CN107405631B - 离心分离器 - Google Patents

Abstract

静止壳（11）限定封装件和转子（20），即过滤器壳体，转子（20）可旋转地安装在封装件中，转子（20）具有盖或罩（24）以允许清洁其内部。电旋转传感器设置成安装到转子的第一电线圈（51）和安装到壳（11）并且可连接到功率源（43）的第二电线圈（41）。当转子旋转时，电压传感装置，比如与第二线圈（41）相关联的处理器（42），检测第二线圈中感应的电压波动，并且这可用于计算并显示转子速度。第一线圈（51）被连接在包括电极（53、54）的电路中，电极（53、54）在预定位置处暴露于转子（20）的内部，优选穿入罩（24）。当这些电极被转子内部中积聚的材料接触时，跨越第二线圈（41）的电压改变，并且检测该改变以提供转子需要清洁的指示。永磁体（60）安装到转子（20），由此当转子（20）旋转时电池（43）经由定子线圈（41）自动充电。

Description

离心分离器

技术领域

本发明涉及离心分离器。

背景技术

熟知的是，离心分离器用于从内燃发动机的润滑油回路移除杂质颗粒，以及用于从液体分离颗粒物质、或在各种各样的工业过程中分离不同密度的液体。由于杂质积聚在离心机内，必不可少的是例行地将其清洁干净，以便维持操作的有效性。对于工业和非持续使用的发动机应用，使用者难以知道何时需要或者适宜打开离心机用于清洁。离心机搁置（时间）过长可导致过于坚硬且难以移除的污泥压块以及沉重的转子。相反地，过早地在维修间隔中打开离心机可使宝贵的维修时间浪费在检查中，并且可造成过早使用可更换的部件，例如纸插入件或内衬。因此，知道离心机何时准备好被清洁而不必停止或打开离心分离器组件将会是有用的。

期望的是提供如下的离心分离器，该离心分离器具有指示离心机何时准备好被清洁而无需停止其操作或打开组件用于视觉检查的某些装置。还期望的是，最小化功率需求、避免对于外部功率源的需求、并最小化对于部分更换的需求。

欧洲专利说明书EP 0872282 A公开了设置有用以测量液体填充在其内部中的程度的超声波传感器的离心转子。这在大部分情况中是不实际的。

德国专利说明书DE 10103997公开了用于测量与离心分离器的转子相关联的静止电路中的电容的布置，电容的变化指示了转子装载有分离的颗粒。

已经提出了用于离心分离器的各种旋转传感器，包括例如安装在壳中或壳外侧的光学传感装置或其它信号接收部件，以便检测旋转的转子上的标记或发射器。

本发明的一个目标是提供指示离心分离器的维修准备度的改进的、替代的装置。本发明的另一个目标是提供用于离心分离器的自供能旋转传感器。

发明内容

作为第一方面，本发明提供离心分离器，包含限定封装件和转子的静止壳，即过滤器壳体，所述转子可旋转地安装在所述封装件中，转子具有盖或罩以允许清洁其内部，并且壳包括允许接近转子的装置；其特征在于，电旋转传感器设置成：安装到转子并包括第一线圈的第一电路装置、安装到壳并包括可连接到功率源的第二线圈的第二电路装置、和与第二电路相关联的用以在转子旋转时检测第二线圈中感应的电压波动的电压传感装置；以及其特征在于，第一电路装置包括在转子中的预定位置处暴露于转子的内部的电极，从而当所述电极在转子内部中的所述位置处被积聚的材料接触时，引起跨越第二线圈的能够被检测的电压差。

在优选的实施例中，第一电路装置安装在转子的盖或罩上。从而，其可被改型成现有的离心分离器，并且仅需要更换转子的盖或罩。壳的可移除部分也可被相关的第二电路装置、功率源和电压传感装置已装配到的对应部分更换。

如果期望的话，电旋转传感器可包括处理器，其可操作成计算并显示转子的旋转速度。在一些应用中，对于使用者可期望的是知道转子的操作速度。

在另外的扩展中，通过将永磁体安装到转子，由此当转子旋转时安装在壳上的电池功率源可经由第二电路装置自动充电，从而可避免外部功率源或更换电池功率源的需求。

此外，在一些实施例中，系统的检测部分，即旋转传感器和填充检测器，如通过电压传感装置所实施的，可只是间歇地操作，而在离心机的旋转期间，经由前述永磁体布置的充电持续地发生。通过这样的方式，功率被保存。

在一些其它的实施例中，可使用单独的充电线圈。换言之，可存在用于旋转和填充检测的目的的第一定子线圈，以及用于经由安装在转子上的永磁体的设置而给电池充电的目的的第二定子线圈。

