DE112006001586T5

DE112006001586T5 - Druckgradienten-Dosiersystem für eine Fluidversorgung

Info

Publication number: DE112006001586T5
Application number: DE200611001586
Authority: DE
Inventors: Ted S. Cookeville Loftis; David L. Aurora Brisk; Barry M. Stoughton Verdegan; Harold R. jun. Cookeville Martin; Peter K. Cookeville Herman; Ismail C. Cookeville Bagci; Abby Sparta True-Dahl
Original assignee: Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: AU2006259823B9; WO2006137969A3; AU2006259823B2; US20060180537A1; CN101330957A; AU2006259823A1; DE112006001586B4; US7297256B2; WO2006137969A2; JP2008546941A; CN101330957B

Abstract

Druckgradienten-Dosiersystem für ein Fluidversorgungssystem, umfassend ein Zusatz-Liefersystem mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass, einen Fließdurchgang einschließlich eines Abschnitts, der sich vom Einlass zum Auslass erstreckt, eine erste Druckzone entlang des Fließdurchgangs, die mit dem Einlass kommuniziert, eine zweite Druckzone entlang des Fließdurchgangs, die mit dem Auslass kommuniziert, wobei die zweite Druckzone einen niedrigeren Druck als die erste Druckzone aufweist, so dass zwischen der ersten und der zweiten Druckzone ein Druckgradient vorhanden ist, und einen Zusatz-Vorratsspeicher, der auf den Druckgradienten anspricht, um den Zusatz zum Fließdurchgang abzugeben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortführung der am 30. September 2004 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 10/956,408, und eine teilweise Fortführung der am 29. Januar 2004 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 10/767,513. Die Anmeldung '408 ist eine teilweise Fortführung der Anmeldung '513.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZDARSTELLUNG
Die Erfindung betrifft Fluidversorgungssysteme und genauer ein Druckgradienten-Dosiersystem für ein Fluidversorgungssystem.
Hauptanmeldung
Das Folgende stammt aus den oben erwähnten Hauptanmeldungen.
Die Hauptanmeldungen richten sich auf ein Flüssigkeitsfiltrierungssystem und auf ein Verfahren der Behandlung der Flüssigkeit im geschlossenen System.
Filteraufbauten werden allgemein verwendet, um Verbrennungsmotoren zu schützen, indem sie Verschmutzungen ausfiltern und dadurch eine Beschädigung des Motors und anderer stromabwärts befindlicher Bestandteile wie etwa Ventile, Kraftstoffeinspritzdüsen, Kraftstoffleitungen, und in Zusammenhang stehende andere Bestandteile verhindern. Um das Leistungsverhalten und die Verlässlichkeit des Motors zu bewahren, müssen die Filteraufbauten ausgetauscht werden, oft so häufig wie alle 2.000 bis 4.000 Fahrzeugmeilen.
Es kann gleichermaßen wichtig sein, dem Kraftstoff Mittel beizugeben, um eine Beschädigung des Motors und in Zusammenhang stehender stromabwärts befindlicher Bestandteile zu verringern und/oder das Leistungsverhalten des Motors zu verbessern. Zum Beispiel haben Dieselkraftstoffhersteller seit den frühen 1990er Jahren den Schwefelgehalt im Dieselkraftstoff bedeutend verringert, um die Umweltschäden, die der Verbrennung von Kraftstoffen mit hohem Schwefelgehalt zugeschrieben wurden, zu verringern. Doch der natürlich vorkommende Schwefel im Dieselkraftstoff wirkte auch als Schmiermittel. Der sich ergebende Dieselkraftstoff mit niedrigem Schwefelgehalt verursachte eine erhöhte Abnutzung des Dieselmotors und insbesondere der Kraftstoffpumpe und der Einspritzdüsen, was wiederum dem gesamten Betrieb, dem Leistungsverhalten und der Leistungsfähigkeit des Motors und sogar der Umwelt einen bedeutenden Schaden zufügte. Folglich wurden verschiedenste Zusätze entwickelt, um nicht nur die Schmierfähigkeit zu erhöhen, sondern auch die Kraftstoffstabilität, die Kraftstoffverbrennung und das Motorleistungsverhalten zu verbessern.
Es ist schwierig, einen konstanten oder erwünschten Pegel des Zusatzes im Kraftstoff aufrechtzuerhalten. Typischerweise gibt ein Betreiber mit jeder Kraftstoffauffüllung einen in Flaschen abgefüllten Zusatz oder ein Zusatz-Konzentrat in den Fahrzeugkraftstofftank bei. Obwohl viele in Flaschen abgefüllte Kraftstoffzusätze im Handel erhältlich sind, geben Betreiber den Zusatz häufig nicht beständig mit jedem Auffüllen bei – der Zusatz könnte nicht greifbar sein oder die Bedienungsperson könnte vergessen, den Zusatz einzubeziehen. Das Kombinieren des Zusatzes mit Kraftstoff im Kraftstofftank kann möglicherweise nicht verlässlich ein homogenes Kraftstoff/Zusatz-Gemisch bereitstellen.
Kraftstofftanks weisen keine verlässlichen Verfahren auf um den Kraftstoff zu mischen. Im Allgemeinen verlassen sich Betreiber auf die Verwirbelung, die während eines Auffüllens und durch die Fahrzeugbewegung erzeugt wird, um den Zusatz und den Kraftstoff zu mischen. Darüber hinaus kann die Konzentration des Zusatzes im Kraftstoff abhängig von der Menge des Kraftstoffs im Kraftstofftank schwanken – sofern bei jedem Auffüllen eine festgesetzte Menge an Zusatz beigegeben wird.
Es wurden verschiedenste alternative Verfahren entwickelt, um dem Kraftstoff die Zusätze beizugeben. Ein Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Kraftstoffzusatzes in einem wie etwa in der an Martin et al. ausgegebenen US-Patentschrift Nr. 6,238,554 offenbarten Filteraufbau, der dem Kraftstoff den Zusatz unter diffusionsgesteuerten Bedingungen beigibt.
Ein anderes Verfahren ist durch Davis in der US-Patentschrift Nr. 5,507,942 offenbart, die einen Filteraufbau mit einem festen Kraftstoffzusatz beinhaltet, der sich im Kraftstoff löst, wenn der Zusatz im Filteraufbau mit dem Kraftstoff in Kontakt tritt.
Die Haupterfindungen stellen ein neuartiges Verfahren zur Behandlung von Kraftstoff bereit, indem sie einen Nutzen aus dem Vorhandensein oder dem Entwickeln eines Fluiddruckgradienten im Filteraufbau ziehen. Der Druckgradient kann dann eingespannt werden, um dem Kraftstoff, der durch den Filteraufbau fließt, den Kraftstoffzusatz fortlaufend beizugeben. Folglich stellen die Haupterfindungen neuartige Fortschritte bereit, und stellen sie zusätzlich eine weite Vielfalt von Nutzen und Vorteilen im relevanten Gegenstand bereit.
Obwohl die obige Besprechung auf Filteraufbauten gerichtet war, stellen die Haupterfindungen einen neuartigen Filteraufbau und ein Verfahren zum Behandeln des durch diesen Filter fließenden Fluids bereit, ungeachtet dessen, ob diese Flüssigkeit ein Kraftstoff ist. Die Grundsätze, die in den Haupterfindungen verkörpert sind, gelten für Filter im Allgemeinen und können in Filteraufbauten, Hydraulikfiltern, Schmiermittelfiltern, und/oder Kühlmittelfiltern verwendet werden.
Die Hauptanmeldungen betreffen einen neuartigen Filteraufbau, seine Herstellung und seine Verwendung. Verschiedenste Gesichtspunkte der Hauptanmeldungen sind neuartig, nichtoffensichtlich, und stellen verschiedenste Vorteile bereit. Obwohl die tatsächliche Natur der Hauptanmeldungen, die darin behandelt wird, nur unter Bezugnahme auf die ihnen beiliegenden Ansprüche bestimmt werden kann, werden bestimmte Formen und Merkmale, die für die darin offenbarten bevorzugten Ausführungsformen kennzeichnend sind, wie folgt kurz beschrieben.
In einer Form stellen die Haupterfindungen einen Filter bereit, der ein Gehäuse umfasst, welches eine Innenkammer definiert und einen Einlass, einen Auslass und einen Fluidweg für ein durch die Innenkammer fließendes Fluid aufweist. Flüssigkeit, die durch den Fluidweg fließt, erzeugt einen Druckgradienten in der Innenkammer, so dass die fließende Flüssigkeit in einem ersten Bereich der Innenkammer einen ersten (höheren) dynamischen Fluiddruck zeigt, und die fließende Flüssigkeit in einem zweiten Bereich einen zweiten (niedrigeren) dynamischen Fluiddruck zeigt. Der Filter beinhaltet auch ein Filterelement, das in der Innenkammer im Fluidweg zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, und einen Behälter, der in der Innenkammer angeordnet ist. Der Behälter weist eine Außenwand auf, die einen Innenbereich definiert. Der Behälter beinhaltet auch eine erste Öffnung mit einem ersten Kapillarrohr, das sich von der Außenwand erstreckt, und eine zweite Öffnung durch die Außenwand, die von der ersten Öffnung beabstandet ist. Die erste Öffnung und diese zweite Öffnung stellen jeweils eine Fluidverbindung zwischen der Innenkammer und dem Innenbereich bereit. Im Innenbereich kann ein flüssiger Zusatz angeordnet werden. Der flüssige Zusatz kann so gewählt sein, dass er mindestens einem aus einem Kraftstoff, Öl, einem Schmiermittel und einem Kühlmittel einen Nutzen bietet.
In einer anderen Form stellen die Haupterfindungen einen Filter bereit, der ein Gehäuse umfasst, das eine Innenkammer definiert und einen Einlass und einen Auslass in die Innenkammer aufweist; und ein Filterelement umfasst, das in der Innenkammer zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist, wobei das Filterelement die Innenkammer in zwei Bereiche – einen Eingangsbereich nahe dem Einlass und einen Ausgangsbereich nahe dem Auslass – teilt. Der Filter weist auch einen Behälter auf der in der Innenkammer angeordnet ist und einen Innenbereich definiert. Der Behälter beinhaltet auch ein erstes Kapillarrohr, das sich in den Eingangsbereich erstreckt, und ein zweites Kapillarrohr, das eine Fluidverbindung zwischen dem Innenbereich und der Innenkammer bereitstellt. Im Innenbereich des Behälters kann ein flüssiger Zusatz angeordnet werden, der so gewählt wurde, dass er der durch den Filter fließenden Flüssigkeit einen Nutzen bietet.
Die Haupterfindungen stellen auch ein Verfahren zum Liefern eines Zusatzes zur Flüssigkeit, die durch einen Filteraufbau fließt, bereit. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines dynamischen Fluiddrucks im Filtergehäuse; das Bereitstellen eines Zusatzes in einem Behälter im Filtergehäuse; das Anordnen eines Einlassanschlusses für den Behälter nahe einem Bereich eines ersten dynamischen Fluiddrucks im Filtergehäuse; und das Anordnen eines Auslassanschlusses für den Behälter nahe einem Bereich eines zweiten dynamischen Fluiddrucks, der niedriger als der erste dynamische Fluiddruck ist, wodurch der flüssige Zusatz veranlasst wird, aus dem Behälter zu fließen.
In anderen Formen stellen die Haupterfindungen einen Filteraufbau bereit, der ein Gehäuse, das eine Innenkammer definiert; und ein Filterelement, das im Gehäuse angeordnet ist, und das die Innenkammer in einen Einlassbereich und einen gefilterten Bereich teilt, umfasst. Der Behälter ist im Gehäuse angeordnet und definiert einen Vorratsspeicher. Der Behälter beinhaltet eine erste Öffnung, die das Fluid vom Einlassbereich in den Vorratsspeicher lässt, und eine zweite Öffnung, die gestattet, dass der Zusatz oder ein Gemisch aus dem Zusatz und dem Fluid aus dem Vorratsspeicher zum Auslass des Aufbaus fließt.
In anderen Formen stellen die Haupterfindungen einen Filteraufbau zum Filtern eines Fluids bereit. Der Filter umfasst ein Gehäuse, das eine Innenkammer definiert, wobei das Gehäuse eine Annietimutter mit einem Einlass und einem Auslass für das Fluid beinhaltet. Der Filter beinhaltet auch ein Filterelement, das für das Fluid durchlässig ist und im Gehäuse angeordnet ist; und einen Behälter, der ebenfalls im Gehäuse angeordnet ist. Der Behälter definiert einen Vorratsspeicher, der zur Aufnahme eines flüssigen Zusatzes gestaltet ist. Der Behälter beinhaltet auch eine erste Öffnung, die gestattet, dass vom Einlass eintretendes Fluid in den Vorratsspeicher fließt, und einen zweite Öffnung, die gestattet, dass ein im Vorratsspeicher angeordneter flüssiger Zusatz zum Auslass fließt. Die erste Öffnung und die zweite Öffnung sind so gestaltet, dass sie einem Fluid gestatten, mit einer Fluideinströmgeschwindigkeit (und somit einem entsprechenden Druckabfall hindurch) durch den Behälter zu fließen, die etwa weniger als 50% der Fluideinströmgeschwindigkeit des primären Flusses durch das Filterelement beträgt.
In noch anderen Formen stellen die Haupterfindungen einen Filteraufbau zum Filtern eines Fluids bereit. Der Filter umfasst: ein Gehäuse, das eine Innenkammer definiert, wobei das Gehäuse eine Annietmutter mit einen Einlass und einem Auslass für das Fluid aufweist; ein Filterelement, das für das Fluid durchlässig ist und im Gehäuse angeordnet ist; und einen Behälter, der im Gehäuse angeordnet ist. Der Behälter definiert einen Vorratsspeicher, der zur Aufnahme eines flüssigen Zusatzes gestaltet ist, und kann ferner eine erste Öffnung, die gestattet, dass vom Einlass eintretendes Fluid in den Vorratsspeicher fließt, und einen zweite Öffnung, die gestattet, dass ein im Vorratsspeicher angeordneter flüssiger Zusatz zum Auslass fließt, beinhalten. Die zweite Öffnung ist in Bezug auf die erste Öffnung beschränkt, um den Fluidfluss in den Behälter zu abzuschwächen.
Vorliegende Anmeldung
Es wird ein Druckgradienten-Dosiersystem für ein Kraftstoffversorgungssystem bereitgestellt.
