專利名稱：離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器，尤其是用于柴油燃料，它具有一個(gè)過(guò)濾器殼體，至少一個(gè)安置在過(guò)濾器殼體內(nèi)的、尤其是可更換的過(guò)濾元件，用于燃料進(jìn)入及燃料排出的接口以及用于離心分離包含在燃料中的水和/或污物顆粒的裝置。
背景技術(shù)：
這種燃料過(guò)濾器尤其用于在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中過(guò)濾出包含在柴油燃料中的雜質(zhì)并用于從柴油燃料中分離出水，以避免由此引起的故障及損害，例如燃料系統(tǒng)的污染或腐蝕或發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的不良燃燒。
為了分離出水，已知不同的方法。例如使用多重過(guò)濾元件，它們?cè)谄渑K污側(cè)或在其清潔側(cè)被這樣涂上層，以致包含在通過(guò)過(guò)濾元件的燃料中的水被凝結(jié)并以水滴形式沉出。
另一方法是借助離心分離器來(lái)分離水。這種燃料過(guò)濾器已由DE100 06 353 A1公知。在該燃料過(guò)濾器的殼體中，在過(guò)濾元件的下面設(shè)有一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)向屏的水分離器。該作為線圈構(gòu)成的燃料過(guò)濾器在軸向上可以通流，從線圈中流出的清潔燃料在徑向上在兩個(gè)轉(zhuǎn)向屏之間被從外向內(nèi)引導(dǎo)并且在軸向上通過(guò)一個(gè)中心接管和一個(gè)中間管被導(dǎo)出。
在此，離心式分離這樣進(jìn)行起先向下的流體被從外部區(qū)域徑向向內(nèi)引導(dǎo)并且在此同時(shí)向上轉(zhuǎn)向。在此，轉(zhuǎn)向屏的雙重結(jié)構(gòu)使得即使在大流量情況下也能夠達(dá)到特別高的水分離度。這尤其是這樣實(shí)現(xiàn)的分離出的水被收集在燃料過(guò)濾器底部上的貯池中，該貯池被兩個(gè)轉(zhuǎn)向屏中的下轉(zhuǎn)向屏覆蓋，由此，在高流速下，已經(jīng)下沉到貯池中的水不會(huì)再被燃料流攜帶走。但這里的缺點(diǎn)是分離出的水必須在下轉(zhuǎn)向屏上被徑向向外排出，以便能到達(dá)貯池中。該徑向向外的流動(dòng)與徑向向內(nèi)的燃料流相逆。由此對(duì)水分離的效率產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
與此相對(duì)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種具有更好分離度的燃料過(guò)濾器。
該任務(wù)的解決方案是，提出一種過(guò)濾器，尤其是用于柴油燃料，它具有一個(gè)過(guò)濾器殼體，具有至少一個(gè)安置在過(guò)濾器殼體內(nèi)的、尤其是可更換的過(guò)濾元件，具有用于燃料進(jìn)入和燃料排出的接口以及用于離心分離包含在燃料中的水和/或污物顆粒的裝置，其中，設(shè)置了在水平方向上凹形拱曲的一個(gè)轉(zhuǎn)向屏和用于借助一個(gè)水平的流動(dòng)分量將燃料導(dǎo)送給該轉(zhuǎn)向屏的裝置。
在這里和在下面，將凹形拱曲的轉(zhuǎn)向屏理解為所有適合于使燃料流在一個(gè)弧形中轉(zhuǎn)向的屏式元件，其中，該屏式元件的作用側(cè)面凹形地構(gòu)成。在這里和在下面，將水平方向理解為一個(gè)處于燃料過(guò)濾器的垂直于縱軸線的平面內(nèi)的方向。
借助一種基本在水平方向上進(jìn)行離心分離的裝置，與已知的用于離心分離的系統(tǒng)相比得到顯著優(yōu)點(diǎn)。一方面，分離出的水可在轉(zhuǎn)向屏上排出，沒(méi)有燃料在相反方向上流過(guò)。被分離出的水和燃料的流動(dòng)速度基本僅在其垂直分量上不同，其中，被分離出的水在轉(zhuǎn)向屏上比較而言無(wú)外部干擾地向下沉降到貯池中。
