專利名稱：尤其用于汽車的燃料過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料過濾器，它具有一個用于從流過燃料過濾器的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件和一個用于從過濾器中排出濾出的水的脫水器。
在例如以柴油發(fā)動機驅(qū)動的汽車中上述類型的燃料過濾器用于濾出包含在柴油燃料中的顆粒和水。進行燃料過濾目的是尤其在所屬內(nèi)燃機的噴射系統(tǒng)中不發(fā)生事故或損壞，例如腐蝕。這種損壞可由保留在燃料中的水引起。
由于上述原因，在DIN EN 590中規(guī)定柴油燃料中的最大允許含水量在200mg/l以下。為了達到該極限值在傳統(tǒng)的燃料過濾器中設(shè)置過濾器元件，在其上不僅阻擋顆粒而且分離來自流過的燃料中的水。分離的水到達脫水器，它對于真正的燃料來說是不能通過的。在脫水器上在過濾器元件下方經(jīng)常設(shè)置聚積池，從燃料中導(dǎo)出的水可收集在其中。收集在聚積池中的水必需定期排空，為此設(shè)置專門的排出元件或閥元件。
由DE 101 38 695 A1已知一種用于從內(nèi)燃機燃料系統(tǒng)中排出水的裝置，其中，分離的水一直聚集在聚積池中，直到水傳感器檢測到最小水位。然后將截止機構(gòu)打開，通過它可以使水排出或者輸送到第二脫水器。該解決方案的缺陷是，在水傳感器事故情況下燃料過濾器的脫水器上的水從不排空。除了易于發(fā)生這種事故外該解決方案也相對昂貴，因為需要水傳感器、截止機構(gòu)和從屬的電子控制裝置。
由JP 61-216701同樣已知一種燃料過濾器，其中在過濾器元件下面設(shè)置一個脫水器。脫水器的膜在燃料過濾器的兩個殼體件之間夾緊，由此形成一個封閉的結(jié)構(gòu)單元。在此脫水器位于過濾器元件的潔凈側(cè)。
由JP 64-11609已知一種用于燃料供給設(shè)備的自動水分離裝置，其中，設(shè)置在過濾器元件下面的脫水器構(gòu)造有一個第一親水膜和一個在分離水的流動方向上后置的疏水膜構(gòu)成。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種上述類型的具有一個過濾器元件和一個脫水器的燃料過濾器，它與已知系統(tǒng)相比具有成本優(yōu)勢，例如在制造方面和在以后的所屬燃料供給設(shè)備維護方面。
按照本發(fā)明，該認為通過一種上述類型的燃料過濾器解決，其中，脫水器構(gòu)造為獨立的結(jié)構(gòu)單元，它可以選擇式地與過濾器元件分開。換言之，該脫水器不集成到過濾器元件或整個燃料過濾器的殼體中，而是構(gòu)造為獨立的模塊，例如以更換附件的形式構(gòu)成，它在需要時可以更換。因此按照本發(fā)明的脫水器例如能夠以可自由選擇的更換周期與過濾器元件分開并且如果需要可被清潔。該脫水器在損壞情況下易于更換，而燃料過濾器的過濾器元件還可以繼續(xù)使用。在脫水器模塊相應(yīng)構(gòu)造的情況下可以通過取下燃料過濾器上的更換附件這樣觸及到過濾器元件，使得如果希望也可以更換過濾器元件。此外過濾器元件也可以構(gòu)造為獨立的模塊，它本身聯(lián)接在一個連接模塊上并且設(shè)置有脫水器模塊。
為了實現(xiàn)上述優(yōu)點，脫水器還可以有利地構(gòu)造有自己的殼體，該殼體可聯(lián)接到過濾器元件的殼體上。該聯(lián)接例如可通過卡鎖連接或螺紋連接實現(xiàn)，在其上設(shè)置相應(yīng)構(gòu)成的密封。替換地，按照本發(fā)明構(gòu)造為模塊的脫水器也可通過管道如管或軟管與從屬的過濾器元件連接。通過該解決方案可使燃料過濾器分配到所屬汽車的結(jié)構(gòu)空間中的兩個區(qū)段上，如果在這些驅(qū)動中迄今沒有對于燃料過濾器來說足夠的單個空間。
