CN112459939A - 一种多功能集成式燃油滤清器 - Google Patents

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徐兰芝
林志育
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Abstract

本发明公开了一种多功能集成式燃油滤清器，包括壳体和与壳体可拆卸密封连接的滤座，滤座上设置有进油口和出油口；滤座上集成有电动泵，滤座内集成有加热器，滤座上集成有与电动泵和加热器均电连接的控制盒；壳体和滤座围成的过滤腔体内设置有聚结滤芯水分离结构；聚结滤芯水分离结构将过滤腔体分隔为相互隔离的脏油腔、水分离腔和净油腔，进油口与脏油腔连通，滤座内设置有与净油腔连通的第一通道和与第一通道交汇连通的第二通道；第一通道与电动泵的进口连通，第二通道、电动泵的出口均与出油口连通，第二通道上设置有单向阀；滤座内设置有仅与水分离腔连通的独立集水腔。本发明集成度高、功能全面且可有效进行水油分离去除水杂质。

Description

一种多功能集成式燃油滤清器
技术领域
本发明属于汽车发动机滤清器技术领域，尤其是涉及一种多功能集成式燃油滤清器。
背景技术
近年来由于车用发动机排放法规要求的日益严格，必然会引起燃油滤清器的进一步改进和提高；而燃油系统，由于冷启动困难、燃油中的水分导致的精密件腐蚀，以及更换滤芯困难和环境污染等因素，一直影响着滤清器正常工作；高质量的燃油对发动机的性能起着至关重要的作用。所以，为保证燃油的洁净度，必须完善燃油滤清器的各项功能。
以往的结构，滤清器随着使用时间越长，其水分离效率越低，不能保证后期的水分离效果；且由于使用过程中排气不畅，使管路内空气聚集，导致车辆运行不畅；低温环境下，燃油粘稠引起启动困难，都是急需解决的问题。
发明内容
旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提出了一种多功能集成式燃油滤清器，其集成度高，且可有效提高水分离效果。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，提供一种多功能集成式燃油滤清器，包括壳体和与所述壳体可拆卸密封连接的滤座，所述滤座上设置有进油口和出油口；其特征在于，所述滤座上集成有电动泵，所述滤座内集成有加热器，所述滤座上集成有与所述电动泵和所述加热器均电连接的控制盒；
所述壳体和所述滤座围成的过滤腔体内设置有聚结滤芯水分离结构；所述聚结滤芯水分离结构将所述过滤腔体分隔为相互隔离的脏油腔、水分离腔和净油腔，所述进油口与所述脏油腔连通，所述滤座内设置有与所述净油腔连通的第一通道和与所述第一通道交汇连通的第二通道；所述第一通道与所述电动泵的进口连通，所述第二通道、所述电动泵的出口均与所述出油口连通，所述第二通道上设置有单向阀；所述滤座内设置有仅与所述水分离腔连通的独立集水腔。
作为进一步改进，所述壳体内安装有延伸至所述净油腔内的第一导管，所述第一导管与所述聚结滤芯水分离结构的一端密封配合连接，所述滤座上设置有延伸至所述净油腔内的第二导管，所述第二导管与所述聚结滤芯水分离结构的另一端密封配合连接，且所述第二导管与所述第一通道连通；
所述第一导管具有由临近所述壳体的一端向伸入所述第二导管内的一端逐渐缩小的变径内腔；所述第一导管伸入所述第二导管内的一端设有微孔。
作为进一步改进，所述壳体的内部上设置有安装座，所述第一导管一端卡装在所述安装座内，所述安装座外套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述壳体的内壁抵靠，另一端与所述聚结滤芯水分离结构抵靠；所述安装座上设有贯通孔，所述贯通孔上安装有排气塞，所述第一导管与所述贯通孔连通。
作为进一步改进，所述聚结滤芯水分离结构包括上端盖、下端盖、设于所述上端盖和所述下端盖之间的聚结滤芯以及设置于所述聚结滤芯内且与所述上端盖和所述下端盖插接固定的集成式中心管；
