CN104204494B - 磁体组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于吸引并拦阻液体燃料中的含铁微粒的磁体组件，该磁体组件包括以一定间隔并排地设置在安装件上的多个磁体；相邻的磁体具有相反地指向的北/南轴线。这种布置在安装件的磁体侧上提供了加强的磁场，并且在相反侧上提供了减弱的磁场。磁体被涂覆以防止被燃料腐蚀。该组件可以容置在限定了用于磁体的间隔开的腔室的模制塑料壳体中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于吸引并拦阻液体中——特别是燃料中——的微粒状含铁污物的磁体组件。本发明的方面涉及一种组件、一种燃料输送模块、一种燃料箱以及一种车辆。
背景技术
液体燃料中的污物是成问题的，特别是在从提炼厂到终端用户的分配装置依赖于质量较差的传输和存储容器的情况下。例如，较旧的钢桶或钢鼓的使用可能会导致呈悬浮在输送到路边的车辆燃料箱中的燃料中的微粒的形式的大量含铁污物。
在燃料箱出口处或者燃料输送线路中通常设置有微粒过滤器，使得输送至车辆发动机的燃料不含有例如可能会损害燃料喷射装置的悬浮微粒。这种过滤器可以以适当的检修间隔清洁或更换。
近年来，车辆制造商倾向于使用由位于车辆燃料箱内的电动燃料泵构成的燃料输送模块(FDM)。这种泵可能会受到悬浮污物的影响，并且因此，燃料在其上游侧处被过滤。过滤例如可以由滤掉看得见微粒的粗网过滤器以及位于该粗网过滤器下游处的用于移除看不见的范围内的微粒的细滤器构成。对细滤器的面积具有实际限制，但是通常其尺寸设定为用于非常长的时期，并且可能在车辆的寿命期间一直持续使用而没有得到关注。
燃料的含铁污物在某些地域是特别成问题的，并且在极端情况下可能足以在短时期内阻塞FDM的细滤器。这导致了从FDM输送的燃料的量逐渐减小，并且因此影响了发动机性能。可能需要将FDM从燃料箱移除以使过滤器可以被清洁或更换；这通常是复杂且昂贵的过程。
在燃料箱中可以设置有常规磁体以吸引含铁微粒。为了达到最佳效果，该磁体应当较大并且靠近FDM的入口。然而，在这种位置的情况下的一个问题在于磁体的磁场可能会干扰FDM的电气系统。此外，还必须防止对诸如燃料水平传感器之类的其他电气系统的任何影响。因此应当认识到，尽管大强力磁体是理想的，但是其必须距FDM和其他部件一定的距离以避免干扰——距FDM的距离越大，距燃料入口的距离则越远，并且含铁污物被吸收的机会也就越大。
用于可能会受强力磁体影响的电气系统的屏蔽措施增大了花费，并且不能有助于仅在污物成为显著问题的非常少的情况下的解决方案的应用。
鉴于此背景，已经构想出本发明。本发明的实施方式可以提供一种能够适于原始设备并且用于使用需求的用于含铁污物的廉价且有效的解决措施，并且其避免了干扰燃料汲取件附近的电气系统。本发明的其他目的和优点将从以下描述、权利要求和附图中变得显而易见。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于浸入在包含含铁微粒的液体燃料中的磁体组件，所述组件包括安装件，所述安装件具有在所述安装件的一侧上的位于大致共同的安装平面内的多个磁体，并且所述多个磁体具有平行的南/北轴线，所述多个磁体包括间隔开并具有方向相反的南/北轴线的至少一对磁体，这种布置使得所述一侧上的磁场加强，并且所述安装件的与所述磁体相反的一侧上的磁场减弱。
在实施方式中，安装件具有选择成使得该安装件的与磁体相反的一侧上的磁场减弱的导磁率，并且所述磁体之间的间隔选择成使得所述一侧上的磁场加强。所述磁体可以被涂覆以防止在使用中被其燃料腐蚀。
在本发明的实施方式中，组件具有大幅地增强磁场并使磁力朝向磁体安装侧偏置的效果。显著的磁场大致沿南/北轴线的方向产生在磁体安装侧上。在单个磁体的情况下，在极轴的方向上的这种磁场由于磁力线在磁体的极之间延伸而较弱。然而，本发明允许相邻磁体之间的磁力线，因此大幅地增强了含铁微粒向磁体安装侧的吸引。
本发明的实施方式还允许通过将安装件布置在磁体与电气部件之间而实现电气部件的充分屏蔽。安装件可以包括平板，并且其可以是含铁的。含铁安装板可以使穿过该安装板的磁力线最大化，从而使得与磁体相反的一侧上的磁场被大幅减弱。