In einer Ausführung entstand die Erfindung während Entwicklungsbemühungen, die auf einen Bedarf bei Leichtlast-Fuhrparks wie etwa Getränkelieferungs- und Abfallsammeltransportern gerichtet waren und Nachbehandlungsvorrichtungen an Fahrzeugen nachrüsten. Einige Fuhrparks verwenden einen kraftstoffgetragenen Katalysator, um die Partikelfallenregeneration durch die Arbeitszyklen zu unterstützen. Die vorbeugenden Wartungszyklen der Fuhrparks können 12.000 Meilen oder sechs Monate betragen, je nachdem, was zuerst eintritt. Druckgradienten-Langsamabgabefilter weisen eine Flüssigkeitskapazität auf, um Kraftstoff vielleicht für 5.000 Meilen (ungefähr 600 bis 800 Gallonen Kraftstoff) zu behandeln, weshalb die Filterkapazität ein begrenzender Faktor in Ablassintervallen ist. Ein Dosierkanister, der fähig ist, genug Zusatz zu halten, um 12.000 Meilen (ungefähr 1.500 bis 2.000 Gallonen Kraftstoff) zu erreichen, wäre ein Vorteil. Einige Fuhrparks müssen sich zur katalytischen Nachbehandlung zur Verringerung der Emissionen an Dieselpartikelfilter halten. Diese Fuhrparks bringen typischerweise mechanische Dosiersysteme an, um ein Verfahren der Verwendung eines flüssigen kraftstoffgetragenen Katalysators bereitzustellen. Um einen vorbeugenden Wartungszyklus von 1.500 Stunden zu erreichen, wird eine verbesserte und billigere Option benötigt. Gegenwärtige Druckgradientenfilter sind auf die Verwendung in Anwendungen mit geringer Laufleistung und geringem Stundenbetrieb wie etwa Getränkeliefertransporter. Abfallsammeltransporter, usw. beschränkt und können bei Hochleistungs-Fernverkehrs-Fuhrparkanwendungen nicht wirksam verwendet werden. Es ist erwünscht, ein Dosiersystem bereitzustellen, um Fahrzeuge zu behandeln, die in Ablassintervallen von 25.000 bis 30.000 Meilen tätig sind und 3.800 bis 4.600 Gallonen Dieselkraftstoff verbrennen. Motoren des Jahres 2007 werden wahrscheinlich Dieselpartikelfilter mit aktiver Regeneration verwenden, können aber möglicherweise immer noch einen Weg benötigen, um den Dieselpartikelfilter unter Verwendung eines kraftstoffgetragenen Katalysators passiv zu regenerieren. Es ist eine Reihe von Kraftstoffzusätzen erwünscht, die in einem Dosierkanister oder einem Gehäuse zur entfernten Anbringung an einem Hochleistungs-Fernverkehrs-Lastkraftwagenmotor verpackt werden können. Ein Fuhrpark könnte unter Verwendung eines Dosierkanisters aus einem Fahrzeug einen Winterkonditionierer anwenden, wenn der Winter naht, und wirksam einen Wintergelschutz bereitstellen. Darüber hinaus weist die Schmierfähigkeit gegenwärtig eine Beschränkung von ungefähr 500 Betriebsstunden auf und könnte ein entfernt angebrachter Dosierkanister den vorbeugenden Wartungszyklus verdoppeln.
Die vorliegende Erfindung entstand auch während der fortgesetzten Entwicklungsbemühungen im Zusammenhang mit den Anwendungen der oben erwähnten Patente '408 und '513, obwohl sie nicht darauf beschränkt ist und als ein Druckgradienten-Dosiersystem für verschiedenste Fluidversorgungssysteme verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung kann mit oder ohne das Filterelement der erwähnten Patentanmeldungen verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Hauptanmeldungen
1 bis 21 und die folgenden Beschreibungen davon sind den erwähnten Hauptanmeldungen entnommen.
1 ist eine Querschnittansicht einer Ausführungsform eines Filteraufbaus nach den Hauptanmeldungen.
2 ist eine auseinandergezogene Querschnittansicht eines Filters des Filteraufbaus von 1.
3 ist eine teilweise Vollschnittansicht des unteren Abschnitts des in 1 veranschaulichten Filters.
4 ist ein Diagramm, das den dynamischen Druck eines durch einen Filter fließenden Fluids veranschaulicht, der an unterschiedlichen axialen Positionen im Filtergehäuse zwischen dem Filter und der Ummantelung gemessen wurde.
5 ist ein Diagramm, das die Fließgeschwindigkeit eines Fluids, das einen Behälter mit einem Kapillarrohrauslass betritt, mit einem Behälter ohne einen Kapillarrohrauslass vergleicht.
6 ist ein Diagramm, das die Fließgeschwindigkeit eines flüssigen Zusatzes (dem aktiven Bestandteilanteil eines zunehmend verdünnten Gemischs), der einen Behälter mit einem Kapillarauslass verlässt, mit einem Behälter ohne einen Kapillarauslass vergleicht.
7 ist eine teilweise Vollschnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Filteraufbaus nach den Hauptanmeldungen.
8 ist eine teilweise Ansicht mit weggeschnittenen Abschnitten noch einer anderen alternativen Ausführungsform eines Filteraufbaus mit einem flusslenkenden Einsatz nach den Hauptanmeldungen.
9 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 9-9 des in 8 veranschaulichten flusslenkenden Einsatzes.
10 ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform des Filteraufbaus nach den Hauptanmeldungen.
11 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 11-11 der in 10 veranschaulichten Zusatz-Patrone.
12 ist eine perspektivische Ansicht einer austauschbaren Patrone zur Verwendung in den Hauptanmeldungen.
13 ist eine Querschnittansicht der in 12 veranschaulichten austauschbaren Patrone.
14 ist eine Vollschnitt-Aufrissansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus mit einer austauschbaren Patrone nach den Hauptanmeldungen.
15 ist eine Querschnittansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus mit einer erweiterten Umhüllung an der Filterelementendkappe für eine verbesserte Flüssigkeitsgeschwindigkeit am Einlassrohr nach den Hauptanmeldungen.
16 ist eine teilweise Ansicht der in 15 veranschaulichten erweiterten Umhüllung an der Filterelementendkappe und am Einlassrohr.
17 ist eine Querschnittansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus nach den Hauptanmeldungen.
18 ist eine Querschnittansicht einer Zusatz-Patrone zur Verwendung im Filteraufbau von 17.
19 ist eine perspektivische Ansicht der Zusatz-Patrone von 17.
20 ist eine teilweise Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform des oberen Deckels für eine Patrone zur Verwendung im Filteraufbau von 17.
21 ist eine perspektivische Ansicht der Zusatz-Patrone, die den unteren Wandabschnitt nach den Hauptanmeldungen veranschaulicht.
Vorliegende Anmeldung
22 ist eine seitliche schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Druckgradienten-Dosiersystems für ein Kraftstoffversorgungssystem nach der vorliegenden Erfindung.
23 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform.
24 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform.
25 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform.
26 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform.
27 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform.
28 ist wie 22 und zeigt eine andere Ausführungsform
29 ist eine seitliche Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
30 ist eine auseinandergezogene seitliche Schnittansicht der Vorrichtung von 29.
31 ist eine auseinandergezogene seitliche Aufrissansicht der Vorrichtung von 29.
32 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils von 31.
33 ist eine auseinandergezogene seitliche Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
34 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung von 33.
35 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils von 33.
36 ist eine perspektivische Ansicht des Bestandteils von 35 aus einem anderen Winkel.
37 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 33.
38 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung von 33.
39 ist eine auseinandergezogene seitliche Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
40 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung von 39.
41 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 39.
42 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Vorrichtung von 39.
43 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
44 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils von 43.
45 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, die die Bestandteile von 43 und 44 enthält.
46 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
47 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils von 46.
48 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die eine Vorrichtung zeigt, die die Bestandteile von 46 und 47 enthält.
49 ist eine seitliche Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt.
50 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils der Vorrichtung von 49.
51 ist eine perspektivische Ansicht eines Bestandteils der Vorrichtung von 49.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hauptanmeldungen
Der folgende Abschnitt ist den oben erwähnten Hauptanmeldungen entnommen.
Zum Zweck der Förderung des Verständnisses der Grundsätze der Hauptanmeldungen wird nun auf die hierin veranschaulichten Ausführungsformen Bezug genommen werden, und wird eine bestimmte Sprache verwendet werden, um diese zu beschreiben. Es wird sich dennoch verstehen, dass dadurch keine Beschränkung des Umfangs der Hauptanmeldungen beabsichtigt ist. Jegliche Veränderungen und weiteren Abwandlungen der beschriebenen Filter, Patronen, und Prozesse, und jegliche weitere Anwendungen der wie hierin beschriebenen Grund sätze der Hauptanmeldungen, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet, das die Hauptanmeldungen betreffen, normalerweise einfallen würden, sind ins Auge gefasst.
1 ist eine Querschnittansicht eines Filteraufbaus 10. der nach den Hauptanmeldungen bereitgestellt ist. 2 ist eine auseinandergezogene Querschnittansicht des gleichen Filteraufbaus 10. Der Filteraufbau 10 weist ein Gehäuse oder eine äußere Umhüllung 12 auf, das bzw. die eine Innenkammer 14 definiert. Eine Annietmutter 16 ist über einem offenen Ende 13 der Umhüllung 12 befestigt. Die Annietmutter 16 stellt mindestens einen Einlass 18, vorzugsweise mehrere Einlässe, und mindestens einen Auslass 20 bereit. In der veranschaulichten Ausführungsform weist die Annietmutter 16 mehrere Einlässe 18 auf, die einen zentral befindlichen Auslass 20 umgeben. Sowohl der Einlass (die Einlässe) 18 als auch der Auslass 20 stellen eine Fluidverbindung mit der Innenkammer 14 bereit, um zu gestatten, dass eine Flüssigkeit wie etwa ein Kraftstoff auf Basis organischer Verbindungen, ein Schmiermittel oder ein Ölfluid; oder ein Kühlmittel auf Wasserbasis in und aus der Innenkammer 14 fließt. Zusätzlich sind in der Innenkammer 14 ein Filterelement 22 und ein Gefäß oder Behälter 24 und, optional, ein Vorspannelement 26 bereitgestellt.
Das Filterelement 22 ist in einem Fluidweg zwischen der Flüssigkeit, die durch den Einlass 18 eintritt und durch den Auslass 20 austritt, angeordnet. Zusätzlich kann das Filterelement 22 die Innenkammer 14 in einen Flüssigkeitseingangsbereich 28 und einen Flüssigkeitsausgangsbereich 30 trennen. Das Filterelement 22 ist in der Form jedes beliebigen bekannten und im Handel erhältlichen Filtermaterials bereitgestellt. Beispiele für ein Material, das als Filterelement verwendet werden kann, beinhalten Papier (Zellulose), Stoff, Polyester, ein Drahtgeflecht, ein Kunststoffgeflecht, schmelzgeblasene Polymermaterialien mit Dichtegefälle, und dergleichen. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Filterelement 22 als zylinderförmige Hülse bereitgestellt, die aus einem gefalteten Bogen eines Filtermaterials gebildet ist. Die zylinderförmige Hülse definiert eine in der Mitte befindliche Achse 23. An beiden Enden der zylinderförmigen Hülse wird das Filterelement 22 mit einer ersten und einer zweiten Filterendkappe 31 und 33 in der Innenkammer 14 gehalten, um eine fluiddichte Abdichtung bereitzustellen. Folglich muss eine Flüssigkeit, die durch den Filteraufbau 10 fließt, durch den Filter 22 verlaufen, um vom Eingangsbereich 28 zum Ausgangsbereich 30 zu fließen.
Der Filteraufbau 10 kann auch einen Sensor für Wasser im Kraftstoff und/oder ein Ablassventil 35 in der äußeren Umhüllung 12 beinhalten. Man wird verstehen, dass der Filteraufbau für einige Anwendungen kein Ablassventil beinhalten muss. Doch wenn es vorhanden ist, kann das Ablassventil 35 verwendet werden, um jegliches Wasser, das sich von einer nichtwässrigen Flüssigkeit wie etwa den Kraftstoffen auf Basis organischer Verbindungen, Ölen, und Schmiermitteln getrennt hat, abzulassen. Das abgetrennte Wasser kann sich am Boden der Innenkammer 14 sammeln. Die Wassertröpfchen können zwischen der Innenwand der Umhüllung 12 und der Außenwand des Behälters 24, die sich senkrecht erstreckende Distanzstücke 37 aufweisen können, um den Behälter 24 in der Innenkammer 14 abzutrennen und zentral anzuordnen, herabfließen.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 3, die eine teilweise Vollschnittansicht des unteren Abschnitts des Filteraufbaus 10 ist, ist der Behälter 24 im Inneren der Innenkammer 14 angeordnet. Ein flüssiger Zusatz 25 kann in der Innenkammer 14 angeordnet sein. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Behälter 24 zwischen dem geschlossenen Ende 27 der äußeren Umhüllung 12 und der unteren Endkappe 32 des Filterelements 22 angeordnet. Das Vorspannelement 26, das als eine runde Feder veranschaulicht ist, spannt den Behälter 24 gegen die untere Endkappe 32 des Filterelements 22 vor und drängt folglich die Endkappe 3 des Filterelements 22 gegen die Annietmutter 16 oder eine dazwischen angeordnete Dichtung.
Der Behälter 24 weist eine Außenwand 34 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform weist die Außenwand 34 mehrere Distanzstücke 37 auf, die jeweils als eine kleine, axial ausgerichtete Rippe gestaltet sind. Die Distanzstücke 37 stellen einen Zwischenraum zwischen der Außenwand 34 des Behälters 24 und der Innenwand der Umhüllung 12 bereit, so dass abgetrenntes Wasser zwischen der Wand 34 herabfallen kann, wo ein Ablassventil 35 verwendet werden kann, um das angesammelte Wasser zu entfernen. Die Außenwand 34 definiert einen Innenbereich 40. In dieser Ausführungsform definiert der Behälter 24 konzentrisch um die Achse 23 einen zylinderförmigen Vorratsspeicher oder ein Depot. Der Behälter 24 kann als zweistückiger (oder mehrere) Aufbau(ten) bereitgestellt sein, welche Stücke über eine Verbindung verbunden sind. Die Verbindung kann wie gewünscht eine mit Klebstoff abgedichtete Schraubverbindung, eingeschnappt, ultraschallgeschweißt, oder rotationsgeschweißt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Behälter 24 als zweistückiger Aufbau mit einer rotationsgeschweißten Verbindung, die die beiden Aufbauten verbindet, bereitgestellt sein.
Der Eingangsanschluss 42 stellt eine Öffnung durch die Außenwand 34 bereit. In der gleichen Weise stellt der Ausgangsanschluss 44 ebenfalls eine Öffnung durch die Wand 34 bereit. Sowohl der Eingangsanschluss 42 als auch der Ausgangsanschluss 44 stellen einen Weg für die Flüssigkeit in der Innenkammer 14 bereit, um den Innenbereich 40 des Behälters 24 zu betreten bzw. zu verlassen. Vorzugsweise befindet sich sowohl der Eingangsanschluss 42 als auch der Ausgangsanschluss 44 in einem oberen Wandabschnitt 41 des Behälters 24.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingangsanschluss 42 als Rohr mit kleinem Durchmesser oder Kapillarrohr 48 bereitgestellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Kapillarrohr 48 eine gewünschte Länge auf, um sich in die Innenkammer 14 und neben das Filterelement 22 zu erstrecken. In dieser Ausführungsform stellt das Kapillarrohr 48 eine Fluidleitung bereit, damit Flüssigkeit im Eingangsbereich 28 in den Innenbereich 40 fließt. Vorzugsweise sind die Länge und/oder der Durchmesser des Kapillarrohrs 48 so gewählt, dass der Fluiddruck, der durch die durch den Filteraufbau 10 fließende Flüssigkeit erzeugt wird, ausgenutzt wird und ein Teil der Flüssigkeit veranlasst wird, den Innenbereich 40 mit einer gewünschten Fließgeschwindigkeit zu betreten.
