CN105228719A - 用于燃料处理器的自动排干 - Google Patents

Abstract

一种自动排水设备，其包含：储槽、流体入口以及流体出口。第一阀门部件可在允许流体通过流体入口进入到储槽的打开位置与防止流体进入到储槽的闭合位置之间移动。第二阀门部件可在用于从储槽中排出流体的打开位置与用于防止从储槽中排出流体的闭合位置之间移动。至少一个致动器是可操作的以在流体入口和流体出口对应的打开和闭合位置之间移动流体入口和流体出口。传感器置于储槽外部并且是可操作的以响应于水的存在的检测而产生第一传感器输出信号，其中至少一个致动器响应于第一传感器输出信号将第一阀门移动到打开位置。

Description

用于燃料处理器的自动排干

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2013年3月15日递交的第61/791,382号美国临时申请案的权益，该申请案以引用的方式全文并入本文中。

技术领域

本发明涉及从燃料中分离水的领域。

背景技术

在一些燃料处理应用中，水被混合到燃料中并且在使用燃料之前需要将水从燃料中分离。在用于柴油内燃机的柴油处理器的情形下产生了一个实例。柴油处理器可以包含外壳，过滤介质位于该外壳中以用于从柴油中移除颗粒污染物。在柴油处理器的一些之前的设计中，储槽被设置在低于柴油穿过过滤介质的区域。因为水比燃料更重，所以水将倾向于从燃料中分离并且收集在储槽的底部中。偶尔，储槽将需要被排干。一些设计使用手动排干，但是这形成了对持续维修的需要。一些设计已经提出了自动排干，但是仍然需要将燃料从自动排干中释放到环境中的风险最小化的自动排干。

发明内容

所公开的实施例的一个方面是自动排水设备，所述自动排水设备包含：储槽；流体入口，其与所述储槽流体连通；以及第一阀门部件，其可在允许流体通过流体入口进入到储槽的打开位置与防止流体通过流体入口进入到储槽的闭合位置之间移动。所述设备还包含：流体出口，其与所述储槽流体连通；以及第二阀门部件，其可在用于从储槽中排出流体的打开位置与用于防止从储槽中排出流体的闭合位置之间移动。所述设备包含至少一个致动器，所述致动器是可操作的以在流体入口和流体出口对应的打开和闭合位置之间移动流体入口和流体出口。传感器置于储槽外部并且是可操作的以响应于水的存在的检测而产生第一传感器输出信号。至少一个致动器响应于第一传感器输出信号而将第一阀门移动到打开位置。

所公开的实施例的另一方面是自动排干组合件，所述组合件包含：容器，其具有置于容器的内部中的水；储槽；流体入口，其与储槽以及容器的内部流体连通；以及第一阀门部件，其可在允许水通过流体入口从容器进入到储槽的打开位置与防止水通过流体入口从容器进入到储槽的闭合位置之间移动。所述设备还包含：流体出口，其与所述储槽流体连通；以及第二阀门部件，其可在用于从储槽中排出流体的打开位置与用于防止从储槽中排出流体的闭合位置之间移动。所述设备还包含至少一个致动器，所述致动器是可操作的以在流体入口和流体出口对应的打开和闭合位置之间移动流体入口和流体出口。所述设备进一步包含传感器，所述传感器置于容器的内部中并且是可操作的以响应于容器中的高水平面而生成第一传感器输出信号并且响应于容器中的低水平面而生成第二传感器输出信号。第一传感器输出信号使得至少一个致动器将第一阀门部件移动到打开位置并且第二传感器输出信号使得至少一个致动器将第一阀门部件移动到闭合位置。

