CN101410611B - 包括受保护的液体传感器的流体过滤器 - Google Patents

Abstract

流体过滤器，包括一个用于从流体分离的液体的汇集室(10)以及一个滤芯(4)，该滤芯具有一个对于流体通透的过滤介质(5)，其中汇集室设置在过滤介质下方；并且该流体过滤器包括一个液体传感器(19)，该液体传感器设置在汇集室的最深位置的上方，该液体传感器至少局部借助于至少一个保护壁(18、20)相对于液体屏蔽，所述保护壁在液体传感器的侧旁和/或下方延伸，并且存在从汇集室直至液体传感器的透液体的连接部；透液体的连接部迷宫式延伸，使得该连接部对于流过该连接部的流体产生多次转向；透液体的连接部允许流体从包围保护壁的汇集室向液体传感器的径向流动；液体传感器在径向方向通过至少两个保护壁与汇集室分开；在径向内部的最接近液体传感器的保护壁(20)中，在液体传感器的高度上或者较高地设置通口(25)；在所述至少一个径向较外部地设置的保护壁(18)上在相同的高度或者较高地设置通口(25)。在所述至少两个保护壁中的通口彼此错开地设置。

Description

包括受保护的液体传感器的流体过滤器

技术领域

本发明涉及一种流体过滤器。

背景技术

在过滤介质下方具有汇集室的流体过滤器由实践已知，例如以内燃机的燃料过滤器的形式，尤其是作为车辆发动机的柴油过滤器。需要过滤的流体在此是燃料，并且需要分离到汇集室中的液体是水。例如由于在燃料箱中进行的冷凝水的形成，水可以进入燃料中。

在这样的流体过滤器中，过滤介质构成为疏水的或者以其它方式对于水是不通透的，使得滤芯不仅用于从燃料清除污物，而且也用作为水分离器。由滤芯分离的液体即水在滤芯下方汇集在有一个汇集室内。

首先要防止过滤器本身有过大的汇集的水量：例如当滤芯持续地处在水中，则过滤介质例如折纸过滤介质可能受到损害；另外，可供用于过滤燃料的过滤表面在水的过高的液位时将会降低。其次，如果在流体过滤器的汇集室中有过高的水位的情况下水以过高的份额与燃料一起输送时，可能会损害内燃机或燃料喷射装置。

因此已知，设置一个液体传感器，即一个在燃料过滤器的汇集室中的水传感器。水的比重比燃料高。它因此汇集在燃料下方或者排挤燃料，它在下面位于汇集室中。到达汇集室内的其它量的水使得汇集室中的水面上升。

一旦水在汇集室中到达一个过高的液位，例如实现向发动机管理者或者车辆驾驶员的报警。取而代之或者作为补充，可以借助于发动机控制装置自动地导入内燃机的保护措施，例如转换到紧急运行程序，例如降低燃料输送，其中作为对车辆驾驶员可感觉的负效应明显降低可提供的发动机功率。

在实践中不能排除，汇集室中的液面不仅缓慢地上升，而且通过在弯道行驶时的离心力或通过由于道路不平性引起的冲击与汇集室的填充容量无关地局部受到波动，其中汇集室中的液体来回晃荡。结果在真正看作为危险的液体量在汇集室中出现之前液体可能与液体传感器发生接触。液体传感器因此在这种情况下发出液位信号，其在当前建议的框架内称为错误信息或者称为错误发信号，因为记录的液体传感器与液体的接触不是对应于汇集室内的真实的液位。

同类的流体过滤器以燃料过滤器的形式由DE 101 35 592 A1已知。在这种燃料过滤器中液体传感器由一个帽形的封闭体包围，该封闭体在其上端部构成一个凸缘形的环形法兰，在其环绕的壁上具有多个窗口，并且该封闭体以其下端面密封地支承在一个平面密封件上。当液体传感器拆出时，封闭体受弹簧力支持地抬起，使得在平面密封件旁边经过的水从汇集室中流走并且因此可以排空汇集室。该封闭体不作为保护壁防止在水晃荡时的波动的液面，更准确地说它是一个封闭件或阀的一部分，后者在除去水传感器时自动打开，使得现在水可以自动地从汇集室通过打开的阀流走。

