CN1145516C - 燃油过滤器 - Google Patents
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Abstract
一种用于碳氢化合物燃料系统的过滤器，该过滤器包括一个具有进口(52)和出口(66)的容器(22)，以及密闭地封装在该容器中的滤质，该滤质包括几层α纤维素层(32)以及间置在这些α纤维素层之间的辅助滤质层(34)，由此来实现特定的燃油流量值。还可以设置一个燃油旁路(56)，该旁路通过一个真空传感开关68触发一个电磁阀件(70、72)来开启，从而在进口(52)和出口(66)之间接通一个直通油路，同时一个报警器(76)被触发。
Description
本发明涉及一种燃油过滤器，特别是用于过滤柴油的过滤器。
无论是在轿车、重型卡车、工程机械、铁路机车或其它的应用场合，车用或固定动力机组所用的燃油箱在盛放柴油时都存在一个问题：燃油箱中易于发生水份凝聚现象。
这些车辆用的普通燃油系统包括一个燃油过滤器和油水分离器，油水分离器可将大部分水份从燃油中清除出去。但是，却不能完全地清除干净，因而，自然就有一些水份就被输送到发动机中，而正是这些水份使柴油机的排气产生大量的浓烟，并额外加重了柴油机自身的磨损。
因而，如果能设计一种用于柴油机燃油供给系的性能更好或其它形式的过滤器系统，将是非常有意义的。
根据本发明，本文提出了一种燃料系统通用的过滤器，而不论是柴油还是其它碳氢化合物燃料，该滤清系统包括一个具有一进口和一出口的容器，以及密闭地封装在该容器中的滤质，该滤质包括α纤维素层以及间置在这些α纤维素层之间的无吸收性层状辅助滤质层，α纤维素层的主表面和辅助滤质层的主表面贴靠在一起，这些滤层的表面都大致沿从进口到出口的方向延伸，因而燃料沿基本平行于滤层表面的方向流动，辅助滤质层还减小了燃料流经过滤器的压力降。
α纤维素层和辅助滤质层最好是一层隔一层地叠置的，并卷起来形成一个圆筒状的滤堆，该滤堆被布置在壳体内，并且壳体的进口和出口布置成使得燃油流动方向平行于滤堆的轴线。
制造某一或某几层辅助滤层的材料可以有多种形式，但在根据本发明的优选实施例中，是采用了例如为金属丝网的纱网形式。
可以理解：只有对诸如丝网的辅助滤质层和α纤维素层的相对厚度进行选择，才可以使流经过滤器的燃油流量实现某一特定理想值，而不会出现部分燃油不经α纤维素层的过滤而发生绕流的问题。
过滤器容器最好是由相对廉价的材料制成，例如塑料材料。并最好设计成旋合式组装形式。当过滤器报废时，以利于分解处理。
根据本发明，该过滤器最好能连接某些类型的传感器，由这些传感器来判断燃油流过过滤器后的压力降是否超出了某一阈值。当发生这种情况时，为了保证发动机不会因燃油供应不足而熄火，需要设置一条燃油旁路，并触发一个诸如报警灯形式的报警器，来指示本发明的燃油过滤器需要进行更换。
该过滤器在油路中最好设置在燃油泵的上游，这样油泵的压力就不会施加到过滤器上，从而降低了过滤器被高压油损坏的机率。
为了使本发明更易于理解，下文参照附图对本发明进行了仅为例示性的描述，在附图中；
图1示意表示了一个燃料系统的实施例，该燃料系统带有按照本发明设计的燃油过滤器；
图2是根据本发明的滤清装置的一种实施方式的截面示意图；
图2A是表示由α纤维素层和丝网层卷在一起来形成一个圆柱状滤堆的轴测示意图；
图3、4、5、和6示意性地表示了辅助滤质的几种不同形式；以及
图7示意表示了按照本发明的滤清装置的第二种实施方式的断面结构。
在图1中，示意表示了一个柴油机燃油供给系的一般布置，其中包括一个按照本发明设计的燃油过滤器。
该燃油系统包括一个燃油箱10和引向发动机14的管系12。
如同在普通这种类型的燃油系统中一样，在油路中燃油箱的下游位置布置了一个标准型的燃油粗滤器兼油水分离器16，该装置用来除去混在燃油中、例如由凝聚形成的大部分水份。
顺着油路，接在装置16后面的依次是根据本发明的一个燃油过滤器18和一个燃油泵20，燃油泵将过滤后的燃油输送到发动机14中。
根据本发明的燃油过滤器的一种实施例表示在图2中，其包括一个壳体22，该壳体具有一个圆筒壁和一个拱形帽24，壳体可以很容易地用诸如聚丙烯等塑料材料制成。一个底壁26盖在壳体22的开口端上，其带有一根沿轴向延伸的中央输油管28，输油管的下端固接在底壁板26上，其上端离开拱形罩24一定距离。
一个多孔支撑板30和底壁26拉开一定距离。
按照本发明的结构布置，在壳体22中，在多孔支撑板30的上方，环绕输油管28设置了一个燃油滤堆。如图所示，该滤堆的形式是：α纤维素板材32和辅助滤质层34间隔设置，由辅助滤质层34来实现燃油特定的流量值。
如图2A所示，在推荐的实施例中，这样的结构是通过将α纤维素材料32的薄板和例如为金属丝网的层状结构34层一层层地叠置在一起，然后再卷成筒状而形成的。卷筒尺寸的选择应使得卷成的滤堆能密合地环绕着输油管28插入到壳体22中。其长度应保证当安装在支撑板30上时，应在滤堆上方和拱形顶罩24的下方之间留出一个空间。在图2A中，为了清楚明显地表示，丝网的厚度被显著加大了。通常丝网的厚度大约为α纤维素层的一半。在一个效果良好的实施例中，丝网的网眼尺寸为400微米，厚度为0.5mm，而α纤维素层为1mm厚。
丝网34、或其它材料制成的滤层34形成了贯通过滤器的特定流道，由此来保证燃油流经滤堆不会产生特别巨大的压力差。
如图2所示的那样，在中央输油管28下端内部的37处设置了螺纹，这就使本发明的过滤器组件18可旋装到一个安装元件38的套管36上。在安装元件38上设置了一个环状的吸油总管40，该总管位于底壁板26上出口42的下方。