根据第二方面，本发明提供离心分离器，包含限定封装件和转子的静止壳，即过滤器壳体，所述转子可旋转地安装在所述封装件中，并且旋转传感器设置成：安装到转子的第一传感器设备、和安装到壳且由电池功率源供能的第二传感器设备，其特征在于：第二传感器设备和电池通过包括定子线圈的电路装置连接，并且永磁体被安装到转子，由此当转子旋转时电池经由定子线圈自动充电。

因此，根据第二方面，自供能的能力可关于用于离心分离器的任何旋转传感器或任何填充检测器而被应用。换言之，它不需要与检测旋转的电阻/电压检测装置组合，并且可与其它的传感器装置组合，比如光学传感器装置、电容传感器装置。而且，它不需要与任何填充检测器装置组合。然而，本发明的优选实施例以组合包括了所有这些特征。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的方面，其中：

图1是通过根据本发明的离心分离器的实践实施例的纵向横截面；

图2是图1中所示的分离器的上部区域的仍采用横截面的放大的局部视图；以及

图3是离心分离器的转子的上部区域和如安装在离心分离器的壳上的相关联的电路装置和检测器布置的示意图。

具体实施方式

图1图示了离心分离器的典型布置，本发明的实施例，即指示转子速度和离心机的维护需求的非接触式自供能的电气设备被应用于所述离心分离器的典型布置。

分离器组件包含限定封装件和转子20的静止壳10，即过滤器壳体，所述转子20可旋转地安装在所述封装件中。壳10由可拆卸地安装到基部12的钟形罩11形成。轴13被安装到基部，从基部向上延伸至罩11顶部处的连接器组件14。轴13提供中心轴线A，当分离器处在操作中时，转子20绕所述中心轴线A旋转。在自供能的离心分离器的该示例性实施例中，基部12包括用于待清洁的流体的入口通路15，以及出口，所述出口在该附图中不可见。轴13包括与入口通路15连通的轴向通路16和来自该通路16的径向开口17。转子20包含内管21和外圆柱形本体22，具有由基部23和罩24提供的端部封闭件。内管21装配到轴13上，并在所述管21中在更接近罩24的水平处在轴开口17与径向开口27之间限定窄的环形通道25。转子20的基部23设置有相对于轴的轴线切向引导的喷嘴26。在使用中，流体在升高的压力下被供给通过基部12的入口通路15。其轴向地流动通过轴通路16，并经由开口17和环形通道25以便经由开口27离开，进入转子20的内部中。来自基部23中的喷嘴26的流体的出流用于驱动转子，并且由此引起的离心作用用于使流体内的杂质颗粒沉积在圆柱形本体22的内表面上。

转子20的内部被分离圆锥28分成上室和下室。该圆锥28提供截头圆锥形壁，所述截头圆锥形壁从轴附近的边沿29向下倾斜到邻近转子的内表面的下边缘。间隙保持在边沿29与内管21之间。该分离圆锥28的一个目的是使流体通过转子的过程变慢，从而改进在转子的内表面上俘获杂质颗粒的效率。而且，通过将流体引导通过邻近内管21的间隙进入下室中，这防止了杂质颗粒直接掉落到喷嘴26的区域中，最小化任何阻塞的风险。余下的流体排放到壳10的基部12，并离开用于再循环。

如已经指出的，基本的离心分离器组件的精确构造对本发明不重要，并且在本发明的方面可被应用到的其它实施例中，来自上述内容的许多详细的变型会是可能的。还应理解的是，尽管刚刚描述的布置是自供能的分离器的布置，其中离心机的旋转由待清洁的流体通过其的流动引起，然而本发明同样适用于具有用于转子的单独的供能驱动装置的离心分离器。

根据本发明的图示的示例性实施例，并且如图2中以更大比例示出的，第一传感器设备40被安装到壳罩11，并且第二传感器设备50被安装到转子罩24。第一传感器设备40包括连接到处理器42的固定线圈41，这些由电池43供能。处理器42包括整流器和其它的控制装置，并且操作地连接到外部可见的显示板44。第二传感器设备50包含与电阻器52并联连接到各自的电极53、54的电路线圈51。这些电极是图1中总体标示为55的探针的部分，所述探针安装在转子罩24的壁中从而电极的端部暴露于转子20的内部。电极53、54通过各自的绝缘材料套管56彼此绝缘并且与转子罩24的周围材料绝缘。在该示例中，电极和套管共轴布置，其中一个电极53设置成中心金属销或管，并且另一个电极54设置成围绕的圆柱形金属元件。如所示的，电极和套管具有台阶式构造，以便抵抗在分离器操作期间由于内部转子压力引起的向外的位移。

