专利名称：油水分离器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油水分离装置，尤其涉及一种工程机械上使用的柴油与水的分离 器，以提高用油纯度，减少对油泵等元件的磨损。
背景技术：
柴油机广泛应用于大型液压挖掘机，而柴油在存储，运输等过程中不可避免地会 混入水等杂质，使用带有水等杂质的柴油将过早地堵塞燃油滤清器，使有精密元件的燃油 泵和喷油器等发生故障。为了避免或减少因柴油质量低劣而发生的各种故障，必须在燃油 进入燃油泵和喷油器之前既对燃油进行过滤，又将燃油中的水分离去掉，通常在进油路上 加装油水分离器以过滤燃油中的杂质，分离所含水分。油水分离器的原理是利用水的密度大于柴油的密度，柴油中的水分在通过油水分 离器时，水分被分离出来并沉积在油水分离器的底部。在使用时要注意及时排水，目前所用 的油水分离器在日常维护时需要人工打开放水阀，保养后再人工关闭放水阀，因此需要较 长的维护时间，自动化程度较低。同时也会因用户疏忽，未及时排放油水分离器中的水分， 造成柴油中含水量过高，进而导致发动机熄火，功率下降，甚至于元件损害等严重问题。为避免维护不及时而产生的损害问题，出现了带有自动排水功能的油水分离器， 如中国实用新型公开的一种油水分离器(CN 2592253Y)，包括本体、进油管、出油管、排水 口，在排水口设有电磁阀，在本体内设置第一、第二接线柱，分别接于信号指示器与电源上， 电磁阀、延时器、信号指示器、电源串联成一回路，当本体内水分聚积达到设定的积水水平 面时，第一接线柱和第二接线柱的断路接通形成回路，信号指示器接通，控制电磁阀打开排 水，根据延时器延时后自动关闭，实现自动排水的目的。然而，此结构的自动排水机构部分 结构较为复杂，同时需要带有电磁阀及电源等用电部件，生产成本较高，一旦延时器或其它 部件出现故障，自动排水功能就将丧失，造成未能及时排水的各种危害。
发明内容
本发明目的是提供一种结构简单，带有自动排水功能的油水分离器，使用该结构 的油水分离器，提高自动排水的稳定性，确保进入柴油机的燃油质量。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种油水分离器，包括一本体及本体 底部的放水机构，所述本体的顶部为设有进油口和吸油口的底座，底座下方为分离筒，所述 底座内、分离筒的上方设有挡水板，所述放水机构的底部设置出水口，其特征在于所述放 水机构包括蓄水部与放水部，所述蓄水部顶部与所述分离筒内腔连通，所述蓄水部内设有 一分隔蓄水部与分离筒内腔的水油分离膜，所述放水部内壁呈弧形，放水部内腔设有一水 平布置放水板，所述放水板具有绕其上偏心轴转动的自由度，且所述放水板的外缘与放水 部的弧形内壁配合，所述偏心轴将放水板上方的放水部分隔为A、B腔，所述A腔经密封结构 与所述蓄水部、B腔分隔，构成无水腔，所述B腔与所述蓄水部连通，对应A腔侧的放水板质 量等于对应B腔侧的放水板质量与预设开启放水质量之和；对应B腔侧的放水部内壁上设
3有凹陷，所述凹陷位于B腔侧放水板初始状态的下方，凹陷内壁与所述放水板外缘间形成 空隙，与所述放水部下方的出水口连通。上述技术方案中，油水分离器利用油水密度的不同，放水部与蓄水部呈管状，当待 分离的油自本体顶部的进油口进入底座内，经挡水板对流速减缓，进入分离筒内，油浮于水 的上方，原本油内的水分沉于分离筒的底部，进到放水机构的蓄水部内，又由水油分离膜进 一步过滤油份，所述水油分离膜是一种仅允许水等小分子物质通过，而油无法通过的薄膜， 可选用有机膜、无机膜或复合膜，如陶瓷膜等，被过滤后的水分进入放水部，通过放水板上 水分质量与无水腔A腔侧放水板质量的比较，控制放水板绕偏心轴转动，及时打开(B腔侧 放水板质量+水质量等于A腔侧放水板质量，即B腔侧放水板下降至凹陷处)或关闭(B腔 侧放水板上翘离开凹陷处)放水机构，由放水机构底部的出水口排出水分，实现自动排水。 通过控制偏心轴的偏心位置，可调节放水机构打开与关闭的灵敏度。上述技术方案中，所述密封结构由水平布置的平板及垂直布置的竖板围成，所述 平板的外缘卡设于所述放水部内壁上开设的沟槽内，所述竖板的底端设有安装环，所述偏 心轴穿设于该安装环内，构成间隙配合。