CN103533997A - 用于从燃料中移除水和固体污染物的屏障系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种安装在燃料箱（10）的填充口（12）的屏障系统。该屏障系统包括螺旋弹簧（36）和衬套（38）形式的外部套筒（34），该衬套（38）为允许燃料通过其中但截留水和固体污染物的材料。套筒（34）的底部设置阀（52,54），以能够汇集从套筒（34）中排出的水和固体污染物。
Description
技术领域
本发明涉及一种在给发动机供给燃料之前用于将水和固体污染物从燃料中移除的屏障系统。
背景技术
内燃机容易受到燃料中夹杂的水和固体污染物的破坏。柴油机特别容易受到破坏，并且柴油机的技术越先进，就越容易受到燃料中夹杂的水和固体污染物的破坏。当前的一种解决方案是在燃油储存罐和发动机之间的燃油管中安装过滤器。然而，在所谓的共轨柴油机（common-rail diesel engine）中极高的燃油流动速度会产生很多问题。在这种系统中，通过所述燃油管泵送的燃油多数返回到燃油箱中，因此所述管内过滤器（in-line filter）多次过滤相同的燃油。这些管内燃油过滤器并不能充分地匹配高流速和通过这些过滤器的燃料容量。
本发明提供一种保护发动机的方法以保护发动机免受水损坏，这种水损坏可产生在从污染燃料源向发动机的燃料箱加注之时。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种屏障单元，该屏障单元用于安装到燃料箱的填充口中，以阻止水和固体污染物随燃料一起进入所述燃料箱，所述屏障单元包括由允许燃料通过但截留水和固体污染物的材料组成的衬套，所述衬套的下端封闭且上端开口以形成衬套的入口，使得泵入所述燃料箱的燃料进入所述衬套的上端，所述衬套的上端具有设置通孔的圆筒形支撑，该圆筒形支撑包裹所述衬套并防止所述衬套被流入该衬套中的燃料的压力冲破。
优选地，在所述衬套的底端具有阀件以能够使汇集的水从所述屏障单元中排出。
所述支撑可以是螺旋弹簧的形式，所述螺旋弹簧的螺旋之间具有缝隙，所述缝隙形成所述通孔。
所述套筒优选为包括螺旋弹簧，该螺旋弹簧内设有可移除的过滤材料衬套。
所述衬套可以是聚合物膜或树脂浸渍纸材料。
根据本发明的另一方面，提供了一种燃料箱，该燃料箱具有填充口和用于储存燃料的燃料储存室，所述燃料箱中具有截留水和固体污染物的屏障，通过所述填充口进入的燃料在抵达所述燃料储存室之前流过所述屏障。
所述屏障优选为下端闭合的柔性套筒的形式，所述套筒固定于所述填充口内并悬挂于所述燃料储存室中。在此形式的屏障中可包括衬套，所述衬套从所述填充口向下延伸至所述燃料箱的底部，所述燃料箱的底部具有排污口，所述排污口内具有阀门，所述套筒的内部与所述排污口相连通，以使得当打开所述阀门时，汇集在所述套筒的底部的水被排出。
所述阀门可以是能够手动操作的龙头的形式，从所述燃料箱的下侧能够接近所述龙头。在另一种结构形式中，述阀门包括通过弹簧压靠在阀座上的阀件，所述燃料箱中具有拉绳和拉环，所述拉绳从所述阀件向上延伸，所述拉环能够对所述阀件施加向上拉力以克服所述弹簧的作用将所述阀件从所述阀座中抬升。
优选地，所述屏障包括设置通孔的外部支撑和过滤材料衬套，该过滤材料衬套能从所述支撑上移除。
可设置传感器和报警器，所述传感器用于检测所述套筒的下端的水的汇集量，所述报警器根据检测水的汇集量的所述传感器而被激发。
为增强流动率，可包括工件，该工件用于在所述燃料箱中生成低于大气压的压力，从而能够从所述屏障单元吸出燃料。
根据本发明的还一个方面，提供一种从燃料中分离出水和固体污染物的方法，该方法包括在所述燃料箱的填充口与所述燃料箱的燃料储存室之间设置水和固体污染物的屏障，以使得从所述填充口进入所述燃料箱的燃料在抵达所述储存室之前通过所述屏障。
根据本发明的另一个方面，提供一种燃料箱的填充方法，所述燃料箱包括燃料入口、燃料储存室和燃料出口，该燃料出口从所述燃料储存室通过燃料供给管连接至发动机的燃油喷射系统，所述填充方法包括通过位于所述燃料储存室与所述燃料入口之间的水和固体污染物的移除屏障向所述燃料箱的所述燃料储存室中添加燃料。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参照附图举例说明本发明能够如何被实施以取得效果，其中：
图1为燃料箱的俯视图；
图2为屏障系统的示意图，圆圈内的部分显示更大比例地显示在小图（scrap drawing）中；
