CN104061096B - 柴油引擎燃料过滤用过滤芯 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于柴油引擎燃料过滤用过滤芯，更为详细地说明该柴油引擎燃料过滤用过滤芯，显著提高杂质过滤效率及水分离效率。即，本发明所提供的柴油引擎燃料过滤用过滤芯，燃料过滤器内的第1过滤介质采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素按一定比例构成的介质，第2过滤介质则采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素构成的介质，第1过滤介质过滤杂质的同时将流入的水分聚成团块，以便第2过滤介质轻易地将聚成团块的水分过滤调，从而显著提高供应给引擎的燃料的水分离效率。
Description
技术领域
本发明是关于柴油引擎燃料过滤用过滤芯（Filter Element for Fuel Filterof Diesel Engine），更加详细地说明该柴油引擎燃料过滤用过滤芯，显著提高杂质过滤效率及水分离效率。
背景技术
通常，柴油引擎将空气吸入并压缩到汽缸内，从而产生压缩热，此时通过注射喷嘴点燃并燃烧喷射的燃料。
柴油引擎的燃料供应装置包括以下结构，储存燃料的燃料罐；过滤燃料的燃料过滤器；向已过滤的燃料施加压力的注射泵；注射泵加压的燃料向燃烧室喷射的注射喷嘴。
向所述的燃料过滤器注入燃料以后，燃料过滤器利用过滤芯去除燃料中所含的杂质、水分等，防止大小比燃料更大的粒子流入注射泵内。
对于这种柴油引擎的燃料供应装置上配备燃料过滤器，由于共轨引擎等这类柴油引擎的结构变得复杂，充分去除燃料中所含杂质和水分的燃料过滤器的重要性也随之增加。
而且，目前过滤时柴油引擎的燃料过滤器逐渐放弃采用单个过滤芯，采用双重过滤芯成为趋势。
作为燃料过滤器采用双重过滤芯的传统技术的一实施例，根据公开专利公报公开编号为10-2011-0062104（2011.06.10）中所示的柴油燃料过滤器，其结构包括，过滤灰尘等杂质的同时把注入的水分聚成团块的第1过滤介质，以及把聚成团块的水分进行过滤的第2过滤介质，其特征在于第1过滤介质采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂（PBT树脂）和纤维素（Cellulose）构成的介质，第2过滤介质采用了玻璃纤维层（Glass fiver layer）。
然而，利用第1过滤介质聚成团块的水分，通过第2过滤介质，即通过玻璃纤维层进行过滤的过程中其水分离效率欠佳，存在无法完全过滤掉燃料中所含水分的缺点。
即，利用第1过滤介质聚成团块的部分水分，会直接通过玻璃纤维层的空隙，由此降低水分离效率，存在弊端。
根据燃料过滤器采用双重过滤芯的传统技术的另一实施例，第1过滤介质采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂（PBT树脂）和纤维素（Cellulose）构成的介质，第2过滤介质采用了网丝（mesh），但第2过滤介质呈单纯的网眼结构。
然而，利用第1过滤介质聚成团块的水分，通过第2过滤介质，即通过网丝过滤时水分离效率明显降低，存在无法完全过滤燃料中所含水分的缺点。
即，利用第1过滤介质聚成团块的部分水分，会直接通过网丝的空隙，由此明显降低水分离效率，存在弊端。
发明内容
【希望解决的课题】
为了解决所述的问题点提出本发明，本发明的目的在于，提供柴油引擎燃料过滤用过滤芯，燃料过滤器内的第1过滤介质采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素按一定比例构成的介质，第2过滤介质则采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素构成的介质，第1过滤介质过滤杂质的同时将流入的水分聚成团块，以便第2过滤介质轻易地将聚成团块的水分过滤，从而显著提高供应给引擎的燃料的水分离效率。
【课题的解决手段】
为达到所述的目的而提供的本发明柴油燃料过滤器，其包括：具有燃料流入口和排出口的上部端盖；具有水分排出用排水孔的下部端盖；位于上部端盖和下部端盖之间的外侧、过滤灰尘的同时将流入的水分聚成团块的第1过滤介质；以及位于内侧并过滤由第1过滤介质聚成团块的水分的第2过滤介质等结构，其特征在于，所述的第1过滤介质（filtermedia）采用了由聚对苯二甲酸丁二酯（Polybutylene Terephthalate）树脂、玻璃纤维（Glass fiber）以及纤维素（Cellulose）构成的介质，所述的第2过滤介质采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素所构成的介质。
根据本发明较佳实施例，所述的第1过滤介质的特征在于，聚对苯二甲酸丁二酯树脂形成第1层，按一定比例结合的玻璃纤维和纤维素形成第2层，树脂浸渍的纤维素形成第3层，相互结合为特征。
根据本发明较佳实施例，所述的第2过滤介质的特征在于，应用于第1过滤介质第1层的聚对苯二甲酸丁二酯树脂，以及应用于第3层的纤维素相互叠层为特征。