In einer Ausführungsform erstreckt sich das Kapillarrohr 48 zwischen der Umhüllung 12 und dem Filterelement 22 vom Behälter 24 zum Einlass 18. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das Kapillarrohr 48 über die Länge des Filterelements 22. In anderen Ausführungsformen ist die Länge des Kapillarrohrs 48, das sich über das Äußere des Behälters 24 hinaus erstreckt, so gewählt, dass sie kleiner als oder gleich etwa drei Viertel der Länge des Filterelements ist; oder ist die Länge des Kapillarrohrs 48 so gewählt, dass sie kleiner als oder gleich etwa der Hälfte der Länge des Filterelements ist; und in noch einer anderen Ausführungsform ist die Länge des Kapillarrohrs 48 so gewählt, dass sie kleiner als oder gleich etwa einem Viertel der Länge des Filterelements ist. Das Kapillarrohrende 49 kann in einer Vielfalt von Gestaltungen einschließlich einer runden, einer ovalen, oder einer abgeflachten Gestaltung bereitgestellt sein, oder kann so gestaltet sein, dass es dem Raum zwischen dem Äußeren des Filterelements und dem Inneren des Gehäuses entspricht.
Das entgegengesetzte Ende des Kapillarrohrs 48 kann sich ebenfalls in den Innenbereich 40 erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt sich das Kapillarrohr 48 neben dem unteren Wandabschnitt oder dem Boden des Behälters 24. Das Rohr 48 kann sich im Inneren des Behälters 24 eine gewünschte Entfernung vom oberen Wandabschnitt 41 zum unteren Wandabschnitt 51 erstrecken. In einer Ausführungsform ist diese Entfernung größer als etwa die Hälfte des Abstands zwischen den Wandabschnitten 41 und 51, in anderen Ausführungsformen ist diese Entfernung größer als etwa drei Viertel dieses Abstands. Dies verhindert, dass die ankommende Flüssigkeit direkt über die Oberseite des Behälters 24 zum Ausgangsanschluss 44 fließt. Es wird bevorzugt, dass sich die ankommende Flüssigkeit ausreichend mit dem im Behälter 24 enthaltenen Zusatz vermischt. Ein Verfahren zum Fördern der angemessenen Vermischung der Flüssigkeit und des Zusatzes ist, den Zeitraum, für den die Flüssigkeit im Behälter 24 verbleibt, zu verlängern, und/oder die Entfernung, über die die ankommende Flüssigkeit im Innenbereich fließen muss, bevor sie aus dem Ausgangsanschluss 44 austritt, zu vergrößern. Es wird sich verstehen, dass sich das Kapillarrohr 48 in alternativen Ausführungsformen nicht zum Boden des Behälters 24 zu erstrecken braucht.
In der bevorzugten Ausführungsform kann der Unterschied zwischen der Dichte der Flüssigkeit und der Dichte des Zusatzes benutzt werden, um eine gleichmäßigere Abgaberate im Zeitverlauf zu erreichen (siehe nachstehend, 14). Im Allgemeinen ist der flüssige Zusatz dichter als die Flüssigkeit, die durch den Filteraufbau fließt (ungeachtet dessen, ob die Flüssigkeit auf einer organischen Verbindung oder auf Wasser basiert). Folglich neigt die gefilterte Flüssigkeit dazu, auf der Zusatzphase zu „schwimmen". Das Stutzen des Einlassrohrs in der Nähe der Oberseite des Zusatz-Gefäßes und das Verlängern des Auslasskapillarrohrs in die Nähe des Bodens des Gefäßes nutzt diese Eigenschaft aus. Während des Betriebs betritt die Flüssigkeit das Einlassgefäß, schwimmt, und bleibt (größtenteils, mit Ausnahme der langsamen Diffusion zwischen den Phasen) an der Oberseite des Gefäßes oder auf den flüssigen Zusatz geschichtet. Wenn mehr der Flüssigkeit durch das Einlassgefäß eintritt, verschiebt die eintretende Flüssigkeit den reinen Zusatz und schiebt ihn mit der beinahe vollen Konzentration aus dem Auslassrohr, was eine sehr beständige Einspritzung des aktiven Bestandteils in das System ergibt.
Der Ausgangsanschluss 44 ist in einem oberen Wandabschnitt der Außenwand 34 bereitgestellt und vom Eingangsanschluss 42 beabstandet. Darüber hinaus ist der Ausgangsanschluss 44 in der veranschaulichten Ausführungsform zentral in der Außenwand 34 angeordnet, um sich zentral in den Innenbereich 40 zu erstrecken. Es wird sich jedoch verstehen, dass der Ausgangsanschluss 44 in der Außenwand 34 wie gewünscht angeordnet sein kann, um sich in und/oder durch jeden beliebigen Abschnitt des Behälters 24 zu erstrecken. Wie in 1 veranschaulicht kann der Ausgangsanschluss 44 durch ein Kapillarrohr 54 definiert sein, das sich in den Innenbereich 40 erstreckt. Das Kapillarrohr 54 stellt eine Leitung zwischen dem Innenbereich 40 und der Innenkammer 14 bereit.
In einer Ausführungsform stellt das Kapillarrohr 54 eine Fluidverbindung zwischen der Flüssigkeit und einem Zusatz bereit, der sich anfänglich im Innenbereich 40 und im Eingangsbereich 28 befindet. Vom Eingangsbereich 28 kann die Flüssigkeit dann durch das Filterelement 22 und in den Ausgangsbereich 30 fließen. Von dort kann die Flüssigkeit dann durch den Auslass 20 und in das System – entweder ein Umlauf-Kraftstoff-, Kühlmittel-, Öl- oder Schmiermittelsystem oder ein Einfachdurchgang-Kraftstoffsystem – fließen.
In einer alternativen Ausführungsform (siehe 14) stellt das Kapillarrohr 54 einen Ausgang für die Flüssigkeit und den Zusatz im Innenbereich 40 bereit, um zum Ausgangsbereich 30 zu fließen. In dieser Ausführungsform stellt das Kapillarrohr 54 eine direkte Fluidverbindung für eine Flüssigkeit und/oder ein Zusatz-Gemisch im Innenbereich 40 und im Ausgangsbereich 30, und letztendlich zum Auslass 20, bereit. Folglich können die Flüssigkeit und der Zusatz im Innenbereich 40 in dieser Ausführungsform das Filterelement 22 umgehen. Diese Ausführungsform würde einen Druck mit hohem Gefälle bereitstellen, da die Beschränkung des Filterelements nun dem dynamischen Druckgradienten (Pdyn) hinzugefügt wird. Diese Ausführungsform kann besondere Vorteile bereitstellen, zum Beispiel, um einen sehr viskosen Zusatz in das System einzuspritzen. Falls gewünscht, kann ein kleines Filtermedium wie etwa ein gesinterter poröser Stopfen, ein Drahtmaschensieb, oder dergleichen, am Auslassrohr aufgenommen sein, um zu verhindern, dass jegliche großen Teilchen, die den Filter umgangen haben, einen Schaden an stromabwärts befindlichen Bestandteilen verursachen. Das Filtermedium kann sich an beiden Seiten des Auslassrohrs befinden.
Optional können der Einlassanschluss 42 und/oder der Auslassanschluss 44 mit einer löslichen Abdichtung 43 bzw. 45 abgedichtet sein. Dies gestattet, dass der Filteraufbau 10 lagerstabil ist, und dies kann insbesondere einen Verlust der Aktivität und/oder des Volumens des Zusatzes im Behälter 24 verhindern. Bei Verwendung löst eine Flüssigkeit, die durch den Filteraufbau 10 fließt, das Abdichtungsmaterial, wodurch gestattet wird, dass die Flüssigkeit den Innenbereich 40 betritt und sich mit dem Zusatz darin vermischt. Alternativ kann die lösliche Abdichtung aus einem Material mit niedrigem Schmelzpunkt bestehen, das schmilzt, wenn es den normalen Betriebstemperaturen des Kraftstoffs, der durch den Filter fließt, ausgesetzt ist.
In einer Ausführungsform besteht die lösliche Abdichtung, wenn die Flüssigkeit ein Fluid auf Basis organischer Verbindungen wie etwa ein Kraftstoff, Öl, oder ein Schmiermittel ist, aus einem Material wie etwa einem Wachs, das in organischen Lösemitteln löslich ist.
Optional kann im Filteraufbau 10 ein gesonderter zweiter Behälter beinhaltet sein, der als Vorlade-Vorratsspeicher 56 veranschaulicht ist. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Vorlade-Vorratsspeicher 56 im oder am Behälter 24 angeordnet. Der Vorlade-Vorratsspeicher 56 ist vom Innenbereich 40 (und vom darin befindlichen flüssigen Zusatz 25) durch eine Trennwand 57 getrennt, die der obere Wandabschnitt des Behälters 24 sein kann. Ein Ende 58 des Vorratsspeichers 56 kann offen sein, oder das Ende 58 kann alternativ mit Maschen oder einem anderen porösen Aufbau bedeckt sein. Ein Zusatz 59 kann im Vorlade-Vorratsspeicher 56 angeordnet sein und zur sofortigen Abgabe in die Flüssigkeit, die durch den Filteraufbau 10 fließt, verfügbar sein. Der Zusatz 59 kann der gleiche wie der Zusatz 25 sein oder sich davon unterscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zusatz 59 im Vorlade-Vorratsspeicher ein festes oder halbfestes Material, das sich in die Flüssigkeit, die durch den Filteraufbau fließt, verteilt oder zerstreut.
Der flüssige Zusatz 25 kann aus jeder beliebigen und kommerziell nützlichen Zusammensetzung gewählt werden, die der besonderen Flüssigkeit, die gefiltert wird, nützliche Eigenschaften bereitstellen kann. Beim Zusatz kann es sich um eine Flüssigkeit bei Umgebungstemperatur oder einen festen Bestandteil, der in einen geeigneten Lösemittel gelöst wurde, handeln. Beispiele für geeignete Kraftstoffzusätze zur Verwendung in den Hauptanmeldungen sind jedoch nicht auf Schmierfähigkeitshilfsmittel, Zündungsbeschleuniger und dergleichen beschränkt. Bestimmte Beispiele für Schmierfähigkeitshilfsmittel beinhalten Alkohole, Monohydroxyalkanole wie etwa gesättigte aliphatische monohydrische Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, Isobutanol, Amylalkohol und Isoamylalkohol; Monocarbonsäuren, entweder gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren wie etwa Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecensäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Myristinsäure, Stearinsäure, Linolsäure, Hypohuminsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Erucasäure, Brassidinsäure; Organonitrate wie etwa Methylnitrat, Etylnitrat, n-Propylnitrat, Isopropylnitrat, Allylnitrat, n-Butylnitrat, Isobutylnitrat, sec-Butylnitrat, tert-Butylnitrat, n-Amylnitrat, Isoamylnitrat, 2-Amylnitrat, 3-Amylnitrat, tert-Amylnitrat, n-Hexylnitrat, 2-Ethylhexylnitrat, n-Heptylnitrat, sec-Heptylnitrat, n-Octylnitrat, sec-Octylnitat, n-Nonylnitrat, n-Decylnitrat, Cyclopentylnitrat, Cylcohexylnitrat, Methylcyclohexylnitrat, Isopropylcyclohexylnitrat und dergleichen. Beispiele für diese Kraftstoffzusätze können in den US-Patentschriften Nr. 4,248,182 , 5,484,462 , 5,490,864 , und 6,051,039 gefunden werden, wovon jede hiermit durch Nennung zur Gänze aufgenommen ist. Darüber hinaus sollte sich verstehen, dass der Ausdruck „Kraftstoff", wie er hierin verwendet wird, Diesel, Biodiesel, Benzin, Kerosin, Alkohol oder andere Erdöldestillate beinhaltet. Folglich kann der Zusatz so gewählt werden, dass er jeder beliebigen dieser verschiedenen Kraftstoffzusammensetzungen einen Nutzen bereitstellt.
Zusätzlich können die wie hierin beschriebenen Filteraufbauten mit Kraftstoffversorgungssystemen für Verbrennungsmotoren, einschließlich sowohl Diesel- als auch Benzinmotoren, und/oder für jede beliebige andere Kraftstoffspeicher- und -versorgungsvorrichtung oder jedes beliebige andere derartige System, die bzw. das direkt mit einem Verbrennungsmotor verbunden sein kann oder nicht sein muss, verwendet werden.
Die Zusätze für Kühlmittel, Schmiermittel, Hydraulikfluida, und Öl können auch entweder im Innenbereich 40 und/oder im Vorlade-Vorratsspeicher 56 enthalten sein.
Beispiele für wässrige Kühlmittelzusätze, die in den Hauptanmeldungen verwendet werden können, beinhalten, ohne Beschränkung, eines oder mehrere der folgenden: Antikorrosionszusätze wie etwa neutralisierte Dicarbonsäuren, Mercaptobenzothiazol, Benzotriazol, Tolyltriazol, und Salze von Molybdat, Nitrit, Nitrat und Silikat (vorzugsweise mit Ammonium, Tetraalkylammonium, oder Alkalimetall als Gegenion); und Puffermittel, die aus allen beliebigen bekannten oder gebräuchlich verwendeten Puffermitteln gewählt werden können, wie etwa Boratsalze und Phosphatsalze; wie auch eine Vielfalt von anderen Zusätzen einschließlich Entschäumungsmitteln, Kesselsteinverhinderern, oberflächenaktiven Mitteln. Reinigungsmitteln und Farbstoffen. Beispiele für Entschäumungsmittel beinhalten Komponenten (allein oder in Kombination) wie etwa Silizium-Entschiumungsmittel, Alkohole wie etwa polyethoxyliertes Glykol, polypropoxyliertes Glykol oder Acetylenglykol. Beispiele für Kesselsteinverhinderer beinhalten Komponenten, entweder allein oder in Kombination, wie etwa, zum Beispiel, Phosphatester, Phosphinocarboxylat, Polyacrylate, Polymethacrylat, Styrol-Maleinsäureanhydrid, Sulfonate, Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Acrylat-Sulfonat-Copolymer und dergleichen. Oberflächenaktive Mittel zur Verwendung in diesen Hauptanmeldungen beinhalten, zum Beispiel, entweder allein oder in Kombination, Alkylsulfonate, Acrylsulfonate, Phosphatester, Sulfosuccinat, Acetylenglykol, und ethoxylierte Alkohole. Reinigungsmittel beinhalten nichtionische und/oder anionische Komponenten wie etwa, zum Beispiel. Phosphatester-Reinigungsmittel, Natriumalkylsulfonate, Natriumarylsulfonate, Natriumalkylarylsulfonate, lineare Alkylbenzensulfonate, Alkylphenole, ethoxylierte Alkohole, Carbonsäureester, und dergleichen. Beispiele der Kühlmittelzusätze sind in der US-Patentschrift Nr. 4,717,495 , der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 20030042208, und den anhängigen US-Patentanmeldungen Nr. 09/611,332 und 09/611,413, die beide am 6. Juli 2000 eingereicht wurden, besprochen, wobei alle davon hiermit durch Nennung aufgenommen werden.
