專利名稱：用于分離并引走包含在液體燃料中的水、尤其是從柴油中分離并引走水的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分離并引走包含在液體燃料中的水，尤其是從柴 油中分離并引走水的方法，此時(shí)，燃料在一用于供應(yīng)給一內(nèi)燃機(jī)的管
路系統(tǒng)中通過(guò)一燃料輸送泵輸送，水在一過(guò)濾裝置中被分離，該過(guò)濾 裝置有一收集室以用于收集分離出來(lái)的水，并且接在燃料輸送泵的抽 吸側(cè)的前面，以使其抽吸作用阻礙水從收集室流出，以及此時(shí)根據(jù)過(guò) 濾裝置所收集到的預(yù)定量的水中斷輸送泵的抽吸作用，并打開位于收 集室的排出孔上的排出閥，以用于將水引走。此外，本發(fā)明涉及一用 于實(shí)施此方法的裝置。
背景技術(shù)：
在重型柴油機(jī)在惡劣的使用條件下運(yùn)行時(shí)，實(shí)施前面指出的措施 排出水是常用的，并且是特別重要的。例如，在不太發(fā)達(dá)的國(guó)家使用 具有重型柴油機(jī)的工作機(jī)械，就難于得到具有中歐品質(zhì)的燃料。反而 是在具有惡劣的氣候條件和不良的地層結(jié)構(gòu)的國(guó)家，必須由此考慮， 所得到的燃料有為數(shù)眾多的雜質(zhì)，尤其是高的水含量。建筑機(jī)械和農(nóng) 業(yè)機(jī)械從圓桶供應(yīng)燃料，該圓桶常常只蓋一點(diǎn)或者完全不蓋地儲(chǔ)存和 運(yùn)輸，以致它們無(wú)防護(hù)地受到氣候條件例如雨的影響。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在柴油中，最多可以有達(dá)10。/。的水成份，此時(shí)破壞行
為和腐敗的操作方式還可能是此高的水含量的原因。
當(dāng)強(qiáng)烈污染的柴油例如用在一 高效率的共軌柴油機(jī)中，消耗量約
為400升/天時(shí)，排出的水量約為40升/天。但是，在市場(chǎng)上的過(guò)濾器 /水分離器中，水收集容器的容量最大為0.51?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)，這意 味著，操作人員為了實(shí)施前面提到的排出方法， 一個(gè)工作日必須停止 發(fā)動(dòng)機(jī)約80次，以便中斷燃料輸送泵的抽吸力，該抽吸力阻止水從有關(guān)的過(guò)濾裝置中流出，而后操作人員必須打開水收集室的排出孔，以 便使收集到的水流出。如果操作人員沒(méi)有考慮到要求，在若干時(shí)間以 后，水就穿過(guò)過(guò)濾裝置沖出，進(jìn)入噴射系統(tǒng)，并由此造成它的損壞， 由此造成非常高的維修費(fèi)用和有關(guān)設(shè)備的相應(yīng)的長(zhǎng)的停車時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這一問(wèn)題，本發(fā)明的任務(wù)為，提供一種方法，它以特別令 人滿意的程度滿足在內(nèi)燃機(jī)尤其是重型柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)提出的要求。
從常用的前述類型的方法出發(fā)，按照本發(fā)明，此任務(wù)將由此解決， 即阻止水流出的抽吸作用通過(guò)一排出裝置中斷，通過(guò)該排出裝置經(jīng)過(guò) 一排出時(shí)間間隔后并且在燃料輸送泵的連續(xù)運(yùn)行時(shí)在收集室的排出孔 上能產(chǎn)生一使水能夠流出的壓力梯度。