此外本發(fā)明任務(wù)特別有利地通過一種所述類型的燃料過濾器解決計，其中，設(shè)置一個分離水的、可透水的、半滲透膜，它面支承在一個載體上。這種圓盤形敷設(shè)的膜與已知膜相比可以特別薄地用獨自不僅具有所需穩(wěn)定性但對于所期望的分離水具有特別有利的特性的材料構(gòu)成。該材料的親水表面也屬于這種特性。上述載體除了分離水的膜的所述機械穩(wěn)定性外還在事故時起到破碎防護的作用。
此外本發(fā)明任務(wù)還特別有利地通過一種上述類型的燃料過濾器解決，其中，脫水器設(shè)置一個用于使導(dǎo)出的水蒸發(fā)的多孔元件。在這種本發(fā)明脫水器中，導(dǎo)出的水尤其不通過截止機構(gòu)排出或者輸送給另一脫水器，而是直接輸送給一個多孔元件，在多孔元件上使其蒸發(fā)并通過這種方式從脫水器中去除。因此可以實現(xiàn)在制造成本和運行成本方面特別有利的“自動”脫水。該多孔元件有利地面積較大，例如呈圓盤的形式，它具有相對高的穩(wěn)定性，如上所述可用作破碎防護。
這種按照本發(fā)明設(shè)置的用于使分離水蒸發(fā)的多孔元件還可以有利地這樣構(gòu)成，使得可透水的半滲透膜直接支承在該多孔元件上并且因此該多孔元件構(gòu)成一個載體，它支承膜，使其機械穩(wěn)定并且用作破碎防護。即，這種多孔元件滿足多重功能。
本發(fā)明燃料過濾器的脫水器優(yōu)選構(gòu)造有殼體，該殼體在多孔元件的區(qū)域中向外敞開。敞開的區(qū)域使得能夠直接在多孔元件上空氣循環(huán)，尤其是由于汽車發(fā)動機室中存在的相對較高的溫度和(尤其在行駛期間)強烈的空氣運動，該空氣循環(huán)有利地影響多孔元件上的水蒸發(fā)。向外敞開的脫水器區(qū)段應(yīng)該有利地在脫水器處于安裝位置時位于脫水器的下側(cè)面。由此很大程度地防止污物或不潔物在多孔元件外的表面上淀積，并且，整個結(jié)構(gòu)還有利地導(dǎo)致待蒸發(fā)的水在通過多孔元件蒸發(fā)前聚集在膜和位于其下面的多孔元件上。
為了持久地防止燃料在本發(fā)明燃料過濾器上穿過膜或多孔元件排出，多孔元件應(yīng)設(shè)置在防事故保持架中。這種保持架可以特別有利地構(gòu)造有脫水器，該脫水器構(gòu)造為獨立的模塊。因此該模塊或脫水器例如可以設(shè)置有相應(yīng)穩(wěn)定構(gòu)造的外殼，該外殼這樣聯(lián)接在過濾器元件的殼體上，使得在事故時盡管可能發(fā)生單個部件的(略微)變形，但不會發(fā)生設(shè)置在殼體中的多孔元件的碎裂。
脫水器構(gòu)造有兩個可透水的半滲透的和親水的膜，通過此還可以有利地減小燃料在本發(fā)明燃料過濾器上排出的危險。待分離的水則首先穿過一個親水膜并到達到兩個親水膜之間的中間空間內(nèi)，水從該中間空間只能穿過第二親水膜向外。如果在事故時發(fā)生兩個親水膜之一碎裂，則整個系統(tǒng)這樣冗余地構(gòu)造，使得第二親水膜可靠地防止排出燃料。
為了進一步提高整個系統(tǒng)的可靠性，可以有利地設(shè)置一個傳感器用于識別在兩個膜之間形成的空間中的殘留燃料。如果在水穿過的第一親水膜上發(fā)生故障并且由此燃料顆?？赡艿竭_中間空間內(nèi)，該傳感器可識別。如果確認了這樣的故障，則可例如通過簡單地更換按照本發(fā)明構(gòu)造為獨立模塊的脫水器來排除該故障。在這種修理中無需更換從屬的過濾器元件。
尤其是在汽車中，在汽車部件結(jié)構(gòu)空間盡可能小的方面不斷提出更高要求。為了滿足這些要求，以有利方式這樣構(gòu)造所述類型的燃料過濾器，使得其過濾器元件基本空心圓柱形地構(gòu)成并且它的脫水器至少區(qū)段式地設(shè)置在空心圓柱的內(nèi)部。
過濾器元件在燃料過濾器上的這種布置可以特別有利地與設(shè)置在過濾器元件的潔凈側(cè)的脫水器組合利用。當過濾器元件布置在潔凈側(cè)時在很大程度上避免了由于燃料中的顆粒而污染脫水器的膜，因為這些顆粒已經(jīng)在燃料流過濾器元件時被過濾掉。