Zusätze für Schmiermittel und Öle sind in WO 03/018163 , die hiermit durch Nennung aufgenommen wird, besprochen. Beispiele beinhalten, jedoch ohne Beschränkung darauf, einen oder mehrere Viskositätsindexverbesserer, Antioxidationsmittel (auch als Oxidationsverhinderer bekannt), Antiabnutzungsmittel; und Reinigungsmittel. Spezifische Beispiele beinhalten: Reinigungsmittel, wie etwa Natrium-, Barium-, Calcium- oder Magnesiumsalze von Salicylatestern, Sulfonaten, Phosphonaten, Phenaten, Thiophosphonaten; Alkoxide oder Carboxylate; Dispergiermittel, wie etwa langkettige und/oder hochmolekulargewichtige aschelose organische Moleküle wie etwa N-substituierte Alkenylsuccinimide, -ester und -polyester, Amin- und Polyaminsalze von organischen Säuren, Mahnich-Basen, die von alkylierten Phenolen stammen, Copolymere von Methacrylaten oder Acrylaten, Ethylen-, Propylen-Copolymere, die polare Gruppen oder Vinylacetatfumarsäureester-Copolymere enthalten; Antioxidationsmittel, wie etwa Zinkdialkyl- oder – diaryldithiophosphate, Phenolverbindungen, organische Phosphite, Metalldithiocarbamate, geschwefelte Olefine, gehinderte oder aromatische Amine, organische Selenide, phosphorisierte oder geschwefelte Terpene; Korrosionsverhinderer, wie etwa Zinkdithiophosphate, organische Phosphate, Metalldithiocarbamate, phosphorisierte oder geschwefelte Terpene, geschwefelte Olefine, aromatische Stickstoffverbindungen, Sulfonate, Alkenylbernsteinsäure, propoxylierte oder ethoxylierte Alkylphenole, substituierte Imidazole, Barium-, Calcium- oder Magnesiumsalze von Oxiden oder Carbonaten; Antiabnutzungszusätze, wie etwa Zink-, Calcium-, Magnesium-, Nickel-, Cadmium- oder Tetralkylammoniumsalze von Dithiophosphorsäure, verschiedenste Molybdenschwefelverbindungen, organische Phosphite, geschwefelte Olefine, verschiedenste Triazole, Fettsäurederivate, Dicarbamatderivate, und Alkaliverbindungen als Säureneutralisatoren; Viskositätsindexverbesserer, wie etwa Polymere mit hohem Molekulargewicht, zum Beispiel Olefin-Copolymere, Ethylen-Propylen-Copolymere, und Polyisobutylene, verschiedenste Styrol-Copolymere, zum Beispiel Styrol und Butadien oder Isopren; Fließpunkterniedriger, wie etwa alkyliertes Naphthalen, Polymethacrylate, vernetzte alkylierte Phenole, Vinylacetat, Fumarsäureester-Copolymere, Alkylfumarat, Vinylester-Copolymere, Styrolester-Copolymere, derivatisierte Methacrylat/Acrylat-Copolymere, Olefin-Copolymere, alkyliertes Polystyrol; Antischäumungsmittel, wie etwa Silikone, Polyether; Emulgiermittel, wie etwa Metallsalze von Carbonsäuren, um einige wenige Beispiele zu nennen.
In Verwendung fließt die zu filternde Flüssigkeit durch einen oder mehrere der Einlässe 18 in der Annietmutter 16, und von dort in die Innenkammer 14. In der veranschaulichten Ausführungsform fließt eine Flüssigkeit in der durch die Einströmpfeile 60 angegebenen Richtung in den Eingangsbereich 28. Es wurde beobachtet, dass die Flüssigkeit, die durch einen Filter wie etwa den in 1 bis 3 veranschaulichten Filteraufbau 10 fließt, in der Innenkammer einen dynamischen Fluiddruckgradienten zeigt.
4 ist ein Diagramm, das den dynamischen Fluiddruck veranschaulicht, der durch ein Rechenfluiddynamik(CFD)modell bei unterschiedlichen axialen Positionen in einen Filter vorhergesagt wird [alle Punkte sind an einer radialen Position in der Mitte eines Zwischenraums zwischen der Filterummantelung ID (12) und der Filterelementfalte OD (22) genommen]. Das Diagramm gibt an, dass der dynamische Fluiddruck nahe der Oberseite der Filterelementendkappe 31, wo die axiale Geschwindigkeit am höchsten ist, am größten ist. Der dynamische Druck unter der oberen Endkappe beginnt abzunehmen, da die axiale Geschwindigkeit abnimmt, während das Fluid durch den Filter einwärts getragen wird. Die y-Achse im Diagramm ist der CFD-vorhergesagte dynamische Fluiddruck in Kpa. Die x-Achse entspricht der in Bezug auf das Filterelement gemessenen axialen Position im Filter, an der der dynamische Fluiddruck mittels CFD gemeldet wurde. Im Diagramm, das in 4 veranschaulicht ist, befindet sich die untere Endkappe des Filterelements bei 0,1 m und die Oberseite bei ~0,225 m. Der absolute Wert des dynamischen Fluiddrucks im Filter kann abhängig von einer Vielfalt von Faktoren, die die Fließgeschwindigkeit im Zwischenraum zwischen dem Filter und dem Gehäuse beeinflussen, schwanken, einschließlich der Gesamtlänge des Filtergehäuses und/oder des Filterelements, der Größe des Zwischenraums (des Ringraumbereichs) zwischen dem Filterelement und der Gehäuseummantelung, der Gesamtlänge des Filtergehäuses und/oder des Filterelements, der Gestaltung des Filterelements (Anzahl der Falten, Außendurchmesser der Falten, Innendurchmesser der Falten, Mediendicke), der Fließgeschwindigkeit oder des Volumens des Flusses durch die Filterumhüllung und/oder das Filterelement, und der Dichte der fließenden Flüssigkeit. Der dynamische Druck, Pdyn, kann nach Gleichung 1 berechnet werden: Pdyn = 1/2 × Dichte × Geschwindigkeit2 (1)wobei die Dichte die Flüssigkeitsdichte ist, und die Geschwindigkeit die Geschwindigkeit der durch den Filter fließenden Flüssigkeit ist.
Die Hauptanmeldungen nutzen diese Beobachtung, indem sie den Eingangsanschluss 42 dort anordnen, wo sich Pdyn bei einem verhältnismäßig hohen Druck befindet, und den Ausgangsanschluss 44 in einem Bereich in der Innenkammer anordnen, der einen niedrigeren Fluiddruck zeigt. Da der Eingangsanschluss rechtwinkelig mit der Richtung des Flusses ausgerichtet ist (wie ein Pitotrohr), bildet sich vor dem Rohr eine Stagnationszone, die verursacht, dass der dynamische Druck in einen statischen Druck umgewandelt wird, der eingespannt wird, um den Fluss langsam in das Rohr und durch das Gefäß zu treiben.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Eingangsanschluss 42 durch das offene Ende des Kapillarrohrs 48 definiert. Das Kapillarrohr 48 erstreckt sich vom Innenbereich 40 durch die Wand 34 und zwischen dem Filterelement 22 und der Innenwand der äußeren Umhüllung 12 aufwärts. Das Anordnen des Eingangsanschlusses 42 am Endpunkt des Kapillarrohrs 48 in einen Bereich mit einem verhältnismäßig hohen Fluiddruck verursacht, dass die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsfilter fließt, um den Innenbereich 40 zu betreten. Im Innenbereich 40 kann sich die Flüssigkeit mit dem flüssigen Zusatz vermischen. Danach kann das Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz durch den Ausgangsanschluss 44 austreten.
In einer Ausführungsform gestattet der Ausgangsanschluss 44 wie oben erwähnt, dass das Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz erneut den Eingangsbereich 28 betritt, wenn auch in einem Bereich, in dem der dynamische Fluiddruck niedriger als der Druck im Bereich neben dem Eingang 42 zum Kapillarrohr 48 ist. In dieser Ausführungsform fließt das Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz vom Innenbereich 40 durch das Filterelement 22, bevor es den Filteraufbau durch den Auslass 20 verlässt.
In einer alternativen Ausführungsform stellt der Ausgangsanschluss 44 eine direkte Fluidverbindung zwischen dem Innenbereich 40 und dem Ausgangsbereich 30 bereit. Dies gestattet, dass das Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz vom Innenbereich 40 in den Ausgangsbereich 30 austritt und von dort mit dem Hauptteil der Flüssigkeit im Ausgangsbereich 30 in die Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) gemischt wird, ohne durch das Filterelement 22 zu verlaufen. In dieser Ausführungsform kann, wie oben erwähnt, ein gesondertes Filterelement in den Ausganganschluss 44 aufgenommen werden, falls dies gewünscht ist.
Das Bereitstellen des Eingangsanschlusses 42 in einem Bereich mit einem verhältnismäßig hohen Fluiddruck und das Anordnen des Ausgangsanschlusses 44 in einem Bereich mit einem niedrigeren Fluiddruck stellt wesentliche Vorteile für das Hinzufügen von Zusätzen zu einer fließenden Flüssigkeit bereit. Die Abgaberate eines flüssigen Zusatzes im Behälter 24 kann wie beschrieben maßgeschneidert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform bleibt die gewünschte Abgaberate über einen langen Zeitraum verhältnismäßig konstant. Diese Wirkung kann durch Verändern der anfänglichen Viskosität des flüssigen Zusatzes im Behälter 24 abgeändert werden. Wenn die anfängliche Viskosität des flüssigen Zusatzes zum Beispiel wesentlich höher als jene der durch den Filteraufbau 10 fließenden Flüssigkeit ist, beginnt die anfängliche Viskosität des Gemischs aus der Flüssigkeit und dem Zusatz langsam abzunehmen, während sich die Flüssigkeit mit dem Zusatz im Inneren des Behälters 24 zu vermischen beginnt und diesen verdünnt. Die hohe Viskosität behindert durch die steuernde Beschränkung, die durch das Auslasskapillarrohr bereitgestellt wird, eine rasche anfängliche Abgabe des Zusatzes vom Behälter 24. Das Einlasskapillarrohr kann ebenfalls eine Beschränkung aufweisen, doch da die Flüssigkeitsviskosität viel niedriger als jene des Zusatzes ist und das Einlassrohr nur mit der Flüssigkeit gefüllt ist, steuert größtenteils die Auslasskapillarbeschränkung die Fließgeschwindigkeit, die sich aus dem festen Gradientendruck ergibt, bzw. legt sie größtenteils diese Fließgeschwindigkeit fest. Doch im Lauf der Zeit nimmt die relative Menge der Flüssigkeit im Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz im Behälter 24 zu. Während die relative Menge des Flüssigkeitsbestandteils im Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz zunimmt, nimmt die Viskosität des sich ergebenden Gemischs aus der Flüssigkeit und dem Zusatz ab. Die sich ergebende Abnahme der Viskosität verursacht, dass die Auslasskapillarrohrbeschränkung abnimmt, was zu einem entsprechenden Anstieg der Fließgeschwindigkeit (des verdünnten Kraftstoff/Zusatz-Gemischs) führt, und deshalb eine stabilere Abgabe des tatsächlichen aktiven Bestandteils (des Zusatzes) ergibt. Bei einem gegebenen Druckgradienten kann die Fließgeschwindigkeit durch das Zusatz-Gefäß, das zwei Kapillarrohre in Reihe (einen Einlass und einen Auslass) aufweist, bei einer unterschiedlichen Viskosität in jedem Rohr (und ohne Berücksichtigung eines jeglichen Beitrags des durch das Gefäß gebotenen viskosen Zugs) nach der folgenden Gleichung 2 modelliert werden:
wobei Q = Fließgeschwindigkeit, P = Druckgefälle, D₁ = Einlassrohrdurchmesser, D₂ = Auslassrolvdurchmesser, μ₂ = Viskosität des Zusatzes, L₂ = Auslassrohrlänge, L₁ = Einlassrohrlänge, und μ₁ = liquid Viskosität der Flüssigkeit. Nach Gleichung 2 kann die gewünschte Fließgeschwindigkeit leicht durch Verändern der Rohrgeometrien – besonders der Rohrdurchmesser D₁ und D₂ – reguliert werden, da sich der Fluss umgekehrt zu den Rohrdurchmessern hoch Vier verändert. In Verwendung wird die Viskosität des Zusatzes μ₂ langsam abnehmen und die Geschwindigkeit zunehmen. Diese Wirkung wird ausgeprägter sein, wenn das Auslassrohr dem Fluss die größte Beschränkung bereitstellt, zum Beispiel, wenn D₁ klein wäre. Es wurde bestimmt, dass es typisch ist, über die Lebensdauer des Filter/Zusatz-Gefäßes eine dreifache Zunahme des Flusses zu erreichen, wenn mit einem zehnfachen Zusatz/Flüssigkeits-Viskositätsverhältnis gearbeitet wird. Diese dreifache Zunahme des Flusses hilft, der abnehmenden Abgaberate des aktiven Bestandteils durch die exponentiell verfallende Konzentration des aktiven Bestandteils im Gefäß entgegenzuwirken.
5 und 6 sind Diagramme, die diese Wirkung für zwei Fälle veranschaulichen, in denen alle anderen Faktoren einschließlich des Zusatz-Gefäßvolumens und des gesamten Zusatzes, der in einem Zeitraum von 300 Stunden abgegeben wird, gleich sind. Nur der Einlassrohrdurchmesser wird reguliert, um die richtige gesamte Abgabe des Zusatzes zu erreichen. Das erste Diagramm in 5 zeigt, wie die Fließgeschwindigkeit für den Fall eines Gefäßes, dem ein Auslasskapillarrohr fehlt, konstant ist (da der Einlassdruck konstant ist und die Viskosität im Einlassrohr konstant ist). Wenn dem Auslass des Behälters ein Kapillarrohr hinzugefügt wird, wird die anfängliche Fließgeschwindigkeit verringert – doch hat die letzte Fließgeschwindigkeit aufgrund der abnehmenden Viskosität beinahe auf das Dreifache zugenommen.
Das in 6 veranschaulichte Diagramm zeigt die Einspritzgeschwindigkeit des „aktiven Bestandteils" oder des Zusatzes für die gleichen beiden Fälle. Wenn der Behälter keinen Kapillarrohrauslass aufweist, wird ein exponentieller Verfall (in diesem Fall eine Abnahme von etwa 80%) der Abgaberate des Zusatzes erwartet. Wenn der Behälter einen Kapillarrohrauslass aufweist, ist die Einspritzgeschwindigkeitskurve aufgrund der ansteigenden Fließgeschwindigkeit, die die abnehmende Zusatz-Konzentration des verdünnten Gefäßgemischs aufwiegt, deutlich abgeflacht (eine Abnahme der Abgaberate des Zusatzes von –50%). Für beide Fälle ist die gesamte Menge des Zusatzes, die im Zeitraum von 300 Stunden abgegeben wird, etwa gleich. Doch der Fall, bei dem der Behälter ein Kapillarauslassrohr aufweist, stellt eine konstantere Abgaberate im Zeitverlauf bereit. Dies kann sich in einen besseren Schutz für das Kraftstoffsystem übertragen.
Zusätzlich kann die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit den Behälter 24 betritt, verändert werden. Das Erhöhen des Druckdifferentials zwischen dem Eingangsanschluss 42 und dem Ausgangsanschluss 44 wird ein schnelleres Einströmen und Ausströmen des Gemischs aus der Flüssigkeit und dem Zusatz vom Innenbereich 40 des Behälters 24 verursachen. Das Verlängern des Endes 49 des Kapillarrohrs 48 näher zum Einlass 18 kann den dynamischen Druck erhöhen. In der gleichen Weise kann das Endenlassen des Endes 55 des Kapillarrohrs 54 in einem Bereich mit einem niedrigeren Druck wie etwa dem Bereich nächst dem Ausgangsbereich 30 den dynamischen Fluiddruck am Ausgangsanschluss 44 verringern.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verändern der Gestaltung und/oder der Größe des Kapillarrohrs 48 und/oder des Kapillarrohrs 54 den Druckunterschied zwischen dem Fluid, das den Behälter 24 betritt und verlässt, verändern. Zum Beispiel kann der Durchmesser eines oder beider Kapillarrohre 48 und 54 verändert werden.
Umgekehrt sorgt das derartige Anordnen des Eingangsanschlusses 42 und des Ausgangsanschlusses 44, dass das relative Druckdifferential zwischen den beiden klein ist, für eine langsame Fließgeschwindigkeit durch den Behälter 24.