所述集成式中心管包括中心管体和嵌装在所述中心管体的环壁上的筒形憎水网，所述筒形憎水网与所述聚结滤芯之间形成所述水分离腔；所述中心管体的端部设有与所述水分离腔连通的排水槽。
作为进一步改进，所述中心管体包括本体，所述本体的一端设置有用于与所述上端盖插接固定的第一筒形插接部，所述本体的另一端设置有第二筒形插接部和第三筒形插接部，所述第三筒形插接部环设在所述第二筒形插接部的外侧，所述第二筒形插接部和所述第三筒形插接部之间的所述本体上设置有所述排水槽；
所述第二筒形插接部一端成型有向中心径向延伸的下环形卡接部，所述下环形卡接部上卡接有下环形密封垫。
作为进一步改进，所述上端盖上成型有向所述下端盖方向延伸且与所述第一筒形插接部同轴心插接的上插接部，所述上插接部的一端成型有向中心径向延伸的上环形卡接部，所述上环形卡接部上卡接有上环形密封垫；所述上端盖上设置有把手；
所述下端盖上成型有向所述上端盖方向延伸且与所述第三筒形插接部同轴心插接的第一下插接部，所述下端盖上成型有向背离所述上端盖方向延伸的第二下插接部，所述第二下插接部上设置有环形密封圈；
所述上插接部、所述第一下插接部和所述第二下插接部均为筒形结构，且所述第一下插接部与所述第二下插接部连通。
作为进一步改进，所述滤座包括滤座本体，所述本体内设置有与所述独立集水腔连通的筒形定心插接部，所述第二下插接部与所述筒形定心插接部密封配合插接；所述筒形定心插接部与所述本体的内壁之间设置有环形安装部，所述加热器借助安装柱安装在所述环形安装部上。
作为进一步改进，所述加热器呈环形结构，所述进油口与所述加热器临近。
作为进一步改进，所述壳体临近所述滤座的一端周部等间隔或不等间隔分布有多个径向延伸的台阶部，所述台阶上设有便于拆卸的扳手插槽，所述扳手插槽呈六方或四方结构。
作为进一步改进，所述滤座上设置有与所述独立集水腔连通的安装孔，所述安装孔上安装有堵塞，所述堵塞上集成有液位传感器，所述液位传感器的检测端伸入所述独立集水腔内；
所述滤座上设有与所述独立集水腔连通的排水阀座，所述排水阀座用于安装自动排水阀；
临近所述进油口的所述阀座上设有用于安装回油加热器的安装座，所述安装座与所述脏油腔连通；所述出油口处设置有用于监测是否发生堵塞的压力传感器。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明多功能集成式燃油滤清器，包括壳体和与壳体可拆卸密封连接的滤座，滤座上设置有进油口和出油口；滤座上集成有用于泵油的电动泵，滤座内集成有用于对燃油加热的加热器，滤座上集成有与电动泵和加热器均电连接的控制盒；壳体和滤座围成的过滤腔体内设置有聚结滤芯水分离结构；聚结滤芯水分离结构将过滤腔体分隔为相互隔离的脏油腔、水分离腔和净油腔，进油口与脏油腔连通，滤座内设置有与净油腔连通的第一通道和与第一通道交汇连通的第二通道；第一通道与电动泵的进口连通，第二通道、电动泵的出口均与出油口连通，第二通道上设置有单向阀；滤座内设置有仅与水分离腔连通的独立集水腔。聚结滤芯水分离结构不仅能过滤燃油中的灰尘以及微小的金属颗粒等固体杂质，还能过滤水杂质，且使用寿命长。
且，本发明还集成有由第一导管和第二导管构成的排气结构，顶部集聚的气泡从第一导管的微孔进入第二导管内，打散后随燃油流出；电动泵工作时，随低压油路燃油流出；且在更换聚结滤芯水分离结构时，第二导管可防止脏油和净油混合保证净油侧燃油清洁。本发明的结构可以安装回油加热器和自动排水阀，出油口处还有用于对是否发生堵塞进行监测的压力传感器(以便于进行寿命报警)。
简言之，本发明集泵油、预热、排气、过滤、水油分离、长寿命、水位报警、寿命报警、自动排水、回油加热等功能为一体；集成度高，功能较全面，拓展了应用场景。
附图说明
图1是本发明多功能集成式燃油滤清器的结构示意图；
图2是图1的第一轴向剖视图；
图3是图1的第二轴向剖视图；
图4是图2中A处结构的放大图；
