CN108331688A - 燃料滤清器 - Google Patents

Abstract

一种用于燃料滤清器的流体排放系统，该系统包括：浮子，该浮子能够响应于流体污染物的水位而与用于开关的触发装置诸如磁体一起移动；开关，所述开关被布置成在流体污染物达到预定水位时由触发装置选择性地触发；以及流体通道，所述流体通道被构造成响应于开关的触发而选择性地打开，以允许流体污染物从滤清器排出。

Description

燃料滤清器

技术领域

本发明涉及一种燃料滤清器(fuel filter，燃料过滤器)，具体涉及一种自动地或至少减少了使用者介入的从滤清器排出污染物的排放系统。

背景技术

在诸如以柴油或汽油(petrol、gasoline汽油)为动力的内燃发动机(IC)的发动机中使用的燃料可能含有诸如水或任何其他非燃料流体的污染物。存在于燃料中的水倾向于损坏燃料喷射系统，且在极端情况下可能导致随后的发动机故障。此外，如果发动机系统由于这种污染物而不适当地工作，则发动机效率可能会降低。为了解决上述问题，在燃烧之前使用燃料滤清器来分离燃料杂质和水颗粒。

传统的燃料滤清器包含单种或多种过滤介质以便捕捉颗粒物质。另外，由于水具有比汽油或柴油更高的密度，所以水倾向于积聚在滤清器壳体的底部。

一旦积聚的水达到最大水位就应立即被排出。如果积聚的水超过最大水位，则其随着燃料输入流而流向高压燃料系统，并如上所述影响发动机的运转，且也可能损坏过滤介质。

在传统的IC发动机(例如，在诸如建筑机械或农业机械的车辆中以及在发电机的发动机中发现的那些)中，在燃料滤清器的下部处设置有手动排放系统以排出积聚的水。在这种系统中，操作者必须始终监控水位并手动排出水。在许多情况下，操作者没有经过适当的培训，或仅仅忘记排出水，就会导致上述问题。

已知提供距滤清器远程的指示系统，例如位于操作室中的仪表板上。指示系统在水位达到所述最大限度时指示操作者，并进一步指示操作者排出水。

KR20010019911提出了一种设置有自动排水装置的燃料滤清器，该自动排水装置具有位于封闭室中的内部的引导安装有磁体的浮子。但是，上述解决方案具有一些缺点。首先，磁体安装在浮子上，因此暴露于可能导致磁体损坏的燃料污染物。第二，通过放置在浮子上的螺钉来调节重量，这可能增加水永久性渗入浮子中的可能性。第三，该布置可能易于被杂质堵塞。最后，浮子是固体，且在封闭室内自由移动，因此，在发动机装配于其中的车辆倾斜或有倾角期间，由于浮子的自由移动，当浮子可能错误地触发磁体检测传感器时，操作者可能会被误导。

另一提议在专利公开第US6783665号中提到。在该公开中，在浮子与引导装置之间存在小的间隙，因此由于燃料杂质的积聚，浮子易于粘在室中。其次，虽然系统是自动的，但仍需操作者的介入来排出水。

本发明试图克服或至少减轻上面讨论的一些问题。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于燃料滤清器的流体排放系统，该系统包括：浮子，该浮子能够响应于流体污染物的水位而与用于开关的触发装置诸如磁体一起移动；开关，该开关被布置成在流体污染物达到预定水位时由触发装置选择性地触发；以及流体通道，该流体通道被构造成响应于开关的触发而选择性地打开，以允许流体污染物从滤清器排出。有利地，这提供了在减少或没有操作者介入的情况下使流体污染物从燃料滤清器排出，从而降低排水被忽略以及对相关的发动机造成损坏的风险。

该系统还可包括挡板，并且其中浮子可包括在使用中与壳体的轴向中心径向隔开的部分，其中挡板可包括与壳体的轴向中心径向隔开的引导件以引导浮子的相应部分，且其中触发装置在使用中可大致被布置在壳体的轴向中心处。有利地，即使相关的燃料滤清器从竖直定向倾斜，这也提供了污染物何时达到预定水位的更可靠的感测。

挡板可包括用于防止或阻止浮子运动经过预定位置的止动件。有利地，提供止动件防止了浮子与挡板不对准、移动超出传感器的位置以及在滤清器中的过滤介质上提供错误的读出或污垢。