7 ist eine teilweise Vollschnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Filteraufbaus 70 nach den Hauptanmeldungen. Der Filteraufbau 70 ist ähnlich wie der Filteraufbau 10 gebildet. Folglich werden gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Bestandteile zu bezeichnen.
Der Filteraufbau 70 weist eine äußere Umhüllung 12 auf, die eine Innenkammer 14 definiert. In der Innenkammer sind ein Filterelement 22 und ein Behälter 72 bereitgestellt. Der Behälter 72 stellt einen Vorratsspeicher für einen flüssigen Kraftstoffzusatz 74 bereit. Der Behälter 72 weist eine Außenwand 76, einen Eingangsanschluss 78, und einen Ausgangsanschluss 80 auf. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Eingangsanschluss 78 im Wesentlichen so bereitgestellt, wie für den Eingangsanschluss 42 beschrieben wurde, und kann er ein Kapillarrohr 82 beinhalten. Eine Öffnung 84 definiert den Ausgangsanschluss 80. Die Öffnung 84 kann als eine Öffnung mit einem im Wesentlichen kleinen Durchmesser oder eine Öffnung mit Kapillargröße bereitgestellt sein. Die Öffnung 84 stellt eine direkte Fluidverbindung zwischen der Innenkammer 14 und dem Innenbereich 73 bereit. In einer Ausführungsform kann sich die Öffnung 84 direkt in den Eingangsbereich 28 öffnen, indem die Öffnung 84 in einem Abschnitt der Außenwand neben dem Eingangsbereich 28, wie etwa an einer Position, die jener des Kapillarrohrs 82 diametral gegenüberliegt, angeordnet wird. Alternativ kann sich die Öffnung 84 durch Anordnen der Öffnung 84 neben dem Ausgangsbereich direkt in den Ausgangsbereich 30 öffnen.
8 ist eine teilweise Ansicht mit weggeschnittenen Abschnitten noch einer anderen alternativen Ausführungsform eines Filteraufbaus 90 nach den Hauptanmeldungen. Der Filteraufbau 90 ist ähnlich wie der Filteraufbau 70 und der Filteraufbau 10 bereitgestellt. Folglich werden gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Bestanteile zu bezeichnen. Der Filteraufbau 90 weist einen Behälter 92 auf, der in der Innenkammer 14 angeordnet ist. Der Behälter 92 weist eine Außenwand 94 auf, die einen Innenbereich 96 definiert. Ein Eingangsanschluss 98 und ein Ausgangsanschluss 100 erstrecken sich durch die Außenwand 94. Der Eingangsanschluss 98 kann im Wesentlichen wie oben für den Eingangsanschluss 42 einschließlich des Kapillarrohrs 48 und/oder den Eingangsanschluss 78 (und das Kapillarrohr 82) beschrieben bereitgestellt sein, und der Ausgangsanschluss 100 kann im Wesentlichen so bereitgestellt sein, wie für den Ausgangsanschluss 44 einschließlich des Kapillarrohrs 54 und/oder den Ausgangsanschluss 80 beschrieben wurde.
Der Behälter 92 weist auch eine oder mehrere innere Trennwände 102 auf, die einen Fluidweg oder -kanal 104 definieren, der durch den Innenbereich 96 verläuft.
9 ist eine Schnittansicht des in 9 veranschaulichten Behälters entlang der Schnittlinie 9-9. In der Darstellung ist ersichtlich. dass der Behälter 92 einen Trennwand 102 enthält, die im Wesentlichen als eine spiralförmige Wand 106 bereitgestellt ist, welche einen gekrümmten Weg 108 definiert, der durch den Innenbereich 96 verläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennwand 102 als fester Abschnitt oder Wandabschnitt bereitgestellt, der sich über die gesamte Tiefe des Behälters 92, d. h., von der oberen Fläche 110 zur unteren Fläche, erstreckt. In anderen Ausführungsformen muss sich die Trennwand 102 nicht über die gesamte Tiefe des Behälters 92 erstrecken, sondern kann sie entweder an der oberen Fläche 110 oder an der unteren Fläche 112 angebracht sein, oder kann sie sogar als ein nicht angebrachter Einsatz ins Innere des Behälters 92 ausgeführt sein. In noch anderen Ausführungsformen muss die Trennwand 102 keine feste Wand oder kein unperforierter Aufbau sein, sondern kann sie hindurchführende Öffnungen aufweisen.
In der veranschaulichten Ausführungsform tritt die Flüssigkeit durch den Anschluss 98 ein und vermischt sich mit dem flüssigen Zusatz, der im Behälter 92 enthalten ist. Folglich muss das Gemisch aus der Flüssigkeit und dem Zusatz seinen Weg durch den Kanal 104, der durch die Trennwand 102 definiert ist, durchlaufen, bevor das Gemisch durch den Anschluss 100 austreten kann.
10 ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus 114 nach den Hauptanmeldungen. Der Filteraufbau 114 ist ähnlich wie die Filteraufbauten 90, 70, und 10 gestaltet; folglich werden die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um auf die gleichen Bestandteile zu verweisen. Der Filteraufbau 114 weist einen Behälter 115 auf, der einen Innenbereich 40 für einen Zusatz definiert.
Der Behälter 115 beinhaltet ein erstes Kapillarrohr 116, das einen Einlass definiert, und einen Auslass 122, der direkt stromabwärts (oder an der gefilterten Seite) des Filterelements eine Öffnung bereitstellt. Der Auslass 122 weist ein Kapillarrohr 123 auf, das sich durch einen zweiten Vorratsspeicher 127 aufwärts erstreckt. Folglich kann das Kapillarrohr 123 einen Damm bereitstellen, um eine versehentliche Einbringung eines zweiten Zusatzes vom zweiten Behälter 127 in den Behälter 115 zu verhindern. In einer Ausführungsform ist das Kapillarrohr 123 direkt in den oberen Wandabschnitt 129 des ersten Behälters 115 geformt.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 11 ist ersichtlich, dass sich das erste Kapillarrohr 116 nächst dem Innenwandabschnitt 118 des Behälters 115 befindet. In dieser Ausführungsform befindet sich der Auslass 122 zentral im oberen Wandabschnitt 129 des Behälters 115 und daher radial vom ersten Kapillarrohr 116 beabstandet.
12 und 13 veranschaulichen eine Ausführungsform einer austauschbaren Patrone 126 zur Verwendung in den Hauptanmeldungen. Die austauschbare Patrone 126 kann im Wesentlichen so gestaltet sein, wie für die Behälter 115, 92, 72, und/oder 24 beschrieben wurde. Folglich werden die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Bestandteile zu bezeichnen. Die austauschbare Patrone 126 weist eine Außenwand 34 mit einem Eingangsanschluss 42 und einem Ausgangsanschluss 44 auf. Die austauschbare Patrone 126 stellt den zusätzlichen Vorteil bereit, dass sie leicht in bestehenden Filtern angeordnet werden kann und/oder ausgetauscht werden kann, wenn der in der Innenkammer enthaltene Zusatz aufgebraucht wurde. In der veranschaulichten Ausführungsform weist die Patrone 126 keinerlei Einsätze auf, um den Fluss hindurch zu lenken. Man wird jedoch verstehen, dass beliebige der oben beschriebenen Einsätze wie gewünscht im Inneren des Behälters 126 enthalten sein können. Diese Aufbauten sollen im Umfang der Hauptanmeldungen enthalten sein.
14 ist eine Querschnittansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus 130, der nach den Hauptanmeldungen angefertigt ist. Der Filteraufbau 130 ist im Wesentlichen so gestaltet, wie für die Filteraufbauten 10, 70, und 90 beschrieben wurde. Folglich werden die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Bestandteile zu bezeichnen. Der Filteraufbau 130 weist einen Behälter 134 auf, der axial von einem Filterelement 132 in der Innenkammer 133 beabstandet ist. In dieser Ausführungsform kann beobachtet werden, dass der Behälter 134 im Wesentlichen wie oben für jeden beliebigen der Behälter 24, 72, 92, und 126 beschrieben gestaltet sein kann. Der Behälter 134 kann eine austauschbare Patrone sein und/oder Flußlenkkanäle beinhalten, falls dies gewünscht ist. Der Behälter 134 kann durch Trennen des unteren Gehäuses 138 von einem oberen Gehäuse oder einer Annietmutter 140 aus dem Innenbereich entnommen werden. Nachdem das untere Gehäuse 138 vom oberen Gehäuse 140 getrennt wurde, kann entweder eines oder beide aus dem Filterelement 132 und/oder dem Behälter 134 ausgetauscht und/oder instandgesetzt werden. Zum Beispiel kann der Behälter 134 durch einen neuen Behälter oder eine neue Patrone, der bzw. die mit einem Zusatz gefüllt ist, ersetzt werden. Alternativ kann der bestehende Behälter 134 mit einer neuen Ladung eines Zusatzes aufgefüllt werden.
Das Kapillarrohr 136 definiert einen Einlass in den Innenbereich 138 des Behälters 134. Es kann beobachtet werden, dass sich das Kapillarrohr 136 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Filterelements 132 erstreckt. Das Kapillarrohr 136 erstreckt sich jedoch nur für eine kurze Strecke durch den oberen Wandabschnitt in den Behälter 134. Der Endpunkt des Kapillarrohrs 136 kann wie oben besprochen eines oder mehrere aus einer Abdichtung (wie etwa einer Abdichtung, die in der Flüssigkeit, die durch den Filter fließt, löslich ist), einem Filterelement, oder einer porösen oder anderen Maschenabdeckung aufweisen.
Das Kapillarrohr 140 definiert einen Auslassanschluss 142 vom Behälter 134. Das Kapillarrohr 140 erstreckt sich in den Ausgangsbereich 130 hinauf. Optional kann das Kapillarrohr 140 über einem Endpunkt auch eines oder mehrere aus einer Abdichtung, wie etwa einer löslichen Abdichtung, einem Filterelement, oder einer porösen oder anderen Maschenabdeckung 141 aufweisen. Das entgegengesetzte Ende des Kapillarrohrs 140 erstreckt sich beinahe zum unteren Wandabschnitt oder Boden des Behälters 134.
In dieser Ausführungsform betritt die Flüssigkeit den Behälter 134 durch das Kapillarrohr 140. Da die Flüssigkeit typischerweise weniger dicht als der Zusatz im Behälter 134 ist, wird sich die Flüssigkeit zuerst auf den Zusatz schichten und im Wesentlichen reinen Zusatz durch das Kapillarrohr 140 heraus und in den Teil der Flüssigkeit drängen, der durch den Ausgangsbereich 30 fließt.
In der bevorzugten Ausführungsform kann der Unterschied zwischen der Dichte der Flüssigkeit und der Dichte des Zusatzes benutzt werden, um eine gleichmäßigere Abgaberate im Zeitverlauf zu erzielen. Da die Flüssigkeit weniger dicht als der flüssige Zusatz ist, neigt die Flüssigkeit dazu, auf der Zusatzphase zu „schwimmen", und ist das Einlassrohr nahe der Oberseite des Zusatz-Gefäßes gestutzt, während sich das Auslasskapillarrohr bis nahe an den Boden des Gefäßes erstreckt. Während des Betriebs, während die Flüssigkeit das Einlassgefäß betritt und (mit Ausnahme der langsamen Diffusion zwischen den Phasen) an der Oberseite des Gefäßes „schwimmt" und verbleibt, ergibt das Verdrängen des reinen Zusatzes und sein Ausstoßen aus dem Auslassrohr in beinahe voller Konzentration eine sehr beständige Einspritzung des aktiven Bestandteils in das System.
15 ist noch eine andere Ausführungsform eines Filteraufbaus 150. Der Filteraufbau 150 kann im Wesentlichen so bereitgestellt werden, wie für die Filteraufbauten 10, 70, 90 und 130 beschrieben wurde. Folglich werden die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Bestandteile zu bezeichnen. Der Filteraufbau 150 weist einen Behälter 152 in einer Innenkammer 154 auf. Ein Kapillarrohr 156 stellt einen Einlass in den Innenbereich 158 des Behälters 152 bereit. In dieser Ausführungsform erstreckt sich das Kapillarrohr 156 in eine Richtung parallel zur und im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Filterelements 22. Eine obere Endkappe 158, die in 16 in einer vergrößerten Ansicht gezeigt ist, weist eine Umhüllung 160 auf, die sich abwärts und in einer radialen Richtung zum oberen Ende 162 des Kapillarrohrs 156 erstreckt.
In dieser Ausführungsform wirkt die Endkappenumhüllung 161 mit der Filterummantelung 164 zusammen, um den Fluss zu beschränken und somit die Geschwindigkeit in der dichten Nähe zum Eingang des Kapillarrohrs 158 zu erhöhen. Dies wiederum erhöht den dynamischen Fluiddruck am Ende 162. Folglich ist der Druckunterschied zwischen dem Eingang und dem Ausgang vom Behälter 152 größer, als beobachtet werden würde, wenn der Kraftstoff nicht zwischen der Filterentkappenumhüllung und der Ummantelung beschränkt würde.
17 ist eine Querschnittansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Filteraufbaus 180 nach den Hauptanmeldungen. Der Filteraufbau 180 beinhaltet einige der gleichen oder ähnliche Bestandteile, wie für den Filteraufbau 10 besprochen wurden; daher werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Bestandteile verwendet werden. Der Filteraufbau 180 weist eine äußere Umhüllung oder ein Gehäuse 182 auf, die bzw. das eine Innenkammer 184 definiert. In der Innenkammer sind ein Filterelement 22 und ein Gefäß oder Behälter 186 angeordnet. Das Filterelement 22 kann die Innenkammer 184 in einen Fluideingangsbereich 188 und einen Fluidausgangsbereich 190 teilen. Zusätzlich kann der Filteraufbau 180 eine trennbare untere Schale 192 zum Sammeln von Wasser mit einem Ablassventil 193, um das Wasser abzulassen, aufweisen.
Der Behälter 186 weist eine Außenwand 194 auf, die einen Innenbereich 196 definiert. Im Innenbereich 196 ist ein Zusatz 198, wie er etwa oben beschrieben wurde, angeordnet. Ein erster Einlass 200 gestattet, dass ein Fluid in den Innenbereich 196 fließt. Ein Auslass 202 gestattet, dass der Zusatz und/oder ein Gemisch aus dem Fluid und dem Zusatz aus dem Innenbereich 196 ausfließt. In der veranschaulichten Ausführungsform kann beobachtet werden, dass der Einlass 200 gestattet, dass das Fluid vom Fluideingangsbereich 188 in den Innenbereich 196 fließt, während der Auslass 202 gestattet, dass der Zusatz und/oder das Gemisch aus dem Fluid und dem Zusatz aus dem Innenbereich und in den Fluidausgangsbereich 190 fließt. Der Behälter 186 kann vor dem endgültigen Zusammenbau durch eine verschließbare oder abdichtbare Öffnung 191 mit dem flüssigen Zusatz geladen werden.
