)成一定角度(即,很小的轴向向下的倾斜角度)。例如,驱动喷嘴52可以从上方或下方以有限的接近角(通常约为15‑20°)将流体排出到涡轮组件22中。比较而言,涡轮组件22可以是Pelton型的,其中驱动喷嘴52是笔直的切向喷嘴,并且基本平行于涡轮组件22的水平径向切线平面(而不是与其成角度)。
[0054] 流经轴承板组件的流体流
[0055] 如图4‑5所示,轴承板组件50将流体从流体入口42引导至涡轮组件22(其中流体流动由流线58指示)。特别地,由于周向凹槽88、流体入口42和壳体30的基座34的内表面37的相对定位,流体首先流过壳体30的流体入口42进入轴承板组件50的凹槽88中(即,进入并穿过周向延伸部82的外表面84与基座34的内表面37之间的间隙89),沿凹槽88的长度并围绕至少周向延伸部82的外周和壳体30的基座34内周的至少一部分),直到流体到达轴承板组件50的驱动喷嘴52为止。如图4‑5所示,流体围绕轴承板组件50的外周在两个方向上流动以到达驱动喷嘴52。然后,流体随后流入并流过驱动喷嘴52(即,通过周向延伸部82和内部延伸部51)(如图5所示),然后将流体从驱动喷嘴52引出并流向和流入涡轮组件22。在流体流入涡轮组件22中(其旋转涡轮组件22并因此使转子部分24旋转)之后,流体在壳体30基座34的驱动室35内从涡轮组件22径向流出并随后通过出油口44(如图2B所示)流出。
[0056] 轴承板组件的可调节性
[0057] 为了使驱动喷嘴52内流动并从驱动喷嘴52离开进入涡轮组件22的流体流的方向与从流体入口42流动的流体流的方向分离,轴承板组件50根据通过驱动喷嘴52的流体所需方向以多种不同的安装方向可调节地附接和安装到壳体30上。例如,如图5‑6所示,在附接之前,轴承板组件50可沿任一方向(如旋转线56所示)绕基座34内的旋转轴线28(如图6所示)旋转,以便将驱动喷嘴52定位在所需位置。这种构造允许调节壳体30的流体入口42和轴承板组件50的驱动喷嘴52的相对位置。例如,驱动喷嘴52可以定位在与流体入口42相同的一侧或相对的一侧(或不同侧)(或其之间的任何位置),使得在从流体入口42流出之后,流体或者直接从流体入口42流入驱动喷嘴52(沿相同方向),或者在流入驱动喷嘴52之前(沿相反或不同方向)围绕轴承板组件50的至少一部分外周流动。因此,通过驱动喷嘴52的流体流可以被引导到多个不同的潜在方向上(根据轴承板72的安装位置,并且与通过流体入口42的流体流的方向无关),以便优化喷射方向。
[0058] 尤其是,轴承板组件50以及因此的驱动喷嘴52可移动地附接到壳体30、从壳体30上拆卸以及重新附接到壳体30。因此,可以调节驱动喷嘴52相对于涡轮组件22的位置,这允许在驱动喷嘴52内和通过驱动喷嘴52的流体流的方向与在壳体30的流体入口42内和通过壳体30的流体入口42的流体流的方向分离。不管流体入口42的几何形状,驱动喷嘴52都可以指向任何方向。如图2B所示,通过驱动喷嘴52的流体流可以与流过油出口44的流体流方向大致相同(即,驱动油回排方向),并且可以与通过流体入口42的流体流方向大致相反(进一步如图5所示)。替代地,通过驱动喷嘴52的流体流可以与通过流体入口42的流体流在方向上不同或在大致相同。特别地,在安装到壳体30上之前,轴承板组件50可绕涡轮组件22的中心旋转轴线28旋转,并固定在围绕中心旋转轴线28的各种不同位置。
[0059] 具体地,轴承板组件50的轴承板72可在多个不同位置处附接到壳体30的基座34。轴承板72的位置与驱动喷嘴52的位置直接相关。轴承板72包括沿着唇缘78的多个不同区域或附接特征79,以将轴承板组件50附接并固定到壳体30的基座34,使得轴承板组件50可以相对于壳体30以多种不同的取向定向。
[0060] 根据一个实施例,如图6所示,附接特征79包括完全延伸穿过轴承板72的唇缘78的多个不同的通孔75(和/或狭槽77),并且基座34还包括具有多个不同的孔和/或狭槽的附接特征39。附接特征79和39均被构造成接收紧固件(例如,螺钉)。紧固件穿过轴承板72的附接特征79的孔75或狭槽77延伸并进入壳体30(例如,壳体30的基座34)的一部分(即,附接特征39的孔)。例如,如图6所示,轴承板72可包括围绕轴承板72的外周(并沿唇缘78)的多个孔75(和/或狭槽77,如图7‑8所示)。轴承板72的孔75彼此间隔大约30°,这允许基座34内的轴承板组件50旋转,并因此以30°的增量调整位置。如图5所示,基座34的附接特征39还包括围绕驱动室35的外周的多个孔,所述多个孔彼此间隔大约90°。为了将轴承板组件50紧固到壳体
30的基座34,根据轴承板组件50(如图5所示)相对于基座34的所需取向,将轴承板72中的附接特征79的孔75与壳体30中的基座34中的附接特征39的孔对准,并且随后接收紧固件。这些紧固件延伸穿过轴承板72上的孔75和壳体30上的孔。依据所需的构造,轴承板72和基座
34可包括相同或不同数量的附接特征。
[0061] 根据图7所示的另一个实施例,轴承板72的附接特征79包括狭槽77和(圆形)孔75,其构造成与壳体30的基座34的附接特征39的孔对准。根据如图8中所示的又一个实施例,轴承板72的附接特征79仅包括狭槽77(并且没有圆形孔)。狭槽77围绕轴承板组件50的周界的至少一部分延伸,使得紧固件可沿着狭槽77的长度定位在任何不同的区域中,以允许轴承板组件50相对于壳体30沿狭槽77(连续地)定位在任何位置。狭槽77允许轴承板组件50以任何特定取向(沿着狭槽77的长度)旋转并固定,以实现来自驱动喷嘴52的流体流的特定且精确的方向。