所公开的实施例的另一方面是自动排干组合件，所述组合件包含：容器，其具有置于容器的内部中的一定体积的水和一定体积的燃料；外壳，其连接到所述容器；储槽，其置于所述外壳内；流体入口，其由所述外壳界定并且被放置成邻近于外壳的顶部表面，其中流体入口与储槽以及容器的内部流体连通；以及第一阀门部件，其可在允许水通过流体入口从容器进入到储槽的打开位置与防止水通过流体入口从容器进入到储槽的闭合位置之间移动。所述设备还包含：流体出口，其由所述外壳界定并且被放置成邻近于外壳的底部表面，其中流体出口与储槽流体连通；以及第二阀门部件，其可在用于从储槽中排出流体的打开位置与用于防止从储槽中排出流体的闭合位置之间移动。所述设备还包含：至少一个致动器，所述致动器是可操作的以在流体入口和流体出口对应的打开和闭合位置之间移动流体入口和流体出口；以及传感器，所述传感器置于容器的内部中并且是可操作的以响应于容器中的高水平面而生成第一传感器输出信号并且响应于容器中的低水平面而生成第二传感器输出信号。第一传感器输出信号使得至少一个致动器将第一阀门部件移动到打开位置并且第二传感器输出信号使得至少一个致动器将第一阀门部件移动到闭合位置。

附图说明

本发明的设备的各种特征、优点以及其它用途通过参考以下详细描述以及图式将变得更显而易见，在图式中：

图1是示出自动排水设备的俯视透视图；

图2是自动排水设备的仰视透视图；

图3是自动排水设备的截面图；

图4是示出空气通道的自动排水设备的截面图；以及

图5A到图5C是示出自动排水设备的操作的截面图。

具体实施方式

本文中的公开内容涉及用于燃料处理器(例如，柴油过滤器组合件)的自动排水设备。该自动排水设备安装成与容器连通，在该容器中水通过收集在容器的底部而与燃料分离。自动排水设备利用传感器来打开第一阀门，使得水从容器中流入到自动排水设备内的储槽中。传感器在某点之前闭合第一阀门，在该点处容器内的水平面将变得足够低使得燃料可能进入自动排水设备的储槽。当第一阀门闭合时，第二阀门打开，并且第二阀门允许储槽内的水离开自动排水设备同时阻断储槽与容器流体连通。过滤器可以安装在储槽内以用于在水从自动排水设备排出之前，将杂质从在从容器中移除的水中移除。

如图1到图2所示，自动排水设备100包含外壳110，该外壳具有邻近于其顶部表面114放置的流体入口112以及邻近于其底部表面118放置的流体出口116。在一些实施方案中，流体入口112和流体出口116可以基本上是分别从顶部表面114和底部表面118向外延伸的管状部件。电连接器120可以被设置在外壳上以用于连接到电源和/或控制信号。电连接器120可以被放置在外壳110的底部表面118上，但是其它位置也将适合于电连接器120。

为了选择性地打开和闭合流体入口112，提供第一阀门部件122以用于相对于流体入口112选择性地打开和闭合。当第一阀门部件122处于其闭合位置时，防止流体进入或离开流体入口112。当第一阀门部件122处于其打开位置时，允许穿过流体入口112的流体连通。

为了选择性地建立或防止在流体出口116处的流体连通，将第二阀门部件124放置在流体出口116处。第二阀门部件124是可操作的以选择性地建立或防止流体出口116处的流体连通。具体而言，第二阀门部件124可从闭合位置移动到打开位置，在闭合位置中流体连通在流体出口116处被阻断，在打开位置中流体连通在流体出口116处被允许。

为了控制第一阀门部件122和第二阀门部件124的打开和闭合，自动排水设备100包含传感器组合件126以用于检测燃料中水的存在。传感器组合件126可经配置以在检测到水的存在时至少提供第一信号并且在并未检测到水的存在时至少提供第二信号。然而，在所说明的实例中传感器组合件126是双水平(bi-level)传感器，其可以检测和提供对应于在传感器上的两个不同位置处的水的存在或不存在的输出信号。用于由传感器组合件126来感测水的两个位置可以位于沿着传感器组合件126相对于外壳110的顶部表面114和/或流体入口112的不同高度处。

在一个实施方案中，传感器组合件126包含探针主体128，该探针主体相对于外壳110的顶部表面114大体上向上延伸。第一传感器130在相对于顶部表面114和/或流体入口112的第一高度处被放置在探针主体128上。具体而言，第一传感器130可以被放置在高于流体入口112的顶部的高度的一个高度处。因此，第一传感器130可以起作用以输出信号，该信号使得第一阀门部件122在与传感器组合件126接触的水的顶部表面到达流体入口112之前闭合。传感器组合件126还可以包含第二传感器132，该第二传感器被放置在相对于外壳110的顶部表面114和/或流体入口112的第二高度处。第二高度高于第一高度。可以利用第二传感器132以在第二传感器132检测到水的存在时输出使得第一阀门部件122打开的信号。因此，第一传感器130和第二传感器132可以协作输出信号，使得在高水平面被检测到时第一阀门部件122打开，并且使得在低水平面被检测到时第一阀门部件122闭合，其中低水平面高于流体入口112的顶部，从而防止燃料进入流体入口112。