Der Einlass 200 ist von einem kurzen zylinderförmigen Ansatz umgeben, der von einem Filterelement oder einem Filtermedium 204 bedeckt ist. In dieser besonderen Ausführungsform muss der Einlass 200 kein Kapillarrohr sein, und muss er sich nicht in den Innenbereich 196 erstrecken. Der Einlass 200 ist vielmehr als eine kurze, zylinderförmige Öffnung gestaltet, die einen Durchmesser von ungefähr zwischen 1 mm und etwa 10 mm aufweist. Das Filtermedium 204 kann wie gewünscht aus dem gleichen Material, wie es für das Filterelement 22 verwendet wird, oder einem unterschiedlichen Material gebildet sein. Das Filtermedium 204 kann durch Querrippen getragen werden, die sich über die Öffnung erstrecken. Das Filtermedium 204 kann aus einem Material gebildet sein oder gestaltet und/oder in der Größe bemessen sein, um den Druckabfall über den Einlass 200 auf ein Mindestmaß zu verringern. In einer Ausführungsform beträgt die Fluideinströmgeschwindigkeit (und daher der Druckabfall, da die Beschränkung für den Fluss über das poröse Medium zur Geschwindigkeit des Flusses proportional ist) durch den Einlass 200 etwa 50% von jener durch das Filterelement 22; insbesondere ist sie um weniger als etwa 25%; und noch bevorzugter um weniger als etwa 10% geringer als jene, deren Fluss durch das Filterelement 22 beobachtet wird.
Wie hierin verwendet ist der Ausdruck "Fluideinströmgeschwindigkeit" nach Gleichung 3 als die "Annäherungsgeschwindigkeit" einer Flüssigkeit, die normal zur Fläche des Filtermaterials fließt, definiert: FV = Volumenstrom/Fläche [m/s] (3)wobei FV die Fluideinströmgeschwindigkeit ist, und der Volumenstrom der Volumenstrom des Fluids ist, das sich dem Filtermaterial nähert.
Zusätzlich kann das Filterelement 204, falls gewünscht, mit einer fluidlöslichen Abdichtung 206 bedeckt oder abgedichtet sein. Die Abdichtung 206 kann bereitgestellt sein, um ein unbeabsichtigtes Auslaufen des Zusatzes 198 während der Lagerung und des Versands zu verhindern und/oder vor der Verwendung einen Kontakt des Zusatzes mit Luft zu verhindern.
Der Auslass 202 in dieser Darstellung weist ein Kapillarrohr 210 auf. Das Kapillarrohr 210 kann dazu tätig sein, die Abgaberate des Zusatzes (oder eines Gemischs aus dem Fluid und dem Zusatz) aus dem Behälter 186 zu steuern. Das Kapillarrohr 210 erstreckt sich vom Innenbereich 196 durch den Auslass 202. Ein äußerer Abschnitt 212 des Kapillarrohrs 210 ist von einem Halteaufbau 214 umgeben. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Halteaufbau 214 als ein konischer Ansatz 216 bereitgestellt, der einen Halt bereitstellt und die Gefahr einer Beschädigung des äußeren Abschnitts 212 des Kapillarrohrs 210 auf ein Mindestmaß verringert. Zum weiteren Halt und zur Verringerung der Gefahr eines Verstopfens während des Zusammenbaus kann das Ende des Kapillarrohrs 210 im konischen Ansatz 216 vertieft sein. In einer Ausführungsform weist der Halteaufbau 214 mehrere sich radial erstreckende Rippen 217 auf, die sich über das Ende des Kapillarrohrs 210 hinaus erstrecken können. Obwohl der Ansatz 216 als eine konische oder stumpfkegelige Gestaltung veranschaulicht ist, sind andere Gestaltungen ins Auge gefasst. Der Ansatz 216 liegt an einer Abdichtung 218 um einen inneren Abschnitt der Endkappe 220. die das Filterelement 22 trägt. Der Eingriff zwischen dem Ansatz 216 und der Abdichtung 218 stellt eine fluiddichte Abdichtung bereit, um zu verhindern, dass Fluid, das durch den Aufbau fließt, sowohl das Filterelement 22 als auch den Behälter 186 umgeht. In der veranschaulichten Ausführungsform befinden sich das Kapillarrohr 210 und der Ansatz 216 zentral im oberen Wandabschnitt des Behälters 186.
Das Kapillarrohr 210 erstreckt sich in den Innenbereich 196. In bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich das Kapillarrohr 210 zu einer Position in enger Nähe zum unteren Wandabschnitt 222 des Behälters 186. Die Länge des Kapillarrohrs 210 kann wie gewünscht verändert werden, um die Abgaberate des Zusatzes zu steuern oder zu beschränken. Das Kapillarrohr 210 definiert einen Fließweg für den Zusatz und/oder das Gemisch aus dem Zusatz und dem Fluid im Behälter 186. In einer Ausführungsform definiert das Kapillarrohr einen Fließweg, der eine Länge aufweist, die größer als die vom oberen Wandabschnitt zum unteren Wandabschnitt gemessene Tiefe des Behälters 186 ist.
Die vorliegende Ausführungsform eines Filteraufbaus 180 stellt eindeutige Vorteile bereit. Die veranschaulichte Ausführungsform stellt besondere Vorteile für Zusätze bereit, die dichter als das Fluid sind, welches durch den Aufbau fließt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Einlass 200 als zylinderförmige Öffnung bereitgestellt. Dies verringert die Schwankung in der Zusatz-Abgaberate des Flusses, da der Großteil des Druckgradienten, der zwischen dem Einlass 200 und dem Auslass 202 entwickelt wird, über das Kapillarrohr 210 auftritt. Daher kann die Kapillarrohrgestaltung maßgeschneidert werden, um die Abgaberate des Zusatzes zu steuern. Dies kann das Verändern der Länge und/oder des Durchmessers des Kapillarrohrs 210 beinhalten, um die Abgaberate des Zusatzes in das Fluid feinabzustimmen. Das Erhöhen des Durchmessers des Kapillarrohrs 210 erhöht die Rate der Abgabe um einen Faktor, der zu (Kapillarrohrinnendurchmesser) 4 proportional ist. Das Erhöhen der Länge des Kapillarrohrs 232 verringert die Rate der Abgabe um einen Faktor, der zur Kapillarrohrlänge umgekehrt proportional ist.
Zusätzlich halt das Filtermedium typischerweise während der Verwendung Teilchen des Fluids zurück. Schließlich kann das Filtermedium nahe dem Ende der Nutzlebensdauer des Filteraufbaus ausreichend mit den Teilchen verstopft werden, damit das Druckdifferential zwischen dem Eingangsbereich 188 und dem Ausgangsbereich 190 deutlich zunimmt. Dieses größere Druckdifferential drängt jeglichen zurückgebliebenen flüssigen Zusatz aus dem Behälter 186 in das Fluid, wo er dem Fluid einen Nutzen bieten kann, anstatt beim Austausch des Filteraufbaus weggeworfen zu werden.
Zusätzlich wird auf 18 Bezug genommen, die eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Behälters 230 veranschaulicht. Im Behälter 230 ist veranschaulicht, dass sich das Kapillarrohr 232 ganz zum unteren Wandabschnitt 222 erstreckt und in einer spiralförmigen Windung 234 endet. Dies verlängert tatsächlich das Kapillarrohr 232, um ein größeres Druckdifferential unterzubringen, während nach wie vor die gewünschte Fließgeschwindigkeit des Zusatzes aus dem Innenbereich 196 aufrechterhalten wird. Es sollte sich verstehen, dass sich die spiralförmige Windung 234 in jede beliebige Richtung erstrecken oder winden kann. Es wird jedoch bevorzugt, dass das Ende des Kapillarrohrs 232 nächst dem unteren Wandabschnitt 222 angeordnet ist. Wie oben erwähnt ist der flüssige Zusatz typischerweise dichter als das durch den Aufbau fließende Fluid. Folglich stellt das Anordnen des Endes des Kapillarrohrs nahe der unteren Wand des Behälters 230 sicher, dass der gesamte Zusatz in das Fluid abgegeben wird.
19 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Behälters 186 zur Verwendung im Filteraufbau 180. In dieser Ausführungsform weist der Behälter 186 einen im oberen Wandabschnitt 242 gebildeten Vorratsspeicher 240 auf. Im Vorratsspeicher 240 kann ein Vorlade-Zusatz angeordnet sein, um dem Fluid im Filteraufbau 180 direkt beigegeben zu werden. Dies stellt beim anfänglichen Einsatz des Filteraufbaus 180 einen zusätzlichen „Zusatz-Schub" bereit. Wie oben besprochen kann die Zusatz-Vorladung, die im Vorratsspeicher 240 angeordnet ist, falls gewünscht, auch mit einer fluidlöslichen Abdichtung oder einem solchen Abdichtungsmaterial wie etwa einem Wachs für organische Fluida oder einem wasserlöslichen Polymer für ein Fluid auf Wasserbasis bedeckt sein.
20 ist eine teilweise Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Filteraufbaus 250. In dieser Ausführungsform ist ein Behälter 252 veranschaulicht, der ein Kapillarrohr 254 aufweist, das sich durch einen zylinderförmigen Ansatz 256 erstreckt. Eine O-Ring-Abdichtung 258 an der Oberseite des Ansatzes 256 dichtet gegen die untere Endkappe 220 ab, um eine fluiddichte Abdichtung sicherzustellen und zu verhindern, dass jegliches Fluid sowohl das Filterelement 22 als auch den Behälter 252 umgeht.
21 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des unteren Abschnitts des Behälters 186 und der unteren Schale 192. Aus dieser Ausführungsform ist ersichtlich, dass der Behälter 186 mehrere konzentrische Rippen 264 aufweist, die um die Außenwand 194 herum angeordnet sind. Dies gestattet einen Raum oder Zwischenraum zwischen der Außenwand 194 des Behälters 186 und dem Gehäuse 182, um zu gestatten, dass jegliches Wasser in die untere Schale 192 hinab abläuft. Das Wasser kann dann durch Kanäle 266 in die Schale 192 ablaufen. Die Schale 192 kann einen Gewindebolzen 268 aufweisen, der schraubend mit einer mit einem Gewinde versehenden Vertiefung 270 im unteren Abschnitt des Behälters 186 in Eingriff gebracht werden kann. In bevorzugten Ausführungsformen kann die untere Schale 192 mit einem Ablassventil 193 versehen sein. Zusätzlich kann die untere Schale 192 mit einem elektronischen Sensor versehen sein, um darin enthaltene Feuchtigkeit abzufühlen, oder kann sie aus einem durchsichtigen Material hergestellt sein, durch das das Wasser visuell beobachtet werden kann.
Der Filteraufbau 180 stellt zusätzliche Vorteile bereit, indem er mit vakuumseitigen Filteranwendungen verwendet werden kann. In vakuumseitigen Anwendungen ist im Eingangsbereich 188 zwischen dem Filterelement 22 und der Ummantelungswand 182 wenig Fluid vorhanden – das Fluid an dieser Stelle ist hauptsächlich Dampf. In einer Vakuumanwendung ist die Flüssigkeit im Allgemeinen auf eine Zone ungefähr unter der Endkappe 220 und im Fluidausgangsbereich 190 beschränkt. Da sich die Öffnung 200 unter der Endkappe 220 befindet, ist die Flüssigkeit vorhanden, um durch den Einlass 200 in den Behälter 186 zu fließen.
Die Hauptanmeldungen stellen gegenüber gegenwärtigen Versorgungssystemen deutliche Vorteile bereit. Die Verwendung eines flüssigen Zusatzes im Behälter gestattet, dass die maximale Menge eines Zusatzes in einen Filteraufbau aufgenommen wird, da der flüssige Zusatz das Innenvolumen des Behälters vollständig ausfüllen kann, wohingegen feste Zusätze dies nicht tun. Darüber hinaus ist die Rate der Beigabe des Zusatzes durch das Einspannen des Druckgradienten, der in einem in Verwendung stehenden Filteraufbau erzeugt wird, von Schwingungsschwankungen, die während der Verwendung auftreten können, viel unabhängiger. Doch die Abgaberate des Zusatzes kann wie oben erwähnt durch Verändern der Länge und/oder der Durchmesser der Kapillarröhren, die in den Behälter, der den Kraftstoffzusatz hält, hinein und aus diesem heraus führen, regulierbar sein.
Die Hauptanmeldungen stellen auch ein Verfahren bereit, um der Flüssigkeit nur dann nützliche Zusätze beizugeben, wenn die Flüssigkeit durch den Filter fließt. Es wurde gemessen, dass die Diffusion eines jeglichen Zusatzes aus dem Behälter aufgrund der äußerst niedrigen molekularen Diffusionsgeschwindigkeit vernachlässigbar ist, wenn die Flüssigkeit nicht durch den Filter fließt. Die molekulare Diffusionsgeschwindigkeit ist durch den binären Diffusionskoeffizienten, der in den oben beschriebenen Ausführungsformen mit der Flüssigkeit/dem Zusatz zwischen der Zusatz- und der Flüssigkeitsphase in der Größenordnung von 2^–6 cm²/s liegt, beschrieben, und der dynamische Fluiddruck beträgt Null, wenn es keinen Fluss gibt, so dass auch eine konvektive Übertragung beseitigt ist.
Die Hauptanmeldungen fassen auch Abwandlungen, wie sie Fachleuten einfallen würden, ins Auge. Es ist auch ins Auge gefasst, dass die Vorrichtungen und Prozesse, die in den Hauptanmeldungen enthalten sind, so, wie es Fachleuten einfallen könnte, geändert, umgeordnet, ersetzt, kombiniert, oder zu anderen Prozessen hinzugefügt werden können, ohne vom Geist der Hauptanmeldun gen abzuweichen. Alle Patentschriften und Patentanmeldungen, die in dieser Beschreibung angeführt sind, sind hierin so durch Nennung aufgenommen, als ob für jede einzelne Patentschrift oder Patentanmeldung spezifisch und einzeln angegeben wäre, dass sie hierin durch Nennung aufgenommen und in ihrer Gesamtheit bekannt gemacht ist.
Jeder Verweis auf bestimmte Richtungen, zum Beispiel Verweise auf „aufwärts", „ober", „Oberseite", „Unterseite", „abwärts", „unter", „darauf" „darunter", und dergleichen soll nur zu Erläuterungszwecken oder zur besseren Identifikation oder Unterscheidung verschiedenster Bestandteile voneinander verstanden werden. Diese Verweise sollen nicht als jegliche Beschränkung der wie hierin beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und/oder Tätigkeiten aufgefasst werden.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle hierin verwendeten Ausdrücke so verwendet, dass sie ihre normale und gewöhnliche Bedeutung umfassen.
Obwohl ferner in den Figuren verschiedenste Ausführungsformen von Filteraufbauten mit bestimmten Bestandteilen und Aufbauten beschrieben und/oder veranschaulicht sind, versteht sich, dass jede beliebige gewählte Ausführungsform eines Filteraufbaus, wo dies möglich ist, einen oder mehrere der bestimmten Bestandteile und/oder Aufbauten beinhalten kann, die für andere Ausführungsformen beschrieben sind.
