CN107636297A - 自动排水系统和方法 - Google Patents

Abstract

该设备和相关方法采用流体压力，以首先通过闭合允许水流入积水室中的流体流动路径来将过滤器组件的积水室与过滤室分离。在这些室分离的情况下，流体压力被施加到积水室，以打开排水阀并且将水推出积水室。可通过传感器检测低水位来调节向积水室施加压力的时间段，或者可对该时间段进行定时，或者这二者。当完成去除水时，去除流体压力并且恢复过滤室和积水室之间的流体连通。

Description

自动排水系统和方法

本申请要求2015年4月9日提交的美国临时专利申请No.62/145,092的优先权，该美国临时专利申请的公开内容全部被并入本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及将水与诸如柴油燃料或液压流体的流体流分离的过滤器组件。更具体地，本公开内容涉及用于从过滤系统的水收集室中去除水的系统和方法。

背景技术

在本公开内容应用的燃料输送系统中，关键是在加压和向内燃机输送之前从燃料供应源中去除水和微粒。预过滤器和/或燃料过滤器通常设置在燃料储存器或燃料箱和提升泵之间，用于将水和微粒与燃料分离。在该配置中，燃料过滤器设置在泵的吸入侧。因此，当相关联的车辆正在运行时，燃料过滤器基本上处于真空。在许多常规系统中，水积聚在燃料过滤器底部的收集室中并且经常手动地去除。

燃料过滤器组件通常被布置成利用以下事实：水比柴油燃料的比重高，并且往往将会落到组件的底部并且积聚在被布置成收集分离出的水的室中。过滤器组件包括供分离出的水从过滤室下降到布置在过滤室下方的积水室的流体流路径。只要这些流体流路径保持敞开，积水室就受到与过滤室相同的低压。当车辆不在运行时，打开积水室中的排水阀，这允许环境空气进入并且水在重力作用下流出。这种布置在车辆正在运行时是不切实际的，因为打开排水阀将中断提升泵的抽吸并且停止向发动机输送燃油。

已经提出了多个系统和方法来自动地从燃料过滤器组件的收集室排出水。所提出的自动系统中的一些要求在将从收集室中去除水时发动机关闭和/或不操作，以避免以上讨论的压力差和燃料中断问题。一些排水系统采用螺线管和精细的电路进行操作，以便排出水。以前方案的其他缺陷包括复杂且相对成本高地实现的除水系统。

所公开的设备、系统和方法也适用于液压流体系统(诸如，施工设备、农业设备等上采用的液压流体系统)。液压流体受到湿气，湿气可能变成与流体混合并且会导致腐蚀、污染设备的生物体生长和其他种类的损害。过滤液压流体以除去微粒，并且可根据本公开内容来改造为此目的而构造的过滤器组件，以合并如下所述的自动除水。

发明内容

所公开的设备和方法的目的是避免现有技术的缺点并且允许自动从燃料过滤器组件中去除水，而不需要发动机关闭和/或不运行。本发明旨在允许在发动机和燃料系统正在操作时自动从过滤器中去除水。本发明还旨在从燃料过滤器组件的水收集室中去除水，在典型操作期间，水收集室与过滤室连通并且以其他方式承受真空。

该设备和相关方法采用流体压力，以首先通过闭合允许水流入积水室中的流体流路径来将过滤器组件的积水室与过滤室分离。在这些室分离的情况下，流体压力被施加到积水室，以打开排水阀并且将水推出积水室。可通过传感器检测低水位来调节向积水室施加压力的时间段，或者可对该时间段进行定时，或者这二者。当完成去除水时，去除流体压力并且恢复过滤室和积水室之间的流体连通。

所公开的设备和方法的另一个目的是在更换过滤器组件中设置分叉阀。位于过滤器组件的排水路径中的阀和其他结构受到从流体流和会在分离出的水中生长的生物体中去除的微粒。这些材料会污染布置在排水路径中的阀组件和水传感器，并且会导致操作不可靠。根据本公开，定期将阀结构连同过滤器组件一起更换，从而导致可靠性增强。另外，在为了移动部件而采用的加压流体的流中布置水感测装置，这可去除或移动会累积在水传感器上干扰水检测的积聚微粒或粘液。

