本發(fā)明涉及一種離心分離機(jī)。

背景技術(shù)：

已經(jīng)眾所周知離心分離機(jī)（有時稱為離心機(jī)）用于從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑油回路移除污染物顆粒。還已知它們也在多種工業(yè)工藝中將微粒物質(zhì)與液體分離或分離不同密度的液體。通常，離心機(jī)的操作原理是：殼體含有支撐于其中的轉(zhuǎn)子以圍繞大致垂直軸線（即，主軸）自旋。將液體供應(yīng)穿過轉(zhuǎn)子（當(dāng)轉(zhuǎn)子圍繞軸線自旋時），使得更稠密的污染物材料或顆粒受離心力作用與液體分離并保留在離心機(jī)內(nèi)。

隨著污染物積聚在離心機(jī)內(nèi)，對其進(jìn)行定期清理是重要的，以便維持操作的有效性。清理需要通過將轉(zhuǎn)子提升高于主軸頂部來從殼體移除轉(zhuǎn)子。因此，轉(zhuǎn)子的尺寸決定所需的頂部空間，即位于離心機(jī)上方的用于清理或以其它方式檢修離心機(jī)所必需的自由空間。雖然常常期望通過增加轉(zhuǎn)子的尺寸來增加離心機(jī)的容量，但更大的轉(zhuǎn)子尺寸通常需要更大的頂部空間。因此，在可用的頂部空間由（例如）發(fā)動機(jī)（離心機(jī)是發(fā)動機(jī)的組成部分）的設(shè)計(jì)所限制的情況下，離心機(jī)的尺寸及因此其容量會不期望地受到限制。本發(fā)明的目標(biāo)是解決此問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種離心分離機(jī)，其包括：基座；從基座豎立的大致垂直的主軸；兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件，其在主軸上串聯(lián)地安裝于彼此之上；殼體，其包括封閉轉(zhuǎn)子組件的可移除的蓋；以及液體供應(yīng)管道，其用于向轉(zhuǎn)子組件供應(yīng)待清理的液體。此布置減小了為清理或以其它方式檢修分離機(jī)以允許移除每個轉(zhuǎn)子組件所必需的頂部空間要求（即，位于分離機(jī)之上的自由空間）。

在一些實(shí)施例中，大致垂直的主軸可以是由兩個或更多個可連接的主軸元件形成的分裂式主軸。分裂式主軸可進(jìn)一步幫助減小所需的頂部空間。

離心分離機(jī)可有利地包括安裝于鄰近的轉(zhuǎn)子組件之間的至少一個流體護(hù)罩。在分離機(jī)的操作期間，此類護(hù)罩使得落到串聯(lián)地安裝于下部的一個或多個轉(zhuǎn)子組件上以及使流經(jīng)其上的液體體積最小。所述流體護(hù)罩或每個流體護(hù)罩可以是傘狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠溥m當(dāng)?shù)鼐哂型剐蔚纳媳砻妗Ｔ谝恍?shí)施例中，一個或多個流體護(hù)罩可安裝于垂直主軸上。在可替代的實(shí)施例中，一個或多個流體護(hù)罩可安裝于殼體上。

主軸可具有軸向孔和從其定位的一個或多個出口，其如此定位使得對應(yīng)于兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件中的每一個，使得經(jīng)由軸向孔和這些出口將液體供應(yīng)到兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件中的每一個。

在一些實(shí)施例中，基座可具有與主軸的軸向孔連通的入口管道。用于從分離機(jī)排出液體的出口端口設(shè)成穿過基座的通道。

在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件彼此具有大致相同的尺寸和形狀。這允許以成本有效的方式生產(chǎn)轉(zhuǎn)子組件的此類堆疊式布置。

除了可移除的蓋，殼體優(yōu)選地還包括豎立的環(huán)形壁。就此而言，可移除的蓋的高度也影響頂部空間要求，因此結(jié)合具有安裝于彼此之上的兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件，可移除的蓋也應(yīng)有利地小于封閉這些組件的殼體的高度。豎立的環(huán)形臂可形成為基座的整體部分。