如DE 101 35 592 A1明确提及的，在拆出水传感器时通过产生的开口允许空气从外部流入到壳体内并且水可以不受阻碍地流走。但是由DE101 35 592 A1不可知，在装入液体传感器时通过窗口进入到帽形封闭体的内腔内的水可以怎样一直到达水传感器，以便在那里湿润传感器触头，并且因此触发希望的报警。

被帽形封闭体包围的内腔因此朝上封闭并且仅在传感器触头下方具有提及的窗口。而且进入的水可以排挤在该内腔中位于窗口高度上的燃料。但是在封闭体的内腔中的水面的继续升高是不可能的，因为燃料不是可压缩的介质，在实践中通常的大致8巴的在燃料过滤器中存在的压力中不是可以明显压缩的。

封闭体不是作为保护壁防止在水晃荡时的波动的液面，因为它仅是在水传感器所处在的内腔与包围的水汇集室之间的以帽形封闭体形式的唯一的壁，并且在该封闭体中设置多个窗口，并且如DE 101 35 592 A1明确提及的，这些窗口应该允许水的自由通流。也因为它们应该均匀分布地设置在封闭体的周围，所以水流的阻碍没有设定或者甚至不可能。

发明内容

本发明的目的是，如下改进同类的流体过滤器，使其允许与流体过滤器共同作用的内燃机的尽可能无干扰的运行并且避免液体传感器的错误信息。另外本发明的目的是，实现一种适用于这种流体过滤器的滤芯。

上述目的通过本发明的流体过滤器、通过本发明的滤芯实现。

本发明实现一种流体过滤器，包括一个用于从流体分离的液体的汇集室以及一个滤芯，该滤芯具有一个对于流体通透的过滤介质，其中汇集室设置在过滤介质下方；并且该流体过滤器包括一个液体传感器，该液体传感器设置在汇集室的最深位置的上方，该液体传感器至少局部借助于至少一个保护壁相对于液体屏蔽，所述保护壁在液体传感器的侧旁和/或下方延伸，并且存在从汇集室直至液体传感器的透液体的连接部；其特征在于：透液体的连接部迷宫式延伸，使得该连接部对于流过该连接部的流体产生多次转向；透液体的连接部允许流体从包围保护壁的汇集室向液体传感器的径向流动；液体传感器在径向方向通过至少两个保护壁与汇集室分开；在径向内部的最接近液体传感器的保护壁中，在液体传感器的高度上或者较高地设置通口；在所述至少一个径向较外部地设置的保护壁上在相同的高度或者较高地设置通口，在所述至少两个保护壁中的通口彼此错开地设置。

换言之，本发明建议，借助于保护壁保护液体传感器防止在汇集室内晃荡的液体，即基本上封装液体传感器。这种封装按照建议不是完全的：为了保证液体传感器的功能性，存在一个从液体传感器朝外向包围保护壁的汇集室的透液体的连接部，而且不是在垂直方向，而是在径向方向。

按本发明设置两个保护壁，其中一个产生该连接部的迷宫式的走向并且因此产生水的迷宫式引导。通过这种方式允许防止液体传感器的错误发信号的特别可靠的保护，因为外部的保护壁承受晃荡的液体的压力并且仅通过外部的保护壁的通口到达的液体相对低压力地朝内部的保护壁进入。在液体的短时间的波动运动时，液体一直到达液体传感器的概率是较低的。

如在水晃荡时出现的水面的快速运动因此被削弱并且实际上不出现在最内部的保护壁的内腔内。与在液面的快速运动相比，如其在快速弯道行驶时由于离心力或者在道路不平整时由于冲击而作用到液体上的，液面由于在过滤器中渐增的分离的液体量相对缓慢地改变。

在燃料过滤器中较重的液体例如水可通过提及的连接部到达由内部的保护壁包围的内腔中。在此可类似于排气效应较轻的液体通过保护壁中的通口逸出，并且因为这些通口至少设置在液体传感器的高度上，所以较重的液体可以毫无问题地一直上升到提及的内腔中的液体传感器。

如果在尚不足够高的危险的液位时由于一定的已知的几何条件在流体过滤器的内腔中由一定的方向发生干扰影响，例如液体传感器的响应，可以足够的是，保护壁仅部分地设置在液体传感器旁边和/或下面，例如以半圆围绕液体传感器设置。