附图说明

图1是本发明的实施方式的燃料输送系统的一部分的框图，该部分包括燃料过滤器和用于燃料过滤器的自动排水系统；

图2是剖视图，其部分示意性示出了图1的自动排水系统的自动排水模块的流动路径和水位，其中操纵阀处于第一位置；

图3是剖视图，其部分示意性示出了图2的代表性模块的流动路径和水位，其中操纵阀处于第二位置；

图4是根据本公开的方面的配备有自动排水系统的部件的滤筒的剖视图，该滤筒被示出为与水收集/过滤容杯结合；

图5是根据本公开的方面的安装于过滤器盖的图4的滤筒的剖视图；

图6和图7是例示了图4和图5的滤筒的操纵阀的细节的放大剖视图；

图8是根据本公开的方面的配备有自动排水系统的部件的滤筒和积水/过滤容杯的替代实施方式的剖视图；

图9是图8的滤筒和积水/过滤容杯的剖视图，示出了这些部件处于与排水循环开始对应的位置；

图10是图8和图9的滤筒和积水/过滤容杯的剖视图，示出了这些部件处于与将积水/过滤容杯加压的步骤对应的位置；

图11是图8至图10的滤筒和积水/过滤容杯的示意图，示出了这些部件处于与排水最终阶段对应的位置；

图12是根据本公开的方面的装配有自动排水系统的部件的滤筒的其他替代配置的剖视图；

图13是图12的滤筒的剖视图，示出了这些部件处于与排水循环开始对应的位置；

图14是图12和图13的滤筒的剖视图，示出了这些部件处于与将积水室加压的步骤对应的位置；

图15是图12至图14的滤筒的剖视图，示出了这些部件处于与从积水室中排水的步骤对应的位置；

图16是根据本公开的方面的结合积水/过滤容杯的图12至图15的滤筒的剖视图；以及

图17是根据本公开的方面的配备有自动排水系统的部件的其他替代滤筒的剖视图。

具体实施方式

参照附图(类似的标号在图中始终表示类似部件)，所公开的自动排水系统的代表性实施方式在图1至图3中示出并且总体上用标号10来指代。模块10安装于插在燃料箱14和提升泵16之间的燃料过滤器12的下侧。提升泵16将燃料输送到喷射泵或喷射器18，以便在内燃机20中进行燃烧。在一些实施方式中，省去了提升泵16，并且加压流体的替代源包括源自燃料喷射泵18的返回管线30或一般在使用空气制动系统的设备上可用的压缩空气19。根据本公开的方面，采用加压流体作为用于移动系统组件的动力，从而不再需要电线和电驱动部件并且简化了所公开的自动排水的实现方式。在不带提升泵16的燃料输送系统中，可采用加压流体的替代源。

应当理解，燃料过滤器12设置在提升泵16和燃料喷射泵18的吸入侧，并且当从燃料箱14通过过滤器12抽出燃料时，在负压下操作。燃料过滤器12具有过滤介质13并且可以包括水分离器15。随着燃料移动通过过滤介质13，分散在燃料中的极小液滴形式的水往往会聚结成不能经过水分离器15的较大液滴。分离出的水下降到过滤器12的底部22并且经过与模块10连通的开口27。

图2例示了处于与正常操作对应的位置的模块10的部件。在正常操作期间，水下降通过由模块10限定的通道23，进入模块10内的积水室70中。积水室设置在燃料过滤器12的下方并且与燃料过滤器壳体流体连通，所以分离出的水可在重力作用下流入收集室中。将观察到，在系统部件处于图2中所示的位置时，燃料过滤器12与积水室70流体连通，并且在燃料输送系统进行正常操作期间受到相同的低压。

水传感器72、80被布置成检测存在于积水室70中的水位，并且当水上升到图3中所示的水位L2时生成信号。当检测到水位L2时，向被设置成与加压流体(诸如，燃料)的源连通的阀24发送信号。加压流体的源可以是从提升泵16连通到燃料喷射泵18的燃料管线26。加压流体的替代源包括从燃料喷射泵18到燃料箱14的返回管线30或压缩空气源19。压力管线28被布置成当常闭阀24打开时将加压流体输送到模块10。在图1至图3中例示的实施方式中，阀24是电磁阀。

加压流体通过联接器55和通道58输送到操纵阀构件90下面的区域。阀构件90下面的压力将阀构件90从图2中所示的打开位置移至图1和图3中所示的闭合位置，该闭合位置使通道23闭合并且将积水室70与燃料过滤器12分离。阀构件90在中空引导件57上移动，中空引导件57被配置成允许加压流体流入阀构件90下面的积水室70。输送到操纵阀的加压流体的流动被设计成产生足够的动力，以在另外的加压流体流入积水室70中的同时，将阀构件90移至闭合位置并将它保持在那里。因为积水室70不再与燃料过滤器12流体连通，所以加压流体流入蓄水室70中增加了积水室70内的压力，该压力足以克服常闭出口阀61的偏置，以迫使积聚的水从模块10中流出。图1例示了水从出口阀61流入管线68中的流动路径，管线68与用于储存水的容器67连通和/或与排放过滤器69连通，排放过滤器69被设计成去除挥发性有机化合物(VOC)并且在水释放到环境之前吸收痕量燃料。

排水循环以检测高水位L2并且致动阀24向操纵阀构件90施压加压流体为开始，排水循环可持续预定时间段，该预定时间段被计算成对应于从积水室中去除的水的限定体积。另选地，模块10可被配备成检测低于图2中所示的L1的水位。当水位降至低于L1时，发送信号来闭合阀24并且停止将加压流体输送到操纵阀构件90。当加压流体不再输送到操纵阀90的下侧时，它下降到其打开位置，燃料过滤器12和积水室70之间的流体连通被恢复，并且分离出的水可再次流入积水室70中。自动重复分离出的水的循环积聚和从模块10释放水。模块10被配置成使得在发动机和关联的车辆正在运行时可发生去除水。操纵阀构件90的特征可允许少量的流体泄漏，从而将允许积水室70中的压力下降并且允许操纵阀构件下降到其打开位置(参见图2)。