上述技术方案中，所述蓄水部中间的内壁上设有环形卡槽，所述油水分离膜的外 缘边卡设于所述环形卡槽内。上述技术方案中，所述本体的底部外壳上设有外螺纹，所述放水机构顶部内壁上 设有内螺纹，所述本体与所述放水机构螺纹连接。 上述技术方案中，所述放水板为不锈钢板、PVC板或树脂板构成。本发明的工作原理是蓄水部底部放水部采用偏心式设计，A腔侧放水板质量大 于B腔侧放水板质量，初始状态下B腔侧放水板处于上翘位置，蓄水部底部关闭；随着蓄水 部中水位上升，B腔侧放水板的质量+水的质量逐步接近A腔侧放水板质量，使放水板绕偏 心轴转动，蓄水部底部开启，达到放水效果；随着蓄水部中水位下降，B腔侧放水板上水的 质量减少，在重力作用下，A腔侧放水板下降，蓄水部底部关闭。利用密封机构将A，B两腔 完全分离，以保证A腔内无液体流入，密封结构安装于蓄水部的沟槽内，密封结构下部设计 有安装环，用于安装放水板中部偏心轴，偏心轴可在与安装环为间隙配合，偏心轴可自由转 动，以保证放水机构开启，关闭自如。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.本发明在本体下方设置放水机构，通过密封结构分隔放水部空腔，获得无水腔 及与蓄水部连通的有水腔，利用放水板绕偏心轴转动，比较有水腔侧放水板与无水腔放水 板的质量，当达到设定值(有水腔侧放水板质量+水质量等于无水腔侧放水板质量)时，放 水板转动至凹陷处(开启口)，自动排放水分，而当水质量下降后放水板又反转，将凹陷封 闭，关闭排水，实现排水过程的自动化，确保进入柴油机的燃油质量，提高发动机的工作效 率及工作寿命；2.通过有水腔侧放水板与无水腔侧放水板之间的质量比较，自动开启闭合排水 口，无需人工操作，同时结构简单，无外设传感器等电路设备，成本降低，且可靠性高。
图1是本发明实施例一的结构示意图2是本发明实施例一的俯视图；图3是本发明实施例一中放水板结构示意图；图4是本发明实施例一中放水部的结构示意图(去除放水板)；图5是图1的局部放大图。其中1、底座；2、进油口 ；3、吸油口 ；4、分离筒；5、挡水板；6、出水口 ；7、蓄水部； 8、放水部；9、油水分离膜；10、放水板；11、偏心轴；12、A腔；13、B腔；14、密封结构；15、凹 陷；16、沟槽；17、安装环。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一参见图1 5所示，一种油水分离器，包括一本体及本体底部的放水机 构，所述本体的顶部为设有进油口 2和吸油口 3的底座1，底座1下方为分离筒4，所述底座 1内、分离筒4的上方设有挡水板5，所述放水机构顶部内壁设有内螺纹，与所述本体下部的 外螺纹配合螺接，放水机构的底部设置出水口 6，所述放水机构包括蓄水部7与放水部8 ；所述蓄水部7顶部与所述分离筒4内腔连通，所述蓄水部7内设有一环形卡槽，环 形卡槽内设有油水分离膜9 (该膜可选用陶瓷膜，阻止柴油进入蓄水部，只允许水分通过)， 分隔蓄水部7与分离筒4内腔；所述放水部8内壁呈弧形，放水部8内腔设有一水平布置放水板10，所述放水板 10在放水部8内具有绕其上偏心轴11转动的自由度，且所述放水板10的外缘与放水部8 的弧形内壁配合，所述偏心轴11将放水板10上方的放水部8分隔为A、B腔，所述A腔12 经密封结构14与所述蓄水部7、B腔13分隔，构成无水腔，所述B腔13与所述蓄水部7连 通，对应A腔12侧的放水板10质量等于对应B腔13侧的放水板10质量与预设开启放水 质量之和；对应B腔13侧的放水部内壁上设有凹陷15，所述凹陷15位于B腔13侧放水板 10初始状态的下方，凹陷15内壁与所述放水板10外缘间形成空隙，与所述放水部8下方的 出水口 6连通。上述A腔12侧放水板10质量与B腔13侧放水板10质量之间的关系可通过以下 表达式表示Δ W = ρ t ( π r2-2r2arccos (a/r) +2a (r2-a2)1/2)，其中r 为放水部 8 半径，a 为 偏心距，P为放水板10材质密度，t为放水板10厚度，AW为A、B腔侧放水板质量差(即 为预开启水质量)。