总体效果在于在FDM的燃料汲取件附近提供一种比常规的单个磁体的情况更强且指向更佳的磁场。
磁体可以大致相同。磁体可以由钕(N35)制成。
磁体可以为圆柱形，其平坦端面接触所述安装件。磁体可以具有10mm至20mm的直径以及5mm至15mm的高度。磁体具有15mm或更小的分隔距离。
磁体可以借助于无电镀镍工艺来涂覆。
该组件可以包括平坦矩形板，在该平坦矩形板上具有两个磁体。
该组件可以包括在包围件内。该包围件可以包括多个凹部，每个磁体对应一个凹部。每个凹部均可以限定在包围件的突出部中，并且每个所述突出部均与相邻突出部间隔开。
该包围件可以包括具有口部的本体以及用于该口部的封闭件。该封闭件可以是平坦的并且限定了用于所述安装件的凹处。该封闭件能够附接于所述本体以及能够从所述本体拆卸。
该包围件可以由模制塑料材料制成。
在一个实施方式中，提供了一对钕磁体，并且所述一对钕磁体容纳在塑料包围件的间隔开的突出部内。这种布置使得在使用中含铁微粒所吸引至的表面面积最大化。该封闭件可以具有门或类似的封闭件，使得磁体组件可以从该包围件中移除，从而在更换该磁体组件之前使含铁杂物从该包围件的外表面被刷走或冲走。该包围件可以是由诸如聚缩醛之类的耐用材料制成的薄壁模制件。
磁体的数目、尺寸以及间隔可以根据已经考虑了含铁污物的可能程度的预期服务和使用寿命来选择；磁体可以为圆柱形并且具有10mm至20mm的范围内的直径、5mm至15mm的范围内的高度、以及3mm至15mm的范围内的间隔。安装板的属性——特别是安装板的厚度——被选择成使磁场效应减小至已经考虑了电气部件的属性和靠近的理想程度；该安装板可以具有2mm至8mm的范围内的厚度。
应当理解到，磁体组件可以为独立部件，或者可以结合到诸如燃料输送模块之类的另一装置中。安装件可以形成装置的一部分，使得磁体通常向外突出到燃料中。包围件也可以形成为另一装置、例如FDM的壳体的一部分。
在另一方面中，本发明提供了一种具有如上所述的磁体组件的用于车辆的燃料箱。
该燃料箱可以包括用于从包含在燃料箱中的燃料过滤微粒或异物的至少一个过滤装置，该组件设置成使得加强的磁场大致指向所述至少一个过滤装置。
在另一方面中，本发明提供了一种具有如上所述的组件的用于燃料箱的燃料输送模块。
该组件可以定向或设置成使得安装件以与燃料输送模块和/或设置在该燃料输送模块中的任何电气部件相邻或大致面向该燃料输送模块和/或设置在该燃料输送模块中的任何电气部件的方式设置。
该组件可以定向或设置成使得减弱的磁场大致指向燃料输送模块和/或设置在该燃料输送模块中的任何电气部件。
在又一方面中，本发明提供了一种包括如上所述的燃料输送模块、设置在该燃料输送模块外的相对疏松的第一过滤装置、以及设置在该燃料输送模块内的相对细密的第二过滤装置的燃料箱，该磁体组件定向或设置在第一过滤装置与第二过滤装置之间。
在又一方面中，本发明提供了一种具有如所描述的燃料箱、燃料输送模块或磁体组件的车辆。
在本申请的范围内，可以清楚地预期到在前述段落中、在权利要求中和/或在下文的描述和附图中陈述的各个方面、实施方式、示例和替代方案、特别是其各个特征可以被独立地或以任何组合的方式采用。例如，关于一个实施方式公开的特征能够应用于所有实施方式，除非这些特征是不相容。
附图说明
现在将参照附图通过仅为示例的方式对本发明进行描述，在附图中：
图1示出了典型的常规条形磁体的磁力线的视图；
图2示出了本发明的第一实施方式的磁力线的视图；
图3以曲线的方式示出了垂直于图2的磁体安装平面的磁场强度的减弱。
图4与图2对应，并且示出了磁体更加靠近在一起的第二实施方式；
图5以曲线的方式示出了图4的布置的磁场强度；
图6至图8示出了根据本发明的实施方式的两个、三个和四个磁体组件的对比布置的磁力线的视图；
图9至图11以平面图的形式示出了磁体的几种构型。
图12为常规燃料箱和FDM的示意图；
图13以放大比例示出了图12的FDM以及本发明的实施方式的磁体组件；
图14以横截面的形式示出了用于图2的磁体组件的壳体；以及
图15以平面图的形式示出了图14的壳体。
具体实施方式
