用于從燃料中移除水和固體污染物的屏障系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種安裝在燃料箱（10）的填充口（12）的屏障系統(tǒng)。該屏障系統(tǒng)包括螺旋彈簧（36）和襯套（38）形式的外部套筒（34），該襯套（38）為允許燃料通過其中但截留水和固體污染物的材料。套筒（34）的底部設(shè)置閥（52,54），以能夠匯集從套筒（34）中排出的水和固體污染物。
【專利說明】用于從燃料中移除水和固體污染物的屏障系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在給發(fā)動機供給燃料之前用于將水和固體污染物從燃料中移除的屏障系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機容易受到燃料中夾雜的水和固體污染物的破壞。柴油機特別容易受到破壞，并且柴油機的技術(shù)越先進(jìn)，就越容易受到燃料中夾雜的水和固體污染物的破壞。當(dāng)前的一種解決方案是在燃油儲存罐和發(fā)動機之間的燃油管中安裝過濾器。然而，在所謂的共軌柴油機(common-rail diesel engine)中極高的燃油流動速度會產(chǎn)生很多問題。在這種系統(tǒng)中，通過所述燃油管泵送的燃油多數(shù)返回到燃油箱中，因此所述管內(nèi)過濾器(in-linefilter)多次過濾相同的燃油。這些管內(nèi)燃油過濾器并不能充分地匹配高流速和通過這些過濾器的燃料容量。
[0003]本發(fā)明提供一種保護(hù)發(fā)動機的方法以保護(hù)發(fā)動機免受水損壞，這種水損壞可產(chǎn)生在從污染燃料源向發(fā)動機的燃料箱加注之時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種屏障單元，該屏障單元用于安裝到燃料箱的填充口中，以阻止水和固體污染物隨燃料一起進(jìn)入所述燃料箱，所述屏障單元包括由允許燃料通過但截留水和固體污染物的材料組成的襯套，所述襯套的下端封閉且上端開口以形成襯套的入口，使得泵入所述燃料箱的燃料進(jìn)入所述襯套的上端，所述襯套的上端具有設(shè)置通孔的圓筒形支撐，該圓筒形支撐包裹所述襯套并防止所述襯套被流入該襯套中的燃料的壓力沖破。
[0005]優(yōu)選地，在所述襯套的底端具有閥件以能夠使匯集的水從所述屏障單元中排出。
[0006]所述支撐可以是螺旋彈簧的形式，所述螺旋彈簧的螺旋之間具有縫隙，所述縫隙形成所述通孔。
[0007]所述套筒優(yōu)選為包括螺旋彈簧，該螺旋彈簧內(nèi)設(shè)有可移除的過濾材料襯套。
[0008]所述襯套可以是聚合物膜或樹脂浸潰紙材料。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種燃料箱，該燃料箱具有填充口和用于儲存燃料的燃料儲存室，所述燃料箱中具有截留水和固體污染物的屏障，通過所述填充口進(jìn)入的燃料在抵達(dá)所述燃料儲存室之前流過所述屏障。
[0010]所述屏障優(yōu)選為下端閉合的柔性套筒的形式，所述套筒固定于所述填充口內(nèi)并懸掛于所述燃料儲存室中。在此形式的屏障中可包括襯套，所述襯套從所述填充口向下延伸至所述燃料箱的底部，所述燃料箱的底部具有排污口，所述排污口內(nèi)具有閥門，所述套筒的內(nèi)部與所述排污口相連通，以使得當(dāng)打開所述閥門時，匯集在所述套筒的底部的水被排出。
[0011]所述閥門可以是能夠手動操作的龍頭的形式，從所述燃料箱的下側(cè)能夠接近所述龍頭。在另一種結(jié)構(gòu)形式中，述閥門包括通過彈簧壓靠在閥座上的閥件，所述燃料箱中具有拉繩和拉環(huán)，所述拉繩從所述閥件向上延伸，所述拉環(huán)能夠?qū)λ鲩y件施加向上拉カ以克服所述彈簧的作用將所述閥件從所述閥座中抬升。
[0012]優(yōu)選地，所述屏障包括設(shè)置通孔的外部支撐和過濾材料襯套，該過濾材料襯套能從所述支撐上移除。
[0013]可設(shè)置傳感器和報警器，所述傳感器用于檢測所述套筒的下端的水的匯集量，所述報警器根據(jù)檢測水的匯集量的所述傳感器而被激發(fā)。