在一些實(shí)施例中，可移除的蓋的高度可大致等于或小于兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件中的至少一個中的一者的高度。

分離機(jī)將通常是自供電式分離機(jī)，在這種情況下，兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件各自設(shè)有一個或更多個驅(qū)動噴嘴，所述驅(qū)動噴嘴配置用于從轉(zhuǎn)子組件噴射液體，以便引起轉(zhuǎn)子組件借助于反作用力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。然而，本發(fā)明也能夠適用于具有分開的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的離心分離機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供一種用于將固體污染物與液體分離的方法，其包括：提供離心分離機(jī)，所述離心分離機(jī)包括：基座；從基座豎立的大致垂直的主軸；兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件，其在主軸上串聯(lián)地安裝于彼此之上；殼體，其包括封閉轉(zhuǎn)子組件的可移除的蓋；以及液體供應(yīng)管道，其用于向轉(zhuǎn)子組件供應(yīng)待清理的液體；向轉(zhuǎn)子組件供應(yīng)待清理的液體；以及使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)，使得固體污染物由于離心力與液體分離。這種方法利用一種需要減小的頂部空間的設(shè)備，如上所述的為了清理或以其它方式檢修分離機(jī)所必需的頂部空間，即，位于分離機(jī)之上的自由空間。

所述方法可用來從內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑油回路移除污染物。在這種情況下，轉(zhuǎn)子組件將通常通過使?jié)櫥土鹘?jīng)分離機(jī)來自行供電。所述方法也能夠用來將磨損性污染物與工業(yè)工藝中所使用的液體（例如，珩磨油、研磨機(jī)冷卻劑、電極放電加工流體或來自熔爐的油淬流體）和水凈化工藝中所使用的液體分離。在那種情況下，轉(zhuǎn)子組件可具有分開的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

附圖說明

現(xiàn)將參考附圖僅通過舉例說明來進(jìn)一步描述本發(fā)明，所述附圖是根據(jù)本發(fā)明的離心分離機(jī)的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

如所圖示的，根據(jù)本發(fā)明的自供電式離心分離機(jī)10的示例性實(shí)施例具有殼體12、基座14和從基座14豎立的大致垂直的主軸16?；?4定位并支撐主軸16的下端。上轉(zhuǎn)子組件18A和下轉(zhuǎn)子組件18B串聯(lián)地安裝在主軸16上，使得轉(zhuǎn)子組件18A、18B中一個安裝于另一個之上。此外，兩個轉(zhuǎn)子組件18A、18B安裝于主軸16上，使得每個組件18A、18B能夠圍繞主軸16的垂直軸線旋轉(zhuǎn)。流體護(hù)罩20安裝于上轉(zhuǎn)子組件18A與下轉(zhuǎn)子組件18B之間。流體護(hù)罩20是圓形的傘狀結(jié)構(gòu)，其具有凸形的上表面并且跨越下轉(zhuǎn)子組件18B之上。流體護(hù)罩20的直徑至少等于或大于下轉(zhuǎn)子組件18B的直徑。

軸向孔22延伸穿過主軸16的長度以作為用于向轉(zhuǎn)子組件18A、18B供應(yīng)液體（即，待清理/過濾的工作流體）的液體供應(yīng)管道。在所圖示的實(shí)施例中，軸向孔22與上通孔24A和下通孔24B連通。通孔24A、24B形成為以與軸向孔22成直角地穿過主軸16，以便由此提供出口。上轉(zhuǎn)子組件18A和下轉(zhuǎn)子組件18B分別安裝于覆蓋上通孔24A和下通孔24B的位置處。由于這種布置，通孔24A、24B與每個轉(zhuǎn)子組件18A、18B的內(nèi)部連通，使得供應(yīng)到轉(zhuǎn)子組件18A、18B的工作流體經(jīng)由通孔24A、24B進(jìn)入組件18A、18B。在所圖示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件18A、18B設(shè)有分隔件26A、26B，該分隔件分離每個轉(zhuǎn)子組件18A、18B的內(nèi)部以形成相應(yīng)的外室28A、28B和內(nèi)室30A、30B。如所圖示的，分隔件26A、26B可以是管狀結(jié)構(gòu)，其各自在其下端處具有徑向延伸的裙部。在操作中，工作流體進(jìn)入每個旋轉(zhuǎn)組件18A、18B，并從內(nèi)室30A、30B穿過位于每個相應(yīng)分隔件26A、26B中的上開口流到外室28A、28B中，且接著從外室28A、28B經(jīng)由位于每個分隔件26A、26B中的下開口返回到內(nèi)室30A、30B中。

