离心分离器的制作方法

本发明涉及一种离心分离器。本发明特别地不过不是必须地涉及一种用于从发动机油去除污染物的离心分离器。

背景技术：

离心分离器广泛已知为用于从内燃发动机的润滑油回路去除污染物颗粒。离心分离器还已知为在各种工业过程中用于从液体分离颗粒物质或分离具有不同密度的液体。典型地，离心分离器的运行原理在于：壳体容纳转子，转子被支撑在壳体内以绕着大体上竖直的转轴(spindle)旋转。待从中去除污染物的液体(例如发动机油)通过转轴中的孔以升高的压力被供应到转子。出口喷嘴被提供成处于距转轴一径向距离处，使得经加压的流体沿大体上与转子相切的方向从孔喷射到转子中，流体的相切喷射导致转子旋转。当液体通过正旋转的转子时，密度更大的污染物或颗粒被从液体离心地分离并且被保留在转子中，典型地作为粘附到转子的内表面的结块物(cake)。在转子中进行循环之后，液体从转子排出到油箱(sump)。

分离过程得到在液体中成团的污染物材料或颗粒的协助。然而，可能存在于液体中的分散性添加物会防止成团并且使离心分离器的效力降低。而且，液体被供应到转子所处的压力必须足以引起转子以高到足够导致污染物材料或颗粒离心地分离的速度来旋转。本发明的实施例的目标是至少缓解现有技术的问题中的一个或多个。

技术实现要素：

根据本发明的方面，提供有一种离心分离器，所述离心分离器包括：壳体；以及旋转容器，所述旋转容器具有轴线并且附接到壳体以便绕着轴线相对于壳体旋转，其特征在于：或者a)旋转容器具有一个或多个可磁化区域并且壳体具有一个或多个电磁绕组；或者b)旋转容器具有一个或多个电磁绕组并且壳体具有一个或多个可磁化区域，并且其特征在于：电磁绕组能够被选择性地激励以形成磁场从而导致旋转容器的旋转。该布置结构可以允许离心分离器获得改进的清洁效力。

在某些实施例中，一个或多个可磁化区域中的每个可以是一个或多个相应的永磁体中的一个。替代地，一个或多个可磁化区域中的每个可以是一个或多个相应的电磁线圈中的一个。

一个或多个可磁化区域中的每个可以附接到旋转容器或壳体。一个或多个可磁化区域中的每个可以附接到壳体或旋转容器的外表面。一个或多个可磁化区域中的每个可以与旋转容器或壳体形成为一体。

在某些实施例中，一个或多个可磁化区域可以绕着旋转容器或壳体周向地间隔。成对的一个或多个可磁化区域可以绕着轴线沿直径相对。

一个或多个电磁绕组中的每个可以附接到旋转容器或壳体。一个或多个电磁绕组中的每个可以与旋转容器或壳体形成为一体。

在某些实施例中，一个或多个电磁绕组可以是能够被交替地选择性地激励的。一个或多个电磁绕组中的每个可以是能够电连接到电子控制单元(“ecu”)的。

离心分离器还可以包括一个或多个电磁绕组中的每个所电连接到的ecu。ecu可以具有多个输出相位。输出相位中的每个可以对应于一个或多个电磁绕组中的每个电磁绕组或电磁绕组的组。ecu可以是能够被配置成改变旋转容器的旋转速度的。

在某些实施例中，一个或多个电磁绕组中的每个能够电连接到交流发电机。

根据本发明另外的方面，提供有一种用于清洁发动机油的润滑系统，所述用于清洁发动机油的润滑系统包括如上文所描述的离心分离器。根据本发明的另一方面，提供有一种车辆，所述车辆包括如上文所描述的离心分离器。根据本发明的另一方面，提供有一种固定式发动机布置结构，所述固定式发动机布置结构包括如上文所描述的离心分离器。

附图说明

现在将会参照附图仅借助于示例来描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的离心分离器的示意图；

图2示出了根据本发明的另外的实施例的离心分离器的示意图；

图3示出了包括根据本发明的实施例的离心分离器的润滑系统的示意图；以及

图4示出了包括根据本发明的实施例的离心分离器的车辆的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的离心分离器10。离心分离器10在机动车辆336(示出在图4中)中具有如下的具体的应用：用于清洁发动机润滑系统234(示出在图3中)中的发动机油。然而，可构想出其它的应用，例如，油的回收以及食物产品的生产。离心分离器10包括壳体12以及附接到壳体12的旋转容器14。旋转容器14具有轴线16，当旋转容器14附接到壳体12时，旋转容器14被配置成绕着轴线16旋转。注意到图1示出了轴线16，其延伸到页面中。在某些实施例中，壳体12可以包括转轴(未示出)，旋转容器14被安装在转轴上以便进行旋转。转轴可以包括轴向孔，轴向孔用于向旋转容器供应待被清洁的液体。壳体12可以具有大体上环形的轮廓以便接收旋转容器14。在图1中，箭头18示出了旋转容器14的旋转方向。然而，将会理解的是，旋转容器14可以绕着轴线16沿任一方向(即，顺时针或逆时针)旋转。