图5是图3中B处结构的放大图；
图6是图1中滤座的结构示意图；
图7是图6中加热器的结构示意图；
图8是图2中聚结滤芯水分离结构的结构示意图；
图9是图8中A-A向剖视图；
图10是图8中B-B向剖视图；
图11是图8的断面图；
图12是图9中集成式中心管的结构分解图；
图中：1-壳体，11-安装座，12-第一导管，121-变径内腔，13-弹簧，14-排气塞，15-径向延伸部，151-内六角凹槽，2-滤座，21-滤座本体，211-安装座，22-进油口，23-出油口，24-第一通道，25-第二通道，251-单向阀，26-筒形定心插接部，27-环形安装部，271-安装柱，28-第二导管，29-堵塞，291-液位传感器，3-聚结滤芯水分离结构，31-上端盖，311-上插接部，312-上环形卡接部，32-下端盖，321-第一下插接部，322-第二下插接部，323-环形密封圈，33-聚结滤芯，34-集成式中心管，341-中心管体，3411-本体，3412-第一筒形插接部，3413-第二筒形插接部，3414-第三筒形插接部，3415-排水槽，3416-下环形卡接部，342-筒形憎水网，35-下环形密封垫，36-上环形密封垫，37-把手，4-电动泵，5-加热器，6-控制盒，a-脏油腔，b-水分离腔，c-净油腔，d-独立集水腔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例及实施例中的方位词“顶”、“底”“上”、“下”等仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由图1至图4共同所示，多功能集成式燃油滤清器包括壳体1和与壳体1借助螺纹和密封圈实现可拆卸密封连接的滤座2；滤座2上设置有进油口22和出油口23(本实施例是双进双出结构，包括两个相对且交汇连通的进油口22和两个相对且交汇连通的出油口23)。滤座2上集成有用于泵油以加快燃油循环的电动泵4，滤座2内集成有用于对燃油进行加热的加热器5，且滤座2上集成有与电动泵4和加热器5均电连接的控制盒6；控制盒6主要为电动泵4和加热器5提供工作的电源，控制盒6预留正极接线柱，便于与供电设备连接。壳体1和滤座2围成的过滤腔体内设置有集燃油过滤和水油分离功能为一体的聚结滤芯水分离结构3；该聚结滤芯水分离结构3将过滤腔体分隔为由外到内相互隔离的脏油腔a、水分离腔b和净油腔c。其中，进油口22与脏油腔a连通，滤座2内设置有与净油腔c连通的第一通道24和与第一通道24交汇连通的第二通道25；第一通道24与电动泵4的进口连通，第二通道25、电动泵4的出口均与出油口23连通，第二通道25上设置有单向阀251(压力阀)；滤座2内设置有仅与水分离腔b连通的独立集水腔d。
电动泵4工作时(发动机刚启动，电动泵4工作3分钟，加速燃油循环)，燃油的流经路径为：第一通道24—电动泵4—出油口23。电动泵4不工作时，燃油的流经路径为：第一通道24—第二通道25—出油口23。
由图5至图12共同所示，本实施例中，壳体1的内部(顶端)上设置有安装座11，安装座11上设有用于与壳体1内部连通的气体通道；安装座11上卡接有向下延伸至净油腔c内(即聚结滤芯水分离结构3的内部)的第一导管12(安装座11的内周壁设有卡槽，第一导管12上设有用于与卡槽配合卡接的环形凸起)；安装座11外套设有弹簧13，弹簧13的一端与壳体1顶端的内壁抵靠，另一端与聚结滤芯水分离结构3(上端盖31，参见图5)抵靠；安装座11上设有与第一导管12连通的贯通孔，贯通孔上安装有排气塞14；且第一导管12与聚结滤芯水分离结构3的一端(具体为：上端盖31上的上环形密封垫36，参见图5)密封配合连接，
除此之外，临近进油口22的壳体1上设有用于安装回油加热器的安装座211，所述安装座16与脏油腔a连通；出油口23处设置有用于监测是否发生堵塞的压力传感器(图中未示出)。回油加热器可对高压油泵回的燃油进行加热，压力传感器便于人们对其滤清器的使用寿命进行实时掌控。