特別是當(dāng)轉(zhuǎn)向屏由殼體的內(nèi)壁構(gòu)成時(shí)，達(dá)到該優(yōu)點(diǎn)，由此，水在燃料過(guò)濾器的最外部區(qū)域上被分離出并且在那里可不受燃料影響地一直沉降到貯池中。另一優(yōu)點(diǎn)在于，原理上可以取消附加的轉(zhuǎn)向屏，由此可使過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。因此隨之而來(lái)的是尤其是當(dāng)離心分離在過(guò)濾器殼體的上部分中進(jìn)行時(shí)，不再需要用于將貯池與過(guò)濾器殼體內(nèi)部的其余部分隔離開(kāi)的盤。
尤其是當(dāng)殼體內(nèi)壁應(yīng)在圓周方向上完全用于離心分離時(shí)，有利的是過(guò)濾器殼體在其內(nèi)部具有一個(gè)基本呈圓形的自由橫截面。
在另一優(yōu)選實(shí)施形式中，設(shè)置了這樣的裝置通過(guò)這些裝置，燃料基本在切線方向上流到轉(zhuǎn)向屏上。因此可避免尤其是紊流的流動(dòng)狀態(tài)及由此引起的過(guò)濾器殼體內(nèi)部壓力損耗。在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施形式中，燃料入口可在切線方向上通入過(guò)濾器殼體，其中燃料進(jìn)入的速度必需足夠高，以便在給定的轉(zhuǎn)向屏曲率半徑下實(shí)現(xiàn)足夠的離心分離。
最好使用導(dǎo)流元件作為將燃料導(dǎo)送給轉(zhuǎn)向屏的裝置。尤其可設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流元件，其中，在相鄰導(dǎo)流元件之間最好形成一個(gè)燃料通路，并且，此外最好是相鄰導(dǎo)流元件在圓周方向上相互重疊。使用這些導(dǎo)流元件的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向屏的布置與燃料入口無(wú)關(guān)并且可以選擇式地沿通流方向安置在過(guò)濾元件的前面或者后面。
尤其在使用殼體內(nèi)壁作為轉(zhuǎn)向屏的情況下有利的是，設(shè)置兩個(gè)至六個(gè)、尤其是四個(gè)在圓周方向上布置的導(dǎo)流元件。以此方式，燃料可理想地沿圓周方向分布在殼體內(nèi)壁的為水分離而設(shè)置的段上，以便進(jìn)行水分離。
此外一個(gè)有利的構(gòu)型在于，導(dǎo)流元件中的至少一個(gè)相對(duì)于燃料流動(dòng)方向的位置角度是可調(diào)節(jié)的。通過(guò)調(diào)節(jié)該位置角度，一方面可調(diào)節(jié)為燃料提供的穿流橫截面及由此調(diào)節(jié)朝向轉(zhuǎn)向屏方向流過(guò)兩個(gè)導(dǎo)流元件之間的燃料的流動(dòng)速度，另一方面，可由此改變將燃料輸送到轉(zhuǎn)向屏的角度。由此，燃料可適配于所期待的流量通過(guò)率，或者在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流元件的位置角度可調(diào)節(jié)的情況下適配于工作中的當(dāng)前流量通過(guò)率。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，在殼體壁的上部分上通過(guò)一個(gè)肩部定義一個(gè)通流區(qū)域，該通流區(qū)域與燃料入口相連接并且通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)流元件相對(duì)于殼體內(nèi)部其余部分隔開(kāi)邊界。該通流區(qū)域產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是，燃料可在相同壓力下經(jīng)過(guò)多個(gè)導(dǎo)流元件基本水平地進(jìn)入殼體內(nèi)部達(dá)到連接在所述肩部下面的殼體內(nèi)壁上。