第一传感器130和第二传感器132中的每一个可包含一个或多个电气元件，该电气元件是可操作的以感测水的存在。可以利用任何适当类型的水传感器。在一个实例中，一个或多个电极被设置在第一传感器130和第二传感器132中的每一个处，并且监控一个或多个电极的电学特性以确定电极是否浸没在水中。举例来说，第一传感器130可以包含两个电极，该两个电极是间隔开的并且通过绝缘主体相对于彼此电绝缘。然而，当水接触这两个电极时，可以跨越电极测量到的电学特性(例如，电阻或电容)发生改变。响应于电学特性的这种改变，通过传感器组合件126输出的信号可以解译为指示在第一传感器130处水的存在或不存在。

如图3到图4中所示，流体入口112界定与流体腔室或流体储槽136流体连通的入口通道134以用于在外壳110内储存水。流体出口116界定与流体储槽136流体连通的出口通道138以用于接收来自流体储槽136的流体并且当第二阀门部件124处于其打开位置时传送流体离开流体出口116。为了从接收在流体储槽136内的水中移除污染物，可以将过滤介质140置于流体储槽136内。在一个实施方案中，过滤介质140是木炭过滤器。

第一阀门部件122连接到第一阀杆142。第一阀杆142延伸穿过入口通道134并且穿过外壳110的孔144。孔144从入口通道134延伸到位于外壳110内的致动器腔室146。孔144是被设定大小并且配置成与第一阀杆142的大小和形状互补的，使得第一阀杆142基本上占据孔144的全部以防止流体从入口通道134进入致动器腔室146。第一阀门端部部分148连接到第一阀杆142并且可与致动器部件150啮合或连接到该致动器部件。

第二阀门部件124连接到第二阀杆152。第二阀杆152延伸穿过出口通道138并且穿过外壳110的孔154。孔154从出口通道138延伸到致动器腔室146。孔154是被设定大小并且配置成与第二阀杆152的大小和形状互补的，使得第二阀杆152基本上占据孔154的全部以防止流体从出口通道138进入致动器腔室146。第二阀门端部部分158连接到第二阀杆152并且可与致动器部件150啮合或连接到该致动器部件。

致动器部件150是可操作的以在第一阀门部件122和第二阀门部件124对应的打开和闭合位置之间移动该第一和第二阀门部件。举例来说，致动器部件150可以与第一阀门端部部分148和第二阀门端部部分158啮合或者可以连接到该第一阀门端部部分和该第二阀门端部部分。致动器部件150是致动器的一部分或连接到致动器，该致动器是例如电动操作的螺线管致动器160，其是可操作的以响应于螺线管致动器160的通电和断电相对于支撑部件162在第一位置与第二位置之间移动。举例来说，当螺线管致动器160在第一位置中时，第一阀门部件122可以在其闭合位置中，并且第二阀门部件124可以在其打开位置中。当螺线管致动器160在第二位置中时，第一阀门部件122可以在打开位置中，并且第二阀门部件124可以在闭合位置中。

螺线管致动器160由从控制单元164接收到的信号控制，该控制单元可以是可编程的控制器，该控制器是可操作的以执行程序指令，当执行该程序指令时引起螺线管致动器160的移动，其响应于从传感器组合件126中接收到的控制信号。在其它实施方案中，控制单元164可以是专用硬件，该专用硬件引起螺线管致动器160的适当的移动，其响应于从传感器组合件126中接收到的控制信号。控制单元164可以从电连接器120接收电力并且可以与传感器组合件126和螺线管致动器160电连通以用于从传感器组合件126接收信号并且用于将控制信号输出到螺线管致动器160以用于引起螺线管致动器160的移动。