[0062] 如图6所示,在附接至基座34之前,轴承板72(以及因此轴承板组件50)可在壳体30的基座34内绕涡轮组件22的中心旋转轴线28(相对于壳体30)旋转,如旋转线56所示,随后利用紧固件(例如,螺钉)在所需位置上旋转地(轴向地和切向地)固定到壳体30的基座34。由于驱动喷嘴52被集成到轴承板组件50中,因此随着轴承板组件50的旋转,驱动喷嘴52相对于壳体30(特别是相对于流体入口42)的位置被调节并且可固定到围绕中心旋转轴线28的不同安装位置,以便进行最佳定向以检查和优化流出涡轮组件22的流体的喷射方式。如果在轴承板组件50已经固定到基座34上之后需要调节驱动喷嘴52的位置,则可以将轴承板组件50从基座34上释放(通过移除紧固件(一个或多个)),重新定位并在基座34内旋转,随后通过重新紧固紧固件将其重新固定到基座34。
[0063] 与常规分离组件相比,这种配置还允许Turgo型涡轮组件22相对更容易组装,在常规分离组件中,驱动喷嘴152集成在壳体130的基座134中(如图1中的常规分离组件120所示)。
[0064] 通过在轴承板组件50内提供驱动喷嘴52,可以将驱动喷嘴52定位为悬于涡轮组件22之上(如图3所示),这优化Turgo效率。相比之下,在常规分离组件120中,其中驱动喷嘴
152被集成到壳体130中(如图1所示),这将使得组装涡轮组件和转子组件以使得驱动喷嘴
152悬于涡轮组件之上将要困难得多。例如,当转子组件的轴移动通过轴承板并从上方拧入Turgo时,这种配置可能已经需要固定装置将Turgo固定在适当的位置。
[0065] 根据一个实施例,如图6所示,轴承板组件50和壳体30的基座34可彼此互锁,使得轴承板组件50可相对于壳体30的基座34定位在(并旋转固定在)至少一个特定的相对旋转方向或位置中。例如,轴承板组件50和基座34可以通过键‑槽几何形状彼此互锁。互锁式键‑槽几何形状可以可选地是不对称的,使得轴承板组件50可以在某些位置或方向(或仅在一个位置或方向)上而非在其他位置或方向定位或安装到壳体30。
[0066] 特别地,轴承板72可在唇缘78上限定狭槽、棘爪、凹陷或凹口71的至少一个。例如,凹口71可以定位在轴承板72的两个附接特征79之间。轴承板72可围绕唇缘78的周围限定多个凹口71,每个凹口可任选地定位在两个附接特征79之间。壳体30的基座34包括键、凸片、棘爪或突起36的至少一个,其从基座34的顶表面(即,基座34的内表面37和外表面之间的表面,面向过滤器盖32)延伸,其装配在凹口71内并与凹口71互锁。基座34还可围绕驱动室35的周围限定多个突起36。依据凹口71和突起36的相对数量,凹口71和突起36允许轴承板组件50相对于基座34以多个不同的潜在位置或方向定位。凹口71和突起36的尺寸、形状和位置被设置成彼此互补,以使得突起36之一装配到凹口71之一中,如图7所示,以将轴承板组件50可旋转地锁定到壳体30的基座34中。一旦轴承板组件50已经相对于基座34定向(或随着轴承板组件50正在定向),则将突起36插入到凹口71中,这确保了轴承板组件50至少定位在一个特定的位置并防止轴承板组件50相对于基座34旋转。
[0067] 如果存在轴承板组件50不应相对于基座34进行定向的特殊定向,则可以在轴承板72中填充某些凹口71或以其他方式不使用某些凹口71,从而消除除了所需的组件定向之外的所有定向(因为突起36不再延伸通过这些区域)。尽管突起36被示出为基座34的一部分,并且凹口71被示出为轴承板组件50的一部分,但是应当理解,根据其他实施例,凹口71是基座34的一部分,突起36是轴承板组件50的一部分(或者基座34和轴承板组件50包括凹口71和突起36的组合)。
[0068] 如本文所使用的,术语“大约”、“基本上”和类似的术语旨在具有广泛的含义,与本公开的主题所属领域的普通技术人员的普通和公认的用法相一致。如本文中所使用的,术语“大约”是指所参考的测量、位置或尺寸的±5%。阅读本公开的本领域技术人员应该理解,这些术语旨在允许所描述和要求保护的某些特征的描述,而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此,这些术语应该被解释为表明对所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或改变被认为是在所附权利要求书所述的本发明的范围内。
[0069] 如本文所使用的术语“联接”、“附接”、“连接”等意味着两个构件直接彼此连接。这种连接可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如,可移除的或可释放的)。
[0070] 此处对元件的位置(例如,“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述图中各种元件的取向。应该注意的是,根据其他示例性实施例,各种元件的取向可以不同,并且这样的变化旨在由本公开所涵盖。
[0071] 重要的是要注意,各种示例实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例,但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易地认识到实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的许多修改是可能的(例如,各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如,元件的位置可以颠倒或以其他方式变化,并且离散元件或位置的性质或数量可以改变或变化。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施例而改变或重新排序。各种示例实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的范围的情况下进行其他替换、修改、变化和省略。