由此，按照本發(fā)明開始一排出過(guò)程，即收集室的內(nèi)側(cè)和外側(cè)產(chǎn)生 一壓力差，它促使水經(jīng)過(guò)排出孔流出，按照本發(fā)明的方法使得能夠在 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)實(shí)施排出過(guò)程。因此，可以以比較快速的連續(xù)性因而是 用比較短的排放時(shí)間間隔進(jìn)行排出過(guò)程，而不干擾運(yùn)行，此時(shí)當(dāng)燃料 輸送泵繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，噴射系統(tǒng)以噴射設(shè)備的儲(chǔ)存量繼續(xù)工作，因此， 發(fā)動(dòng)機(jī)不需要停車。
按照本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化的可能性。此處，可以以特 別有利的方式規(guī)定，通過(guò)探測(cè)預(yù)定量的水的收集及其流出的水探測(cè)裝 置產(chǎn)生一信號(hào)，該信號(hào)啟動(dòng)排出裝置并由此自動(dòng)地開始排出過(guò)程。因 此，可以避免能通過(guò)操作人員的錯(cuò)誤行為而造成水沖出的危險(xiǎn)。
在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，排出裝置有一電子控制裝置，它處理水 探測(cè)裝置的信號(hào)，以便確定排出時(shí)間間隔并且產(chǎn)生用于啟動(dòng)排出裝置 以及在所述確定的排出時(shí)間間隔期間控制排出閥的控制信號(hào)。
使得可能在排出孔上引起水流出的壓力梯度的產(chǎn)生可以以不同的 方式和方法實(shí)現(xiàn)，例如，其中排出裝置有一排出泵，其抽吸側(cè)可與收 集室的排出孔連接，并在啟動(dòng)排出裝置時(shí)產(chǎn)生壓力梯度。此實(shí)施形式 為一比較簡(jiǎn)單的處理方式，其中當(dāng)系統(tǒng)保持運(yùn)行時(shí)，可以按需要實(shí)現(xiàn) 從收集室中吸水，而不需要干預(yù)或改動(dòng)固有的管路系統(tǒng)。另一種方案為，方法可以按這樣的方式實(shí)施，即排出裝置具有一 液壓氣動(dòng)的蓄壓器和一閥裝置，該液壓氣動(dòng)的蓄壓器的油側(cè)通過(guò)燃料 輸送泵加燃料，該閥裝置可通過(guò)電子控制裝置如此動(dòng)作，以使借助蓄 壓器經(jīng)過(guò)一排出時(shí)間間隔后在過(guò)濾裝置中建立壓力，該壓力在排出孔 處產(chǎn)生為了流出水所必需的壓力梯度。在方法的這種形式中，得到這 樣的優(yōu)點(diǎn)，即不需要附加的排出泵。
電子控制裝置可以以有利的方式根據(jù) 一 探測(cè)分離出來(lái)的水的溫度 的溫度傳感器的倌號(hào)產(chǎn)生一用于設(shè)置用于防止結(jié)冰的加熱元件的加熱 控制信號(hào)。由此，即使在冬季運(yùn)行時(shí)或在寒帶區(qū)域也能保證運(yùn)行的可 靠性。
本發(fā)明的對(duì)象還有一用于實(shí)施按照本發(fā)明的方法的裝置，它總體
上具有權(quán)利要求7的特征。
按照本發(fā)明的裝置的其它特征在權(quán)利要求8至16中指出。


下面根據(jù)在圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中 圖1示出一簡(jiǎn)單畫出的線路圖，以用于說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例； 圖2示出一與圖1類似的圖，以用于說(shuō)明第二實(shí)施例； 圖3用一局部的縱向剖面和示意地簡(jiǎn)單畫出的附圖示出按照本發(fā) 明的裝置的實(shí)施例，它用于實(shí)施圖2中所示的方法的例子，以及 圖4示出圖3所示的附圖相對(duì)于圖3轉(zhuǎn)過(guò)90°的圖。
具體實(shí)施例方式