图3为显示另一屏障系统的示意图；
图4为另一种形式的屏障系统的示意图；
图5为图4中屏障系统的改进的示意图；以及
图6图示了另一屏障系统的结构。
具体实施方式
图1中提到的数字10代表发动机的燃料箱，该发动机是汽油发动机或柴油发动机。
如图2所示，燃料箱10具有填充口12，套筒14的上端匹配安装于填充口12内并且下端与燃料箱10的底部连接以与排污口16套合准确（in registerwith）。在排污口16处有龙头（tap）18。从燃料箱10的底部可接近该龙头。在图示的形式中，套筒的上部由螺旋弹簧20组成。在螺旋弹簧20的螺旋（turns）之间存在小缝隙。这些缝隙形成穿孔。套筒14进一步包括位于螺旋弹簧20内的片材衬套22。套筒14的下部为碗状物24，用以接纳由衬套22截留（retain）的水和固体污染物。碗状物24可以是注模的并且在注模过程中可将螺旋弹簧20的端部弹簧嵌入到碗状物中。
在另一形式中，螺旋弹簧可以用具有衬套22的穿孔金属板代替。
衬套22可以永久地固定在金属套筒或者螺旋弹簧22上或者以护套的形式安装于套筒中，并且在被堵塞时可取出。
由套筒14进入燃料箱10中的储存室中的燃料是分离出了来水和固体污染物的。被截留的水下沉至套筒14的底部并迅速汇集在排污口16上方的碗状物24中。打开龙头18，汇集的水能够允许流动以从碗状物中废物排出。
如果需要，可提供感应器，一旦该传感器检测到碗状物中的预定量的水，则自动开启排污阀一段计时时间。在可替换的实施方式中，传感器可激发报警器（视觉的或听觉的）来提醒发动机的使用人员注意水的汇集量（waterbuild up），工人而后能够手动操作龙头18。以下结合图4和图5描述了第二种改进的实施方式。
在图2所示的具体实施方式中，图示了柔性套筒26悬挂于燃料箱10中。套筒26由螺旋弹簧28组成，该螺旋弹簧具有衬套30，该衬套30的材料能防止水和污染物流出衬套至燃料中。套筒插入燃料箱中并且固定于填充口12。柔性套筒26的下端部由碗状物32闭合。
从填充口12进入的燃料进入到套筒26中并流经衬套30。水和污染物被截留。一旦装填完毕，柔性套筒26就从燃料箱10取出，在套筒的闭合底端部汇集的水在碗状物32中被倒出，并且将管道干燥后以备再次使用。
树脂浸渍纸（Resin impregnated paper）是允许燃料通过但截留水和固体污染物的合适介质。市场上也可获得聚合物膜（Polymer films），其允许燃料通过但截留水和固体污染物。
在燃料到达燃料箱与发动机之间的在线过滤器（in-line filters）之前去除掉燃料中的固体污染物和水能够达到延长该过滤器的使用寿命的效果。
现在转到图4，图4中的屏障系统与图2中的屏障系统有很多部分是相同的。
图4的屏障系统中的套筒34的上部为内部含有过滤材料衬套38的螺旋弹簧36结构。套筒下部构成为具有向上开口的收集水和固体污染物的碗状物40。具有通孔44的闭合件42压入配合到碗状物40的开口嘴部。碗状物40的下侧由外螺纹套管46向下延伸，该外螺纹套管46穿过燃料箱10的排污口16。螺母48螺接到螺纹套管46上并抵靠在燃料箱10的底侧拧紧以将碗状物40固定于燃料箱10。
钻孔50穿过螺纹套管46。钻孔50中具有圆锥形阀座52。
螺旋弹簧56将圆锥形阀件54压靠在阀座52上。螺旋弹簧56位于圆锥形阀件54的上表面58与闭合件42的底侧之间。
柔性绳索60连接于圆锥形阀54上并且穿过闭合件42的中心孔62向上延伸且向上穿过套管64，该套管64的终端靠近套筒34的顶端。
拉环66固定于套管64上方的绳索60的顶端，因此拉环并不妨碍加油喷嘴。优选的是，套管64（或者至少其上端部分）偏移套筒34的一侧。
图1、4、5和6中图示的用于封闭燃料箱10的填充口12的端盖68与圈70相连，此圈70与燃料箱10相连并环绕燃料箱10的填充口12。端盖68具有通气孔72。
水传感器74（图4和图5）位于碗状物40中，由信号线76延伸到安装于燃料箱10上端的报警器78上。报警器78可包括听觉报警器如压电蜂鸣器和/或视觉报警器例如LED以提供可视的警报。
衬套38的材料允许柴油比用于填充燃料箱10时从加油喷嘴（未显示）进入衬套38的速率更快的速率通过该衬套38。
图5中的屏障系统除了安装于燃料箱10顶部的抽气单元80外与图4中的屏障系统是完全相同的。抽气单元80具有与燃料箱10相通的入口82和与外界大气相通的出口84。空气泵和用于驱动空气泵的电动马达位于抽气单元80的壳体内。在填充燃料箱10时，电动马达驱动空气泵以使得空气从燃料箱内部吸出并排入大气中。电动马达可以用叶轮代替，从制动系统流出的压缩空气提供给该叶轮。