参照附图，图1示出了常规条形磁体10，该常规条形磁体10具有相反的北极和南极，磁场线11在北极和南极之间延伸。使含铁材料被向磁体吸引的力根据磁场的强度而改变，并且可以观察到，磁场在南/北极轴线的方向上相对较弱。
图2中示出了本发明的实施方式，并且该实施方式包括以一定分隔距离并排放置在平坦铁磁板23上的两个磁体21、22。在图2的示例中，磁体为圆柱形并且具有15mm的直径以及10mm的深度；分隔距离为10mm。板23为大约3.6mm厚。磁体为钕(N35)，并且被镀覆以防止在使用中的腐蚀。特别地，磁体可以借助于无电镀镍工艺来涂覆。无电Ni-Cu-Ni镀覆可以用于在磁体的表面上产生将磁体包封在内的三层涂覆，以在将磁体浸入诸如汽油或柴油燃料之类的液体燃料中时提供抗腐蚀性。
南/北极轴线如所示出的是平行的，但却以相反的方式设置。在这种构型中，磁场线在磁体之间延伸并且大幅地增大了在南/北极轴线的总体方向上的磁场强度。
图3示出了沿着极轴在图2的点A与点B之间的磁力(F)，并且示出了该力在A点处为大约0.33特斯拉，在B点处减小至大约0.03特斯拉；点A与点B间隔大约25mm。
图4示出了与图2相同的磁体构型，但是减小后的分隔距离为5mm。从图5中可以观察到，点A处的磁力增大至大约0.53特斯拉，而逐渐在点B处减小至大约0.03特斯拉。因此，大幅地增大了靠近点A(0至10mm)的磁场强度而没有减小近距离(10mm至25mm)内的磁场强度。
在图2和图4的设置中，磁体下方的力线(如所示出的)集中在铁磁板中，使得板外的磁场大幅减弱，即，铁磁板具有比周围空气更大的导磁率，使得磁场线优先地穿过该板行进，从而减弱了板外的磁场的强度。
以串联的方式(相邻的极相反)布置的磁体的数目的增加将使磁场的尺寸和范围增大。因此，图6至图8示出了2个、3个和4个磁体的线性排列，其中，相应的磁场由力线示出。图9至图11示出了可以如何将磁体设置为格栅形、‘L形’以及‘T形’构造。曲线形或环形线性排列也是可以的。
以这些方式布置的磁体的数目没有限制并且可以根据单个磁体尺寸和强度以及所需的磁场的尺寸按照需要尽多设置。特别地，可以使用一定形状的排列以限定装置周围的理想磁场，同时在安装件的与磁体相反的一侧屏蔽该装置。例如，可以在燃料输送模块(FDM)的燃料泵入口周围产生一定形状的磁场。
图12示意性地示出了结合了典型FDM32的燃料箱31，该FDM32包括结合了电动泵(未示出)的涡流罐33。FDM包括排出大的杂物的外部粗滤器34并且包括内部精滤器35。在使用中，燃料如由箭头36所示出地被汲取到FDM中，并且在压力下供给至燃料供给线路37。通风器38和净化线路39连同其他设备一起设置，为了更加清楚而在图中省去了这些其他设备。在使用中，FDM紧密地密封在燃料箱内。
图13更加详细地示出了涡流罐33，并且特别地示出了根据本发明的磁体组件40的位置。该组件设置成在粗滤器34的附近提供强磁场，但却减弱了面向涡流罐的一侧的磁场。因此，强磁场可以指向粗滤器，同时安装板用以防止FDM内的电气部件附近的强磁场。
图14和图15中示出了双磁体装置50的示例。模制塑料外壳(或包围件)51包括两个相邻的礼帽状突出部52，这两个相邻的礼帽状突出部52各自容纳紧密配装的圆柱形钕磁体53。外壳51的口部为矩形并且限定了用于铁磁安装板54的凹处，其中，磁体通过磁力附着至该铁磁安装板54。封闭件或盖55设置成覆盖板54，并且该盖可以例如通过卡扣配合设置永久性地附着或移除。设置有简单的卡合叉件56以便安装，但是这仅仅作为附接方法的一个示例示出；该叉件在使用中与适当尺寸的孔口接合。
在使用中，双磁体装置通过叉件56附接至FDM以在含铁微粒被引入到燃料入口之前吸引该含铁微粒，从而阻止了或者至少减小了内部精滤器的堵塞率。
当必要时，装置50可以被移除以便清洁或更换，并且在盖55打开的情况下，磁体组件可以被移除以允许杂物从礼帽状部段52的外表面被更加容易地刷走或冲走。
应当理解，礼帽状部段以所需的间隔保持磁体，并且相比于两个磁体容纳在单个凹部中的布置，提供了增大的表面面积。
外壳和盖由适于燃料的耐用材料制成，例如由诸如聚甲醛(POM)、聚缩醛树脂(Delrin(TM))或赫斯特(Hostaform(TM))之类的乙缩醛共聚物制成。外表面优选地是平滑的以有助于该外表面的清洁。