[0014]為增強流動率，可包括エ件，該エ件用于在所述燃料箱中生成低于大氣壓的壓力，從而能夠從所述屏障単元吸出燃料。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的還ー個方面，提供ー種從燃料中分離出水和固體污染物的方法，該方法包括在所述燃料箱的填充ロ與所述燃料箱的燃料儲存室之間設(shè)置水和固體污染物的屏障，以使得從所述填充ロ進(jìn)入所述燃料箱的燃料在抵達(dá)所述儲存室之前通過所述屏障。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另ー個方面，提供ー種燃料箱的填充方法，所述燃料箱包括燃料入ロ、燃料儲存室和燃料出口，該燃料出口從所述燃料儲存室通過燃料供給管連接至發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)，所述填充方法包括通過位于所述燃料儲存室與所述燃料入口之間的水和固體污染物的移除屏障向所述燃料箱的所述燃料儲存室中添加燃料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖舉例說明本發(fā)明能夠如何被實施以取得效果，其中:
[0018]圖1為燃料箱的俯視圖；
[0019]圖2為屏障系統(tǒng)的示意圖，圓圈內(nèi)的部分顯示更大比例地顯示在小圖(scrapdrawing；中；
[0020]圖3為顯不另一屏障系統(tǒng)的不意圖；
[0021]圖4為另ー種形式的屏障系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖5為圖4中屏障系統(tǒng)的改進(jìn)的示意圖；以及
[0023]圖6圖示了另ー屏障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0024]圖1中提到的數(shù)字10代表發(fā)動機的燃料箱，該發(fā)動機是汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機。
[0025]如圖2所示，燃料箱10具有填充ロ 12，套筒14的上端匹配安裝于填充ロ 12內(nèi)并且下端與燃料箱10的底部連接以與排污ロ 16套合準(zhǔn)確(in register with)。在排污ロ 16處有龍頭(tap)18。從燃料箱10的底部可接近該龍頭。在圖示的形式中，套筒的上部由螺旋彈簧20組成。在螺旋彈簧20的螺旋(turns)之間存在小縫隙。這些縫隙形成穿孔。套筒14進(jìn)ー步包括位于螺旋彈簧20內(nèi)的片材襯套22。套筒14的下部為碗狀物24，用以接納由襯套22截留(retain)的水和固體污染物。碗狀物24可以是注模的并且在注模過程中可將螺旋彈簧20的端部彈簧嵌入到碗狀物中。
[0026]在另一形式中，螺旋彈簧可以用具有襯套22的穿孔金屬板代替。
[0027]襯套22可以永久地固定在金屬套筒或者螺旋彈簧22上或者以護(hù)套的形式安裝于套筒中，并且在被堵塞時可取出。
[0028]由套筒14進(jìn)入燃料箱10中的儲存室中的燃料是分離出了來水和固體污染物的。被截留的水下沉至套筒14的底部并迅速匯集在排污口 16上方的碗狀物24中。打開龍頭18，匯集的水能夠允許流動以從碗狀物中廢物排出。
[0029]如果需要，可提供感應(yīng)器，一旦該傳感器檢測到碗狀物中的預(yù)定量的水，則自動開啟排污閥一段計時時間。在可替換的實施方式中，傳感器可激發(fā)報警器(視覺的或聽覺的)來提醒發(fā)動機的使用人員注意水的匯集量(water build up),工人而后能夠手動操作龍頭
18。以下結(jié)合圖4和圖5描述了第二種改進(jìn)的實施方式。
[0030]在圖2所示的【具體實施方式】中，圖示了柔性套筒26懸掛于燃料箱10中。套筒26由螺旋彈簧28組成，該螺旋彈簧具有襯套30，該襯套30的材料能防止水和污染物流出襯套至燃料中。套筒插入燃料箱中并且固定于填充口 12。柔性套筒26的下端部由碗狀物32閉合。
[0031]從填充口 12進(jìn)入的燃料進(jìn)入到套筒26中并流經(jīng)襯套30。水和污染物被截留。一旦裝填完畢，柔性套筒26就從燃料箱10取出，在套筒的閉合底端部匯集的水在碗狀物32中被倒出，并且將管道干燥后以備再次使用。