下面借助于所附的示意圖詳細描述具有一個過濾器元件和一個脫水器的本發(fā)明燃料過濾器的實施例。附圖示出

圖1 本發(fā)明燃料過濾器的第一實施例的縱剖面，圖2 按照圖1的燃料過濾器的脫水器從上面看的立體側(cè)視圖，圖3 按照圖2的脫水器從下面看的立體側(cè)視圖，圖4 本發(fā)明燃料過濾器脫水器的第二實施例的非常簡化的縱剖面，圖5 具有一個過濾器元件和一個脫水器的本發(fā)明燃料過濾器的第三實施例的非常簡化的縱剖面。
在圖1至3中示出一個燃料過濾器10，它由一個過濾器元件12和一個脫水器14組成。脫水器14在此構(gòu)造為一個獨立的模塊，如同下面詳細描述的那樣，它在維修或維護情況下可以與過濾器元件12分開并且單個更換。
過濾器元件12基本空心圓柱形地構(gòu)成并且設(shè)置在一個基本圓柱形的過濾器殼體16中。過濾器元件12在此以其一個端面貼靠在過濾器殼體16的頂面18上并且在其對置的底面20上這樣封閉，使得在那里不能有燃料流入或流出。
在基本圓柱形的過濾器殼體16的外表面22上構(gòu)成一個燃料入口24，通過它輸入未凈化的燃料26。這樣導(dǎo)入到過濾器殼體16中的燃料遇到過濾器元件12的外表面26，在那里這樣從未凈化的燃料26中分離出未詳細示出的污物顆粒和水顆粒30，使得凈化的燃料32獨自進入基本圓柱形的過濾器元件12的內(nèi)室34中。凈化的燃料32則流過設(shè)置在過濾器殼體16的頂面18上的燃料出口36從燃料過濾器10流出到未示出的內(nèi)燃機。
分離的或分開的水顆粒30在圓柱形過濾器殼體16內(nèi)部下沉并且到達到其底部38。在那里構(gòu)成一個水出口40，一個用于脫水器殼體44的聯(lián)接機構(gòu)42位于該水出口上。水出口40選擇式地可通過一個閥46封閉，該閥的閥盤48借助閥彈簧50支承在過濾器元件12的底面20上并且朝向包圍水出口40的閥座54方向上被擠入閥盤導(dǎo)向裝置52內(nèi)部。在圖1所示的布置中脫水器殼體44聯(lián)接到過濾器殼體16上，在該布置中閥盤48借助頂頭56從閥座54上抬起，由此，閥46保持在打開狀態(tài)。
頂頭56設(shè)置有外螺紋58，它擰入具有內(nèi)螺紋62的套60中。該套60在過濾器殼體16的底部38上圍繞水出口40構(gòu)成。在閥46打開情況下穿過該套形成一個從過濾器殼體16出來進入脫水器殼體44中通動流路徑64。為了在過濾器殼體16與脫水器殼體44之間的聯(lián)接位置上向外密封該流動路徑46，在脫水器殼體44的頂面68中設(shè)置了一個凹陷66，套60伸進該凹陷中并且一個密封環(huán)70位于該凹陷的外邊緣上。這樣安置的密封環(huán)70在頂面68與套60的外側(cè)面之間密封。
脫水器殼體44通過一個基本呈罩形的上部件72和一個基本呈環(huán)形的下部件74構(gòu)成，它們相互間通過注塑包封連接。在上部件72與下部件74之間設(shè)置一個圓盤形的多孔元件76，它用作由有機和/或無機材料如纖維素制成的半滲透親水膜78的載體。該半滲透親水膜78僅僅允許水通過，而燃料顆粒或碳氫化合物顆粒被阻擋在其上。
圓盤形的多孔元件76例如由燒結(jié)金屬如γ-Al2O3陶瓷制成并且與安置在其上的半滲透親水膜78一起在其上側(cè)面通過在燃燒器殼體44的頂面68中構(gòu)成的頂頭56固定，在其下側(cè)面借助于支撐套80支承，該支撐套借助于總共六個基本徑向延伸的橋接片82固定在下部件74的中心。借助半滲透親水膜78通過圓盤形多孔元件76和支撐套80這樣支承，半滲透親水膜78被持久地機械穩(wěn)定地保持并且保證良好的破碎防護。
在橋接片82之間還構(gòu)成一個向外敞開的區(qū)域84，通過它可以蒸發(fā)穿過半滲透親水膜78并且從圓盤形多孔元件76離開該膜向外輸送的那些水。