模块10可呈现多种形式。在特别地在图2和图3中描绘的一种代表性形式中，模块10具有流体密封壳体，出于描述的目的，该壳体具有上部过滤器接口部件40和对向的出口部件50，出口部件50流体密封圆柱形侧壁60的轴向端部，以限定积水室70。如图1至图3中实施的，示出了用于将模块10机械连接至燃料过滤器12的螺纹杆25。对于本领域的技术人员将显而易见的是，其他连接装置和结构也是可能的。

所公开的设备和方法不受模块10的所公开配置的限制，并且本领域的技术人员将认识到有许多机会通过将所例示得分离部分集成来简化组装。部件40具有轴向伸出的上端，上端居中形成阶梯状轴向开口。开口内部地在顶部限定扩大的第一密封密封套42，第一密封套42接纳第一O形环44。第一O形环44密封在与过滤器排水开口27相邻的外壁上。虽然公开了O形环，但是燃料过滤器12和模块10之间的任何合适的密封或流体密封连接与所公开的设备和方法兼容。

部件40限定流动通道23，流动通道23允许分离出的水下降到由模块10限定的积水室70中。扩大的内部开口46由限定阀座48的锥形周缘包围。部件40和50分别限定密封套52和51，以接纳用于密封圆柱形侧壁60的O形环密封件53和54。圆柱形侧壁60优选地由塑料形成，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，其他材料也是可能的。另外，本领域的技术人员应该理解，如果使用诸如模制塑料或铸造金属的材料，则可用单个部件来替代多个分离的部件。这将不再需要O形环和部件(诸如上部过滤器接口部件40、出口部件50和圆柱形侧壁60)之间的其他密封部件和特征。

在图1至图3的所公开实施方式中，部件72和80是用于检测如图3中所示的积聚水的水位L2的导电元件。向上安装于部件40的导电销72从部件40轴向延伸到积水室70中。销72与地导电接触，而部件80与导体连接，以将“水存在”信号传递到控制电路51。其他水检测配置与所公开的模块和方法兼容，这包括其中两个导电销布置在与本领域中已知相同的支撑件上的布置。

出口部件50包括围绕轴A对称并且与螺纹杆25轴向对准的阶梯状轴向突出部56。突出部56限定内部轴向通路58。突出部56终止于圆柱形引导件57并且具有在竖直方向上位于中间的环形肩部59。中心压力入口配件55旋入部件50的下侧。入口配件55与压力管线28(图1)连接并且与通路58连通，以将加压流体供应到积水室70，如下所述。

部件50具有与穿过通路58的中心轴A偏离的排放开口62。部件50接纳跨排放开口62插入的出口配件64。出口配件64包括排出通道66，排出通道66经由导管68与收集容器67连接或连接到排放过滤器69，排放过滤器69去除杂质并且允许排水被排放到环境(图1)。出口阀61控制水经过排出通道66并且向着闭合位置偏置。出口阀61可以是弹簧偏置的止回阀、伞形阀等，并且可通过诸如弹性体部件的任何已知方法向着关闭位置偏置。出口阀61被配置成保持在闭合位置，直到积水室70中的压力超过内部阀偏压并且打开出口阀61。换句话讲，出口阀61需要比将操纵阀构件90移至图1和图3中例示的闭合位置所需的更大的压力来打开。偏离中心轴设置的出口配件64包括圆柱形凹陷，圆柱形凹陷用于接纳第四O形环63以将出口配件64与部件50密封。

主要由部件40和50和侧壁60形成的模块10的内部限定了水收集或积水室70。传感器80被接纳在圆柱形壁60的一侧并且与室70内部的销72一起内部选择性地限定了可能的接地路径。与销72和传感器80接触的积聚水完成了接地路径。在优选实施方式中，接地路径大体位于排放开口62的上方或靠近排放开口62。接地路径的该位置的益处是当模块10不是水平取向时减小了通过排放开口62排出燃料的可能性。所公开的接地路径和排放出口62的接近减小了燃料将与积聚水一起排出的可能性。

如图2和图3中所示，操纵阀构件90的一个实施方式居中设置在积水室70中并且能轴向双向移位。在优选实施方式中，操纵阀90具有上部扁锥形表面92。在其周边处，扁锥形表面92能与阀座48接合，以大体将积水室70与燃料过滤器12分离。阀90包括中心圆柱形孔94，中心圆柱形孔94被配置成带有径向间隙地接纳引导件57。阀90和孔94被配置成当阀的扁锥形表面92接合阀座48时，允许加压流进入积水室70。虽然阀90在优选实施方式中被例示为压力致动阀，但是对于本领域的技术人员将显而易见的是，诸如电磁致动阀的其他类型的阀也是可能的。操纵阀的功能是将燃料过滤器12的壳体与积水室70分离并且允许加压流体流入积水室70中。该功能可通过替代装置来实现，这些替代装置包括单独或双功能电磁阀致动阀。