為了說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1示出一內(nèi)燃機(jī)的具有共軌噴 射裝置的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的示意方框圖。從燃料箱l出發(fā)，管路系統(tǒng)有 一油箱管路3，它通向一預(yù)過(guò)濾器5的入口 6。具有約為30u的精度 的預(yù)過(guò)濾器5有一水分離器7。 一抽吸管路9與預(yù)過(guò)濾器5的出口 8 連接，該抽吸管路通向一燃料輸送泵12的抽吸側(cè)11。燃料輸送泵的 壓力管路13與一精過(guò)濾器17的入口連接，該過(guò)濾器有約為2-5jli的 精度。精過(guò)濾器17的出口 19與一共軌噴射系統(tǒng)21連接，其中一回流 管路25從噴射系統(tǒng)的用23代表的噴嘴返回到油箱1。借助水分離器7從流過(guò)預(yù)過(guò)濾器5的燃料中分離出來(lái)的水收集在 預(yù)過(guò)濾器5的底部區(qū)域和與其下側(cè)連接的收集室27中。水分離器7 與收集室27之間的流體連接和位置關(guān)系在下面根據(jù)圖3和4較詳細(xì)的 說(shuō)明。 一探測(cè)收集室27中收集的水的水位高度的水探測(cè)裝置29與電 子控制裝置31用信號(hào)連接。電子控制裝置不僅處理水探測(cè)裝置29的 信號(hào)，而且處理溫度傳感器33的信號(hào)。該傳感器在確定結(jié)冰溫度時(shí)啟 動(dòng)收集室27中的加熱元件35，以防止結(jié)冰。
收集室27通過(guò)其流出孔37與排出泵43的抽吸側(cè)41連接，排出 泵的壓力側(cè)再次通向一用于排出的水的收集容器45?？梢栽O(shè)置一防止 回流的阻塞式泵結(jié)構(gòu)作為泵43。不同地可以設(shè)置一止回閥39，作為流 出孔37與泵43之間的排出閥。
當(dāng)水探測(cè)裝置29探測(cè)到在收集容器27中有一對(duì)應(yīng)于預(yù)定的收集 到的水量的水位高度，并將此向電子控制裝置31發(fā)出信號(hào)時(shí)，就開始 排出過(guò)程，這如此實(shí)現(xiàn)，即電子控制裝置31通過(guò)供電導(dǎo)線47使泵43 的電動(dòng)機(jī)投入運(yùn)行。泵43的抽吸管路要如此選擇，以使其抽吸作用超 過(guò)燃料輸送泵12的抽吸作用，因而在收集室27的流出口 37上產(chǎn)生這 樣一種壓力梯度，以使收集到的水流出，也就是說(shuō)，通過(guò)泵43吸走。 泵43保持接通的時(shí)間間隔長(zhǎng)度可根據(jù)探測(cè)裝置29的信號(hào)確定，這通 過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)水位高度下降至一預(yù)定的量時(shí)，就調(diào)節(jié)泵43 的運(yùn)行，或可根據(jù)時(shí)間來(lái)控制，即對(duì)于每個(gè)排出過(guò)程，泵43都按一固 定的時(shí)間間隔工作。在任何情況下，在排出過(guò)程中，燃料輸送泵12 都保持運(yùn)行，以使發(fā)動(dòng)機(jī)不需要停車。
圖2中示出的例子與圖1的例子的區(qū)別為，使用一形式為一壓力 控制裝置的排出裝置，它代替圖1的排出泵43。對(duì)應(yīng)于圖l的例子的 部件在圖2中都標(biāo)以與圖1相同的附圖標(biāo)記。如同從圖2看出的那樣， 燃料輸送泵12的壓力管路13不僅通向精過(guò)濾器17的入口 15,而且 還通向膜片式蓄壓器53的油側(cè)51，該膜片式蓄壓器通過(guò)運(yùn)行中的燃 料輸送泵12加以燃料。為了開始排出過(guò)程，如同在最早描述的實(shí)施例 那樣要再次通過(guò)探測(cè)裝置29發(fā)出信號(hào)，并由此得到電子控制裝置31的啟動(dòng)，于是啟動(dòng)在油箱管路3中在預(yù)過(guò)濾器5的入口 6之前設(shè)置的 一個(gè)兩位三通換向閥55以及在預(yù)過(guò)濾器5的出口 8后面設(shè)置的一個(gè)兩 位兩通換向閥57。