在圖4中示出一個脫水器14的實施例，它同樣構(gòu)造有獨立的脫水器殼體44。但該脫水器殼體44不是如在按照圖1至3所示的實施例中那樣通過一個聯(lián)接機構(gòu)直接聯(lián)接到過濾器殼體上，而是設(shè)置有一個軟管86，通過它實現(xiàn)用于分離的水的從(未示出的)過濾器元件到脫水器14的管道連接。在按照圖4的脫水器殼體44內(nèi)部總共設(shè)置兩個半滲透親水膜78，它們基本垂直于通過軟管86輸送的水的流動方向。在此，半滲透親水膜78在透水器殼體44中限定一個中間空間88，水只能通過兩個半滲透親水膜78中上面的一個膜進入到該中間空間中。
一個用于識別燃料殘留或碳氫化合物殘留的探測器或傳感器90伸進中間空間88中。當不是僅分離的水到達中間空間88中，而且在那里也存在燃料顆粒時，這樣設(shè)置的傳感器90響應(yīng)。由此顯示兩個半滲透親水膜78中上面的膜功能故障并且使得能夠做出相應(yīng)的反應(yīng)。例如可能兩個半滲透親水膜78中上面的膜破裂，接著必需相應(yīng)地維修或者更換脫水器14。在這種損壞情況下通過兩個半滲透親水膜78中下面的膜保證，不會在按照圖4的脫水器14上發(fā)生不期望的燃料排出。
另外，一個未詳細示出的用于分離的水的導(dǎo)出裝置92位于兩個半滲透親水膜78中下面的膜的下方，它可以與在圖1中所示的排水裝置類似地構(gòu)成。
在圖5中示出一個燃料過濾器10的實施例，其中與按照圖1至3的實施例中類似，過濾器元件12和脫水器14構(gòu)造為分開的模塊。但在按照圖5的實施例中脫水器14不是位于過濾器元件12下方，而是組合在其內(nèi)室34中并且在那里位于過濾器元件12的潔凈側(cè)。
按照圖5的脫水器14與按照圖4的實施例類似構(gòu)造有兩個半滲透親水膜78。這些膜78相互基本平行地設(shè)置在空心圓柱形的筒94中，在該筒的下側(cè)面上有一個用于分離的水的導(dǎo)出裝置96。在此半滲透親水膜78又各自單個地由一個圓盤形的多孔元件76支承并且導(dǎo)出裝置96構(gòu)造為向外敞開的區(qū)段或區(qū)域，它設(shè)置有細網(wǎng)目的格柵。
筒94擰入一個在過濾器殼體16的底部38上構(gòu)成的套段98中。在此該筒94液體密封地與套段98連接。在套段98的朝向過濾器殼體16內(nèi)部的側(cè)面上設(shè)置一個密封環(huán)100，過濾器元件12與該密封環(huán)鄰接，由此在該密封環(huán)上使?jié)崈魝?cè)與污物側(cè)相互分開。
附圖標記10 燃料過濾器12 過濾器元件 24 燃料入口14 脫水器 26 未清潔的燃料16 過濾器殼體 28 過濾器元件的外表面18 過濾器殼體的頂面 30 水顆粒20 過濾器殼體的底面 32 清潔的燃料22 過濾器殼體的外表面 34 過濾器元件的內(nèi)室或潔凈側(cè)
36燃料出口70密封環(huán)38過濾器殼體的底部72上部件40水出口 74下部件42聯(lián)接機構(gòu)76圓盤形的多孔元件44脫水器殼體 78半滲透親水膜46閥 80支撐套48閥盤82橋接片50閥彈簧 84向外敞開的區(qū)域52閥盤導(dǎo)向裝置86軟管54閥座88中間室56頂頭90傳感器58外螺紋 92導(dǎo)出裝置60套 94筒62內(nèi)螺紋 96導(dǎo)出裝置64流動路徑98套段66凹陷100 密封環(huán)68脫水器殼體的頂面
權(quán)利要求
1.一種燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中導(dǎo)出過濾出的水的脫水器(14)，其特征在于，該脫水器(14)構(gòu)造為獨立的結(jié)構(gòu)單元，它可以選擇式地與過濾器元件(12)分開。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料過濾器，其特征在于，所述脫水器(14)構(gòu)造有自己的殼體(44)，該殼體可以聯(lián)接到過濾器元件(12)的殼體(16)上。