保护壁的特别可靠的屏蔽作用和防止错误信号的作用可如下得到，即该保护壁几乎全面地即大致罩形地包围液体传感器，其中在保护壁中设置至少一个小的即孔形或缝隙形的通口，它在液面因分离的液体量的渐增而缓慢地典型地上升时允许液体与液体传感器之间的可靠接触。

但是较快的运动，如其由于道路不平整性或者短时间地在高的弯道速度时出现的，鉴于这种小的通孔，不足以达到液体与传感器之间的接触，因此以较大的可靠性避免传感器的错误发信号，如其可能短时间地通过驾驶操作引起。

按本发明特别有利地实现，传感器信号的电子评价以及发动机控制装置的相应适配是不必的。取代液体传感器的建议的屏蔽，改变的发动机控制装置是可以考虑的，其例如利用具有一定的误差持续时间的传感器信号：不在预定的时间间隔上持续的传感器信号在这种发动机控制装置中不会导致报警或者燃料输送的干预。按本发明的流体过滤器的实施形式与此相对允许以简单的方式在现有的车辆中也改善液体传感器的响应特性，其中加装响应的保护壁。这例如可以在有规律的维护工作的范围内进行，此时反正要在流体过滤器上开展工作。

特别是当这两个保护壁之间的通口彼此错开设置时，得到防止短时间局部高的即晃荡的液面的有效闭锁，同时缓慢上升的液面，如其通过渐增的分离的液体量产生的，毫无问题地通过通口一直到达液体传感器并且可以导致传感器的期望的发信号。

有利地，保护壁可以设置在滤芯上。通过这种方式，液体传感器在取下滤芯之后可以毫无问题地触及，并且具有保护壁的构件的操作通过如下方式变得特别简单，即保护壁可以与滤芯一起操作。

在特别廉价且有利的实施形式中，在这种情况中可以设定，保护壁设置在一个端盘上，该端盘具有滤芯。因此由实践已知，过滤介质例如构成为环形伸展的折叠的纸过滤介质，该介质保持在两个端盘之间。

保护壁可以例如夹紧在其中一个端盘上。因此可以廉价地对一个现有的滤芯进行改装，以便实现按本发明的对液体传感器的保护。具有保护壁的构件在滤芯上的不完全液密的贴靠是不危险的，只要产生的间隙在上述窄的通口的意义上可以允许液体向液体传感器的进入，或者允许从腔中排挤其它流体，在该腔内在保护壁内有液体传感器，使得在液位缓慢上升时保证液体可以到达液体传感器。

按照经济上特别有利的方式可以设定，保护壁与滤芯的端盘一起构成为一个唯一的构件，使得需要制造、装配和操作的构件的数量经济地有利地减少并且必要的材料耗费可以保持得尽可能少。

有利地，滤芯可以具有一个接纳腔，一个支架延伸通过该接纳腔，该支架带有液体传感器。例如滤芯可以如已经提及的那样具有一个大致环形的横截面，例如圆环形的横截面。在此可以沿径向在外部设置过滤器的粗侧并且穿过过滤器的清洁的流体可以在过滤的内部即清洁侧朝一个中央的排出开口流走。在该内部的空腔中在滤芯的清洁侧可以设置带有液体传感器的支架。当滤芯具有环形的端盘时，毫无问题可能的是，支架可以穿过滤芯一直延伸到滤芯下方，使得在位于滤芯下方的汇集室中设置液体传感器，作为用于从燃料分离的水的水传感器。

有利地，过滤器可以按本身公知的方式配备一个过滤器壳体，其中设置滤芯，滤芯的取下和更换性通过可取下的盖子得以允许，该盖子设置在过滤器壳体的一端上。

优选盖子可以设置在壳体的下端，使得上述支架穿过滤芯朝下延伸到汇集室内并且滤芯可以具有上述的大致罩形的保护壁，它借此可以朝下从过滤器壳体并且从而也从液体传感器取下。通过这种方式，在制造和装配流体过滤器期间对各个构件的毫无问题的触及是可能的，以及以后过滤器的毫无问题的维护是可能的，其中在打开盖子时滤芯连同保护壁一起毫无问题地可以从过滤器中取下。液体传感器可以固定地与过滤器壳体保持连接，使得没有暴露的电线，它们可能会无意地被破坏。更准确地说，通向传感器的输电线受保护地构成并且在整个过滤器寿命期间可以保持在其相应的安装位置，以及在维护工作期间也保持在流体过滤器上。