在图2中最佳例示的初始位置，阀90的下部平面表面96安置在突出部56的环形肩部59上。在一个实施方式中，阀90含有不锈钢组分并且具有大致39克的重量。在该实施方式中，阀90因此被确定尺寸并且配置成，使得通过通路58施加的8磅/平方英寸的压力产生了用于将阀90推动成图3的安置配置的178克提升力。阀90在其上部部分处还可包括凹口98或其他特征，以当加压燃料不再被输送到通道58时促使阀门90脱离阀座，如下面将进一步描述的。对于本领域的技术人员将显而易见的是，可使用其他特征来确保燃料过滤器12和积水室70之间的不完全的压力密封，这些特征是诸如沿着阀90的上部部分的一个或更多个脊或在燃料过滤器12和积水室70之间的一个或更多个被正确确定尺寸和定位的通路(诸如，流体压力释放器74)。

参照图2，在模块10的正常积聚模式下，来自燃料过滤器12的分离出的水下降通过一个或更多个通道23并且积聚在积水室70的底部处。应当理解，在代表性低的第一水位L1处，阀90基本上安置在环形肩部59上。出口阀61正常被偏置到闭合位置。当水位上升到积水室70中的预定的第二水位L2(图3)时，水使非导电燃料移位，并且最终闭合销72和传感器80之间的接地路径，这启动排水循环。

应该理解，流体压力释放器74或其功能等效物有助于打破阀90和阀座48之间的密封。出口阀61将最终闭合并且阀90将向下下降。流体压力释放器74快速减小燃料过滤器12的壳体和积水室70之间的压力差，以便从阀座48释放阀90，从而将一个或更多个入口通道23通入积水室70中，以重复所描述的积聚/排放循环。

图4例示了滤筒100和关联的积水/过滤容杯110的替代实施方式。图5例示了不带积水/过滤容杯110的滤筒100。滤筒的包含该实施方式的自动排水系统将按与上述模块10相同的一般原理操作。图4和图5的实施方式将自动排水的部件装配到滤筒100中，而非如图1至图3的实施方式中安装于滤筒的模块。具体地，带参考标号140的操纵阀被装配到滤筒100中。水感测部件可通过滤筒壳体102底部处的开口124装配到滤筒100的相关区域中。另选地，水感测可布置在由水收集/过滤容杯110限定的水收集/过滤室112中。水传感器检测水位，并且向诸如51(见图1)的控制电路提供信号。响应于指示高水位的信号，向操纵阀140提供流体压力的受控流并且提供用于移动部件的动力。操纵阀被配置成采用流体压力首先将过滤室103与积水室105分离，然后对积水室105加压，以迫使水通过止回阀126从滤筒外壳102流出。

滤筒100具有壳体102，壳体102围绕用于去除微粒的过滤介质104的圆柱形布置。水分离器106设置在过滤介质104内并且被布置成排除从通过滤筒100的燃料流聚结出的水，如图4中的箭头所示的。燃料径向向内流过过滤介质104，然后通过水分离器106，通过图5中最佳示出的护孔环128所包围的中心开口离开滤筒100的上端。滤筒安装于过滤器盖130，轴向导管从过滤器盖130伸出，与滤筒上的对应密封结构接合，以限定进出滤筒壳体102的单独流动路径。如图5中所示，过滤介质104的圆柱形的上端内置于过滤器壳体102的顶部处的粘合材料中，而过滤介质104的底端被结合、胶合或卷边锁紧到下端盖101。下端盖101径向延伸，与壳体102相接，以将下端盖101上方的过滤室103与下端盖101下方的积水室105分离。如图4中所示，在水分离器106处排出的分离出的水通过由下端盖101的中心圆柱形突起108限定的中心开口107落到滤筒壳体102的底部。环形环109从突起108的内表面向内伸出。

本申请中使用的术语“过滤介质”适于旨在从流体流中去除微粒的结构和材料以及旨在将水与流体流分离的结构(诸如，疏水滤网)。水可在单级过滤介质的入口面处被排出，或者可在通过纤维介质期间发生聚结，然后在疏水滤网处被分离。在这两种情况下，当水经过过滤介质时，可以说水与流体流分离。

滤筒100的操纵阀140位于圆柱形突起108的内部。操纵阀140是流体致动阀并且通过压力管120接收流体压力，压力管120从其上端的位于由滤筒壳体102限定的中心开口中的连接器122轴向经过滤筒100(参见图5)。响应于来自控制电路的指示高水位的信号，流体压力从过滤器盖130通过与连接器122互补的管道被输送到压力管120。流体压力源包括如图1中所示的提升泵16、燃料喷射泵18或压缩空气19。