现在将参考图5A到图5C说明自动排水设备100的操作。自动排水设备100是相对于容器200安装的，该容器具有置于其中的一定体积的水210和一定体积的燃料220。自动排水设备100相对于容器安装使得流体入口112和传感器组合件126与容器的内部连通。

在图5A中，容器200中的水平面高于传感器组合件126的第一传感器130但是低于传感器组合件126的第二传感器132。因为第二传感器132并未浸没在水210中，所以控制单元164基于从传感器组合件126接收到的信号将第一阀门部件122维持在闭合位置中并且将第二阀门部件124维持在打开位置中。

在图5B中，水210的流体水平面已经上升使得第二传感器132浸没在水210中。在从传感器组合件126中接收指示第二传感器132浸没在水210中的传感器输出信号时，控制单元164向螺线管致动器160供电以将第一阀门部件122移动到打开位置。第二阀门部件124响应于螺线管致动器160的移动同时移动到闭合位置。随着第一阀门部件122处于打开位置中，水的一部分进入流体入口112并且开始填充自动排水设备100的流体储槽136。因为第二阀门部件124处于闭合位置中，所以在第一阀门部件122打开时进入自动排水设备100的水维持在流体储槽136内。

当容器200内的水210的流体水平面下降而低于传感器组合件126的第一传感器130时，控制单元164从传感器组合件126中接收指示在第二传感器132处不存在水的传感器输出信号，并且响应于此传感器输出信号，控制单元164对螺线管致动器160断电。响应于螺线管致动器160的断电，第一阀门部件122移动到闭合位置，并且第二阀门部件124移动到打开位置，如图5C中所示。此时，填充有从容器200接收到的水210的流体储槽136现在与流体出口116流体连通，并且存在于流体储槽136中的水穿过流体出口116离开流体储槽136。随着水穿过流体储槽136，它被过滤介质140过滤，由此减少存在于水中的污染物的发生率，该水在流体出口116处离开自动排水设备100。

虽然已结合目前所认为的最实用和优选的实施例来描述本发明，但应理解，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反地，本发明意图涵盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改以及等效布置，所附权利要求书的范围应被赋予最广泛的解释，以便使其涵盖如法律所允许的所有此类修改以及等效结构。

Claims (20)

1.一种自动排水设备，其包括：

储槽；

流体入口，其与所述储槽流体连通；

第一阀门部件，其可在允许流体通过所述流体入口进入到所述储槽的打开位置与防止流体通过所述流体入口进入到所述储槽的闭合位置之间移动；

流体出口，其与所述储槽流体连通；

第二阀门部件，其可在用于从所述储槽中排出流体的打开位置与用于防止从所述储槽中排出流体的闭合位置之间移动；

至少一个致动器，其是可操作的以在所述流体入口和所述流体出口对应的打开和闭合位置之间移动所述流体入口和所述流体出口；以及

传感器，其置于所述储槽外部并且是可操作的以响应于水的存在的检测而产生第一传感器输出信号，其中所述至少一个致动器响应于所述第一传感器输出信号将所述第一阀门移动到打开位置。

2.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中所述至少一个致动器是可操作的以在所述第一阀门处于闭合位置时将所述第二阀门移动到打开位置。

3.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中响应于所述第一传感器输出信号所述至少一个致动器将所述第二阀门移动到闭合位置。

4.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中在所述第一阀门处于打开位置时所述至少一个致动器受到约束而无法将所述第二阀门移动到打开位置。

5.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中所述传感器组合件是可操作的以检测高水平面和低水平面。

6.根据权利要求4所述的自动排水设备，其中所述传感器组合件是可操作的以响应于检测所述高水平面而生成所述第一传感器输出信号并且所述传感器组合件是可操作的以响应于检测所述低水平面而生成第二传感器输出信号。

7.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中所述传感器组合件包含第一传感器以用于响应于检测高水平面而生成所述第一传感器输出信号，并且所述第二组合件包含第二传感器以用于响应于检测低水平面而生成第二传感器输出信号。

8.根据权利要求7所述的自动排水设备，其中所述第一传感器和所述第二传感器各自包含一个或多个水感测电极。

9.根据权利要求7所述的自动排水设备，其中所述流体入口置于第一高度处，所述第二传感器置于高于所述第一高度的第二高度处，并且所述第一传感器置于高于所述第二高度的第三高度处。