根据放水板10的材质密度，可选用不锈钢板、PVC板或树脂板，计算时 可采用逼近法的计算方式计算偏心距a，具体为预先设定(即为需要开启放水的水 质量)，先假设一个偏心距a的值(偏心距a值反比于放水机构的开启频率)，计算出AW， 比较AW'之间的差距，当AW等于(尽可能接近)AW'时，偏心距a即被数出，参见图2 所示。如图1、5所示，所述密封结构14由水平布置的平板及垂直布置的竖板围成，所述 平板的外缘卡设于所述放水部内壁上开设的沟槽16内，所述竖板的底端设有安装环17，所 述偏心轴11穿设于该安装环17内，构成间隙配合。所述放水部8弧形曲率变化如图4所示，设放水部8底部为坐标零点，球心坐标为 (0，c)，球径同放水板半径为r，则弧形壁大圆平面上任意一点的位置关系如下(大圆曲率 变化处倒角忽略不计)
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①y =C-(]2 2\ 1/2 “X )-----(χ > 0，y < c)；
②y =C+02 2\ 1/2 “X )-----(χ > 0，y > c)；
③y =C-(]χ2)172(χ < 0, y < c r0)
④y =C-(]^02-(lxl-r)2)1/2——------------(χ < 0，c-r0 < y < c)
⑤y =C+0^02-(lxl-r)2)1/2——------------(χ < 0，C-< y < c+r0)
⑥y =C+ (],χ2)172(χ < 0，y〉c+r0) 将上述关系式与坐标值输入数控加工机床内，便可制得放水部8的弧形壁。
权利要求
一种油水分离器，包括一本体及本体底部的放水机构，所述本体的顶部为设有进油口和吸油口的底座，底座下方为分离筒，所述底座内、分离筒的上方设有挡水板，所述放水机构的底部设置出水口，其特征在于所述放水机构包括蓄水部与放水部，所述蓄水部顶部与所述分离筒内腔连通，所述蓄水部内设有一分隔蓄水部与分离筒内腔的水油分离膜，所述放水部内壁呈弧形，放水部内腔设有一水平布置放水板，所述放水板具有绕其上偏心轴转动的自由度，且所述放水板的外缘与放水部的弧形内壁配合，所述偏心轴将放水板上方的放水部分隔为A、B腔，所述A腔经密封结构与所述蓄水部、B腔分隔，构成无水腔，所述B腔与所述蓄水部连通，对应A腔侧的放水板质量等于对应B腔侧的放水板质量与预设开启放水质量之和；对应B腔侧的放水部内壁上设有凹陷，所述凹陷位于B腔侧放水板初始状态的下方，凹陷内壁与所述放水板外缘间形成空隙，与所述放水部下方的出水口连通。
2.根据权利要求1所述的油水分离器，其特征在于所述密封结构由水平布置的平板 及垂直布置的竖板围成，所述平板的外缘卡设于所述放水部内壁上开设的沟槽内，所述竖 板的底端设有安装环，所述偏心轴穿设于该安装环内，构成间隙配合。
3.根据权利要求1所述的油水分离器，其特征在于所述蓄水部中间的内壁上设有环 形卡槽，所述油水分离膜的外缘边卡设于所述环形卡槽内。
4.根据权利要求1所述的油水分离器，其特征在于所述本体的底部外壳上设有外螺 纹，所述放水机构顶部内壁上设有内螺纹，所述本体与所述放水机构螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的油水分离器，其特征在于所述放水板为不锈钢板、PVC板或 树脂板构成。
全文摘要
本发明公开了一种油水分离器，包括一本体及本体底部的放水机构，其特征在于所述放水机构包括蓄水部与放水部，所述蓄水部内设有一水油分离膜，所述放水部内壁呈弧形，放水部内腔设有一放水板，所述放水板具有绕其上偏心轴转动的自由度，且所述放水板的外缘与放水部的弧形内壁配合，所述偏心轴将放水板上方的放水部分隔为A、B腔，对应A腔侧的放水板质量等于对应B腔侧的放水板质量与预设开启放水质量之和；对应B腔侧的放水部内壁上设有凹陷，所述凹陷位于B腔侧放水板初始状态的下方，与所述放水部下方的出水口连通。本发明利用放水板根据A、B腔质量的不同绕偏心轴转动，实现对放水机构自动排水的开启与关闭，确保进入柴油机的燃油质量。
文档编号B01D61/00GK101966401SQ20101028416
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者孙琳, 戴晴华, 陈志强 申请人:三一重机有限公司