轉(zhuǎn)子組件18A、18B還包括相應(yīng)的出口噴嘴32A、32B，在所圖示的實(shí)施例中，這些出口噴嘴與相應(yīng)的內(nèi)室30A、30B連通。出口噴嘴32A、32B各自設(shè)在距主軸16的垂直軸線一徑向距離處，并且如此配置使得工作流體在大體與轉(zhuǎn)子組件18A、18B相切的方向上經(jīng)由出口噴嘴32A、32B離開轉(zhuǎn)子組件18A、18B。

在所圖示的實(shí)施例中，殼體12包括：豎立的環(huán)形壁36，其形成為基座14的一部分；以及可移除的蓋34。環(huán)形壁36的最上邊緣與下轉(zhuǎn)子組件18B的頂部大約在同一水平面。蓋24安裝于上轉(zhuǎn)子組件18A之上，并圍繞環(huán)形壁36的上邊緣通過任何合適的機(jī)構(gòu)（例如夾具，例如環(huán)形夾）固定到基座14。殼體12（即，豎立壁36和蓋34一起）封閉轉(zhuǎn)子組件18A、18B。設(shè)置環(huán)形壁36意味著可移除的蓋34的高度小于殼體12的總高度（殼體12的高度等于經(jīng)組合的壁36和蓋34的高度）。蓋34的高度可大致等于或小于上轉(zhuǎn)子組件18A的高度。如所圖示的，蓋34通過配件38來定位并支撐主軸16的上端。

入口管道40延伸穿過基座14以使得能夠?qū)⒐ぷ髁黧w從入口端口42供應(yīng)到主軸16的軸向孔。工作流體經(jīng)由入口管道40和軸向孔22從入口端口42流到通孔24A、24B。附圖中所提供的箭頭指示流體流在分離機(jī)10內(nèi)的優(yōu)選路徑。

分離機(jī)10通常用來清理油。工作流體（例如，含有污染物的油）在高壓下經(jīng)由入口端口42供應(yīng)到分離機(jī)10。如上所述，工作流體流到通孔24A、24B，其中工作流體的一部分進(jìn)入上轉(zhuǎn)子組件18A的內(nèi)部中，且流體的另外一部分進(jìn)入下轉(zhuǎn)子組件18B的內(nèi)部中。流體流經(jīng)每個轉(zhuǎn)子組件18A、18B，并經(jīng)由如上所述的出口噴嘴32A、32B從其離開。流體從轉(zhuǎn)子組件18A、18B經(jīng)由噴嘴32A、32B的切向的噴射引起轉(zhuǎn)子組件18A、18B的旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生在外室28A、28B中使污染物與工作流體分離的離心力。分離出的污染物積聚在外室28A、28B中，以主要作為粘附到每個轉(zhuǎn)子組件18A、18B的內(nèi)表面的塊狀物或設(shè)在其中的襯墊。離開轉(zhuǎn)子組件18A、18B的流體排出至基座14，并且經(jīng)由出口端口44離開分離機(jī)10。