[0032]樹脂浸潰紙(Resin impregnated paper)是允許燃料通過但截留水和固體污染物的合適介質(zhì)。市場上也可獲得聚合物膜(Polymer films),其允許燃料通過但截留水和固體污染物。
[0033]在燃料到達(dá)燃料箱與發(fā)動機之間的在線過濾器(in-line filters)之前去除掉燃料中的固體污染物和水能夠達(dá)到延長該過濾器的使用壽命的效果。
[0034]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，圖4中的屏障系統(tǒng)與圖2中的屏障系統(tǒng)有很多部分是相同的。
[0035]圖4的屏障系統(tǒng)中的套筒34的上部為內(nèi)部含有過濾材料襯套38的螺旋彈簧36結(jié)構(gòu)。套筒下部構(gòu)成為具有向上開口的收集水和固體污染物的碗狀物40。具有通孔44的閉合件42壓入配合到碗狀物40的開口嘴部。碗狀物40的下側(cè)由外螺紋套管46向下延伸，該外螺紋套管46穿過燃料箱10的排污口 16。螺母48螺接到螺紋套管46上并抵靠在燃料箱10的底側(cè)擰緊以將碗狀物40固定于燃料箱10。
[0036]鉆孔50穿過螺紋套管46。鉆孔50中具有圓錐形閥座52。
[0037]螺旋彈簧56將圓錐形閥件54壓靠在閥座52上。螺旋彈簧56位于圓錐形閥件54的上表面58與閉合件42的底側(cè)之間。
[0038]柔性繩索60連接于圓錐形閥54上并且穿過閉合件42的中心孔62向上延伸且向上穿過套管64,該套管64的終端靠近套筒34的頂端。
[0039]拉環(huán)66固定于套管64上方的繩索60的頂端，因此拉環(huán)并不妨礙加油噴嘴。優(yōu)選的是，套管64 (或者至少其上端部分)偏移套筒34的一側(cè)。
[0040]圖1、4、5和6中圖示的用于封閉燃料箱10的填充口 12的端蓋68與圈70相連，此圈70與燃料箱10相連并環(huán)繞燃料箱10的填充口 12。端蓋68具有通氣孔72。
[0041]水傳感器74 (圖4和圖5)位于碗狀物40中，由信號線76延伸到安裝于燃料箱10上端的報警器78上。報警器78可包括聽覺報警器如壓電蜂鳴器和/或視覺報警器例如LED以提供可視的警報。
[0042]襯套38的材料允許柴油比用于填充燃料箱10時從加油噴嘴(未顯示)進(jìn)入襯套38的速率更快的速率通過該襯套38。
[0043]圖5中的屏障系統(tǒng)除了安裝于燃料箱10頂部的抽氣單元80外與圖4中的屏障系統(tǒng)是完全相同的。抽氣單元80具有與燃料箱10相通的入口 82和與外界大氣相通的出口84?？諝獗煤陀糜隍?qū)動空氣泵的電動馬達(dá)位于抽氣單元80的殼體內(nèi)。在填充燃料箱10時，電動馬達(dá)驅(qū)動空氣泵以使得空氣從燃料箱內(nèi)部吸出并排入大氣中。電動馬達(dá)可以用葉輪代替，從制動系統(tǒng)流出的壓縮空氣提供給該葉輪。
[0044]可以理解的是，希望提供具有非常小尺寸的孔的過濾材料來確保唯有最小固體顆粒被截留。然而，這不可避免地會導(dǎo)致燃料流經(jīng)過濾材料的速度降低。在燃料箱的儲存室中形成低于大氣壓的壓力將促使燃料在通過過濾材料時被吸回的速率比僅在重力作用下被吸回的速率要高。
[0045]螺旋彈簧20和36的使用使得套筒14得以彎曲，這在當(dāng)過濾器開口與豎直面具有夾角時是有必要的。并且套筒必須能夠完全以使得該套筒能與燃料箱的排污口 16對齊。還有必要的是，如圖6所示，如果填充口 12和排污口 16并不是一個垂直地位于另一個上面。圖6中的結(jié)構(gòu)增加了過濾材料襯套38的長度。也可以采用螺旋形式的套筒，從而增加過濾材料襯套的面積。
[0046]閥件54 —般由螺旋彈簧56壓靠在圓錐形閥座52上。當(dāng)希望排空碗狀物40時，向上拉動拉環(huán)66克服螺旋彈簧56的作用以使得閥件54被抬升脫離閥座52。
【權(quán)利要求】