可以理解的是，希望提供具有非常小尺寸的孔的过滤材料来确保唯有最小固体颗粒被截留。然而，这不可避免地会导致燃料流经过滤材料的速度降低。在燃料箱的储存室中形成低于大气压的压力将促使燃料在通过过滤材料时被吸回的速率比仅在重力作用下被吸回的速率要高。
螺旋弹簧20和36的使用使得套筒14得以弯曲，这在当过滤器开口与竖直面具有夹角时是有必要的。并且套筒必须能够完全以使得该套筒能与燃料箱的排污口16对齐。还有必要的是，如图6所示，如果填充口12和排污口16并不是一个垂直地位于另一个上面。图6中的结构增加了过滤材料衬套38的长度。也可以采用螺旋形式的套筒，从而增加过滤材料衬套的面积。
阀件54一般由螺旋弹簧56压靠在圆锥形阀座52上。当希望排空碗状物40时，向上拉动拉环66克服螺旋弹簧56的作用以使得阀件54被抬升脱离阀座52。
Claims (15)
1.一种屏障单元，该屏障单元用于安装到燃料箱的填充口中，以阻止水和固体污染物随燃料一起进入所述燃料箱，所述屏障单元包括由允许燃料通过但截留水和固体污染物的材料构成的衬套，所述衬套的下端封闭且上端开口以形成衬套的入口，使得泵入所述燃料箱的燃料从所述衬套的上端进入所述衬套，所述衬套的上端具有设置通孔的圆筒形支撑，该圆筒形支撑包裹所述衬套并防止所述衬套被流入该衬套中的燃料的压力冲破。
2.根据权利要求1所述的屏障单元，其中，在所述衬套的底端具有阀件以能够使汇集的水从所述屏障单元中排出。
3.根据权利要求1或2所述的屏障单元，其中，所述支撑为螺旋弹簧的形式，所述螺旋弹簧的螺旋之间具有缝隙，所述缝隙形成所述通孔。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的屏障单元，其中，所述套筒包括螺旋弹簧，该螺旋弹簧内设置有可移除的过滤材料衬套。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的燃料箱，其中，所述衬套为聚合物膜或树脂浸渍纸材料。
6.一种燃料箱，该燃料箱具有填充口和用于储存燃料的燃料储存室，所述燃料箱中具有截留水和固体污染物的屏障，通过所述填充口进入的燃料在抵达所述燃料储存室之前流过所述屏障。
7.根据权利要求6所述的燃料箱，其中，所述屏障为下端封闭的柔性套筒的形式，所述套筒固定于所述填充口内并悬挂于所述燃料储存室中。
8.根据权利要求6所述的燃料箱，所述屏障为套筒的形式，所述套筒从所述填充口向下延伸至所述燃料箱的底部，其中，所述燃料箱的底部具有排污口，所述排污口内具有阀门，所述套筒的内部与所述排污口相连通，以使得当打开所述阀门时，汇集在所述套筒的底部的水被排出。
9.根据权利要求8所述的燃料箱，其中，所述阀门为可手动操作的龙头的形式，从所述燃料箱的下侧能够接近所述龙头。
10.根据权利要求8所述的燃料箱，其中，所述阀门包括通过弹簧压靠在阀座上的阀件，所述燃料箱中具有拉绳和拉环，所述拉绳从所述阀件向上延伸，所述拉环能够对所述阀件施加向上拉力以克服所述弹簧的作用将所述阀件从所述阀座中抬升。
11.根据权利要求6至8中的任意一项所述的燃料箱，其中，所述屏障包括设置通孔的外部支撑和过滤材料衬套，该过滤材料衬套能从所述支撑上移除。
12.根据权利要求6至11中的任意一项所述的燃料箱，该燃料箱包括传感器和报警器，所述传感器用于检测所述套筒的下端的水的汇集量，所述报警器根据检测水的汇集量的所述传感器而被激发。
13.根据权利要求6至12中的任意一项所述的燃料箱，所述燃料箱包括工件，该工件用于在所述燃料箱中生成低于大气压的压力，从而能够通过所述屏障单元吸出燃料。
14.一种从燃料中移除水和污染物的方法，该方法包括在所述燃料箱的填充口与所述燃料箱的燃料储存室之间设置水和固体污染物的屏障，以使得从所述填充口进入所述燃料箱的燃料在抵达所述储存室之前通过所述屏障。
15.一种燃料箱的填充方法，所述燃料箱包括燃料入口、燃料储存室和燃料出口，该燃料出口从所述燃料储存室通过燃料供给管连接至发动机的燃油喷射系统，所述填充方法包括通过位于所述燃料储存室与所述燃料入口之间的水和污染物的移除屏障向所述燃料箱的所述燃料储存室中供给燃料。
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