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22 zeigt ein Druckgradienten-Dosiersystem 300 für ein Fluidversorgungssystem 302. Ein Zusatz-Liefersystem, das zum Beispiel ein Gehäuse 304 aufweisen kann, weist einen Fluideinlass 306 und einen Fluidauslass 308 auf. Ein Fließdurchgang 310 weist einen Abschnitt 311 auf der sich vom Einlass 306 zum Auslass 308 durch das Gehäuse erstreckt 304. Eine erste Druckzone 312 entlang des Fließdurchgangs kommuniziert mit dem Einlass 306, und eine zweite Druckzone 314 entlang des Fließdurchgangs kommuniziert mit dem Auslass 308. Wie beschrieben werden soll, weist die Druckzone 314 einen niedrigeren Druck als die Druckzone 312 auf, so dass zwischen den Druckzonen 312 und 314 ein Druckgradient vorhanden ist. Ein Zusatz-Vorratsspeicher 316 im Gehäuse spricht auf den Druckgradienten an, um den Zusatz in den Fließdurchgang abzugeben. Der Zusatz-Vorratsspeicher 316 verfügt über einen ersten Anschluss 318, der mit der ersten Druckzone 312 kommuniziert, und einen zweiten Anschluss 320, der mit der zweiten Druckzone 314 kommuniziert. Der Zusatz-Vorratsspeicher spricht auf den erwähnten Druckgradienten zwischen den Druckzonen 312 und 314 an, um den Zusatz in der zweiten Druckzone 314 durch den zweiten Anschluss 320 zum Fließdurchgang 310 abzugeben. In einer Ausführungsform ist das Zusatz-Liefergehäuse 304 wie oben erwähnt ein durch Drehen angebrachter Kanister, der zum Beispiel eine Annietmutter 322 mit hindurchführenden Öffnungen wie etwa 324 für den ankommenden Fluidfluss aufweist, und eine zentrale Gewindeöffnung 326 für den ausgehenden Fluss und für eine Schraubanbringung an einem Bolzen zum Beispiel eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Fluidversorgungssystem-Aufspannvorrichtung aufweist. Das Gehäuse oder der Kanister 304 kann wie oben beschrieben ein Filterelement aufweisen oder kann auf das Filterelement verzichten und statt dessen ein gesondertes Gehäuse sein, das an einer anderen Stelle für die Dosierung, zum Beispiel einer für die Bedienungsperson bequemen entfernten Stelle, im das Fluidversorgungssystem angeschlossen ist.
Das Fluid fließt wie durch die Pfeile in 22 gezeigt entlang des Fließdurchgangs 310 von stromaufwärts nach stromabwärts, einschließlich vom Einlass 306 zum Auslass 308. In der Ausführungsform von 22 sind entlang des Fließdurchgangs 310 ein oder mehrere Druckverminderer vorhanden, die das erwähnte Druckgefälle erzeugen. Die Druckverminderer können durch Drosseln oder Anschlüsse, zum Beispiel Öffnungen (rund oder anders geformt) wie etwa 328, Schlitze, ein Venturi, Kapillarrohre, usw. bereitgestellt sein, wie beschrieben werden soll. In der Ausführungsform von 22 weisen Öffnungen 328 eine stromaufwärts befindliche Seite auf, die mit jedem aus dem Einlass 306, der ersten Druckzone 312 und dem ersten Anschluss 318 kommuniziert. Die Öffnungen 328 weisen eine stromabwärts befindliche Seite auf die mit jedem aus dem Auslass 308, der zweiten Druckzone 314 und dem zweiten Anschluss 320 kommuniziert. Der Druckgradient wird ohne eine mechanische Dosiereinspritzpumpe durch den Fluidfluss entlang des Fließdurchgangs 310 selbst erzeugt. In der Ausführungsform von 22 weist der zweite Anschluss 320 ein Zusatz-Lieferrohr 330, zum Beispiel ein Kapillarrohr oder ein anderes Rohr, auf, das sich in die zweite Druckzone 314 erstreckt und sowohl a) den dort bestehenden Fluiddruck abfühlt; als auch b) dorthin einen Zusatz liefert. Der erste Anschluss 318 kann ein Rohr, zum Beispiel wie mit 332 gestrichelt gezeigt, aufweisen, das ein Kapillarrohr sein kann und sich in die erste Druckzone 312 erstreckt. Die Rohre 332 und 330, die sich in die erste bzw. in die zweite Druckzone 312 bzw. 314 erstrecken, können zum Beispiel wie oben beschrieben für eine gewünschte Anwendung einen ausgewählten Innendurchmesser und eine ausgewählte Länge aufweisen. Die Kapillarrohre 330 und 332 modifizieren und/oder regulieren die sich ergebende Zusatz-Abgabefließgeschwindigkeit für einen gegebenen Druckgradienten ΔP, der durch die erwähnten ein oder mehreren Druckverminderer, die durch die Flussdrosseln wie etwa Öffnungen 328 bereitgestellt sind, erzeugt wird. Die Kapillarrohrgröße steuert die Fließgeschwindigkeit des Zusatzes.
In 22 weist das Zusatz-Liefergehäuse 304 die erwähnte Annietmutter oder Anbringungsplatte 322 zur Anbringung des Gehäuses im Fluidversorgungssystem auf. Der Zusatz-Vorratsspeicher 316 ist von der Anbringungsplatte 322 durch einen Raum 334 beabstandet. Die Öffnungen 328 sind durch Perforationen (rund oder anders geformt) in einem perforierten Rohr 336 im Raum 334 bereitgestellt. Das perforierte Rohr 336 erstreckt sich axial entlang der Achse 338 und weist eine Innenseite auf, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone 314 bereitstellt, und eine Außenseite auf, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone 312 bereitstellt. In 22 erstreckt sich das perforierte Rohr 336 axial von der Anbringungsplatte 322 zum Zusatz-Vorratsspeicher 316. Das perforierte Rohr 336 weist eine sich axial erstreckende ringförmige Seitenwand 340 auf und das Rohr ist durch die erwähnten ein oder mehreren Öffnungen 328 durch die Seitenwand 340 perforiert. Das perforierte Rohr 336, das die erwähnten ein oder mehreren Öffnungen 328 aufweist, stellt einen Druckverminderer im Raum 334 bereit, wodurch der erwähnte Druckgradient zwischen der ersten und der zweiten Druckzone 312 und 314 erzeugt wird.
23 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. Der oben erwähnte Druckverminderer im Raum 334 ist durch ein Venturi 342 bereitgestellt. Das Venturi 342 weist eine stromaufwärts befindliche Seite auf, die mit jedem aus dem Einlass 306, der ersten Druckzone 312, und dem ersten Anschluss 318 kommuniziert. Das Venturi 342 weist eine stromabwärts befindliche Seite auf, die mit jedem aus dem Auslass 308, der zweiten Druckzone 314 und dem zweiten Anschluss 320 kommuniziert.
24 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. Das Rohr 344 im Raum 334 erstreckt sich axial entlang der Achse 338 und weist ein erstes axiales Ende an der Anbringungsplatte 322 und ein zweites axiales Ende 348, das durch einen axialen Zwischenraum 350 vom Zusatz-Vorratsspeicher 316 beabstandet ist, auf. Der Zwischenraum 350 stellt eine Öffnung oder eine Flussdrossel oder dergleichen bereit, um einen Druckverminderer bereitzustellen, der den erwähnten Druckgradienten zwischen der ersten Druckzone 312 und der zweiten Druckzone 314 erzeugt. Das Rohr 344 kann, muss aber nicht perforiert sein. Wenn das Rohr perforiert ist, stellen auch die zusätzlichen Perforationen oder Öffnungen den erwähnten Druckgradienten bereit.
25 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. Das Rohr 352 im Raum 334 erstreckt sich axial entlang der Achse 338 und weist eine sich axial erstreckende Seitenwand 354 und eine axiale Endfläche 356, die axial zum Zusatz-Vorratsspeicher 316 gerichtet ist und durch einen axialen Zwischenraum 358 davon beabstandet ist, auf. Das Rohr ist durch eine oder mehrere Öffnungen 360 durch die Endfläche 356 perforiert, welche Öffnungen eine Flussdrossel bereitstellen, die einen Druckverminderer bereitstellen, der den oben erwähnten Druckgradienten erzeugt.
26 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. Die Anbringungsplatte 322 weist einen beschränkenden Flächenabschnitt 362 auf der über den Raum 334 durch einen Zwischenraum 364 zum Zusatz-Vorratsspeicher 316 gerichtet ist, welcher Zwischenraum eine Flussdrossel bereitstellt, die den erwähnten Druckverminderer bereitstellt, welcher darüber den erwähnten Druckgradienten zwischen der ersten Druckzone 312 und der zweiten Druckzone 314 erzeugt.
27 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. Eine Dichtung 366 ist zwischen der Anbringungsplatte 322 und dem Zusatz-Vorratsspeicher 316 bereitgestellt, und greift an distal entgegengesetzten Seiten der Dichtung damit ein. Die Dichtung weist einen hindurchführenden Durchgang oder Kanal oder Anschluss 368 auf, der die erwähnte Flussdrossel bereitstellt, die darüber den erwähnten Druckgradienten zwischen der ersten Druckzone 312 und der zweiten Druckzone 314 erzeugt.
In den verschiedenen Ausführungsformen kann mindestens ein Kapillarrohr, und falls gewünscht, ein erstes bzw. zweites Kapillarrohr 332 und 330, 22, zwischen einem jeweiligen einen aus dem ersten und dem zweiten Anschluss 318, 320 und einem jeweiligen einen aus der ersten und der zweiten Druckzone 312, 314 bereitgestellt sein. Die Kapillarrohre können aus verschiedenen Größen bestehen, um die Zusatz-Fließgeschwindigkeit abzuändern/zu regulieren/zu steuern. Der Fließdurchgang 310 weist parallel einen ersten und einen zweiten Zweig 370 und 372 auf, 22. Der erste Zweig 370 ist ein Hauptfluid-Fließzweig. Der zweite Zweig 372 zweigt in der ersten Druckzone 312 vom Hauptzweig ab, verläuft dann durch den Zusatz-Vorratsspeicher 316, und kehrt in der zweiten Druckzone 314 zum Hauptzweig 370 zurück und verbindet sich wieder damit. In der bevorzugten Form ist die Kapillarrohrgröße so gewählt, dass der Hauptfluss durch den Zweig 370 verläuft und nur ein winziger Fluss durch den Zweig 372 verläuft, wobei letzterer nur einen geringen oder keinen Einfluss auf den treibenden Druckgradienten aufweist, der durch die Druckverminderer oder Flussdrosseln wie etwa 328, 342, 350, 360, 364, 368 erzeugt wird. In 22 bis 27 verlaufen der erste und der zweite Zweig 370 und 372 durch das Gehäuse 304.
28 zeigt eine andere Ausführungsform und verwendet, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben, um das Verständnis zu erleichtern. In dieser Ausführungsform befindet sich der erste Zweig 370 außerhalb des Gehäuses 304 und verläuft der zweite Zweig 372 durch das Gehäuse 304. Der erwähnte Druckgradient wird durch einen Druckverminderer 374 erzeugt, der durch eine Flussdrossel wie etwa einen beschränkenden Anschluss, eine Öffnung oder dergleichen bereitgestellt wird.
Der Druckabfall über eine Flussdrossel wie etwa einen Anschluss, eine Öffnung, einen Schlitz, eine offene Stelle, ein Venturi, ein Kapillarrohr usw. nimmt mit dem Quadrat der Fließgeschwindigkeit zu. Dies wiederum stellt einen Druckgradienten bereit, der die Abgabe des Zusatzes antreibt. Die Zusatz-Abgaberate kann in Bezug auf die Fließgeschwindigkeit ein nichtlineares Abgaberatenansprechen aufweisen. Wenn für eine gegebene Anwendung eine linearere Beziehung erwünscht ist, können lange dünne Kapillarrohre erwünscht sein, um in Bezug auf das Fließan sprechen einen linearen Druckgradienten bereitzustellen.
29 ff. zeigen weitere Ausführungsformen und verwenden, wo dies passend ist, gleiche Bezugszeichen wie oben mit hinzugefügten nachgestellten Buchstaben, um das Verständnis zu erleichtern.
29 bis 32 zeigen den Zusatz-Vorratsspeicher 316a im Gehäuse 304a und durch eine Feder 376 gegen die Annietmutter 322a vorgespannt. Das Gehäuse 304a weist einen oder mehrere Fluideinlässe 306a und einen Fluidauslass 308a auf. Das Fluidversorgungssystem 302a weist einen Fließdurchgang 310a auf, der einen Abschnitt 311a beinhaltet, welcher sich durch das Gehäuse 304a vom Einlass 306a zum Auslass 308a erstreckt. Eine erste Druckzone 312a entlang des Fließdurchgangs kommuniziert mit dem Einlass 306a, und eine zweite Druckzone 314a entlang des Fließdurchgangs kommuniziert mit denn Auslass 308a. Die Druckzone 314a weist einen niedrigeren Druck als die Druckzone 312a auf, so dass zwischen den Zonen 312a und 314a ein Druckgradient vorhanden ist. Ein Zusatz-Vorratsspeicher 316a im Gehäuse spricht auf den Druckgradienten an, um den Zusatz in den Fließdurchgang abzugeben. Der Zusatz-Vorratsspeicher 316a verfügt über einen ersten Anschluss 318a, der mit der ersten Druckzone 312a kommuniziert, und einen zweiten Anschluss 320a, der mit der zweiten Druckzone 314a kommuniziert. Der Zusatz-Vorratsspeicher spricht auf den erwähnten Druckgradienten zwischen den Druckzonen 312a und 314a an, um den Zusatz in der zweiten Druckzone 314a durch den zweiten Anschluss 320a zum Fließdurchgang 310a abzugeben. Das Gehäuse 304a ist ein durch Drehen angebrachter Kanister, der zum Beispiel die erwähnte Annietmutter 322a mit hindurchführenden Öffnungen wie etwa 324a für den ankommenden Fluidfluss aufweist, und eine zentrale Gewindeöffnung 326a für den ausgehenden Fluss und für eine Schraubanbringung an einem Bolzen zum Beispiel eines Verbrennungsmotors oder einer anderen Fluidversorgungssystem-Aufspannvorrichtung aufweist. Das Fluid fließt, wie durch die Pfeile in 29 gezeigt ist, entlang des Fließdurchgangs 310a von stromaufwärts nach stromabwärts, einschließ lich vom Einlass 306a zum Auslass 308a.
In der Ausführungsform von 29 bis 32 weist der Fließdurchgang 310a einen oder mehrere Druckverminderer an sich entlang auf, die den erwähnten Druckgradienten erzeugen. Die Druckverminderer sind durch Schlitze oder Öffnungen 328a, 30, 32, zwischen jeweiligen Laschen oder Ohren 378, die sich axial vorn rechten axialen Ende des Zusatz-Vorratsspeichers 316a in 29, 30 zur Annietmutter 322a erstecken, bereitgestellt. Die Schlitze 328a stellen rechteckige Öffnungen bereit, die mit den Öffnungen 328 von 22 vergleichbar sind. Die geschlitzten Öffnungen 328a weisen eine stromaufwärts befindliche Seite auf, die mit jedem aus dem Einlass 306a, der ersten Druckzone 312a und dem ersten Anschluss 318a kommuniziert. Die geschlitzten Öffnungen 328a weisen eine stromabwärts befindliche Seite auf, die mit jedem aus dem Auslass 308a, der zweiten Druckzone 314a und dem zweiten Anschluss 320a kommuniziert. Der zweite Anschluss 320a weist ein Zusatz-Lieferrohr 330a, zum Beispiel ein Kapillarrohr oder ein anderes Rohr, auf, das sich in die zweite Druckzone 314a erstreckt und dorthin den Zusatz liefert. Der Zusatz-Vorratsspeicher 316a ist durch einen dazwischen befindlichen Raum 334a von der Annietmutter 322a beabstandet. Die Druckverminderer-Flussdrosseln sind durch die erwähnten geschlitzten Öffnungen 328a zwischen den Laschen 378 im Raum 334a bereitgestellt. Die Laschen bieten zusätzlich zur Bereitstellung der erwähnten Flussdrosselanschlüsse oder Öffnungen oder Durchgänge oder offenen Stellen, durch die der primäre Fluss verläuft und das oben erwähnte Antriebsdruckgefälle zwischen der ersten und der zweiten Druckzone 312a. und 314a erzeugt, auch eine Zentrierungsfunktion.