此處，超過(guò)排出時(shí)間間隔，閥57就關(guān)閉，并如此 啟動(dòng)閥55，以便將油箱管路3關(guān)閉，并通過(guò)分支管路59和所述兩位 三通換向閥55將膜片式蓄壓器53的油室51與預(yù)過(guò)濾器5的入口 6 連接起來(lái)。通過(guò)經(jīng)由膜片式蓄壓器53送至預(yù)過(guò)濾器5的處于壓力之下 的油體積，在收集室27的流出孔37處產(chǎn)生一壓力梯度，它將收集到 的水從收集室27壓出，該水重新到達(dá)收集容器45中。在圖2所示的 例子中，在排出時(shí)間間隔中，預(yù)過(guò)濾器5的出口 8可以關(guān)閉。如果膜 片式蓄壓器53加載足夠的壓力并且在油室51中有足夠大的、經(jīng)過(guò)閥 55流入預(yù)過(guò)濾器5內(nèi)的壓力體積，以致在排出時(shí)間間隔中在預(yù)過(guò)濾器 5中產(chǎn)生足夠的壓力升高，則兩位兩通換向閥就可以去掉。如同在最 早描述的實(shí)施例中那樣，在排出時(shí)間間隔中燃料輸送泵12可以繼續(xù)工 作，也就是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要停車。在排出時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)，再次如 此控制閥55，必要時(shí)還有閥57，以使油箱管路3和抽吸管路9都可被 通流，分支管路59再次關(guān)閉，膜片式蓄壓器53再次通過(guò)壓力管路13 加載。
圖3和4示出按照本發(fā)明的用于實(shí)施方法的裝置的例子，其中， 裝置作為改裝系統(tǒng)形成，它可事后安裝在預(yù)過(guò)濾器5的下側(cè)61上，預(yù) 過(guò)濾器5的過(guò)濾器殼體按旋裝式過(guò)濾器(spin-on filter )的方式構(gòu)成。
如同圖3和4示出的那樣，在下側(cè)61在底部的中間區(qū)域，有一具 有內(nèi)螺紋的出水口 63， 一空心螺釘65與內(nèi)螺紋檸接，空心螺釘?shù)膬?nèi) 孔67在過(guò)濾器殼體下側(cè)61的底部區(qū)域與 一中間洼地69之間形成一液 體連接，該洼地位于體部71的上端上，該體部通過(guò)空心螺釘65夾緊 在過(guò)濾器殼體的下側(cè)61上，其中一密封團(tuán)73形成一徑向側(cè)的密封。
洼地69形成用于通過(guò)預(yù)過(guò)濾器5的水分離器7分離出來(lái)的水的水 收集室27，收集室27中的水位高度通過(guò)水探測(cè)裝置29識(shí)別。在形成 收集室27的洼地69的下方在體部71中形成用于接納電子控制裝置 31 (見圖3)、排出泵43 (見圖3)以及其它未示出的部件的空腔。雖然在圖3和4中按實(shí)施形式示出按照本發(fā)明的作為改裝系統(tǒng)形 成的裝置，該改裝系統(tǒng)適于在現(xiàn)有設(shè)備中事后安裝，但是不言自明， 本發(fā)明特別適合于在有關(guān)設(shè)備作為原始裝備。
尤其是，按照本發(fā)明的裝置可以與具有分離器7的預(yù)過(guò)濾器5和 其它系統(tǒng)部件如泵43、探測(cè)裝置29、電子裝置31、加熱元件及類似 件一起合并在一個(gè)統(tǒng)一的殼體中。
權(quán)利要求