本实施例中，滤座2包括滤座本体21，滤座本体21内设置有与独立集水腔d连通的筒形定心插接部26，筒形定心插接部26与滤座本体21的内壁之间设置有环形安装部27，加热器5借助安装柱271安装在环形安装部27上。本实施例中的加热器5呈环形结构(包括PTC热敏电阻、电极和温控器等，在此不做赘述)，环形结构的加热器5散热效果佳，热效率高。为了加快热传导，本实施例将进油口22与加热器5临近设置，经进油口22进入脏油腔a的燃油直接被加热器5加热。
其中，滤座本体21的底部设置有与独立集水腔d连通的安装孔，安装孔上安装有堵塞29，堵塞29上集成有用于实时检测集水量的液位传感器291，液位传感器291的检测端伸入独立集水腔d内；利用液位传感器291可实时把控分离的水量，可进一步确保水油分离的效果。滤座本体21上设有与独立集水腔d连通的排水阀座，排水阀座用于安装自动排水阀；当液位传感器291监测到液位到达限制时，自动排水阀可进行自动排水。
滤座本体21内设的第一通道24上密封安装有向上延伸至净油腔c内的第二导管28，且第一通道24通过第二导管28与净油腔c连通，第二导管28与聚结滤芯水分离结构3的另一端(具体为：中心管体341的下环形密封垫35，参见图4)密封配合连接。经聚结滤芯水分离结构3过滤后的燃油通过净油腔c、第二导管28流至出油口23。
壳体1上的第一导管12具有由临近壳体1的一端向伸入第二导管28内的一端逐渐缩小的变径内腔121；第一导管12伸入第二导管28内的一端设有微孔。第一导管12和第二导管28构成排气结构，壳体1顶部集聚的气泡从第一导管12的微孔进入第二导管28内，打散后随燃油流出；电动泵4工作时，随低压油路燃油流出；且在更换聚结滤芯水分离结构3时，第二导管28可防止脏油和净油混合保证净油侧燃油清洁，再者，更换聚结滤芯水分离结构3的空间最小，不受导管高度的影响。
由于该实施例的直径较大，更换聚结滤芯水分离结构3时，拆卸壳体1费时费力；为了便于拆卸，本实施例在壳体1的周壁上间隔设置有多个径向延伸部15，径向延伸部15上设有便于拆卸的内六角凹槽151；可利用车辆随配的内方扳手进行拆卸。
由图8至图12共同所示，本实施例中的聚结滤芯水分离结构3包括上端盖31、下端盖32、设于上端盖31和下端盖32之间的聚结滤芯33(由复合滤材或合成纤维滤材打褶且沿打褶方向的首尾两端采用超声波焊接连接形成，呈筒形结构)以及设置于聚结滤芯33内且与上端盖31和下端盖32插接固定的集成式中心管34。其中，上端盖31和下端盖32均包括盘状本体和沿该盘状本体的边部轴向延伸的环形边沿。
其中，上端盖31上成型有向下端盖32方向延伸的上插接部311，上插接部311的一端成型有向中心径向延伸的上环形卡接部312，上环形卡接部312上卡接有上环形密封垫36(上环形密封垫36的周壁设有环形卡槽，上环形卡接部312的内环形端部与环形卡槽卡接)；上端盖31上设置有便于更换的把手36(本实施例相对设置有两个把手36)；下端盖32上成型有向上端盖31方向延伸的第一下插接部321，且下端盖32上成型有向背离上端盖31方向延伸的第二下插接部322，第二下插接部322上设置有环形密封圈323，第二下插接部322与滤座2内的筒形定心插接部26密封配合插接。上插接部311、第一下插接部321和所述第二下插接部322均为筒形结构，且第一下插接部321与第二下插接部322连通，以便于实现排水。
其中，集成式中心管34包括中心管体341和嵌装在中心管体341的环壁上的筒形憎水网342，筒形憎水网342与聚结滤芯33之间形成水分离腔b。本实施例中，筒形憎水网342(金属件，其表面涂覆疏水层)与中心管体341(塑胶件)为注塑一体件。