所述的第2过滤介质的特征在于，被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的内部芯体（core）及外部芯体之间，整体注塑成型为特征。
所述的第2过滤介质的特征在于，被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的单一芯体外径侧，多层卷曲为特征。
特别是，所述的第1过滤介质及第2过滤介质的上下面，分别在上部端盖的底面和下部端盖的上面，利用粘合剂进行粘接固定为特征。
或者，所述的第1过滤介质及第2过滤介质的上下面，分别在上部端盖的底面和下部端盖的上面，利用高频熔融法进行熔接为特征。
【发明的效果】
通过所述的课题解决手段，本发明提供如下的发明效果。
根据本发明，燃料过滤器内采用双重过滤芯时，第1过滤介质采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素按一定比例构成的介质，第2过滤介质采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素构成的介质，第1过滤介质过滤杂质的同时可以将流入的水分聚成团块，接着在第2过滤介质中将聚成团块的水分完全过滤的同时，使其向排水孔一侧自由落下并捕获。
即，与原有第2过滤介质中采用网丝或玻璃纤维相比，本发明的第2过滤介质由于密度高，可以过滤微小的水分粒子，显著提高供应给引擎的燃料水分离效率。
附图说明
图1绘示了本发明实施例柴油引擎燃料过滤用过滤芯的局部截面斜视图。
图2绘示了本发明实施例柴油引擎燃料过滤用过滤芯的截面图。
图3绘示了本发明另一实施例柴油引擎燃料过滤用过滤芯的局部截面斜视图。
图4绘示了本发明另一实施例柴油引擎燃料过滤用过滤芯的截面图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
如附图1到图4所示，本发明柴油引擎燃料过滤用过滤芯为双重过滤芯，其包括，过滤燃料中所含杂质的同时将水分聚成团块的第1过滤介质（30），以及过滤聚成团块的水分的第2过滤介质（32）。
所述第1过滤介质（30）和第2过滤介质（32）排列在圆筒形外壳内，所述第1过滤介质（30）呈环状断面，与外壳的内径面隔开放置，第2过滤介质（32）也呈环状断面，与第1过滤介质（30）的内径面隔开放置，圆筒形外壳、第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）排列成同心圆状。
此时，所述的第2过滤介质（32）的中心孔洞则成为已过滤燃料的排出通道。
特别是，所述的第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上一面结合到上部端盖（10）的底面，其底面又与下部端盖（20）的上一面相结合，第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）被放置在上部端盖（10）和下部端盖（20）之间。
所述上部端盖（10）在其外周部位贯通形成燃料流入口（12），同时在其中央部位贯通形成燃料排出口（16），使已过滤的燃料向引擎侧排出。
所述的下部端盖（20）贯通形成排出的水分排水孔（22），以便在第1及第2过滤介质（30, 32）中过滤的水分自由落下以后被排出。
另外，所述的圆筒形外壳内径面和第1过滤介质（30）的外径面之间隔开空间形成了与上部端盖（10）的燃料流入口（12）连通的燃料经由路（14），而且第1过滤介质（30）和第2过滤介质（32）之间隔开空间则形成了水分被过滤以后向排水孔（32）方向自由落下的沉积（sedimentation）空间（42）。
因此，燃料储存罐的燃料通过所述上部端盖（10）的燃料流入口（12）流入以后，燃料会沿着圆筒形外壳内径面与第1过滤介质（30）外径面之间隔开空间的燃料经由路（14）流淌，接着第1过滤介质（30）过滤燃料所含杂质的同时将水分聚成团块，之后由第1过滤介质（30）聚成团块的水分在第2过滤介质（32）中被过滤，从而仅有燃料才可通过。
当然，被第2过滤介质（32）过滤的水分在沉积空间（42）内自由落下以后，通过下部端盖（32）的排水孔（22）排出。
这里，根据本发明较佳实施例，所述的第1过滤介质（30）采用由聚对苯二甲酸丁二酯（PBT，Polybutylene Terephthalate）树脂、玻璃纤维（Glass fiber）以及纤维素（Cellulose）按一定比例构成的介质，同时所述的第2过滤介质（32）采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素按一定比例构成的介质。
所述的第1过滤介质（30），聚对苯二甲酸丁二酯树脂形成第1层，按一定比例构成的玻璃纤维（Glass fiber）和纤维素（Cellulose）形成第2层，树脂浸渍的纤维素形成第3层。