磁体装置50适于在车辆构造或工作期间装配，使得其仅在必要时才产生费用。在使用不含铁的安装件来阻塞或减弱磁场的情况下，磁体可以通过任何适当的方式——例如适当的粘合剂——附接至该不含铁的安装件。然而，应当理解，图14和图15中示出的类型的壳体可以使机械连接变为并非必要。
尽管是关于燃料污物进行描述的，但是本发明也可以用于从担心磁场与电气部件之间的干扰的其他液体中去除含铁污物。
Claims (24)
1.一种用于浸入在包含含铁微粒的液体燃料中的磁体组件，所述磁体组件包括安装件，所述安装件具有在所述安装件的一侧上的位于大致共同的安装平面内的多个磁体，并且所述多个磁体具有平行的南/北轴线，所述多个磁体包括间隔开并具有方向相反的南/北轴线的至少一对磁体，这种布置使得所述一侧上的磁场加强，并且所述安装件的与所述磁体相反的一侧上的磁场减弱，其中，所述磁体被涂覆以防止所述磁体在使用中被所述燃料腐蚀。
2.根据权利要求1所述的磁体组件，其中，所述安装件包括平板。
3.根据权利要求1或2所述的磁体组件，其中，所述安装件是含铁的。
4.根据权利要求1或2所述的磁体组件，其中，所述磁体大致相同。
5.根据权利要求4所述的磁体组件，其中，所述磁体由钕(N35)制成。
6.根据权利要求5所述的磁体组件，其中，所述磁体是圆柱形的，所述磁体的平坦端面接触所述安装件。
7.根据权利要求6所述的磁体组件，其中，所述磁体具有10mm至20mm的直径以及5mm至15mm的高度。
8.根据权利要求7所述的磁体组件，其中，所述磁体具有15mm或更小的分隔距离。
9.根据权利要求1或2所述的磁体组件，其中，所述磁体借助于无电镀镍工艺来涂覆。
10.根据权利要求1所述的磁体组件，包括平板，在所述平板上具有所述至少一对磁体。
11.根据权利要求中1或2所述的磁体组件，所述磁体组件容纳在包围件内。
12.根据权利要求11所述的磁体组件，其中，所述包围件包括多个凹部，每个磁体对应一个凹部。
13.根据权利要求12所述的磁体组件，其中，每个所述凹部均限定在所述包围件的突出部中，并且每个所述突出部均与相邻的突出部间隔开。
14.根据权利要求11所述的磁体组件，其中，所述包围件包括具有口部的本体以及用于所述口部的封闭件。
15.根据权利要求14所述的磁体组件，其中，所述封闭件是平坦的并且限定了用于所述安装件的凹处。
16.根据权利要求14所述的磁体组件，其中，所述封闭件能够附接于所述本体以及能够从所述本体拆卸。
17.根据权利要求11所述的磁体组件，其中，所述包围件由模制塑料材料制成。
18.一种用于车辆的燃料箱，所述燃料箱具有根据权利要求1至17中任一项所述的磁体组件。
19.根据权利要求18所述的燃料箱，包括至少一个过滤装置，所述至少一个过滤装置用于从包含在所述燃料箱中的燃料过滤微粒或异物，所述磁体组件设置成使得加强的磁场大致指向所述至少一个过滤装置。
20.一种用于燃料箱的燃料输送模块，所述燃料输送模块具有安装至所述燃料箱的根据权利要求1至17中任一项所述的磁体组件。
21.根据权利要求20所述的燃料输送模块，其中，所述磁体组件定向或设置成使得所述安装件以与所述燃料输送模块和/或设置在所述燃料输送模块中的任何电气部件相邻或大致面向所述燃料输送模块和/或设置在所述燃料输送模块中的任何电气部件的方式设置。
22.根据权利要求20所述的燃料输送模块，其中，所述磁体组件定向或设置成使得减弱的磁场大致指向所述燃料输送模块和/或设置在所述燃料输送模块中的任何电气部件。
23.一种燃料箱，所述燃料箱包括根据权利要求20至22中任一项所述的燃料输送模块、设置在所述燃料输送模块外的相对疏松的第一过滤装置、以及设置在所述燃料输送模块内的相对细密的第二过滤装置，所述磁体组件定向或设置在所述第一过滤装置与所述第二过滤装置之间。
24.一种车辆，具有根据权利要求1至17中任一项所述的磁体组件,具有根据权利要求18、19或23中任一项所述的燃料箱，或具有权利要求20至22中任一项所述的燃料输送模块。
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