在图6和图7中例示了操纵阀140的细节，图6示出了处于致动前状态的操纵阀140(也在图4中示出)，图7示出了处于致动状态的操纵阀140(也在图5中示出)。操纵阀140包括具有与至少一个横向孔146相交的阶梯状轴向孔144的主体142。主体142被弹性护套148包围，弹性护套148被密封于横向孔146上方和下方的主体142的外表面。阶梯状轴向孔144包括被配置成接纳压力管120的上端。轴向孔144的下端包围被弹簧154偏置的弹簧偏置的、承载密封件152的安全阀构件150，从而形成具有预定义开口压力P2的常闭的压力致动阀。弹簧154由限定中心孔160的塞156支撑。塞156通过销或夹具158保持在阀体142中，销或夹具158没有阻碍通过孔160的流体流。进入操纵阀140的流体压力最初遇到处于其闭合位置的安全阀构件150，并且流过横向孔146以使弹性护套148的中心部分膨胀，如图5和图7中所示。响应于致动压力P1，护套完全膨胀以接触向内伸出的环109，从而闭合将过滤室103与积水室105连接的流体流路径。

在护套148完全膨胀之后，压力积聚在阀体142的轴向孔144内，直到达到第二压力P2，第二压力P2足以使安全阀构件150背离阀座162移动，如图7中所示。安全阀构件150背离阀座162的移动使通过操纵阀140的轴向孔144的流动路径敞开。如图5和图7中所示的流过操纵阀的流体将积水室105加压至第三压力P3，第三压力P3足以使止回阀126打开并且迫使水从滤筒壳体102中流出。当控制电路确定已经从过滤器壳体102排出足够的水时，从压力管线120去除压力，操纵阀140返回到其致动前状态，如图1和图6中所示。通过下端板中的开口107的分离出的水的流动路径被敞开，积水室106和水收集/过滤容杯110(图4的配置中)中的压力被减轻，并且止回阀126、127返回到它们的闭合位置。

参照图4，所公开的自动去除水系统可包含水收集/过滤容杯110，水收集/过滤容杯110被固定于滤筒100的底部并且与滤筒的积水室105密封地调节的流体连通。该系统被配置成，使得只有分离出的水才经过止回阀126进入水收集/过滤室112。室112可包含过滤材料和/或被选定用于去除可能进入水收集/过滤容杯110的VOC或痕量燃料的材料。在图4的实施方式中，第二止回阀127调节水从室112流出。止回阀127的打开压力被选定为至少与止回阀126的打开压力P3一样高，以便当没有从过滤器壳体102抽出水时，一直保持闭合。由于积水室105和水收集/过滤室112正常受到低操作压力，因此止回阀126、127二者的打开压力可相对轻。另外，P3应该小于致动压力P1，以防止在排水循环期间流体被迫经过闭合的操纵阀。在除了排水循环期间之外的所有情况下，P3应该足以使出口止回阀126、127处于闭合位置。

图8至图11描绘了根据本公开的方面的装配有自动排水系统的部件的其他滤筒200的其他实施方式。滤筒200装配有流体致动的操纵阀240并且包括压力管线220，压力管线220在如前描述的控制电路的指导下接收流体压力。滤筒200按与上述滤筒100一致的方式安装于过滤器盖并且与过滤器盖流体连通。滤筒200包括包围过滤介质204的圆柱形布置的壳体202，过滤介质204可被处理或选择为具有会排出水的性质，如本领域中已知的。壳体202支撑限定排放开口并且包括带螺纹内表面的通风排水螺母228。紧固件223向上延伸通过水收集容杯210，从而接合排放螺母并且以与滤筒壳体202的底部密封的关系支撑水收集容杯210。密封件被布置成容纳过滤后的流体，并且在排水循环期间，抵抗施加到系统部件的压力。水收集/过滤容杯210限定了用于收集分离出的水的水收集室212。

下端盖201结合于过滤介质204的下端，径向伸出接触壳体进行支撑并且限定与壳体202的内表面相邻的流动开口207。开口207一直是敞开的，从而产生了壳体202内的单个压力区域，该压力区域将被称为过滤室203。分离出的水通过开口207下降到壳体202的底部，然后通过由排放螺母228限定的通道，如图8中所示。排放螺母228包括环形脊225，环形脊225限定包围通过螺母228的流动路径的外边界。在本领域中众所周知的水感测部件布置在水收集室212中和/或壳体202的下部部分中，用于检测水位并且提供与高水位和低水位对应的信号，以供控制电路(诸如，图1中例示的51)使用。通风排放盖229闭合与水收集室212连通的水出口。排放盖229包括构造和功能与上述止回阀126和127类似的止回阀227。

参照图9，操纵阀240占据滤筒壳体202内部的在排放螺母228上方居中的区域。下端盖201限定中心圆柱形容杯242和向下伸出的环形裙部244，中心圆柱形容杯242和向下伸出的环形裙部244一起限定压力室245的上边界。虽然端盖201被描绘为单个整体模制部件，但是它也可由多个互补部件构成。操纵构件246和隔膜密封件248限定与压力管线220连通的压力室245的下边界。操纵构件246包括板247，板247被径向幅材加固并且从中心开口延伸到周边环形唇缘249。隔膜密封件248在下端盖201的裙部244和操纵构件246的唇缘249之间延伸，以创建柔性密封，从而允许操纵构件246在图8中所示的打开位置和图9至图11中所示的闭合位置之间轴向往复运动。引导指252从板247向上伸出，以将操纵构件246在容杯242内对准，并且控制操纵构件246以与容杯242的内表面滑动接触的方式移动。