1、用于分離并引走包含在液體燃料中的水、尤其從柴油中分離并引走水的方法，其中燃料在一用于供給一內(nèi)燃機(jī)的管路系統(tǒng)中(3、9、13)通過(guò)一燃料輸送泵(12)輸送，將水在一過(guò)濾裝置(5)中分離，該過(guò)濾裝置具有一收集室(27)以用于收集分離出來(lái)的水并且設(shè)置在燃料輸送泵(12)的抽吸側(cè)(11)之前，從而其抽吸作用阻礙水從收集室(27)流出，并且其中根據(jù)預(yù)定量的水的收集，中斷輸送泵(12)的抽吸作用，并打開位于收集室(27)的排出孔(37)上的排出閥，以用于將水引走，其特征為，所述阻止水流出的抽吸作用通過(guò)一排出裝置(43；53)中斷，通過(guò)該排出裝置經(jīng)過(guò)一排出時(shí)間間隔后且在燃料輸送泵(12)連續(xù)運(yùn)行時(shí)在收集室(27)的排出孔(37)上能產(chǎn)生一使水能夠流出的壓力梯度。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征為，通過(guò)探測(cè)所述預(yù)定量的 水的收集及其流出的水探測(cè)裝置(29)產(chǎn)生一信號(hào)，所述信號(hào)啟動(dòng)排 出裝置(43; 53)。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，排出裝置(43; 53)具 有一電子控制裝置(31)，該電子控制裝置處理水探測(cè)裝置(29)的信 號(hào)，以便確定排出時(shí)間間隔并且產(chǎn)生用于啟動(dòng)排出裝置(43; 53)以 及在所述確定的排出時(shí)間間隔期間控制排出閥的控制信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征為，排出裝置有一排出泵 (43),該排出泵的抽吸側(cè)(41)可與收集室(27)的排出孔(37)連接并且在啟動(dòng)排出裝置時(shí)在排出孔(37)處產(chǎn)生使水能夠流出的壓力 梯度。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征為，排出裝置具有一液壓氣 動(dòng)的蓄壓器(53)和一閥裝置(55、 57)，所述液壓氣動(dòng)的蓄壓器的油 側(cè)(51)通過(guò)燃料輸送泵(12)加燃料，所述閥裝置可通過(guò)電子控制 裝置(31)如此操作，以使借助蓄壓器(53)在過(guò)濾裝置(5)中建立 一壓力，該壓力在排出孔(37)處產(chǎn)生用于水流出所必需的壓力梯度。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征為，電子控制裝置(31) 根據(jù)一探測(cè)分離出來(lái)的水的溫度的溫度傳感器(33)的信號(hào)產(chǎn)生一用 于設(shè)置用于防止結(jié)冰的加熱元件(35)的加熱控制信號(hào)。
7、 用于實(shí)施如權(quán)利要求1至6之一所述的方法的裝置，包括一具 有一水分離器(7)的過(guò)濾裝置(5)，該過(guò)濾裝置的入口 (6)與燃料 箱(l)連接，該過(guò)濾裝置的出口 (8)與內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)管路系統(tǒng) 中的燃料輸送泵(12)的抽吸側(cè)(11)連接，其中過(guò)濾裝置(5)具有 一用于收集分離出來(lái)的水的收集室(27)，所述水可通過(guò)收集室(27) 的排出孔(37)釋放，其特征為，設(shè)有一排出裝置，該排出裝置包含 一壓力控制裝置(43; 53)，借助該壓力控制裝置經(jīng)過(guò)一排出時(shí)間間隔 后可在排出孔(37)上產(chǎn)生一壓力梯度，該壓力梯度克服運(yùn)行的燃料 輸送泵(12)存在于過(guò)濾裝置(5)上的抽吸作用可使水流出。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征為，設(shè)有一探測(cè)預(yù)定量的水 的收集的水探測(cè)裝置(29)和一處理探測(cè)裝置的探測(cè)信號(hào)的電子控制 裝置(31)，該電子控制裝置產(chǎn)生用于排出裝置和用于屬于其壓力控制 裝置(43; 53)的閥裝置的控制的控制信號(hào)。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征為，壓力控制裝置有一排出 泵(43)，該排出泵的抽吸側(cè)(41)可與排出孔(3"連接，以用于產(chǎn) 生能使水流出的壓力梯度。