旋转容器14具有一个或多个可磁化区域20，即，区域20能够提供磁场。可磁化区域20可以由磁性材料(即，铁磁性或亚铁磁性材料)形成。具体地，磁性材料可以是或至少包括铁、镍和钴中的一种。在某些实施例中，磁性材料可以是任意适合的磁性材料。一个或多个可磁化区域20中的每个可以附接到旋转容器14或与旋转容器14形成为一体。此外，一个或多个可磁化区域20中的每个可以附接到旋转容器14的表面14a。表面14a可以是旋转容器14的外表面。表面14a可以是旋转容器14的顶表面、旋转容器14的底表面以及旋转容器14的侧表面中的一者或多者。在可磁化区域20附接到旋转容器14的实施例中，可磁化区域20的附接方式可以是化学的或机械的，例如，胶合物、结合剂、夹子或螺钉。磁性材料可以是被磁化的，即，一个或多个可磁化区域20中的每个可以被提供为一个或多个永磁体中的一个。在替代的实施例中，一个或多个可磁化区域20中的每个可以是一个或多个电磁线圈(例如，绝缘的铜或铝线的线圈)中的一个。电磁线圈中的每个可以具有各自的磁芯，即，由例如铁、镍或钴的磁性材料制成的或者至少包括例如铁、镍或钴的磁性材料的芯。可以提供任意适合数目的可磁化区域20。图1示出了具有两个可磁化区域20的离心分离器10。然而，在某些实施例中，旋转容器14可以替代地具有一个、三个、四个或更多个可磁化区域20。可磁化区域20可以绕着旋转容器14周向地间隔。另外地，如图1中所图示的，成对的可磁化区域20可以关于轴线16沿直径相对。

壳体12具有采用圈状、螺线状或螺旋状形状的一个或多个电磁绕组22，即，一个或多个电导体，例如铜或铝线。一个或多个绕组22中的每个可以具有各自的磁芯，即，由例如铁、镍或钴的磁性材料制成的或至少包括例如铁、镍或钴的磁性材料的芯。电磁绕组可以绕着壳体12周向地间隔。一个或多个电磁绕组22中的每个可以附接到壳体14或与壳体14形成为一体。电磁绕组22能够被选择性地激励以形成磁场。电磁绕组22可以是能够通过将电流供应到电磁绕组22而被选择性地激励的。在某些实施例中，电流可以被选择性地依次供应到电磁绕组22中的一个或多个的单个电磁绕组或电磁绕组的组，即，电磁绕组22能够被交替地选择性电激励，以产生如下的磁场，所述磁场的位置围绕壳体12旋转。虽然图1中所示的离心分离器10具有三个电磁绕组22，但是将会理解的是，可以使用任意适合数目的电磁绕组22，例如使用一个、两个、四个或更多个的电磁绕组22。两个或更多个电磁绕组22可以以串联方式电连接。

在磁性材料被磁化的实施例中，旋转容器14可以永久地呈现磁场。在磁性材料的区域20是相应的电磁线圈的实施例中，当磁场绕着壳体12旋转或产生脉冲(pulse)时，在旋转容器14中可以感生出电流。(更具体地，在电磁线圈中可以感生出电流)。因此，旋转容器14可以产生磁场，根据楞次定律，该磁场与壳体12的磁场相反。在所有实施例中，壳体12的磁场与旋转容器14的磁场之间的相互作用将导致旋转容器14绕着轴线16旋转，即，反作用力矩被施加到旋转容器14。

在使用时，待从中去除污染物的液体例如通过轴向孔被供应到旋转容器14。随着旋转容器14绕着轴线16旋转，密度更大的污染物颗粒被从液体离心地分离并且被保留在旋转容器14中。在旋转容器14中进行循环之后，已经被清洁的液体经由排出管离开旋转容器14。在密度更大的污染物颗粒从液体分离期间，旋转容器14的旋转速度可以在3,000与30,000转/分钟之间。在某些实施例中，在密度更大的污染物颗粒从液体分离期间，旋转容器14的旋转速度可以在3,000与10,000转/分钟之间。在某些实施例中，在密度更大的污染物颗粒从液体分离期间，旋转容器14的旋转速度可以在10,000与30,000转/分钟之间。在某些实施例中，在密度更大的污染物颗粒从液体分离期间，旋转容器14的旋转速度可以在10,000与20,000转/分钟之间。