所述构成第1层的熔喷层（meltblown layer）采用了聚对苯二甲酸丁二酯树脂（PBT聚合体材料），其完成过滤功能时起到预过滤器（pre filter）的作用，即到达主要介质（media）第2层之前先把相对较大的杂质粒子过滤，增加过滤介质的整体寿命，同时最小化组装第2层的过程中可能发生的损伤或玻璃纤维的脱离，起到保护第2层的作用。
所述构成第2层的玻璃纤维和纤维素纤维的结合层，起到维持高效率并防止压差增加的作用，单纯采用纤维素介质（media）很难实现没有压差增加的高效率介质，因此为了维持高效率的同时维持较低压差，使用了相对均匀且纤细的玻璃纤维（glass fiber），从而可以提高效率和寿命。
所述构成第3层的树脂浸渍的纤维素纤维，可维持基本的介质机械稳定性，并且保证平滑的弯曲性或组装性，最小化中间层（第2层）的玻璃纤维向燃料供应侧（引擎方向）进入的危险性。
另外，所述第2过滤介质（32）由构成所述第1过滤介质（30）第1层的材料以及构成第3层的材料组合而成。
即，所述第2过滤介质（32），由构成第1过滤介质（30）第1层的聚对苯二甲酸丁二酯树脂，以及构成第3层的纤维素相互叠层而成。
此时，所述第2过滤介质（32）中所含的聚对苯二甲酸丁二酯树脂的含量，应比第1过滤介质（30）第1层中含量更大，从而最大限度的提高水分离效果，而且第2过滤介质（32）中采用的聚对苯二甲酸丁二酯树脂，与网丝和玻璃纤维相比其气孔度（透气度）更稠密，非常有利于过滤大小较小的水分粒子。
因此，由于聚对苯二甲酸丁二酯树脂（PBT聚合体）固有的疏水性能，当柴油中所含的小的水粒子达到相应介质层（第2过滤介质）时，水分子之间产生引力而相对增加水分粒子，使其无法通过下一层，受到重力作用以后落下，从而显著提高柴油内的水分离效率。
另外，根据本发明一实施例，所述的第2过滤介质（32），被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的塑料材质的内部芯体（34）及外部芯体（36）之间，并按照常规的注塑工艺注塑成型为一体。
或者，根据本发明另一实施例，所述的第2过滤介质（32），被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的塑料材质的单一芯体（38）外径侧卷曲2圈以上的多层卷曲而成。
此时，所述的第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上下面分别在上部端盖（10）的底面及下部端盖（20）的上面粘接固定，利用粘合剂（40）或者胶垫等将其相互粘接固定。
或者，把所述的第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上下面分别在上部端盖（10）的底面和下部端盖（20）的上面紧贴的状态下，在上部端盖（10）及下部端盖（20）的表面施加高频并发热，即利用高频熔融法把第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上下面分别在上部端盖（10）的底面和下部端盖（20）的上面熔接固定。
由于所述第2过滤介质（32）的厚度薄，因此受到高频热作用后熔接的面积小，因此第2过滤介质（32）宜利用粘合剂（40）等粘接到上部端盖及下部端盖上（30, 32）。
燃料储存罐的燃料通过上部端盖（10）的燃料流入口（12）流入以后，沿着圆筒形外壳的内径面和第1过滤介质（30）外径面之间隔开空间-燃料经由路（14）流淌，并通过第1过滤介质（30）。
接着，所述的第1过滤介质（30）把燃料内所含的杂质过滤的同时通过诱导水分粒子的相互结合作用增大水分粒子的大小，起到聚成团块的作用，随后，在第1过滤介质（30）聚成团块的水分会在第2过滤介质（32）中被过滤，最终仅有纯燃料可以通过第2过滤介质（32），并经由中心的燃料排出通路通过上部端盖（10）的燃料排出口（16）向引擎供应。
此时，所述的第2过滤介质（32）采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素构成的介质，相比原先的第2过滤介质采用网丝或玻璃纤维，其密度高，连微小的水分粒子也可以过滤掉。
最终，被所述第2过滤介质（32）过滤的水分，在第1过滤介质（30）与第2过滤介质（32）之间沉积空间（42）中自由落下以后，通过下部端盖（20）的排水孔（22）排到外部。
这里，根据本发明的试验案例，由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素构成的第1过滤介质（30），即按上述方式组成第1层到第3层的第1过滤介质（30），以及由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素结合而成的第2过滤介质（32），对具有所述结构的本发明燃料过滤器进行过滤效率试验、压差试验以及水分离试验，试验结果如表1到表3中所示。
如下列表1中所示，通过共2次过滤过程检查是否完全去除杂质，结果显示可以过滤99.9%的4μm及5μm大小非常微小的微小粒子，而大小更大的粒子则全被过滤，可见其具有几乎100%的优秀的过滤效率。
作为参考，柴油燃料过滤器的过滤效率试验方法，根据ISO 19438规定测定效果值。