中心管体341包括本体3411，本体3411的一端设置有第一筒形插接部3412，第一筒形插接部3412与上端盖31的上插接部311同轴心插接，本体3411的另一端设置有第二筒形插接部3413和第三筒形插接部3414，第三筒形插接部3414环设在第二筒形插接部3413的外侧，第二筒形插接部3413和第三筒形插接部3414之间的本体3411上设置有与水分离腔b连通的排水槽3415，排水槽3415沿周向均布由多个，且呈弧形结构。第二筒形插接部3413一端成型有向中心径向延伸的下环形卡接部3416，下环形卡接部3416上卡接有下环形密封垫35(下环形密封垫35的周壁设有环形卡槽，下环形卡接部3416的内环形端部与环形卡槽卡接)。第三筒形插接部3414同轴心插接在下端盖32的第一下插接部321。
本实施例采用定心或/密封配合装配方式可增加稳定性，提高密封可靠性，且装配更加简单。具体体现在：第一筒形插接部3412与上端盖31的上插接部311同轴心插接；第三筒形插接部3414与下端盖32的第一下插接部321同轴心插接；第二下插接部322与滤座本体21内的筒形定心插接部26同轴心密封插接；第二导管28与第一通道24同轴心密封插接且与下环形密封垫25密封配合连接，第一导管12与安装座11同轴心插接且与上环形密封垫25密封配合连接；参见图4和图5。
下面基于上述结构的描述，对多功能集成式燃油滤清器的工作原理进行说明：
燃油经过进油口22进入脏油腔a，聚结滤芯33对燃油进行过滤，滤除灰尘以及微小的金属颗粒等固体杂质；同时聚结滤芯33将非溶解水聚结为较大的水滴，部分水滴沉降通过排水槽3415进入独立集水腔d中；剩余部分水滴在阻水通油的筒形憎水网342的作用下进入水分离腔b，最后经排水槽3415液进入独立集水腔d中，完成了水杂质的滤除。经筒形憎水网342进入净油腔c中干净的燃油经过第二导管28进入第一通道24，正常状态下，燃油经过第二通道25，冲开单向阀251从出油口23流出；若是电动泵4泵油状态下，燃油经过电动泵4从出油口23流出。特定工况下，还可以利用加热器5对进入脏油腔a内的燃油进行加热。独立集水池水位达到一定高度，水位报警器发出报警。
燃油过滤的同时，由第一导管12和第二导管28构成排气结构还可将壳体1顶部汇聚的气泡打散，使其随燃油流出，避免空气聚集形成空腔造成车辆运行不畅。使用过程中，滤芯发生堵塞，寿命到期，压力传感器发出报警；回油加热阀的设置，使功率提升；自动排水阀，使产品智能化大大提升；
综上，本发明的多功能集成式燃油滤清器集电动泵油、预热、排气、过滤、水油分离、长寿命、水位报警、寿命报警、回油加热、自动排水等功能为一体；集成度高，功能较全面，拓展了应用场景；且采用定心或/密封配合装配方式，稳定可靠性强，且便于安装拆卸。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能集成式燃油滤清器，包括壳体和与所述壳体可拆卸密封连接的滤座，所述滤座上设置有进油口和出油口；其特征在于，所述滤座上集成有电动泵，所述滤座内集成有加热器，所述滤座上集成有与所述电动泵和所述加热器均电连接的控制盒；
所述壳体和所述滤座围成的过滤腔体内设置有聚结滤芯水分离结构；所述聚结滤芯水分离结构将所述过滤腔体分隔为相互隔离的脏油腔、水分离腔和净油腔，所述进油口与所述脏油腔连通，所述滤座内设置有与所述净油腔连通的第一通道和与所述第一通道交汇连通的第二通道；所述第一通道与所述电动泵的进口连通，所述第二通道、所述电动泵的出口均与所述出油口连通，所述第二通道上设置有单向阀；所述滤座内设置有仅与所述水分离腔连通的独立集水腔。
2.如权利要求1所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述壳体内安装有延伸至所述净油腔内的第一导管，所述第一导管与所述聚结滤芯水分离结构的一端密封配合连接，所述滤座上设置有延伸至所述净油腔内的第二导管，所述第二导管与所述聚结滤芯水分离结构的另一端密封配合连接，且所述第二导管与所述第一通道连通；
所述第一导管具有由临近所述壳体的一端向伸入所述第二导管内的一端逐渐缩小的变径内腔；所述第一导管伸入所述第二导管内的一端设有微孔。