操纵构件246的中心处的开口260包括围绕安全阀250的圆柱形容器254。安全阀250具有与针对以上滤筒100实施方式描述的安全阀150类似的构造和功能。安全阀250向着图8和图9中所示的闭合位置偏置，并且调节加压流体通过操纵构件246的流动。一对圆柱形结构从板247的底表面伸出，限定环形通道256，环形通道256容纳弹簧257，弹簧257被布置成将操纵构件246向着图8中描绘的打开位置偏置。通道256与排放螺母228上的互补结构配合，以引导操纵构件246的移动并且保持操纵构件246和排放螺母228之间对准。内圆柱形结构支撑环形密封件262，环形密封件262被布置成当操纵构件246处于图9至图11中描绘的闭合位置时，靠着排放螺母228的环形脊225安置。

为了启动排水循环，加压流体在控制电路的指导下通过压力管线220输送，从而将室245加压至致动压力P1，致动压力P1在操纵构件246上产生足以克服弹簧257偏置的力。操纵构件246从图8中所示的打开位置移至图9至图11中示出的闭合位置，从而将密封件262靠着排放螺母228和环形脊225安置，以将滤筒200的过滤室203与水收集容杯210的积水室212分离。在操纵构件246移至闭合位置之后，腔室245中的压力持续增加，直到达到安全阀250的打开压力P2。P2高于P1，所以只要操纵阀240处于打开位置，安全阀250就保持闭合。图9示出了操纵阀240的部件处于与介于P1和P2之间的室245中的压力对应的位置，所以操纵构件隔绝了过滤室203和水收集室212之间的流体连通，但是安全阀250保持闭合位置。当室245中存在压力P2时，安全阀250如图10中描绘的打开，从而允许加压流体从室245通过安全阀250、开口260、排放螺母228流入水收集室212中。如图11中描绘的，当达到止回阀227的打开压力P3时，进入水收集室212的流体迫使水从水收集室212流出。止回阀227的打开压力P3可相对轻，因为水收集室212正常受到与过滤室203相同的低压。打开压力P3小于安全阀250的打开压力P2和操纵阀240的致动压力P1，这确保了施加到水收集室212的流体压力不会升高至将迫使流体经过闭合的操纵构件246的水位。打开压力P3需要足以确保出口止回阀227保持闭合，除非正从水收集室212抽出水。

图12至图16描绘了根据本公开的方面的装配有替代的流体致动的操纵阀340的滤筒300的另一个替代实施方式。壳体302包围过滤室303中的过滤介质304的圆柱形布置。过滤介质304可被处理或选择为具有排出水的表面性质，如本领域中已知的。滤筒300如前所述在控制电路的指导下经由压力管线320接纳加压流体。下端盖301连接到过滤介质304的下端，并且包括环364，环364被支撑以形成抵靠壳体302内表面的密封件368的密封套的一部分。底板370形成用于密封件368的密封套的其余部分并且包括向上伸出的卡扣特征374，卡扣特征374被配置成卡住环364的内边缘，由此将底板370与下端盖301连接。相连的下端盖301和底板370限定流动路径372，流动路径372供分离出的水从壳体302和过滤介质304之间的环形空间径向向内流动。底板370包括圆柱体378，圆柱体378具有尖锐的环形上端379，包围通过底板370的开口375。圆柱体378是接纳弹簧357的底端的环形通道376的内边界。

壳体302支撑具有螺纹孔的排放螺母328，螺纹孔可由排放盖329或紧固件323接合，紧固件323支撑水收集容杯310，如图16中所示。排放盖329包括出口止回阀327，出口止回阀327的操作与上述的止回阀127和227一致。限定水收集室312的水收集容杯310的结构和功能与上述的水收集容杯210的结构和功能一致。如前所述，水感测可位于水收集室305或积水室312中。

下端盖301包括圆柱形容杯342，圆柱形容杯342限定与压力管线320连通的压力室345的上部部分。容杯342包括多个向内伸出的幅材343，幅材343一起限定了图13至图15中最佳看到的肩部341。操纵构件346被布置成在圆柱形容杯342中在图12和图16中所示的打开位置和图13至图15中所示的闭合位置之间轴向往复移动。操纵构件346在弹簧357的作用下向着打开位置偏置，并且当处于打开位置时，操纵构件346的顶表面邻接肩部341。操纵构件346承载容杯密封件348，容杯密封件348接合圆柱形容杯342的内表面，以形成包含超过操纵构件346的压力的滑动密封件。操纵构件346包括容纳安全阀350的轴向孔。安全阀350的结构和功能与上述的安全阀150和250的结构和功能基本上相同。安全阀350控制加压流体通过操纵构件346的流动。安装于操纵构件346的下端的环形密封件362被设置成当如图13至图15中所示处于闭合位置时，与圆柱体378的尖锐的环形上端379接合。