在工作中，总管40和油泵20的进口相连接，而套管36的球阀则和从粗滤器/油水分离器16引出的管系相连。油泵产生抽吸作用，该作用力将燃油从油箱10中抽出，流经套管36和中央输油管28输入到壳体22内形成的上腔中。燃油将沿大致平行于丝网或其它材料34的方向向下抽出，而水以及其它任何可能的残留微粒杂质则由α纤维素32清除出去。
已经发现α纤维素在从燃油、尤其是柴油中清除残留水份方面具有超常的效果。
如上文所指出的那样，辅助滤质可采用丝网(图3)的形式，但还可以考虑采用其它的形式，例如为滤栅(见图4)、波纹材料或棱纹材料(见图6)、以及一系列杆状元件平行间隔或邻接地固定在一起的形式(见图5)，或其它任何可能的形式，能使得流经滤堆的燃油具有特定的理想流量值。
图7表示了燃油过滤器18的另一种结构形式。图中相同于上文的部件用相同的数字标号来指代。这样，在圆柱状壳体22的27处焊接了一个反皮碗状的底壁26。和图2和2A中表示的实施例一样，α纤维素材料32以及如上所述的可采用多种形式的层状结构34被一层层地叠置并卷成筒状，然后安装在壳体22中。在滤堆的内部因而形成了一个内部支撑管29，但在该实施例中其不作为输油管使用。
这样该结构显著区别于图2中结构的方面在于：该实施例中有一个上体50，其包括一个和一个环状进油总管54相连接的进油道52，其中总管54紧贴滤堆32的上方。一个O形圈55用来密封壳体的上端，壳体的上端旋入到上体50内。进油道52还连接到一个形成于上体中央部位的旁路腔56上，其由一个封帽58盖住。
壳罩50还包括一个中央套管60，其通过一个O形密封圈62密封地配装到管腔29中，该套管中设置了一个中央出油道64，该出油道又和一个水平延伸的出油管66相连。该出油管还和旁路腔56相通。
如图所示，在上体50上安装了一个真空压力开关68，如果当出油管66中的油压下降到低于某一设定值时，该开关执行动作。该开关的触发将启动一个安装在封帽58上的电磁阀70，电磁阀在旁路腔中的一个阀头72和一个在流道64上部的阀座74接合。真空压力开关68还和一个报警器76相连，当油压低于上述提到的某一设定值时该报警器报警。
在应用中，进油道52和图1中的粗滤器/油水分离器16相连接，而出油管66和燃油泵20相连。
该系统如前所述那样精确地工作，但当过滤器阻塞时，在油泵20的抽吸作用下，出油管66的压力将下降，当其降低到某一设定值时，开关68动作，首先引发报警器76，然后再触发电磁阀70，从而使从进口52进入的燃油可经旁路腔56绕过滤堆，燃油经阀座74向前直接流入到出油管66中。报警器则提示驾驶员应立即更换过滤器部件。
Claims (12)
1.一种用在柴油机燃料系统中的过滤器，该燃料系统包括一个燃料箱，一个输出管，一个燃料泵和串联连接在输出管上的燃料过滤器，其中，所述燃料过滤器用于从燃料中将水分吸出，并且该过滤器包括一个容器，一进口和一出口，以及密闭地封装在该容器中的滤质，该滤质包括α纤维素层以及间置在这些α纤维素层之间的无吸收性层状辅助滤质层，α纤维素层的主表面和辅助滤质层的主表面贴靠在一起，这些滤层的表面都大致沿从进口到出口的方向延伸，因而燃料沿基本平行于滤层表面的方向流动，辅助滤质层通过提供一个专用的流过滤质的流体路径还有效地减小了燃料流经过滤器的压力降，α纤维素层用于吸收燃料中的水分。
2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：α纤维素层和所说的辅助滤质层一层隔一层地叠置在一起，并卷起来形成一个圆筒状的滤堆，该滤堆被布置在壳体内，并且壳体的进口和出口布置成使得燃油流动方向平行于圆筒状滤堆的轴线。
3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：辅助滤质层采用了纱网形式。
4.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：其中的容器是由塑料材料制成的。
5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：其中通向容器的进口包括一个带有螺纹连接件的输油管，使得容器可旋装到和碳氢燃料系统相连的发动机上。
6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于：其中的过滤器还包括一个传感器，该传感器判断流经过滤器的油压降是否超出了某一阈值。
7.根据权利要求6所述的过滤器，其特征在于：还设置了一个围绕过滤器的旁路系统，由所说的传感器来开启此旁路系统，还有一个报警器和传感器相连，由报警器的触发来提示过滤器必须进行更换。
8.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述α纤维素具有第一厚度，所述辅助滤质层具有第二厚度，所述第一厚度是第二厚度的一半。
9.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述α纤维素层具有第一厚度，第一厚度为1mm。
10.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述辅助滤质层具有第二厚度，第二厚度为0.5mm。
11.一种碳氢化合物燃料发动机，其包括一个碳氧化合物燃料系统，所述系统包括权利要求1所述的过滤器和燃料泵。
12.根据权利要求11所述的发动机，其特征在于，所述过滤器位于燃料泵的上游方向，从而使油泵的压力不会施加到该过滤器上。
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