3.尤其如權(quán)利要求1或2所述的燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中分離出過濾出的水的脫水器(14)，并且其中該脫水器(14)構(gòu)造有水可透過的半滲透的膜(78)，其特征在于，該膜(78)面支承在一個載體(76)上。
4.尤其如權(quán)利要求1至3之一所述的燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中分離出過濾出的水的脫水器(14)，其特征在于，所述脫水器(14)設(shè)置有用于使分離的水蒸發(fā)的多孔元件(76)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的燃料過濾器，其特征在于，所述脫水器(14)構(gòu)造有水可透過的半滲透的膜(78)，該膜(78)面支承在一個載體(76)上，該載體同時形成用于使分離的水蒸發(fā)的多孔元件。
6.如權(quán)利要求4或5所述的燃料過濾器，其特征在于，所述脫水器(14)構(gòu)造有殼體(44)，該殼體在多孔元件(76)的區(qū)域中向外敞開(84)。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料過濾器，其特征在于，所述向外敞開的區(qū)域(84)在脫水器(14)處于安裝位置時位于該脫水器的下側(cè)面。
8.如權(quán)利要求4至7之一所述的燃料過濾器，其特征在于，所述多孔元件安置在一個事故防護保持架(80)上。
9.尤其如權(quán)利要求1至8之一所述的燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中導(dǎo)出過濾出的水的脫水器(14)，其特征在于，所述脫水器(14)構(gòu)造有兩個水可透過的半滲透的和親水的膜(78)。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料過濾器，其特征在于，設(shè)置一個用于識別在兩個膜(78)之間形成的空間(88)中的殘留燃料的傳感器(90)。
11.尤其如權(quán)利要求1至10之一所述的燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中導(dǎo)出過濾出的水的脫水器(14)，其特征在于，所述過濾器元件(12)基本空心圓柱形地構(gòu)成并且所述脫水器(14)至少區(qū)段式地安置在該空心圓柱的內(nèi)部(34)中。
12.如權(quán)利要求1至11之一所述的燃料過濾器，其特征在于，所述脫水器(14)設(shè)置在過濾器元件(12)的潔凈側(cè)(34)。
全文摘要
一種燃料過濾器(10)，具有一個用于從流過該燃料過濾器(10)的燃料中過濾出顆粒和水的過濾器元件(12)和一個用于從該燃料過濾器(10)中導(dǎo)出過濾出的水的脫水器(14)，根據(jù)本發(fā)明其特征在于，該脫水器(14)構(gòu)造為獨立的結(jié)構(gòu)單元，它可以選擇式地與過濾器元件(12)分開。此外根據(jù)本發(fā)明設(shè)置一種水可透過的半滲透的膜(78)，它面支承在載體(76)上。根據(jù)本發(fā)明，替換地或附加地，脫水器(14)設(shè)置有用于使分離的水蒸發(fā)的多孔元件(76)。本發(fā)明另一解決方案，脫水器(14)設(shè)置有兩個可透水的半滲透的和親水的膜(78)。最后根據(jù)本發(fā)明還設(shè)置一種過濾器元件(12)，它基本空心圓柱形地構(gòu)成并且脫水器(14)至少區(qū)段式地設(shè)置在空心圓柱內(nèi)部。
文檔編號B01D36/00GK101094981SQ200580045874
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月4日
發(fā)明者V·布里爾曼, C·J·布拉斯科·雷馬查, M·格蘭達, M·根斯韋恩, V·戈梅斯·伽瑪 申請人:羅伯特·博世有限公司