1.一種屏障単元，該屏障単元用于安裝到燃料箱的填充口中，以阻止水和固體污染物隨燃料一起進(jìn)入所述燃料箱，所述屏障単元包括由允許燃料通過但截留水和固體污染物的材料構(gòu)成的襯套，所述襯套的下端封閉且上端開ロ以形成襯套的入口，使得泵入所述燃料箱的燃料從所述襯套的上端進(jìn)入所述襯套，所述襯套的上端具有設(shè)置通孔的圓筒形支撐，該圓筒形支撐包裹所述襯套并防止所述襯套被流入該襯套中的燃料的壓カ沖破。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的屏障単元，其中，在所述襯套的底端具有閥件以能夠使匯集的水從所述屏障單元中排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的屏障単元，其中，所述支撐為螺旋彈簧的形式，所述螺旋彈簧的螺旋之間具有縫隙，所述縫隙形成所述通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的屏障單元，其中，所述套筒包括螺旋彈簧，該螺旋彈簧內(nèi)設(shè)置有可移除的過濾材料襯套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的燃料箱，其中，所述襯套為聚合物膜或樹脂浸潰紙材料。
6.ー種燃料箱，該燃料箱具有填充口和用于儲存燃料的燃料儲存室，所述燃料箱中具有截留水和固體污染物的屏障，通過所述填充ロ進(jìn)入的燃料在抵達(dá)所述燃料儲存室之前流過所述屏障。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料箱，其中，所述屏障為下端封閉的柔性套筒的形式，所述套筒固定于所述填充口內(nèi)并懸掛于所述燃料儲存室中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料箱，所述屏障為套筒的形式，所述套筒從所述填充ロ向下延伸至所述燃料箱的底部，其中，所述燃料箱的底部具有排污ロ，所述排污口內(nèi)具有閥門，所述套筒的內(nèi)部與所述排污ロ相連通，以使得當(dāng)打開所述閥門時，匯集在所述套筒的底部的水被排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料箱，其中，所述閥門為可手動操作的龍頭的形式，從所述燃料箱的下側(cè)能夠接近所述龍頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料箱，其中，所述閥門包括通過彈簧壓靠在閥座上的閥件，所述燃料箱中具有拉繩和拉環(huán)，所述拉繩從所述閥件向上延伸，所述拉環(huán)能夠?qū)λ鲩y件施加向上拉カ以克服所述彈簧的作用將所述閥件從所述閥座中抬升。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任意一項所述的燃料箱，其中，所述屏障包括設(shè)置通孔的外部支撐和過濾材料襯套，該過濾材料襯套能從所述支撐上移除。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中的任意一項所述的燃料箱，該燃料箱包括傳感器和報警器，所述傳感器用于檢測所述套筒的下端的水的匯集量，所述報警器根據(jù)檢測水的匯集量的所述傳感器而被激發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至12中的任意一項所述的燃料箱，所述燃料箱包括エ件，該エ件用于在所述燃料箱中生成低于大氣壓的壓力，從而能夠通過所述屏障単元吸出燃料。
14.ー種從燃料中移除水和污染物的方法，該方法包括在所述燃料箱的填充ロ與所述燃料箱的燃料儲存室之間設(shè)置水和固體污染物的屏障，以使得從所述填充ロ進(jìn)入所述燃料箱的燃料在抵達(dá)所述儲存室之前通過所述屏障。
15.ー種燃料箱的填充方法，所述燃料箱包括燃料入ロ、燃料儲存室和燃料出ロ，該燃料出口從所述燃料儲存室通過燃料供給管連接至發(fā)動機的燃油噴射系統(tǒng)，所述填充方法包括通過位于所述燃料儲存室與所述燃料入口之間的水和污染物的移除屏障向所述燃料箱的所述燃料儲存室中供給燃 料。
【文檔編號】B01D35/027GK103533997SQ201180067003
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月7日
【發(fā)明者】J·E·斯科拉格 申請人:J·E·斯科拉格