在操作中，处理器42将来自电池43的恒定电流供给到被安装到离心机罩11的静止线圈41。这在静止线圈41中生成电压并因此生成磁场。转子每旋转一圈，被安装到转子20的旋转线圈51经过靠近静止线圈41一次。当旋转线圈51经过静止线圈41时，由于其切割来自静止线圈41的磁通量，所以在转子线圈51中引起电流流动。由于电线电阻和电阻器52的存在，每旋转一圈，跨越转子线圈51的电压将发生一次变化，通过感应，这将会引起静止线圈41中对应的电压变化。这被处理器42检测到并可用于在显示板44上提供转子速度指示。

当转子20仅含有油时，旋转线圈电路51中的电阻仅由于电线的固有电阻以及电阻器52的电阻引起。（由于油被认为是绝缘的，电阻器52被添加以便提供旋转线圈电路51中的电阻的初值。）当转子20被填充，并且杂质材料触及并覆盖电极53、54的暴露端部时，旋转线圈电路51中的总电阻值将降低。静止线圈电路41中也将发生对应的电压降低。该变化将被处理器42检测到，然后处理器42提供适当的信号，用于在显示板44上指示转子应得到清洁。图3示意性地示出了在显示板44上如何可适当地提供旋转速度和维护指示。

因此，系统可检测并指示转子速度和转子何时充满了杂质两者。

在系统将被制造用于改型成离心分离器的情况下，会需要两个电阻水平，一个用于发动机杂质和油，另一个用于如在一些工业加工应用中产生的更加金属性的加工杂质。这些可根据应用来选择。在该方面中，相关的传感器设备可被供给成装配到比如24的各自的转子罩和各自的离心机罩11或类似物，并且在任何的改型操作中将只有这些部分需要被更换。

永磁体60也被固定到转子罩24。它还在转子20的每次旋转时经过静止线圈41，并且在静止的电路中感应出电流（变化的电流），该电流经由处理器/整流器用于给电池43充电。如之前所解释的，关于任何其它的电供能旋转传感器布置、或单独的任何其它的电供能填充传感器布置，即不同于本文中描述的那些并且不一定基于电阻测量/来自转子线圈的感应电压的使用的传感器布置，可充分单独地利用该充电方法（因此是旋转传感器和填充传感器的自供能）。

图3中图示的示意性布置具有变型，其中电极58设置成在间隔开的位置处穿入转子罩24的各自的销。在其它方面中，所述布置与参考图2在以上描述的总体上相同，并且相同的附图标记用于对应的部分且不需要进一步描述。

本说明书（包括任何的所附权利要求和附图）中公开的每个特征可被用于相同、等同或相似目的的替代特征替换，除非另有明确陈述。换言之，本发明不限于以上实施例的细节，并且在所附权利要求的范围内，细节中的变化在其它实施例中是可能的。

Claims (8)

1.一种离心分离器，包含限定封装件和转子的静止壳，即过滤器壳体，所述转子能够旋转地安装在所述封装件中，所述转子具有盖或罩以允许清洁其内部，并且所述静止壳包括允许接近所述转子的装置；

其特征在于，电旋转传感器被设置成：安装到所述转子并包括第一线圈的第一电路装置、安装到所述静止壳并包括能够连接到功率源的第二线圈的第二电路装置、和与所述第二电路装置相关联的用以在所述转子旋转时检测所述第二线圈中感应的电压波动的电压传感装置；以及

其特征在于，所述第一电路装置包括在转子中的预定位置处暴露于所述转子的内部的电极，从而当所述电极在所述转子内部中的所述位置处被积聚的材料接触时，引起跨越所述第二线圈的能够被检测的电压差。

2.根据权利要求1所述的离心分离器，其中，所述第一电路装置被安装在所述转子的所述盖或罩上。

3.根据权利要求1或2所述的离心分离器，其中，所述电旋转传感器包括操作成计算并显示所述转子的旋转速度的处理器。

4.根据权利要求1或2所述的离心分离器，包括作为功率源的电池，并且进一步包含被安装到所述转子的永磁体，由此当所述转子旋转时所述电池经由所述第二电路装置自动充电。

5.根据权利要求1或2所述的离心分离器，其中，所述第一电路装置包括电阻器。

6.根据权利要求1或2所述的离心分离器，其中，所述电极设置成共轴的探针，其延伸通过所述转子的壁或所述转子的盖或罩，并且其彼此绝缘以及与转子壁绝缘。

7.根据权利要求1或2所述的离心分离器，其中，所述电极设置成一对销，其延伸通过所述转子的壁或者所述转子的盖或罩，并且其彼此绝缘以及与转子壁绝缘。

8.一种离心分离器，包含限定封装件和转子的静止壳，即过滤器壳体，所述转子能够旋转地安装在所述封装件中，并且旋转传感器设置成：安装到所述转子的第一传感器设备、和安装到所述静止壳且由电池功率源供能的第二传感器设备，其特征在于：所述第二传感器设备和所述电池通过包括定子线圈的电路装置连接，并且永磁体被安装到所述转子，由此当所述转子旋转时，所述电池经由所述定子线圈自动充电。