挡板可包括相对于轴向中心成角度地间隔开的多个引导件，优选地三个引导件。有利地，这提供了在大范围的滤清器定向中的可靠引导。

挡板可包括相对于轴向中心成角度地间隔开的多个止动件，可选地三个止动件。

引导件的径向外表面可引导浮子，可选地其中在引导件与浮子之间具有径向间隙。有利地，该布置进一步增强了浮子的引导，特别是如果在浮子和/或挡板上存在污染物积聚的情况。

挡板可包括基部，该基部被布置成安置在滤清器的内基部表面上。有利地，这使得挡板能够容易且可靠地被安装在燃料滤清器内。

挡板的一部分可被构造成用于与滤清器的相应表面摩擦、形状配合或干涉(interference，过盈)接合，使得挡板可被保持在与挡板有关的期望位置中。有利地，这使得挡板能够在不需要紧固件、粘合剂或其他附加的固定装置的情况下被安装在燃料滤清器内。

开关可被布置成从滤清器的基部的下侧插入到该基部上的孔中，并相对于基部的下侧被固定到滤清器。有利地，这使得开关简单地组装到燃料滤清器。

流体通道可被布置成安装在滤清器的基部上，以至少部分地选择性地封闭滤清器的基部中的孔。有利地，这使得流体通道简单地组装到燃料滤清器。

开关和流体通道可作为同一子组件的一部分被安装在一起。有利地，这进一步简化了组装。

开关和流体通道可具有共同的壳体。有利地，这可简单地制造该系统。

流体通道可通过使用电磁(solenoid，螺线管)阀而选择性地关闭。有利地，电磁阀提供了控制通过流体通道的流体流动的可靠方式。

浮子可被成形为使得当处于其最低位置时，浮子被构造为关闭流体通道。有利地，该布置提供了免于使燃料经由流体通道错误地排出的防护措施。

该系统可进一步包括控制器，该控制器被构造为在触发装置触发开关时打开流体通道预定的时间。有利地，这提供了控制流体污染物排出的便利方式。

该系统还包括控制器，该控制器被构造成，仅在接收到指示该系统所安装到的车辆处于静止的信号时才打开流体通道。有利地，这确保在流体污染物被排出时流体处于稳定状态，从而可发生正确的排放量。

该系统还可包括声音/视觉指示器，用以向该系统所安装到的车辆的操作者指示流体污染物已经达到预定水位，以提示使用者使车辆停止。

开关可以是Namur(防爆)传感器、簧片开关、接近传感器、电磁传感器、霍尔效应传感器或它们的组合。

浮子的形状可以是圆环形(circular)、正方形、三角形、矩形、圆形(round)、环形(ring)、六角形或任何其他几何形状或它们的组合中的一个，其具有连接浮子的内部或外部的至少一个轮辐，其限制在使用中由于滤清器的倾斜而导致的浮子在挡板上的移动或不对准。

触发装置可基本被密封，以免流体进入浮子内。有利地，通过防止触发器由于与流体污染物接触而损坏，这可以延长触发器的使用寿命。

本发明的第二方面提供了一种包含有根据第一方面的流体排放系统的燃料滤清器。

本发明的第三方面提供了一种包含有根据第一方面的流体排放系统的IC发动机。

本发明的第四方面提供了一种包含有根据第一方面的流体排放系统的车辆(vehicle)，诸如工作机(working machine)、或者发电机(electric generator)。

附图说明

现在参照附图仅以示例性方式公开本发明的实施例，附图中：

图1是根据本发明实施例的燃料滤清器的剖视图；

图2是图1的燃料滤清器的分解图；

图3是包含有图1的燃料滤清器的排放系统的示意图；以及

图4是使用中的燃料滤清器的视图。

具体实施方式

下面参照图1至图4描述根据本发明实施例的燃料滤清器和用于从燃料滤清器分离和排出污染物的排放系统。

燃料滤清器100包括：过滤介质10，位于燃料滤清器壳体12的内部、大致朝向其顶部；挡板40，位于燃料滤清器壳体内部并大致朝向其底部；浮子20，包含有磁体30；开关90；保护罩或杆70，用于开关90；电磁阀80；以及用于自动排水的旋塞(faucet，水龙头)110，且在该实施例中，包括用于手动排水的旋塞60。挡板40、开关90、电磁阀80和旋塞110共同形成排水组件25。所述开关90例如可以是Namur传感器、簧片开关、近距离传感器、电磁传感器、霍尔效应传感器或它们的组合。

在该实施例中，挡板40包括基部50，该基部通常是圆环形(circular)的且意在符合壳体的基部的内径，从而被压入到适当位置并保持为压入配合或干涉配合。然而，在其他实施例中，可采用备选的保持装置，诸如紧固件或粘合剂。三个保持器腿52大体上平行于壳体12的侧壁向上延伸，且在它们的上端处终止于径向向外延伸的止动件54。保持器腿具有一定程度的柔性(flex，弯曲)，以使得浮子能够装配在止动件上。挡板40在燃料滤清器壳体12内部限定了两个区域：上部隔室由过滤介质10组成，而下部隔室由排水组件25组成。