图12例示了纳入滤筒300的自动排水系统的部件处于与正常操作对应的位置，例如，正常操作为发动机运行、燃料经过过滤器组件以及微粒和水与经过滤筒300的燃料流分离。操纵构件346处于打开位置，以允许分离出的水通过密封件362和圆柱体378的上端379之间的空间从过滤室303流入下端盖301和底板370之间，然后从底板370中的开口375流出，进入积水室305中。安全阀350和出口止回阀327是闭合的，并且当燃料被抽动通过滤筒300时，过滤室303和积水室305二者都受到负(或低)操作压力。

如前所述，水积聚在积水室305(或水收集容杯310中的水收集室312)中，直到达到触发排水循环的水位。操纵阀340在控制电路的指导下通过压力管线320接收加压流体。流体填充压力室345，并且在达到致动压力P1时，产生足够的力将操纵构件346对抗弹簧357的偏置从图12和图16的打开位置移至图13至图15的闭合位置。图13中示出的部件位置对应于压力室345中的压力P1和保持闭合的安全阀350的打开压力P2之间。此时，操纵构件346处于其行程的末尾，所以随着更多加压流体通过压力管线320进入，室345中的压力升高。图14例示了当腔室达到安全阀打开压力P2时的部件位置，打开压力P2使安全阀350打开并且允许加压流体经过操纵构件346，进入积水室305。P2大于P1，所以当安全阀350打开时，操纵阀340保持一直闭合，并且安全阀350不能打开，直到操纵阀340已经闭合。当积水室305中的压力超过止回阀327的打开压力P3时，进入积水室305的加压流体迫使水通过止回阀327。因为在发动机操作或发动机没有在进行操作(诸如，储藏)的情形期间，积水室305(或水收集室312)正常受到过滤室303的负(或低)压力，所以P3可相对轻。打开压力P3小于操纵阀340的致动压力P1，以减小排水循环期间加压流体被迫经过闭合的操纵构件346的可能性。出口止回阀327的打开压力P3足够高，足以使止回阀327除了在排水循环期间之外保持一直闭合。图15例示了与通过出口止回阀327被迫从积水室305流出的水对应的部件位置。

排放盖229、329具有相同的构造，二者都在盖229、329的周边唇缘和包围排放螺母228、328的滤筒壳体或来自所附接的水收集容杯210、310的出口外部装配有径向密封件226、326。该密封布置允许从相关滤筒200、300的积水室205、305通过排放螺母228、328的流动路径与出口止回阀227、327保持连通。排放盖上的轴向压缩密封件将阻塞流动路径，所以出口止回阀227、327将不会受到于积水室205、305或水收集室212、312中的压力。装配出口止回阀227、327的排放盖229、329的该布置允许水在流体压力的作用下被抽出，而不用人为干预。

图17是通过滤筒400的剖视图，滤筒400装配了替代的液体致动的操纵阀440。滤筒400按与上述滤筒200和300一致的方式与过滤器盖结合进行使用。操纵阀440如前所述在控制电路的指导下接纳加压流体。滤筒400与水过滤器469结合进行例示，水过滤器469被布置成通过出口止回阀427从水中排出痕量的燃料。水传感器480检测积水室405中的高水位，并且根据本公开的方面生成启动排水循环的信号。水传感器480设置在经过操纵阀440的加压流体流中，从而可减小传感器480将被微粒或积聚的有机生长污染的可能性。

滤筒壳体402包围可被处理或选择为具有排出水的表面性质的过滤介质404的圆柱形布置，如本领域中已知的。下端盖401附接于过滤介质404的下端，并且径向延伸以与过滤器壳体402的内表面接合。下端盖401的在过滤介质404径向外侧的那部分限定多个开口407，这些开口407允许分离出的水从过滤室403下降到积水室405。下端盖401还包括与压力管线420连通的圆柱形容杯442。下端盖401可以是单个模制零件或者可由多个互补部件组装而成。

操纵阀440可被描述为“分叉阀”，因为它用于将过滤室403与积水室405分离，由此将滤筒400的内部“分叉”成彼此没有流体连通的单独区域。操纵阀440包括具有圆柱形套环448的操纵构件446，圆柱形套环448被配置成滑动密封容杯442的内表面，以封闭压力室445。可通过本领域已知的任何手段来提供滑动密封，这些手段中的一些已经在上面讨论过。泄放孔口450被配置成根据本公开的方面在排水循环期间允许已知量的加压流体经过操纵构件446。操纵构件446还包括附件430，附件430轴向贯穿开口407，以将塞432支撑于下端板401上方。压力室445和泄放孔口450被设计成使得预定流量的加压流体将克服弹簧457的偏置，并且将操纵构件从图17中所示的打开位置移至塞432填充开口407的闭合位置，从而将过滤室403与积水室405分离。在排水循环期间，操纵构件446保持在闭合位置，同时受控制的流体经过泄放孔口450，以对积水室405加压。当达到出口止回阀427的打开压力时，进入积水室405的流体将使水移位。操纵阀440是用较少零件实现所需功能的简化设计。

