用于从待清洁的流体中分离出杂质的分离装置、用于分离装置的负荷确定设备和用于确定杂质负荷状态的方法与流程

本发明涉及一种用于从待清洁的流体中分离出杂质的分离装置，该分离装置具有：带有至少一个收集区域的至少一个分离本体，杂质可以收集在所述至少一个收集区域中；以及至少一个负荷确定设备，借助于所述至少一个负荷确定设备可以确定至少一个收集区域的至少一个部分的杂质负荷状态。此外，本发明涉及一种用于分离装置的负荷确定设备，该分离装置用于从待清洁的流体中分离出杂质，借助于该负荷确定设备可以确定分离装置的至少一个分离本体的至少一个收集区域的至少一个部分的杂质负荷状态，杂质可以收集在所述至少一个收集区域中。另外，本发明涉及一种用于确定至少一个分离装置的至少一个分离本体的至少一个收集区域的至少一个部分的杂质负荷状态的方法，所述至少一个分离装置用于从待清洁的流体中分离出杂质。

背景技术：

1、de 102015005226 a1公开了一种指示器装置、一种分离装置和一种流体离心机的转子，该指示器装置用于提供关于分离装置(特别是流体离心机)的杂质负荷状态的信息(特别地用于发射信号)，该分离装置用于从特别是机动车辆的特别是内燃发动机的流体(特别是油)中分离出杂质(特别是颗粒)。指示器装置包括至少一个工作零件，所述至少一个工作零件可以关于其形状和/或其位置至少部分地改变并且针对分离出的杂质以如此的方式至少部分地被布置或可以布置在分离装置(特别是流体离心机的转子)的收集区域中，使得它可以取决于杂质负荷状态地至少部分地被分离出的杂质覆盖。

2、本发明基于如下任务：设计上述种类的分离装置、负荷确定设备和方法，其中可以更加可靠地确定所述至少一个分离本体的杂质负荷状态。

技术实现思路

1、根据本发明，该任务针对分离装置以下述方式解决：所述至少一个负荷确定设备包括用于电磁波的至少一个发射器以及用于已由所述至少一个发射器发射的电磁波的至少一个接收器，其中，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器布置在所述至少一个分离本体的用于分离出的杂质的至少一个收集区域的相对侧上，其中，所述至少一个分离本体至少区段地对由所述至少一个发射器发射的电磁波是至少部分地透射的，并且其中，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器连接到至少一个评估装置，借助于所述至少一个评估装置可以基于由所述至少一个接收器接收到的电磁波来确定所述至少一个收集区域的杂质负荷状态。

2、根据本发明，用于电磁波的至少一个发射器和至少一个接收器布置在用于杂质的收集区域的相对侧上。利用所述至少一个发射器，电磁波被发送穿过收集区域并借助于所述至少一个接收器被接收。在收集区域中，电磁波取决于在其处分离出的杂质的数量(即，杂质负荷状态)而受到阻尼。因此，电磁波在穿过收集区域时所经历的阻尼与杂质负荷状态有关。所述至少一个收集区域的杂质负荷状态是基于接收到的电磁波相对于发射的电磁波的阻尼来确定的。

3、有利地，收集区域的杂质负荷状态可以表征带有杂质的收集区域的负荷程度。在这个背景下，杂质负荷状态可以被指定为呈电磁波的阻尼水平的形式、被指定为由杂质形成的所谓团块的厚度、或被指定为呈不同的定量和/或定性规格的形式。

4、借助于电磁波，可以以非接触式的方式确定杂质负荷状态。负荷确定设备和所述至少一个分离本体之间无需机械连接。以这种方式，在移动的分离本体(特别是离心分离器的转子)的情况下，分离本体的移动不会因对负荷的确定而受损害。以这种方式，即使利用移动的分离本体持续操作分离装置，也可以实现对负荷的确定。

5、各种材料(例如，玻璃、塑料材料、金属、水、油、碳烟或类似物)均会影响电磁波的信号分布。本发明使用了各种材料对电磁波的这种阻尼性质。利用本发明，可以确定电磁波在穿过收集区域(特别是穿过收集区域所载有的杂质)时的阻尼。电磁波的阻尼和所述至少一个收集区域的负荷的相关性可以用于确定用于维修分离装置的维修间隔。借助于本发明可以实现维修指示器，其指示分离装置的杂质负荷状态。可以指示杂质负荷状态何时达到了需要维修的程度，特别是清洁或更换所述至少一个分离本体。以这种方式，可以总体上延长分离装置的服务寿命。此外，可以提高待清洁的流体的质量。因此，可以更好地保护装置，特别是其中使用了已清洁的流体的电机。