浮子20的尺寸被设定为在挡板40上被外部地引导，且能够在挡板40的基部50与止动件54之间以无阻碍的方式竖直地移动。浮子20连同包含其中的磁体30的比重小于水的比重，但是大于特定发动机中所使用的燃料的比重。在该实施例中，浮子20具有通过多个轮辐26连接到中心轮毂24的大致圆环形的臂22。然而，浮子20可具有任何合适的几何形状，且浮子20的形状不会限制本发明的性能。浮子20的尺寸被设定为具有一间隙，以使得即使在保持器腿52和臂(轮辋)22上积聚一定程度的污染物，浮子20也能够相对于挡板40竖直地移动。

磁体30在浮子20的径向中心轮毂24位置处被结合在浮子20内。磁体30以相对于滤清器100内部的流体保持密封(例如通过包覆成型)的方式被放置在浮子20内。磁体30由于被保护在浮子20内部，因而可提高磁体的工作效率、磁体的使用寿命并进一步免受外部损坏。设置在浮子20上的轮辐也有助于调节浮子20和包含于其中的磁体30的运动。

滤清器壳体12在其底壁中具有中心孔。组合组件75包含开关90、杆70、电磁阀80和旋塞110，该组合组件被安装到底壁的下侧，以使得杆70向上突伸穿过孔，且开关被定位成与处于由止动件约束的最高位置时的磁体30大致竖直对齐。杆70从壳体的中心轴线偏移，以接近轮毂24，但不阻碍浮子20的运动。

开关90由保护罩或杆70保护。在该实施例中，组件75经由螺纹紧固件被固定到底壁上，且O型环式密封件防止泄漏。

流体通道82从壳体的底壁到旋塞110延伸穿过组件75，并通过电磁阀80选择性地关闭。电磁阀80是常闭的，且仅在被激励(energised，通电)时允许流体流过通道。附加的旋塞60可选地设置在燃料滤清器壳体50的基部处，以手动地排水(如果需要的话)。

参照图3，在本发明的一个实施例中，自动排水系统具有连接到开关90和电磁阀80的电气系统300。电气系统可选地包括声音或视觉指示装置340、计时器模块330以及继电器开关320和第二继电器开关350。

参照图4，排放系统400的操作如下。在没有水污染物的初始条件下，浮子20因其比重小于燃料而搁置在壳体50的基部上。当发动机运转时，燃料从输入端口410进入燃料滤清器100。燃料通过过滤介质10被过滤，且存在于燃料中的水或其他流体积聚在壳体50的下部区域中。随着积聚的水的水位增加，浮子20也升高。由于浮子连同磁体30一起的比重小于水的比重，所以浮子20浮在水面上。一旦水到达与止动件54大致相同的水位，则磁体已经上升到开关90的高度并触发开关。

开关90启动电磁阀80以打开通道82，并允许水在重力下从旋塞110排出。

参照图1、图2、图3和图4；在一个实施例中，自动排水系统具有连接到开关90的电气系统300。当发动机运转或点火开关接通且当磁体30与开关90之间形成电磁连接时，那么电路通过继电器开关320进一步激励视听型指示器340。视听型指示器340的启动指示操作者积聚的水已经达到上限并因此需要排出。如上所述，这可作为给操作者的提示以使车辆停止，然后自动开始排水。可替代地，手动启动第二继电器开关350，激励电气系统300的计时器模块，该计时器模块启动电磁阀80预定的时间以排出水(由水大体上需要多长时间来从壳体从其最高水位排出而决定)。

当发动机不运转但点火开关接通，且当磁体30与开关90之间形成电磁连接时，那么开关90发信号到继电器开关350。这自动地启动继电器开关350，并进一步将信号传送到计时器模块330，该计时器模块启动电磁阀80预定的时间以排出水。

在本发明的另一个实施例中，计时器模块330可由设置在排放系统的所述电气系统中的继电器开关350启动。基于集成自动排水系统的视听型指示器340，操作者可启动继电器开关350，该继电器开关350进一步启动计时器模块330。计时器模块330进一步启动电磁阀80预定的时间以从燃料滤清器壳体排出水。

在另一个实施例中，当操作者用车钥匙310启动车辆且同时视听指示器340也处于指示模式中时，那么操作者可开启继电器开关350，该继电器开关350进一步启动电磁阀80一定的预定时间，因此在此操作期间所有积聚的水可能从燃料滤清器壳体排出。