In 33 bis 38 sind die sich axial erstreckenden Ohren oder Laschen 378 von 30 bis 32 durch einen Ring 380 ersetzt, der eine Basis 381 aufweist, die Ohren oder Laschen 382 aufweist, welche sich axial davon erstrecken und dazwischen Öffnungen oder Schlitze 328b definieren. Der Ring 380 stellt einen Bestandteil bereit, der vom Zusatz-Vorratsspeicher gesondert gebildet ist, und ersetzt die einstückigen Laschen 378. Der gesonderte Ring 380 ermöglicht die Verwendung eines gewöhnlichen oder universellen Zusatz-Vorratsspeichers 316a, bietet aber unterschiedliche Flussgeometrien für unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten, z. B. durch unterschiedlich beabstandete und/oder in der Größe bemessene Laschen 382 mit unterschiedlichen geschlitzten Öffnungen 328b dazwischen.
In 39 bis 42 ist der Ring 380 aus der in 33 bis 38 gezeigten Ausrichtung umgedreht. In 39 bis 42 befindet sich die Basis des Rings an der Anbringungs-Annietmutter 322a und erstrecken sich die Ohren oder Laschen 382 axial nach links zum Zusatz-Vorratsspeicher 316a und greifen damit ein.
43 bis 45 zeigen einen Ring 384 als Alternative zum Ring 380. Der Ring 384 weist Öffnungen oder Ausschnitte 386 auf, die Schlitze oder Öffnungen 328c bilden, welche mit den Schlitzen oder Öffnungen 328b und 328a vergleichbar sind, und mit den offenen Stellen oder Öffnungen 328 vergleichbar sind, um die erwähnten Druckverminderer-Flussdrosseln bereitzustellen, die den erwähnten Druckgradienten erzeugen, der den erwähnten Differentialdruck zwischen der erwähnten ersten und zweiten Druckzone erzeugt. Die Stege 388 zwischen den Ausschnitten 386 sind mit den erwähnten Ohren oder Laschen 382 und 378 vergleichbar. Die Ausschnitte 386 können sich zum Zusatz-Vorratsspeicher 316a öffnen und zu diesem gerichtet sein, wie in 43 bis 45 gezeigt ist, oder der Ring 384 kann alternativ umgedreht sein, so dass sich die Ausschnitte 386 zur Anbringungs-Annietmutter 322a öffnen und zu dieser gerichtet sind.
In 46 bis 48 ist der Ring 384 durch einen Ring 390 in der Form eines Bands mit mehreren Öffnungen 392 ersetzt, die sich radial hindurch erstrecken und Schlitze oder offene Stellen oder Durchgänge oder Öffnungen 328d bereitstellen, die mit den Öffnungen 328c, 328b, 328a, 328 vergleichbar sind und die erwähnten Druckverminderer-Flussdrosseln bereitstellen, die den erwähnten Druckgradienten erzeugen.
49 bis 51 zeigen ferner das Venturi 342 von 23. Das Venturi weist einen zentralen Kragen 394 auf, der in einem ringförmigen Flansch 396 am Zusatz-Vorratsspeicher 316a aufgenommen ist. Der Kragen 394 ist durch mehrere radiale Speichen 398 mit einem äußeren Kragen 400 verbunden, der sich radial auswärts verjüngt, während er sich axial nach rechts in 49 zur Annietmutter 322a erstreckt und mit dieser eingreift.
Es wird anerkannt, dass innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche verschiedenste Entsprechungen, Alternativen und Abwandlungen möglich sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Es wird ein Druckgradienten-Dosiersystem für ein Fluidversorgungssystem bereitgestellt. Ein Fließdurchgang weist eine erste und eine zweite Druckzone mit einem Druckgradienten dazwischen auf. Ein Zusatz-Vorratsspeicher in einem Zusatz-Liefersystem spricht auf den Druckgradienten an, um einen Zusatz zum Fließdurchgang abzugeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6238554 [0009]
- US 5507942 [0010]
- US 4248182 [0093]
- US 5484462 [0093]
- US 5490864 [0093]
- US 6051039 [0093]
- US 4717495 [0096]
- WO 03/018163 [0097]

Claims

Druckgradienten-Dosiersystem für ein Fluidversorgungssystem, umfassend ein Zusatz-Liefersystem mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass, einen Fließdurchgang einschließlich eines Abschnitts, der sich vom Einlass zum Auslass erstreckt, eine erste Druckzone entlang des Fließdurchgangs, die mit dem Einlass kommuniziert, eine zweite Druckzone entlang des Fließdurchgangs, die mit dem Auslass kommuniziert, wobei die zweite Druckzone einen niedrigeren Druck als die erste Druckzone aufweist, so dass zwischen der ersten und der zweiten Druckzone ein Druckgradient vorhanden ist, und einen Zusatz-Vorratsspeicher, der auf den Druckgradienten anspricht, um den Zusatz zum Fließdurchgang abzugeben.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei der Zusatz-Vorratsspeicher einen ersten Anschluss aufweist, der mit der ersten Druckzone kommuniziert, und einen zweiten Anschluss aufweist, der mit der zweiten Druckzone kommuniziert, wobei der Zusatz-Vorratsspeicher auf den Druckgradienten zwischen der ersten und der zweiten Druckzone anspricht, um den Zusatz in der zweiten Druckzone durch den zweiten Anschluss zum Fließdurchgang abzugeben.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei der Druckgradient ohne mechanische Dosiereinspritzpumpe durch den Fluidfluss entlang des Fließdurchgangs selbst erzeugt wird.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei ein Fluid entlang des Fließdurchgangs von stromaufwärts nach stromabwärts, einschließlich vom Einlass zum Auslass, fließt; entlang des Fließdurchgangs ein Druckverminderer vorhanden ist, der den Druckgradienten erzeugt; der Zusatz-Vorratsspeicher einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss mit der ersten Druckzone kommuniziert, und wobei der zweite Anschluss mit der zweiten Druckzone kommuniziert.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 4, wobei: der Druckverminderer eine oder mehrere Flussdrosseln umfasst; die eine oder mehreren Flussdrosseln eine stromaufwärts befindliche Seite aufweisen, die mit jedem aus dem Einlass, der ersten Druckzone und dem ersten Anschluss kommmuniziert; die eine oder mehreren Flussdrosseln eine stromabwärts befindliche Seite aufweisen, die mit jeden aus dem Auslass, der zweiten Druckzone und dem zweiten Anschluss kommuniziert.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 5, wobei: die eine oder mehreren Flussdrosseln entlang des Fließdurchgangs eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, die den Druckgradienten erzeugen; die eine oder mehreren Öffnungen eine stromaufwärts befindliche Seite aufweisen, die mit jedem aus dem Einlass, der ersten Druckzone und dem ersten Anschluss kommuniziert; die eine oder mehreren Öffnungen eine stromabwärts befindliche Seite aufweisen, die mit jedem aus dem Auslass, der zweiten Druckzone und dem zweiten Anschluss kommuniziert.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 5, wobei: die eine oder mehreren Flussdrosseln entlang des Fließdurchgangs ein Venturi aufweisen, das den Druckgradienten erzeugt; das Venturi eine stromaufwärts befindliche Seite aufweist, die mit jedem aus dem Einlass, der ersten Druckzone und dem ersten Anschluss kommuni ziert; das Venturi eine stromabwärts befindliche Seite aufweist, die mit jedem aus dem Auslass, der zweiten Druckzone und dem zweiten Anschluss kommuniziert.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 2, wobei der zweite Anschluss ein Zusatz-Lieferrohr umfasst, das sich in die zweite Druckzone erstreckt und in diese einen Zusatz liefert.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Anschluss ein jeweiliges erstes bzw. zweites Rohr umfasst. die sich in die erste bzw. in die zweite Druckzone erstrecken, und für eine gewünschte Anwendung einen ausgewählten Innendurchmesser und eine ausgewählte Länge aufweisen.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei das Zusatz-Liefersystem ein durch Drehen angebrachtes Kanistergehäuse umfasst.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 4, wobei das Zusatz-Liefersystem eine Anbringungsplatte zur Anbringung im Fluidversorgungssystem aufweist, wobei der Zusatz-Vorratsspeicher um einen dazwischen befindlichen Raum von der Anbringungsplatte beabstandet ist, wobei sich der Druckverminderer in diesem Raum befindet.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, wobei der Druckverminderer ein perforiertes Rohr in diesem Raum umfasst.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 12, wobei sich das perforierte Rohr axial erstreckt und eine Innenseite aufweist. die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 13, wobei sich das perforierte Rohr axial von der Anbringungsplatte zum Zusatz-Vorratsspeicher erstreckt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 13, wobei das perforierte Rohr ein erstes axiales Ende an der Anbringungsplatte aufweist, und ein zweites axiales Ende aufweist, das durch einen dazwischen befindlichen axialen Zwischenraum vom Zusatz-Vorratsspeicher beabstandet ist.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 13, wobei das perforierte Rohr eine sich axial erstreckende Seitenwand aufweist, und wobei das Rohr durch eine oder mehrere Öffnungen durch die Seitenwand perforiert ist.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 13, wobei das perforierte Rohr eine sich axial erstreckende Seitenwand aufweist, und eine axiale Endfläche aufweist, die axial zum Zusatz-Vorratsspeicher gerichtet ist und durch einen dazwischen befindlichen Zwischenraum davon beabstandet ist, und wobei das Rohr durch eine oder mehrere Öffnungen durch die Endfläche perforiert ist.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, wobei der Druckverminderer ein Rohr in diesem Raum aufweist, wobei sich das Rohr axial erstreckt und eine Innenseite aufweist, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 18, wobei sich das Rohr axial von der Anbringungsplatte zum Zusatz-Vorratsspeicher erstreckt, wobei das Rohr ein erstes axiales Ende an der Anbringungsplatte aufweist, und ein zweites axiales Ende aufweist, das durch einen dazwischen befindlichen axialen Zwischenraum vom Zusatz-Vorratsspeicher beabstandet ist.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, wobei die Anbringungsplatte einen beschränkenden Flächenabschnitt aufweist, der durch einen Zwischenraum, welcher darüber hinweg den Druckgradienten erzeugt, über den Raum zum Zusatz-Vorratsspeicher gerichtet ist.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, umfassend eine Dichtung zwischen der Anbringungsplatte und dem Zusatz-Vorratsspeicher, die damit auf distal gegenüberliegenden Seiten der Dichtung eingreift, wobei die Dichtung einen hindurchführenden Durchgang aufweist, der darüber den Druckgradienten erzeugt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 2, umfassend mindestens ein Kapillarrohr, das sich zwischen einem aus dem ersten und dem zweiten Anschluss und einer jeweiligen aus der ersten und der zweiten Druckzone erstreckt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 2, umfassend ein erstes Kapillarrohr, das sich zwischen dem ersten Anschluss und der ersten Druckzone erstreckt, und ein zweites Kapillarrohr, das sich zwischen dem zweiten Anschluss und der zweiten Druckzone erstreckt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 2, wobei der Fließdurchgang parallel einen ersten und einen zweiten Zweig aufweist, wobei der erste Zweig ein Hauptfluidfließzweig ist, wobei der zweite Zweig in der ersten Druckzone vom Hauptzweig abzweigt, dann durch den Zusatz-Vorratsspeicher verläuft, und dann in der zweiten Druckzone zum Hauptzweig zurückkehrt und sich wieder damit verbindet.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 24, wobei sich der Zusatz-Vorratsspeicher in einem Gehäuse befindet, und wobei sowohl der erste als auch der zweite Zweig durch das Gehäuse verläuft.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 24, wobei sich der Zusatz-Vorratsspeicher in einem Gehäuse befindet, und wobei sich der erste Zweig außerhalb des Gehäuses befindet und der zweite Zweig durch das Gehäuse verläuft.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 26, umfassend einen Druckverminderer im ersten Zweig.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, umfassend ein Vorspannelement, das den Zusatz-Vorratsspeicher zur Anbringungsplatte hin vorspannt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 28, wobei das Zusatz-Liefersystem ein durch Drehen angebrachtes Kanistergehäuse umfasst, wobei sich der Zusatz-Vorratsspeicher axial entlang einer Achse zwischen einem ersten und einem zweiten distal entgegengesetzten axialen Ende erstreckt, wobei sich die Anbringungsplatte am ersten axialen Ende befindet und zur Schraubanbringung im Fluidliefersystem mit einem Gewinde versehen ist, wobei sich das Vorspannelement am zweiten axialen Ende befindet und axial zwischen dem Zusatz-Vorratsspeicher und dem durch Drehen angebrachten Kanistergehäuse liegt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, wobei der Zusatz-Vorratsspeicher mehrere Laschen aufweist, die sich davon in dem Raum erstrecken, wobei die Laschen dazwischen befindliche geschlitzte Öffnungen aufweisen, die den Druckverminderer bereitstellen.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 30, wobei sich die Laschen axial erstrecken und einen Umfang definieren, der eine Innenseite aufweist, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 31, wobei sich die Laschen axial zwischen dem Zusatz-Vorratsspeicher und der Anbringungsplatte erstrecken.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 31, umfassend einen Ring, der eine Basis aufweist, die sich um den Umfang erstreckt und diesen definiert, und dessen mehrere Laschen bogenförmig um den Umfang voneinander beabstandet sind und sich axial von der Basis erstrecken.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 33, wobei sich die Basis am Zusatz-Vorratsspeicher befindet, und wobei sich die Laschen axial von der Basis zur Anbringungsplatte erstrecken.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 33, wobei sich die Basis an der Anbringungsplatte befindet, und wobei sich die Laschen axial von der Basis zum Zusatz-Vorratsspeicher erstrecken.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 31, umfassend einen geschlitzten Ring, der mehrere Ausschnitte aufweist, die um einen durch den Ring definierten Umfang durch dazwischen befindliche Stege bogenförmig voneinander beabstandet sind, wobei die Stege die Laschen bereitstellen, wobei die Ausschnitte Öffnungen bilden, die den Druckverminderer bereitstellen, wobei der geschlitzte Ring eine Innenseite aufweist, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 36, wobei sich die Ausschnitte zu einem aus dem Zusatz-Vorratsspeicher und der Anbringungsplatte hin öffnen und axial zu diesem einen gerichtet sind.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 31, umfassend einen offenen Ring, der sich um den Umfang erstreckt und diesen definiert, und der sich axial zwischen dem Zusatz-Vorratsbehälter und der Anbringungsplatte erstreckt, wobei der Ring mehrere Öffnungen aufweist, die sich radial dort hindurch erstrecken und den Druckverminderer bereitstellen, wobei der Ring eine Innenseite aufweist, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 11, wobei der Druckverminderer ein Venturi umfasst, das sich axial im Raum erstreckt und sich radial auswärts verjüngt, während es sich axial zur Anbringungsplatte hin erstreckt.
Druckgradienten-Dosiersystem nach Anspruch 39, wobei das Venturi einen zentralen Kragen am Zusatz-Vorratsspeicher aufweist, und sich mehrere Speichen vom zentralen Kragen radial auswärts zu einer äußeren Schürze erstrecken, wobei sich die äußere Schürze radial auswärts verjüngt, während sie sich axial zur Anbringungsplatte erstreckt, wobei die Schürze eine Innenseite aufweist, die sich radial einwärts davon befindet und die zweite Druckzone bereitstellt, und eine Außenseite aufweist, die sich radial auswärts davon befindet und die erste Druckzone bereitstellt.