6、利用至少一个评估装置来确定关于杂质负荷状态的信息。有利地，所述至少一个评估装置可以连接到控制单元和/或输出装置，该控制单元和/或输出装置可以布置成远离分离装置，特别地布置在机动车辆或类似物的控制台或仪表盘中。因此，杂质负荷状态也可以远离分离装置进行监测。因此，也不需要像例如在从现有技术中已知的指示器装置中那样，直接在分离装置处检查分离装置的杂质负荷状态。

7、有利地，至少一个评估装置可以是电子评估装置。以这种方式，杂质负荷状态可以基于软件和/或硬件来确定，特别是计算。此外，所述至少一个评估装置可以连接到机器、特别是电机、特别是内燃发动机和/或车辆的对应的电气/电子控制单元。因此，可以将关于分离装置的杂质负荷状态的对应信息传输到控制单元，并且可以启动适当的措施。

8、有利地，可以借助于所述至少一个评估装置和/或至少一个控制单元来启动信息、特别是声学和/或视觉信号或者机器用的控制功能的输出。

9、负荷确定设备有利地可以是内燃发动机的油离心机的一部分。分离装置(特别是油离心机)可以有利地是内燃发动机的电机用油回路的一部分。它可以用于清洁供应给内燃发动机的电机用油。然而，本发明并不限于内燃发动机的电机用油回路的分离装置。相反，它还可以用于车辆(特别是机动车辆)或其他机器的不同的分离装置和/或不同的液体系统(特别是燃料系统或液压系统)中。分离装置可以用于汽车技术、工业电机或类似物中。

10、分离装置可以是用于从液体和/或气态流体中分离出杂质的分离装置。有利地，可以借助于分离装置从电机用油中去除碳烟颗粒。

11、在有利的实施例中，所述至少一个分离装置可以是包括至少一个转子的离心分离器，所述至少一个转子可绕转子轴线旋转并且包括分离壁，该分离壁周向地包围转子轴线并在转子的径向内周向侧处得以实现用于分离出的杂质的收集区域，其中，至少分离壁至少区段地对电磁波是至少部分地透射的。在分离装置运行时，待清洁的流体可以被带入所述至少一个转子的内部中。由于所述至少一个转子的旋转所致，待清洁的流体的杂质(特别是碳烟颗粒或类似物)可以由于离心力所致而被径向向外输送。杂质可以在所述至少一个转子的径向内周向侧处被分离到收集区域中。

12、负荷确定设备以非接触式的方式操作。以这种方式，可以确定在操作期间(即，在转子旋转时)的杂质负荷状态。不需要在确定杂质负荷状态时停止分离装置。

13、所述至少一个分离壁可以至少区段地对电磁波是至少部分地透射的。“部分地透射”意指所述至少一个分离壁在没有阻尼或具有这种最小阻尼的情况下透射电磁波。以这种方式，电磁波可以穿过所述至少一个分离壁。因此，电磁波相对于转子轴线可以穿过所述至少一个分离壁并且根据需要穿过分离出的杂质而从内部径向地传播到外部或反向传播。以这种方式，可以结合分离出的杂质相对于转子轴线的径向厚度来确定杂质负荷状态。

14、有利地，分离壁可以至少部分地是非金属材料，特别是塑料复合材料、grp或类似物。以这种方式，分离壁可以对电磁波是至少部分地透射的。

15、在进一步的有利的实施例中，至少一个发射器可以相对于转子轴线布置在周向的分离壁的径向外侧，和/或至少一个接收器可以相对于转子轴线布置在周向的分离壁的径向外侧。因此，分离壁内的空间可以用作用于分离出杂质的分离空间。所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器可以布置在载有杂质的分离空间的外部。以这种方式，可以避免所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器被杂质污染。发射器和/或接收器的污染会损害负荷确定设备的功能。此外，所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器可以更容易地安装在分离壁(特别是转子)的外部。

16、在进一步的有利的实施例中，所述至少一个转子可以包括可绕转子轴线旋转的主轴，分离壁保持在该主轴上以便可旋转，并且至少一个发射器和至少一个接收器之间的虚拟连接线可以延伸到主轴外部。以这种方式，电磁波的传播就不会因主轴而受损害。因此，主轴本身可以是对电磁波不透射或仅最低程度地透射的材料。

17、有利地，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器之间的虚拟连接线可以切向于与转子轴线同轴的虚拟圆筒壁延伸。以这种方式，在转子旋转时，可以相对于转子轴线在恒定的轴向高度处确定收集区域的杂质负荷状态。