有利地，液体传感器与第二传感器一起设置在共同的支架上。因此减少在装配流体过滤器时需要操作的部件的数量并且可以设定两个传感器在共同的连接位置上的廉价的、节省空间的并不易受干扰的电接触。

例如第二传感器可以构成为温度传感器，其在柴油的情况下测量燃料温度并且与一个设置在燃料过滤器中的加热装置共同作用。通过这种方式，在较低的外部温度时柴油受到蜡化威胁时，可以保护燃料过滤器免受堵塞。

第二传感器，尤其是温度传感器，可以有利地从液体传感器朝上隔开距离地设置在支架上，因此探测流体过滤器内的尽可能现实的温度值。

附图说明

下面借助于单纯示意的视图详细解释本发明的实施例。其中：

图1显示流体过滤器的第一实施例的垂直剖视图；

图2显示图1的流体过滤器的滤芯的垂直剖视图；

图3显示图2的滤芯的侧视图；

图4显示图1至3的滤芯的下面的端盘的侧视图；

图5显示图4的端盘的底视图；

图6显示图4和5的端盘的顶视图；

图7显示带有两个传感器的支架的侧视图；

图8显示流体过滤器的第二实施例的垂直剖视图。

具体实施方式

在各附图中用1总体上标记流体过滤器，它用作为燃料过滤器。流体过滤器1具有一个壳体2，该壳体在其下端部上用一个可取下的盖子3封闭。在壳体2内有一个滤芯4，它具有一个构成为折纸过滤器的过滤介质5。该过滤介质设置在两个环形的端盘6、7之间并且保持在它们之间。

在壳体2的上部的区域中描述一个加热装置8。未过滤的燃料的进入通过一个由图1不可见的、通向壳体2的内腔的流入口实现，使得未过滤的燃料从外部包围滤芯4。燃料穿过过滤介质5并且到达滤芯4的内部的中心的空腔、朝上上升并且通过排出开口9离开流体过滤器1。

处于燃料内的水通过过滤介质5分离。由于其较高的密度，水汇集在流体过滤器1的下部的区域内。盖子3在那里构成一个用于分离的水的汇集室10。盖子3具有支撑件11，它们朝下部的端盘7伸入到壳体2的内部并且因此将整个滤芯4保持在其预定的位置上，使得滤芯4不从中央的接管12上滑脱，滤芯4以一个环绕的密封件14贴靠在接管12上并且该接管具有一个排出通道15，它通向排出开口9。

除了支撑件11之外，在盖子3中设置止动钩16，各止动钩指向壳体2的内部并且作用到一个环绕的隆起部17后面，该隆起部构成在下部的端盘7的一个突起上。通过这种方式在从壳体2上取下盖子3时保证滤芯4也与盖子3一起从壳体2上取下，使得滤芯4的操作对于维护人员是可能的，而不必抓住脏污的滤芯4本身。

隆起部17构成为外部的保护壁18的环绕的边缘，该保护壁与下部的端盘7材料一体地构成并且该保护壁包围一个液体传感器19。外部的保护壁18在此以一定的间距包围一个沿径向较内部地设置的保护壁20，它不仅在侧旁围绕液体传感器19延伸，而且也从下部包围该液体传感器，即大致罩形地围绕整个液体传感器19延伸。

液体传感器19固定在支架21的下端部上，该支架在液体传感器19的上方具有一个带有一个环绕的O形圈密封装置23的密封头22并且因此朝下密封滤芯4的清洁侧即中央的内腔。

在较上部，在支架21上设置一个温度传感器24，因此支架21允许两个传感器19和24的廉价且工作可靠的结构，包括牢固地在支架21中延伸的通向各传感器的供电线。在其上端部上，支架21具有一个电连接位置，各传感器借此与一个发动机控制装置连接，该发动机控制装置例如控制流体过滤器1的加热，以及在液体传感器19对汇集室10中的高的水位发出信号时触发报警或保护措施。

滤芯4的下部的端盘7材料一体地构成两个保护壁18和20。外部的保护壁仅构成为圆柱形的壁，而内部的保护壁也朝下封闭，其中两个保护壁18和20具有窄的缝隙形的通口25。两个保护壁18和20的通口25彼此错开90°，以便使得通过汇集室10中的晃荡的水面可能引起的液体传感器的错误发信号是几乎不可能的。

