CN101506508A - 燃料过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有过滤芯(2)的燃料过滤器(1)用于从燃料流中分离颗粒和水，其中燃料流流经燃料过滤器(1)，本发明还涉及用于收集分离水(7)的集水空间(6)和用于从燃料过滤器(1)中移除分离水(7)的脱水装置(3)。此处，对于本发明来说最基本的是，脱水装置(3)具有用于吸附碳氢化合物成分的碳氢化合物吸附器(9)，其中该碳氢化合物成分夹带在分离水(7)中。

Description

燃料过滤器
技术领域
本发明涉及一种燃料过滤器，该燃料过滤器具有用于从燃料流中分离颗粒和水的过滤芯(filter element)，上述分离是通过本发明权利要求1的前序部分所述的燃料过滤器完成的。
背景技术
为了使内燃机得到尽可能高的效率，通常在燃料管路中提供燃料过滤器来特别地从燃料中过滤灰尘颗粒并且分离燃料中包含的水。不可能完全的消除以下可能性，即燃料成分依然存在于从燃料中分离出的水中，从而该水不能直接的排除到环境中，而是替代性的必须将仍然存在其中的所有燃料除去。
一种用于分离仍然存在于分离水中燃料的可能性已知于专利DE10 2005 000 658.2A1中，其公开了一种具有过滤芯的燃料过滤器，其中该燃料过滤器用于从燃料流中过滤颗粒和水，该燃料流从过滤器中流过，该专利还公开了一种脱水装置(dewatering device)，从而被过滤出的水可以从燃料过滤器中排出。该脱水装置被设计为独立组件并可以可选择性地与过滤芯分开。在脱水装置中提供了，一种对于水是半透性的，并能阻止燃料成分通道的膜平铺在载体上。仍然存在于分离水中的燃料成分由半透性膜(semipermeable membrane)分离。
本发明涉及一种提供改良的实施例或者至少提供一种与常用类型的燃料过滤器不同的实施例的技术问题，从而其允许对依然存在于分离水中的燃料成分的特别简单和有效的分离。
该技术问题由具有本发明权利要求1所有技术特征的燃料过滤器解决。有利的和高效的实施例由从属权利要求进行限定。
发明内容
本发明基于以下总体构思，从分离水中利用过滤器物理分离碳氢化合物，然后吸附该碳氢化合物并因此将它们从分离水中分离出来。为此，用于从燃料过滤器中除去分离水的脱水装置具有碳氢化合物吸附器，该碳氢化合物吸附器够能添加夹带在分离水中的碳氢化合物在其内部表面上，即，在那里吸附碳氢化合物。此处的原理是，吸附剂的内部表面积越大，吸附效果和/或吸附能力越强，碳氢化合物吸附器的净化效果越好。如今所述碳氢化合物吸附器可以便宜的生产并可以以几乎任意形状，取决于其内表面的大小和/或流速，这些确保了高的吸附能力并因而确保了良好的净化效果，该净化效果在任何情况下都能有效的排除由吸附器净化过的水至环境中，而不会引起污染。
该碳氢化合物吸附器优选地为活性碳或者至少包括活性碳。活性碳为具有极其大表面积和高多孔结构的细粒碳。其吸附能力因此特别的高并且明显能够特别针对碳氢化合物，因此其已经广泛的用在过滤器系统中，例如，在油罐系统(tank system)的废气过滤器中。进一步，活性碳事实上可以以任何形式制造并且很便宜，从而，与现有技术可达到的状态对比，有效的分离残留在分离水中碳氢化合物成分的方法也是便宜的。
在本发明方法的另一个有利的实施例中，第一可开关阀在集水空间(collecting space)中安置用于分离水和脱水装置，所述阀被设计为人工地，周期性地可开关或者作为集水空间注入程度函数可开关，因此可以控制将分离水从集水空间中排出。此处可以想到的是，可开关阀通常是关闭的，并且是以特定的间隔人工或者自动打开。例如，可开关第一阀的人工操作可以通过警告信号来启动，该警告信号产生于控制面板上，但是还可以想到的是该警告信号，其在达到集水空间注入一定程度时产生，例如，引起了第一阀的自动打开并因此供应水，该水已经从燃料中分离出来并收集在集水空间中用于碳氢化合物吸附器。该列举表示了关于从集水空间中排出分离水的不同可能性，从而本发明的燃料过滤器可以在不同的变化中使用。