離開上轉(zhuǎn)子組件18A的工作流體通過流體護(hù)罩20進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，使得其不在下轉(zhuǎn)子組件18B的正上方流動。具體來說，流體由流體護(hù)罩20徑向向外地引導(dǎo)以從環(huán)形壁36的內(nèi)表面向下流動。流體護(hù)罩20防止離開上轉(zhuǎn)子組件18A的工作流體不利地影響下轉(zhuǎn)子組件18B的速度或平衡。

隨著污染物在轉(zhuǎn)子組件18A、18B內(nèi)的積聚，必須周期性地清理/清空分離機(jī)10。為清理分離機(jī)10，檢修技術(shù)工人移除蓋34（包括配件38），并從主軸16取下上轉(zhuǎn)子組件18A，接著取下流體護(hù)罩20，接著取下下轉(zhuǎn)子組件18B。然后，清理安裝轉(zhuǎn)子組件18A、18B，之后將其與插入的流體護(hù)罩20一起重新安裝到主軸16上。頂部空間（即，位于分離機(jī)10之上對于清理或以其它方式檢修離心機(jī)10所必需的自由空間）僅需要足夠大以在技術(shù)工人拆卸或重新裝配分離機(jī)10時適應(yīng)取下蓋34或轉(zhuǎn)子組件18A、18B中的任一者。因此，總的說來，分離機(jī)10的布置提供具有相對小的頂部空間要求的大容量分離機(jī)，具體地，此布置具有兩個轉(zhuǎn)子組件18A、18B串聯(lián)地安裝至主軸。對于檢修分離機(jī)10所必需的頂部空間要求能夠小于對于檢修具有相等容量但僅具有單個轉(zhuǎn)子的分離機(jī)所必需的頂部空間要求。

本發(fā)明并不限于任何前述實(shí)施例的細(xì)節(jié)，并且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面的許多變化是可能的。將理解到，雖然所圖示的實(shí)施例包括兩個轉(zhuǎn)子組件，但在可替代的實(shí)施例中，任何數(shù)量的多個轉(zhuǎn)子組件可串聯(lián)地設(shè)在彼此的頂部。因此，可替代的實(shí)施例應(yīng)優(yōu)選地還包括一個以上的流體護(hù)罩以避免流體影響分離機(jī)中的安裝于下部的轉(zhuǎn)子的性能。

主軸可不形成為如附圖中所圖示的單個伸長元件。在一些實(shí)施例中，主軸可形成為包括兩個或更多個伸長件的分裂式主軸，所述伸長件可在其相應(yīng)端部處進(jìn)行連接以便形成主軸。分裂式主軸可進(jìn)一步幫助減小其中在檢修分離機(jī)期間主軸也被移除的布置中的頂部空間要求。

在可替代的實(shí)施例中，流體護(hù)罩可具有改變的形狀，例如，截錐形形狀。此外，流體護(hù)罩可以不安裝到軸向主軸，而是可替代地安裝到殼體。在一些實(shí)施例中，流體護(hù)罩可被夾緊在殼體與可移除的蓋之間。

此外，本發(fā)明并不限于自供電式離心分離機(jī)（例如，上述離心分離機(jī)）。在可替代的實(shí)施例中，可提供具有在主軸上串聯(lián)地安裝兩個或更多個轉(zhuǎn)子組件的離心分離機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子組件的旋轉(zhuǎn)是通過其它驅(qū)動機(jī)構(gòu)（例如，電動馬達(dá)）來進(jìn)行的。

在所圖示的實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)子組件彼此相同。在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件彼此可僅接近相似。雖然這可以是優(yōu)選的，但由于制造部件及以允許模塊化設(shè)計(jì)/裝配多轉(zhuǎn)子離心分離機(jī)的原因，這并不是必需的。在其它實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件可在尺寸和/或形狀方面不同。

本發(fā)明延伸至本說明書（包括任何所附權(quán)利要求和附圖）中所公開的特征中的任何新穎特征或任何新穎組合。除非以另外的方式明確陳述，否則本說明書（包括任何所附權(quán)利要求和附圖）中所公開的每個特征均可由用于相同、等效或類似用途的可替代特征所取代。