在外部的保护壁18中的通口25用于避免流体垫层(Fluidpolster)，它否则可能在两个保护壁18和20之间构成并且可能妨碍需要由液体传感器19记录的液体(在此为水)与液体传感器19的接触。在内部的罩形的保护壁20中的唯一的缝隙形贯通的通口25允许缓慢上升的液体液面进入到该保护壁20的内部并且因此允许液体与液体传感器19的接触，使得在汇集室10内相应高的水的填充高度时液体传感器10可以可靠地响应。相反在汇集室10内的总体上还不危险地低的液位时由于来回晃荡的液体液面引起的错误发信号通过两个保护壁18和20避免。

图8显示本发明的第二实施例。与第一实施例相同或可比较的构件用与第一实施例相同的附图标记表示。流体过滤器1的结构基本上对应于第一实施例的结构。但是在外部的保护壁18和内部的保护壁20中的通口25不构成为缝隙，而是构成为孔。图8显示，该实施例的通口25也彼此错开地设置。这些通口25的较小的自由横截面允许在液体传感器19周围的水面的特别强的平静化。因为通口25设置在液体传感器19上方，缓慢上升的水面可以毫无问题地排挤较轻的燃料，使得水一直到达液体传感器19。

Claims (12)

1.流体过滤器(1)，包括一个用于从流体分离的液体的汇集室(10)以及一个滤芯(4)，该滤芯具有一个对于流体通透的过滤介质(5)，其中汇集室(10)设置在过滤介质(5)下方；并且该流体过滤器包括一个液体传感器(19)，该液体传感器设置在汇集室(10)的最深位置的上方，该液体传感器至少局部借助于至少一个保护壁(18、20)相对于液体屏蔽，所述保护壁(18、20)在液体传感器(19)的侧旁和/或下方延伸，并且存在从汇集室(10)直至液体传感器(19)的透液体的连接部；其特征在于：透液体的连接部迷宫式延伸，使得该连接部对于流过该连接部的流体产生多次转向；透液体的连接部允许流体从包围保护壁(18、20)的汇集室(10)向液体传感器(19)的径向流动；液体传感器(19)在径向方向通过至少两个保护壁(18、20)与汇集室(10)分开；在径向内部的最接近液体传感器(19)的保护壁(20)中，在液体传感器(19)的高度上或者较高地设置通口(25)；在所述至少一个径向较外部地设置的保护壁(18)上在相同的高度或者较高地设置通口(25)，在所述至少两个保护壁(18、20)中的通口(25)彼此错开地设置。

2.按权利要求1的流体过滤器，其特征在于：保护壁(20)以几乎封闭的罩的形式包围液体传感器(19)，所述罩具有至少一个孔形或缝隙形的通口(25)。

3.按权利要求1的流体过滤器，其特征在于：所述保护壁(18、20)设置在滤芯(4)上。

4.按权利要求3的流体过滤器，其特征在于：过滤介质(5)设置在两个端盘(6、7)之间，并且保护壁(18、20)与一个端盘(7)连接。

5.按权利要求4的流体过滤器，其特征在于：所述保护壁(18、20)与端盘(7)一起构成一个构件。

6.按权利要求1至5任一项的流体过滤器，其特征在于：滤芯(4)具有一个接纳腔，一个带有液体传感器(9)的支架(21)穿过该接纳腔。

7.按权利要求1至5任一项的流体过滤器，其特征在于：设有一个接纳滤芯(4)的壳体(2)，该壳体在其下端部上借助于一个能取下的盖子(3)封闭，滤芯(4)在盖子(3)打开时能够朝下从壳体(2)中取出，并且液体传感器(19)在壳体(2)中悬挂式固定。

8.按权利要求1至5任一项的流体过滤器，其特征在于：液体传感器(19)与一个第二传感器一起设置在支架(21)上。

9.按权利要求8的流体过滤器，其特征在于：第二传感器是温度传感器(24)。

10.按权利要求8的流体过滤器，其特征在于：第二传感器从液体传感器(19)朝上隔开距离地设置在支架(21)上。

11.按权利要求1至5任一项的流体过滤器，其特征在于：流体过滤器(1)构成为燃料过滤器，其中过滤介质(5)构成为对于水不能透过的水分离器。

12.按权利要求1的流体过滤器(1)的滤芯(4)，保护壁(18、20)设置在滤芯(4)上。

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