虽然已经示出和描述了优选实施方式，但是可以对其进行各种替换和修改。因此，要理解，已经通过例示而不是限制的方式描述了本发明实施方式。

Claims (22)

1.一种用于从过滤器组件中去除积聚的水的系统，该系统包括：

加压流体的源；

过滤室，该过滤室封闭过滤介质，所述过滤室与待过滤的流体的源和用于过滤后的流体的出口流体连通；

积水室，该积水室通过通道与所述过滤室流体连通，所述通道被布置成允许通过所述过滤介质与流体的流分离的水从所述过滤室传到所述积水室；

水检测器，该水检测器被设置成检测所述积水室中存在的水的体积并且生成与需要从所述积水室中去除水的水位对应的信号；

操纵阀，该操纵阀具有阀构件，所述阀构件被布置成选择性地闭合所述通道并且允许加压流体在所述通道闭合的同时进入所述积水室；

出口阀，该出口阀在受到所述积水室中的预定压力时能进行操作，以从所述积水室释放流体；

压力管线，该压力管线将所述加压流体传送到所述操纵阀；以及

控制电路，该控制电路响应于所述信号而将加压流体通过所述压力管线输送到所述操纵阀；

其中，输送到所述操纵阀的加压流体使所述阀构件移动以闭合所述通道，从而将所述过滤室与所述积水室分离，同时经过所述操纵阀的加压流体在所述积水室中产生所述预定压力并且迫使水通过所述出口阀，从而减少所述积水室中的水的体积。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操纵阀中的致动压力P1产生足以克服将所述阀构件向着打开位置推动的偏置的力，并且比P1大的第二流体压力P2使安全阀打开以允许加压流体进入所述积水室。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，将所述加压流体施加到所述操纵阀达与被迫通过所述出口阀的水的预定体积对应的时间段。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体是燃料并且所述加压流体是被提升泵或燃料喷射泵加压的燃料。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述加压流体是压缩空气。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体是液压流体并且所述加压流体是被液压流体泵加压的液压流体。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤室由滤筒的壳体限定并且所述操纵阀布置在所述滤筒内。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤室由滤筒的壳体限定，所述操纵阀位于所述滤筒的所述壳体内，并且所述积水室由固定于所述滤筒的所述壳体的模块限定。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤室和所述积水室被限定在滤筒的壳体内。

10.根据权利要求1所述的排放系统，其中，所述出口阀在正常情况下偏置到闭合位置，并且当所述积水室中的压力足以克服偏置时打开。

11.根据权利要求1所述的排放系统，其中，所述传感器被布置成当水达到预定水位时闭合接地路径。

12.一种用于从过滤器组件中排掉积聚的水的方法，该方法包括以下步骤：

提供过滤室，在所述过滤室中，流体的流被引导通过过滤介质，在此期间，夹带在所述流体的流中的水与所述流体分离，所述过滤室包括供分离出的水离开所述过滤室的出口通道；

提供与所述出口通道连通的积水室；

检测所述积水室中的水的预定体积并且生成启动排水循环的信号；

响应于所述信号，闭合所述出口通道以将所述过滤室与所述积水室隔离；以及对所述积水室加压以迫使水从所述积水室流出。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述过滤器组件是燃料过滤器组件并且所述流体是燃料。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，闭合所述出口通道的步骤包括：使用加压流体使阀构件移动，以阻碍所述过滤室和所述积水室之间的流体连通。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述加压流体是燃料、空气或液压流体。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，对所述积水室加压的步骤包括：在所述阀构件阻挡所述出口通道的同时，允许一些加压流体进入所述积水室。

17.一种滤筒，该滤筒包括：

壳体，该壳体包括布置在过滤室中的过滤介质，所述过滤室被配置成引导流体通过所述过滤介质以从所述流体中去除微粒，在所述流体经过所述过滤介质时，夹带在所述流体中的水与所述流体分离；

通道，该通道被布置成允许从所述流体分离出的水离开所述过滤室；

操纵阀，该操纵阀响应于被施加的压力而闭合所述通道；以及

压力管线，该压力管线从所述操纵阀连通到位于所述壳体中的开口中的连接器。

18.根据权利要求17所述的滤筒，所述滤筒包括所述壳体内的积水室，所述操纵阀具有被布置成闭合所述通道的阀构件。

19.根据权利要求18所述的滤筒，其中，所述壳体限定与所述积水室连通的排放开口，所述排放开口具有密闭件，所述密闭件包括阀，所述阀在预定压力下打开以通过所述积水室释放水。

20.根据权利要求18所述的滤筒，所述滤筒包括传感器，所述传感器被布置成检测所述积水室中的水的预定体积并且在检测到所述预定体积时生成信号。

21.根据权利要求17所述的滤筒，其中，所述出口是包围所述操纵阀的环形空间，所述操纵阀响应于加压流体而径向膨胀，由此闭合所述环形空间以将所述过滤室与所述积水室分离。

22.根据权利要求17所述的系统，其中，所述操纵阀向着打开位置偏置，所述打开位置允许通过所述通道的流体连通。