10、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征為，壓力控制裝置具有一 液壓氣動(dòng)的蓄壓器、尤其是膜片式蓄壓器(53)，該蓄壓器的油側(cè)(51) 與燃料輸送泵(12)的壓力側(cè)連接，并且可通過(guò)閥裝置的一可通過(guò)電 子控制裝置控制的閥(55)與過(guò)濾裝置(5)的入口 (6)連接。
11、 如權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征為，閥(55)為一兩位三 通換向閥，過(guò)濾裝置(5)的入口 (6)可通過(guò)該閥交替地與蓄壓器(53) 或燃料箱(1)連接。
12、 如權(quán)利要求7至ll之一所述的裝置，其特征為，該裝置構(gòu)成 為改裝系統(tǒng)，該改裝系統(tǒng)可安裝在一現(xiàn)有的、具有一水分離器(7)的 過(guò)濾裝置(5)上。
13、 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征為，在一形式為旋裝式過(guò) 濾元件(5)的過(guò)濾裝置的情況下，其過(guò)濾器殼體有一底部側(cè)的水出口(63)，改裝系統(tǒng)具有一可安裝在過(guò)濾器殼體的底部(61)上的體部 (71)，該體部有一包圍過(guò)濾器殼體的水出口 (63)的空腔(69)，該空腔構(gòu)成屬于過(guò)濾裝置(5)的收集室(27)的組成部分并且具有用于水從收集室(27)流出的排出孔(37)。
14、 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征為，體部(71)通過(guò)一與 過(guò)濾器殼體的水出口 (63)擰接的空心螺釘(65)緊固在過(guò)濾器殼體 上，該空心螺釘有一孔(67)以形成通向用作收集室(27)的空腔(69) 的水通道。
15、 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征為，用于探測(cè)位于空腔(69 ) 中的水的水位高度的水探測(cè)裝置(29)、電子控制裝置(31)、必要時(shí) 屬于電子控制裝置的閥以及必要時(shí)還有排出泵(43 )都整合在體部(71 ) 中，所述排出泵的抽吸側(cè)(41)必要時(shí)通過(guò)一止回閥(39)與體部(71) 的空腔(69)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于分離并引走包含在液體燃料中的水，尤其是從柴油中分離并引走水的方法，其中燃料在一用于供應(yīng)給一內(nèi)燃機(jī)的管路系統(tǒng)中(3、9、13)通過(guò)一燃料輸送泵(12)輸送，將水在一過(guò)濾裝置(5)中分離，該過(guò)濾裝置有一收集室(27)以用于收集分離出來(lái)的水并且設(shè)置在燃料輸送泵(12)的抽吸側(cè)(11)的前面，以使其抽吸作用阻礙水從收集室(27)流出，以及此時(shí)根據(jù)過(guò)濾裝置所收集到的預(yù)定量的水，中斷輸送泵(12)的抽吸作用，并打開位于收集室(27)的排出孔(37)上的排出閥，以用于將水引走，其特征為，所述阻止水流出的抽吸作用通過(guò)一排出裝置(43；53)中斷，通過(guò)該排出裝置經(jīng)過(guò)一排出時(shí)間間隔并且在燃料輸送泵(12)運(yùn)行期間在收集室(27)的排出孔(37)上能產(chǎn)生一使水能夠流出的壓力梯度。
文檔編號(hào)B01D35/16GK101432053SQ200780015364
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者M·哈格爾, V·勞爾 申請(qǐng)人:Hydac過(guò)濾技術(shù)有限公司