10.根据权利要求1所述的自动排水设备，其进一步包括：

过滤介质，其置于所述储槽内以从所述储槽中的水中移除污染物。

11.根据权利要求1所述的自动排干组合件，其进一步包括：

控制单元，其从所述传感器组合件接收信号并且响应于从所述传感器组合件接收到的所述信号而引起所述至少一个致动器的操作。

12.根据权利要求1所述的自动排水设备，其进一步包括：

外壳，其中所述储槽置于所述外壳内，所述流体入口被放置成邻近于所述外壳的顶部表面，并且所述流体出口被放置成邻近于所述外壳的底部表面。

13.根据权利要求12所述的自动排水组合件，其中所述传感器组合件包含探针主体，所述探针主体从所述外壳的所述顶部表面向上延伸。

14.根据权利要求12所述的自动排干组合件，其进一步包括：

容器，其连接到所述外壳使得所述流体入口与所述容器的内部连通。

15.根据权利要求14所述的自动排干组合件，其中一定体积的水和一定体积的燃料置于所述容器内。

16.一种自动排干组合件，其包括：

容器，其具有置于所述容器的内部中的水；

储槽；

流体入口，其与所述储槽和所述容器的所述内部流体连通；

第一阀门部件，其可在允许水通过所述流体入口从所述容器进入到所述储槽的打开位置与防止水通过所述流体入口从所述容器进入到所述储槽的闭合位置之间移动；

流体出口，其与所述储槽流体连通；

第二阀门部件，其可在用于从所述储槽中排出流体的打开位置与用于防止从所述储槽中排出流体的闭合位置之间移动；

至少一个致动器，其是可操作的以在所述流体入口和所述流体出口对应的打开和闭合位置之间移动所述流体入口和所述流体出口；以及

传感器，其置于所述容器的所述内部中并且是可操作的以响应于所述容器中的高水平面而生成第一传感器输出信号并且响应于所述容器中的低水平面而生成第二传感器输出信号，其中所述第一传感器输出信号使得所述至少一个致动器将所述第一阀门部件移动到打开位置并且所述第二传感器输出信号使得所述至少一个致动器将所述第一阀门部件移动到闭合位置。

17.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中响应于所述第一传感器输出信号所述至少一个致动器将所述第二阀门移动到闭合位置。

18.根据权利要求1所述的自动排水设备，其中所述传感器组合件包含第一传感器以用于生成所述第一传感器输出信号，并且所述第二组合件包含第二传感器以用于生成所述第二传感器输出信号。

19.根据权利要求7所述的自动排水设备，其中所述第一传感器和所述第二传感器各自包含一个或多个水感测电极。

20.一种自动排干组合件，其包括：

容器，其具有置于所述容器的内部中的一定体积的水和一定体积的燃料；

外壳，其连接到所述容器；

储槽，其置于所述外壳内；

流体入口，其由所述外壳界定并且被放置成邻近于所述外壳的顶部表面，其中所述流体入口与所述储槽和所述容器的所述内部流体连通；

第一阀门部件，其可在允许水通过所述流体入口从所述容器进入到所述储槽的打开位置与防止水通过所述流体入口从所述容器进入到所述储槽的闭合位置之间移动；

流体出口，其由所述外壳界定并且被放置成邻近于所述外壳的底部表面，其中所述流体出口与所述储槽流体连通；

第二阀门部件，其可在用于从所述储槽中排出流体的打开位置与用于防止从所述储槽中排出流体的闭合位置之间移动；

至少一个致动器，其是可操作的以在所述流体入口和所述流体出口对应的打开和闭合位置之间移动所述流体入口和所述流体出口；以及

传感器，其置于所述容器的所述内部中并且是可操作的以响应于所述容器中的高水平面而生成第一传感器输出信号并且响应于所述容器中的低水平面而生成第二传感器输出信号，其中所述第一传感器输出信号使得所述至少一个致动器将所述第一阀门部件移动到打开位置并且所述第二传感器输出信号使得所述至少一个致动器将所述第一阀门部件移动到闭合位置。