同时，如下列表2中所示，根据ISO 4020规定测出燃料过滤器内过滤前燃料的流入压力与过滤后的排出压力之间压差，可见燃料过滤过程非常顺利。
作为参考，当燃料过滤器内发生过度压差时，因加速过程中引擎的燃料供应量不足可能发生引擎熄火，因此燃料过滤器内过滤前燃料的流入压力和过滤后的排出压力之间压差需要满足规定水平。
另外，如上所示的表3，第1过滤介质（30）采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素构成的介质，第2过滤介质（32）采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素结合而成的介质，对具有所述结构的本发明燃料过滤器进行水分离试验的试验结果，而作为对照在表4中显示，第1过滤介质采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素结合而成的介质，第2过滤介质采用网丝，对具有所述结构的传统燃料过滤器进行水分离试验的试验结果。
作为参考，燃料过滤器的水分离效率应满足ISO/TS 16332规定的水分离效率。
如表4中所示的对照例，从10分钟到90分钟内进行3次以上水分离试验，结果显示39~45.1%的微小水分离效果。
与此相反，如表3中所示的本发明燃料过滤器，从10分钟到90分钟内进行3次以上水分离试验，结果显示为94.2~95.6%的优秀水分离效率。
综上所述，本发明在燃料过滤器内采用双重过滤芯，第1过滤介质采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素按一定比例结合而成的介质，其具有第1层到第3层的结构，而第2过滤介质采用由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素结合而成的介质，几乎完全地过滤掉微小的水分粒子，从而显著提高水分离效率。
【标号说明】
10：上部端盖
12：燃料流入口
14：燃料经由路
16：燃料排出口
20：下部端盖
22：水分排出用排水孔
30：第1过滤介质
32：第2过滤介质
34：内部芯体
36：外部芯体
38：单一芯体
40：粘合剂
42：沉积空间。
Claims (6)
1.柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，由以下结构组成：具有燃料流入口（12）和排出口（16）的上部端盖（10）；具有水分排出用排水孔（22）的下部端盖（20）；位于上部端盖（10）和下部端盖（20）之间的外侧，过滤杂质的同时将流入的水分聚成团块的第1过滤介质（30）；以及位于内侧并过滤由第1过滤介质（30）聚成团块的水分的第2过滤介质（32），其特征在于，
所述的第1过滤介质（30）采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂、玻璃纤维以及纤维素结合而成的介质，
所述的第2过滤介质（32）采用了由聚对苯二甲酸丁二酯树脂和纤维素结合而成的介质，
并且其中所述的第1过滤介质（30）包括聚对苯二甲酸丁二酯树脂形成的第1层，按一定比例结合的玻璃纤维和纤维素形成的第2层，树脂浸渍的纤维素形成的第3层。
2.根据权利要求1所述的柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，其特征在于，
所述的第2过滤介质（32），应用于第1过滤介质（30）第1层的聚对苯二甲酸丁二酯树脂，以及应用于第3层的纤维素相互叠层而成。
3.根据权利要求1所述的柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，其特征在于，
所述的第2过滤介质（32），被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的内部芯体（34）及外部芯体（36）之间，整体注塑成型。
4.根据权利要求3所述的柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，其特征在于，
所述的第2过滤介质（32），被放置在呈圆筒形并且具有格子型孔结构的单一芯体（38）外径侧多层卷曲而成。
5.根据权利要求1所述的柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，其特征在于，
所述的第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上下面，分别在上部端盖（10）的底面和下部端盖（20）的上面，利用粘合剂（40）进行粘接固定。
6.根据权利要求1所述的柴油引擎的燃料过滤用过滤芯，其特征在于，
所述的第1过滤介质（30）及第2过滤介质（32）的上下面，分别在上部端盖（10）的底面和下部端盖（20）的上面，利用高频熔融法进行熔接。
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