3.如权利要求2所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述壳体的内部上设置有安装座，所述第一导管一端卡装在所述安装座内，所述安装座外套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述壳体的内壁抵靠，另一端与所述聚结滤芯水分离结构抵靠；所述安装座上设有贯通孔，所述贯通孔上安装有排气塞，所述第一导管与所述贯通孔连通。
4.如权利要求1至3任一项所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述聚结滤芯水分离结构包括上端盖、下端盖、设于所述上端盖和所述下端盖之间的聚结滤芯以及设置于所述聚结滤芯内且与所述上端盖和所述下端盖插接固定的集成式中心管；
所述集成式中心管包括中心管体和嵌装在所述中心管体的环壁上的筒形憎水网，所述筒形憎水网与所述聚结滤芯之间形成所述水分离腔；所述中心管体的端部设有与所述水分离腔连通的排水槽。
5.如权利要求4所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述中心管体包括本体，所述本体的一端设置有用于与所述上端盖插接固定的第一筒形插接部，所述本体的另一端设置有第二筒形插接部和第三筒形插接部，所述第三筒形插接部环设在所述第二筒形插接部的外侧，所述第二筒形插接部和所述第三筒形插接部之间的所述本体上设置有所述排水槽；
所述第二筒形插接部一端成型有向中心径向延伸的下环形卡接部，所述下环形卡接部上卡接有下环形密封垫。
6.如权利要求5所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述上端盖上成型有向所述下端盖方向延伸且与所述第一筒形插接部同轴心插接的上插接部，所述上插接部的一端成型有向中心径向延伸的上环形卡接部，所述上环形卡接部上卡接有上环形密封垫；所述上端盖上设置有把手；
所述下端盖上成型有向所述上端盖方向延伸且与所述第三筒形插接部同轴心插接的第一下插接部，所述下端盖上成型有向背离所述上端盖方向延伸的第二下插接部，所述第二下插接部上设置有环形密封圈；
所述上插接部、所述第一下插接部和所述第二下插接部均为筒形结构，且所述第一下插接部与所述第二下插接部连通。
7.如权利要求6所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述滤座包括滤座本体，所述本体内设置有与所述独立集水腔连通的筒形定心插接部，所述第二下插接部与所述筒形定心插接部密封配合插接；所述筒形定心插接部与所述本体的内壁之间设置有环形安装部，所述加热器借助安装柱安装在所述环形安装部上。
8.如权利要求7所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述加热器呈环形结构，所述进油口与所述加热器临近。
9.如权利要求1所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述壳体临近所述滤座的一端周部等间隔或不等间隔分布有多个径向延伸的台阶，所述台阶部上设有便于拆卸的扳手插槽，所述扳手插槽呈六方或四方结构。
10.如权利要求1所述的多功能集成式燃油滤清器，其特征在于，所述滤座上设置有与所述独立集水腔连通的安装孔，所述安装孔上安装有堵塞，所述堵塞上集成有液位传感器，所述液位传感器的检测端伸入所述独立集水腔内；
所述滤座上设有与所述独立集水腔连通的排水阀座，所述排水阀座用于安装自动排水阀；
临近所述进油口的所述阀座上设有用于安装回油加热器的安装座，所述安装座与所述脏油腔连通；所述出油口处设置有用于监测是否发生堵塞的压力传感器。
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