在本发明的另一个实施例中，当由于电磁阀80的启动达预定时间而使得积聚的水位下降时，浮子20也随着水位下降。当所有积聚的水从燃料滤清器壳体中排出时，则此后浮子20搁置在壳体50的基部上。在这种情况下，浮子20以这样的方式搁置在壳体50的基部上，即，其封闭流体通道82或封闭手动旋塞60或封闭两者。因此，尽管计时器模块330和继电器开关350启动电磁阀80预定时间，但是如果在预定时间之前或者在电磁阀80停用之前所有积聚的水从燃料滤清器壳体排出，则此后浮子20封闭旋塞110或封闭手动旋塞60或封闭两者。这确保不浪费燃料，并且防止燃料逸入环境。

在另一个可选实施例中，第二开关可以靠近壳体的基部设置，以使得当水已经完全排空时，自动触发阀的关闭。

应理解的是，如上所述，因为挡板40和浮子20可以从上方以简单的操作被推入配合，并且该组件可以通过紧固件或其他固定件从下方被固定，所以该排放系统可以以仅需极少调适或无需调适的方式被结合在车辆中存在的现有燃料滤清器内。备选地，壳体可替代地改变为在内部包括止动件。此外，壳体可整体地结合有流体通道和组件75的其他部件。

在其他实施例中，电磁阀可以由泵或其他合适的阀装置替换。

上述说明书描述了本发明的示例性实施例。本领域技术人员从说明书以及从附图和权利要求书中将容易理解，在不改变由所附权利要求限定的本发明范围的情况下可以进行各种改变、修改和变化。

Claims (20)

1.一种用于燃料滤清器的流体排放系统，所述系统包括：浮子，所述浮子能够响应于流体污染物的水位而与用于开关的触发装置诸如磁体一起移动；开关，所述开关被布置成在所述流体污染物达到预定水位时由所述触发装置选择性地触发；以及流体通道，所述流体通道被构造成响应于所述开关的触发而选择性地打开，以允许流体污染物从滤清器排出。

2.根据权利要求1所述的流体排放系统，还包括挡板，其中所述浮子包括在使用中与所述壳体的轴向中心径向隔开的部分，其中所述挡板包括与所述壳体的轴向中心径向隔开的引导件以引导所述浮子的相应部分，且其中所述触发装置在使用中基本被布置在所述壳体的轴向中心处。

3.根据权利要求2所述的流体排放系统，其中，所述挡板包括止动件，所述止动件用于防止或阻止所述浮子运动经过预定位置。

4.根据权利要求2所述的流体排放系统，其中，所述挡板包括相对于所述轴向中心成角度地间隔开的多个引导件，优选地三个引导件。

5.根据权利要求3所述的流体排放系统，其中，所述挡板包括相对于所述轴向中心成角度地间隔开的多个止动件，优选地三个止动件。

6.根据权利要求2所述的流体排放系统，其中，所述引导件的径向外表面引导所述浮子，优选地其中在所述引导件与所述浮子之间具有径向间隙。

7.根据权利要求2所述的流体排放系统，其中，所述挡板包括基部，所述基部被布置成安置在所述滤清器的内基部表面上。

8.根据权利要求2所述的流体排放系统，其中，所述挡板的一部分被构造成用于与所述滤清器的相应表面摩擦、形状配合或干涉接合，以使得所述挡板能被保持在与所述挡板有关的期望位置中。

9.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述开关被布置成从所述滤清器的基部的下侧插入到所述基部上的孔中，并相对于所述基部的下侧被固定到所述滤清器。

10.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述流体通道被布置成安装在所述滤清器的基部上，以至少部分地选择性地封闭所述滤清器的基部中的孔。

11.根据权利要求10所述的流体排放系统，其中，所述开关和流体通道具有共同的壳体。

12.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述流体通道能够通过使用电磁阀而选择性地关闭。

13.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述浮子被成形为使得当处于浮子的最低位置时，所述浮子被构造为封闭所述流体通道。

14.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述系统还包括控制器，所述控制器被构造成，仅在接收到指示所述系统所安装到的车辆处于静止的信号时，才打开所述流体通道。

15.根据权利要求14所述的流体排放系统，还包括声音/视觉指示器，用以向所述系统所安装到的车辆的操作者指示流体污染物已经达到预定水位，以提示使用者使所述车辆停止。

16.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述浮子的形状能为圆环形、正方形、三角形、矩形、圆形、环形、六角形或任何其他几何形状或其组合，所述浮子具有连接所述浮子的内部或外部的至少一个轮辐，所述轮辐限制在使用中由于滤清器的倾斜而导致的所述浮子在所述挡板上的移动或不对准。

17.根据权利要求1所述的流体排放系统，其中，所述触发装置基本被密封，以免流体进入所述浮子内。

18.一种结合有根据权利要求1所述的流体排放系统的燃料滤清器。

19.一种包含有根据权利要求1所述的流体排放系统的IC发动机。

20.一种包含根据权利要求1所述的流体排放系统的车辆，诸如工作机、或者发电机。