附图说明
以下更加详细描述的优选示例性实施例在附图中进行了示意性图示。
图1仅是一幅表示了本发明燃料过滤器截面图的附图。
具体实施方式
根据图1，本发明燃料过滤器1具有燃料元件2和脱水装置3。该脱水装置3可以被设计为与燃料过滤器1作为一个整体或者作为独立单元。燃料过滤器1通常与燃料管路4相连并被设计用于从燃料流中分离颗粒和水7，该燃料流流经燃料过滤器1。过滤芯2可以被设计为滤筒(filter cartridge)并还可以可拆卸的与燃料过滤器1的外壳5相连，从而其可以被简单地替换。
在过滤芯2下面，提供集水空间6用于收集从燃料流中分离出的水7。带有可开关第一阀8的出口在集水空间6中被安置在较低的地点，所述阀，在打开状态，将集水空间6与脱水装置3相连，其中脱水装置3位于集水空间6的下游。根据本发明，脱水装置3具有碳氢化合物吸附器9，该碳氢化合物吸附器用于夹带在分离水7中的碳氢化合物的吸附。当第一阀8打开时，已经从燃料中分离出并收集在集水空间6内的水7因而流动通过碳氢化合物吸附器9，在该碳氢化合物吸附器中残留在水7中的碳氢化合物小部分被过滤掉。现在已经净化了的水7，可以从碳氢化合物吸附器9下游中被排出到大气中。
碳氢化合物吸附器优选地为或者至少包含活性碳。活性碳主要由碳组成(通常>90％)带有高多孔结构。另外，活性碳的内表面积为500至2000m2/g碳，其解释了活性碳的高吸附性能。碳氢化合物吸附器9优选地被设定为从其中流过的水7保持在碳氢化合物吸附器9中越久越好，从而在活性碳和/或在碳氢化合物吸附器9上尽可能多的碳氢化合物被从分离水7中除去。该吸附能力可以被用作碳氢化合物吸附器9的过滤效果的特征量。其它吸附剂，如，沸石类、金属有机构架(metal organic frameworks)或其它无极吸附剂(nonpolar adsorbents)当然也可以被碳氢化合物吸附器9使用。
安置在用于分离水7的集水空间6和脱水装置3之间的第一可开关阀8可以被设计为人工地，周期性地或者作为集水空间6注入程度函数的可控开关，因此可以控制将分离水7从集水空间6中排出。此处可以想到的是，阀8可以通过控制单元10不时地或者周期性地人工打开或者关闭，即，以特定的时间间隔打开和/或关闭。
如果第一阀8作为集水空间6注入程度的函数来开关，那么优选地提供水位传感器11(water level sensor)来检测注入的程度，所述水位传感器被设计为发送在集水空间6中存在的注入程度至控制单元10。这里可以想到的是，关于水位传感器11被设计为“双层”传感器，举例来说，其检测至少两个集水空间6注入的程度并传送它们至控制单元10。当然也可以想到的是，提供两个水位传感器11，其中的一个检测集水空间6的上部的注入程度同时另一个检测下部注入程度，并传输它至控制单元10。如果集水空间6的注入程度达到了上限值，则一个信号被从水位传感器11发送至控制单元10，随后打开了第一阀8，从而水7可以流入脱水装置3和/或通过碳氢化合物吸附器9。第一阀8优选地保持打开状态直到在集水空间6中的注入程度达到下限值，于是水位传感器11发送了相应的信号至控制单元10，该控制单元从而关闭了第一阀8。
图1表示了安置在集水空间6底部区域中的水位传感器11，因此，可以想到的是将水位传感器11自高处通过过滤器芯2浸入到集水空间6中。
总体而言，碳氢化合物吸附器9可以被设计为足够大从而其具有与燃料过滤器1相同的使用年限或者容易替换，例如，通过螺丝(screw)连接，与燃料过滤器1相连，从而其可以在需要的时候被简易的替换，并仅具有很少的保养费用。使用年限应该被设计为约1-1.5百万千米和/或15年，如果可能的话，取决于安装空间。如果关于吸附器所需的安装空间不充足，碳氢化合物吸附器9优选地以n重(n-fold)过滤改变间隔调换。