在某些实施例中，电磁绕组22中的每个可以是能够经由相应的电连接器26电连接到电子控制单元(“ecu”)24的。因此，当ecu24和电磁绕组22彼此电连接时，ecu24可以将电流供应到需要形成磁场的电磁绕组22。ecu24可以具有多个输出相位，从而允许ecu24依次地将电流供应到一个或多个电磁绕组22中的单个电磁绕组或电磁绕组的组。电磁绕组22中的每个电磁绕组或电磁绕组的组可以对应于ecu24的输出相位。因此，如在所图示的实施例中，ecu24可以具有三个输出相位。当然，在替代的实施例中，ecu可以具有任意适合数目的输出相位，例如一个、两个或更多输出相位。每个输出相位可以对应于两个或更多个电磁绕组22。图1示意性地示出了用于ecu24的三个输出相位的处于星形构造(starconfiguration)的电磁绕组22和电连接器26。然而，将会理解的是，其它构造也是可能的，例如，三角性构造(deltaconfiguration)。一个或多个电磁绕组22和相应的一个或多个电连接器的确切构造将会取决于其数目。

在某些实施例中，ecu24可以连接到用于在车辆336中使用的交流发电机28。更具体地，ecu24可以电连接到交流发电机28的整流器32以在使用时向ecu提供电功率源。当然，ecu24可以另外地或替代地连接到任意适合的其它电功率源，例如电池。ecu24可以是能够被配置成改变旋转容器24的旋转速度的。

图2示出了根据本发明的另外的实施例的离心分离器110，该另外的实施例具有偏移了系数100的附图标记，偏移了系数100的附图标记指示本文中参照图1讨论的相同的特征。一个或多个电磁绕组122中的每个可以是能够电连接到用于车辆的交流发电机的。更具体地，电磁绕组122中的每个可以是能够电连接到交流发电机128的一个或多个相应的绕组130中的一个的。(交流发电机128的绕组130将被理解为是如下的电磁绕组，在所述电磁绕组中，电流可以由交流发电机128的旋转转子来感生，但在本说明书中，包括权利要求中，交流发电机128的绕组130将被称为绕组，以避免与离心分离器110的电磁绕组122混淆。)因此，当电磁绕组122和交流发电机128的绕组130彼此电连接时，交流发电机128的绕组130中的电流，例如当交流发电机128运行时其形成，可以将电流供应到需要形成磁场的电磁绕组122。因此，在使用时，在具有电连接到交流发电机128的绕组130的电磁绕组122的实施例中，旋转容器114可以以与交流发电机128大体上相同的旋转速度来旋转。

图3示出了包括离心分离器210的润滑系统234。图4示出了包括离心分离器310的车辆336。车辆336可以是汽车、摩托车、飞行器和船舶船只中的一种。车辆336可以是卡车、公共汽车或火车中的一种。

如从上文将会理解的，在所有实施例中，壳体12形成定子并且转子容器14形成转子，因此壳体12和转子容器14一起形成电动机。壳体12和转子容器14可以一起形成永磁体交流电动机(其也被称为交流无刷电动机)。当然，可构想出替代的实施例，例如壳体12和转子容器14一起形成dc无刷电动机，正如可以使用任意适合的方法来将壳体12形成为定子并且将转子容器14形成为转子。因此，可构想出如下实施例，在所述实施例中，转子容器14具有一个或多个电磁绕组22并且壳体12具有一个或多个可磁化区域20。

当与已知装置相比时，因为旋转容器14的旋转速度可以独立于被供应到旋转容器14的待被清洁的流体的压力，本发明的实施例可以允许离心分离器10获得改进的清洁效力。本发明的实施例可以在保持足够的清洁效力的同时允许在待被清洁的液体中使用高分散性添加物。本发明的实施例可以允许在发动机关闭之后离心分离器10继续运行以防止所收集的污染物材料积聚在旋转容器14的排出管中或将旋转容器14的排出管堵塞。本发明的实施例可以允许离心分离器10的“软”起动和停止，即，在旋转容器14处于静止状态和用于分离的旋转速度之间使旋转速度逐渐增加和降低。

本说明书中所公开的全部特征(包括任何所附权利要求和附图)可以以任何组合方式进行组合，除了在其中这样的特征和/或步骤中的至少一些是相互排斥的组合。

在本说明书(包括任何所附权利要求和附图)中公开的每个特征可以由起到相同、等同或类似目的的替代性特征来代替，除非另有明确说明。因此，除非另有明确说明，所公开的每个特征仅是通用系列的等同或类似特征的一个示例。

本发明并不限于任何上述实施例的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求和附图)中公开的特征中的任何新颖的一个或任意新颖的组合。权利要求不应被理解成仅覆盖上述实施例，而是应该被理解成覆盖落入权利要求范围内的任何实施例。