18、在进一步的有利的实施例中，离心分离器可以包括用于确定所述至少一个转子的转速的至少一个转速确定装置。通过将转速考虑在内，可以更精确地确定杂质负荷状态。

19、在进一步的有利的实施例中，至少一个电子评估装置可以连接到所述至少一个转速确定装置，并且可以包括用于基于接收到的电磁波和转子的转速来确定杂质负荷状态的器件。以这种方式，可以基于转子的转速和接收到的电磁波或者对接收到的电磁波的阻尼来以电子方式确定杂质负荷状态。

20、在进一步的有利的实施例中，电磁波可以是无线电波。为了产生和接收无线电波，可以采用简单廉价且可靠地操作的发射器和接收器。如所已知的，无线电波是频率低于3,000ghz的电磁波。优选地，使用在大约1ghz到60ghz的范围内的频率；特别优选地使用2.3-2.5ghz和/或5ghz-5.8ghz和/或5.925ghz-7.125ghz的频率。

21、在进一步的有利的实施例中，电磁波可以是定向的。以这种方式，电磁波可以被引导朝向所述至少一个收集区域。以这种方式，可以更高效地对杂质负荷状态执行监测。对于定向电磁波，能量在空间上是集中的，特别是在横截面中。能量可以集中在收集区域上。可以减少在收集区域外部的无关区域中的能量损失。总体上，与非定向电磁波相比，可以利用减小的发射能量工作。

22、在进一步的有利的实施例中，电磁波的至少一部分可以是永久信号和/或电磁波的至少一部分可以是脉冲信号。永久信号具有如下的优点：可以对杂质负荷状态执行连续监测。脉冲信号具有如下的优点：对于相同的发射功率，由于在脉冲之间提供了发射停顿，因此总体上可以减小所需的发射能量。替代地，每个信号脉冲都可以使用对应更大的发射功率，而不必以这种方式增加整体的发射能量。

23、在进一步的有利的实施例中，至少一个发射器和/或至少一个接收器可以布置在分离装置的壳体的壳体内侧处。以这种方式，所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器可以固定地安装在壳体处。对于分离装置的维修而言(特别是对于所述至少一个分离本体的清洁和/或更换而言)，不得移除所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器。

24、在进一步的有利的实施例中，具有集成式发射和/或接收单元的微控制器被采用作为发射器和/或接收器。

25、有利地，分离装置的壳体可以被设计成可打开的。以这种方式，所述至少一个分离本体可以被制成为可自由接近的，以实现维修目的。

26、特别是当使用移动的分离本体时，就像特别地在离心分离器中那样，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器可以固定地布置在壳体处且不得与所述至少一个分离本体一起移动。

27、在有利的实施例中，至少一个发射器和/或至少一个接收器可以以不透流体的方式封装。以这种方式，所述至少一个发射器和/或至少一个接收器可以受到保护以免受流体和/或污染物的影响。

28、有利地，所述至少一个发射器和/或所述至少一个接收器可以以不透流体的方式封装在分离装置的流体输送区域中(特别是在壳体内)。

29、此外，根据本发明，所述任务针对负荷确定设备以下述方式解决：所述至少一个负荷确定设备包括用于电磁波的至少一个发射器以及用于由所述至少一个发射器发射的电磁波的至少一个接收器，其中，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器布置在所述至少一个分离本体的用于分离出的杂质的至少一个收集区域的相对侧上，其中，所述至少一个分离本体至少区段地对由所述至少一个发射器发射的电磁波是至少部分地透射的，并且其中，所述至少一个发射器和所述至少一个接收器连接到至少一个评估装置，借助于所述至少一个评估装置可以基于由所述至少一个接收器接收到的电磁波来确定所述至少一个收集区域的杂质负荷状态。

30、另外，根据本发明，所述任务针对方法以下述方式解决：由至少一个发射器将电磁波发送穿过所述至少一个分离本体的用于分离出的杂质的至少一个收集区域，由至少一个接收器在相对于收集区域与发射器相对的侧部处接收穿过所述至少一个收集区域的电磁波，并且借助于至少一个评估装置基于接收到的电磁波来确定所述至少一个收集区域的杂质负荷状态。

31、在其他方面，已结合根据本发明的分离装置、根据本发明的负荷确定设备和根据本发明的方法以及它们各自的有利的实施例公开的特征和优点相应地在彼此当中适用，且反之亦然。当然，各个特征和优点可以在彼此当中进行组合，其中，可产生超出各个效果的总和的进一步的有利效果。