根据图1，被设计为如第一阀8一样是可开关的，并且是人工地，周期性地或者作为第一阀8函数的第二可开关阀12，其被安置到碳氢化合物吸附器9的下游。第二阀12的安置具有极大的优势，即水7在碳氢化合物吸附器9中的停留时间可以被延长，这是因为在阀12被关闭时，水7不会从碳氢化合物吸附器9中流出。由于水7在碳氢化合物吸附器9中的长停留时间在水7的净化上具有积极作用，所述第二阀12因此可以肯定的增加净化效果，因而能够进一步降低环境污染，该环境污染是由于仍然存在于水7中的碳氢化合物残留物引起的。第一阀8和/或第二阀12可以被设计为电磁阀(solenoid valve)，举例来说，并可以与控制单元10相连用于通过相应的电路控制开关。第二阀12的使用是可选择性的，从而其在图1中通过虚线表示。一般来说，在第一阀8没有可靠的关闭时，第二阀12也可作为附加的安全措施。第一和第二阀8，12因而形成了备用系统。
如图1所示，脱水装置3被安置在过滤芯2之下和/或在燃料过滤器1的底部，所以分离出的水7可以在没有压力的情况下仅仅依靠重力被排出。无论如何，可以想到的是，在关于过滤芯2的脱水装置3的另一个可替换配置中，燃料泵(未示出)被启动用于排出已分离出的水，因此允许分离水7在压力下排出。
通常，在所有可能的实施例中，达到分离水7在碳氢化合物吸附器9中的尽可能最长的停留时间是最终的目标，其可以通过碳氢化合物吸附器9的相应几何设计和/或通过上述的第二阀12达到。
在本说明书中以及在以下权利要求中限定的所有特征对于本发明可能是基本的，无论其单独应用或者以任何形式组合应用。

Claims (8)

1、一种燃料过滤器(1)，其包括
-用于从燃料流中分离颗粒和水的过滤芯(2)，其中燃料流流经燃料过滤器(1)；
-用于收集分离水(7)的集水空间(6)和
-用于从燃料过滤器(1)中移除分离水(7)的脱水装置(3)，该脱水装置(3)被设计为与燃料过滤器(1)一起的组合件或者被设计为独立元件，
其特征在于：
脱水装置(3)具有用于吸附碳氢化合物的碳氢化合物吸附器(9)，其中该碳氢化合物夹带在分离水(7)中。
2、如权利要求1所述的燃料过滤器，其特征在于：
-碳氢化合物吸附器(5)为或者包含活性碳，或
-碳氢化合物吸附器(5)包含沸石类、金属有机构架或其它无极吸附剂。
3、如权利要求1或2所述的燃料过滤器，其特征在于：
第一可开关阀(8)，其被设计为是人工地，周期性地可开关或者作为集水空间(6)注入程度的函数可开关，被安置在关于分离水的集水空间(6)和脱水装置(3)之间，因此控制分离水从集水空间(6)的排出。
4、如权利要求3所述的燃料过滤器，其特征在于：
提供水位传感器(11)用于确定集水池(6)的注入程度，所述水位传感器(11)被设计为，其至少根据位于燃料过滤器(1)和脱水装置(3)之间的第一阀(8)打开和关闭，其中第一阀作为集水空间(6)注入程度的函数，因此控制分离水(7)从集水空间(6)的排出。
5、如权利要求4所述的燃料过滤器，其特征在于：
该水位传感器(11)被设计为“双层”传感器。
6、如权利要求1-5任一项所述的燃料过滤器，其特征在于：
-碳氢化合物吸附剂的供应与燃料过滤器(1)的使用年限相适应，和/或
-碳氢化合物吸附器(9)被设计为能替换的。
7、如权利要求3-6任一项所述的燃料过滤器，其特征在于：
第二可开关阀(12)，其被设计为是人工地，周期性地可开关或者作为第一阀(8)的函数可开关，被安置在碳氢化合物吸附器(9)的下游，因而控制水(7)在碳氢化合物吸附器(9)中的停留时间，其中水(7)被碳氢化合物污染。
8、如权利要求1-7任一项所述的燃料过滤器，其特征在于：
-脱水装置(3)以如下方式被安置在燃料过滤器(1)之下，即分离水(7)在没有压力的情况下通过重力被排出，或
-燃料泵被如下设计，即其能被切换来控制分离水(7)在压力的影响下被排出。
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