如上所述，有利的是，燃料進(jìn)入通道水平地并基本上與過(guò)濾器殼體相切地安置，由此，燃料相應(yīng)地在水平方向上在殼體邊緣上流入過(guò)濾器殼體中。一方面，通過(guò)此即可進(jìn)行兩種流體相的分離。另一方面，尤其在使用了一個(gè)相對(duì)于殼體內(nèi)部其余部分隔開(kāi)的、與燃料入口相連接的通流區(qū)域的情況下，可避免壓力損失。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選構(gòu)型中，在過(guò)濾元件與燃料過(guò)濾器殼體的蓋之間安置一個(gè)隔離件。尤其是當(dāng)殼體內(nèi)壁上的水分離在過(guò)濾器殼體的上部分中進(jìn)行時(shí)，通過(guò)這樣一個(gè)隔離件可以避免在分離出足夠量的水之前燃料被引導(dǎo)通過(guò)過(guò)濾元件。
出于相同原因有利的是，過(guò)濾元件被一個(gè)流體保護(hù)罩包圍。通過(guò)這樣一個(gè)流體保護(hù)罩，過(guò)濾元件可被相對(duì)于轉(zhuǎn)向屏、尤其相對(duì)于殼體內(nèi)壁屏蔽，其中，燃料例如只能在該罩的下邊緣下面通過(guò)，輸送給過(guò)濾元件。


以下借助表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明。
附圖為圖1一個(gè)優(yōu)選的燃料分離器的縱剖面，
圖2無(wú)蓋的過(guò)濾器殼體的俯視圖，圖3過(guò)濾器殼體在燃料出口區(qū)域中的橫剖面，圖4帶有一個(gè)通過(guò)隔離件與蓋連接的過(guò)濾元件的一個(gè)過(guò)濾器殼體的縱剖面，及圖5帶有一個(gè)被流體保護(hù)罩包圍的過(guò)濾元件的一個(gè)過(guò)濾器殼體的縱剖面。
具體實(shí)施例方式
在圖1中所示的燃料過(guò)濾器具有一個(gè)用蓋1封閉的過(guò)濾器殼體2。在蓋1中設(shè)有一個(gè)燃料排出接管3，在該燃料排出接管的下側(cè)連接著一個(gè)過(guò)濾元件4。該過(guò)濾元件4被構(gòu)成圓筒形的，其中，它的清潔側(cè)5位于其內(nèi)部，臟污側(cè)6在過(guò)濾器殼體2內(nèi)包圍著過(guò)濾元件4。過(guò)濾器殼體2在其上邊緣上在蓋的下面具有一個(gè)環(huán)繞的通流環(huán)7，該通流環(huán)通過(guò)一個(gè)環(huán)繞的L形輪廓8與外部隔開(kāi)邊界，通過(guò)導(dǎo)流元件9，10，11，12相對(duì)于過(guò)濾器殼體2的其余內(nèi)部分隔開(kāi)邊界。
圖2表示該通流環(huán)7的俯視圖。導(dǎo)流元件9，10，11，12在圓周方向上前后順序地布置并且各覆蓋略大于四分之一的圓周，以致它們的相應(yīng)端部相互重疊，其中，導(dǎo)流元件9，10，11，12不是與通流環(huán)同心地安置，而是略微偏離開(kāi)角度安置，使得每個(gè)導(dǎo)流元件9，10，11，12的一個(gè)端部位于相鄰導(dǎo)流元件的重疊端部的內(nèi)部并且它的另一端部位于另一相鄰導(dǎo)流元件的外部。
在圖3中以橫剖面表示的通流環(huán)段中表示出一個(gè)燃料進(jìn)入通道13，該燃料進(jìn)入通道相切地通入通流環(huán)7中。燃料輸入方向是這樣的導(dǎo)流元件的重疊端部在朝向燃料流動(dòng)的方向上張開(kāi)。
此外，在殼體部分的上端部還設(shè)有一個(gè)環(huán)繞的、帶有螺紋孔15的法蘭14，蓋1可用螺紋擰在該法蘭上。為了更清楚起見(jiàn)，在圖1、4和5中未示出該法蘭。
在工作中，燃料通過(guò)燃料進(jìn)入通道13流入通流環(huán)7中。燃料從那里出來(lái)通過(guò)設(shè)在導(dǎo)流元件9，10，11，12的重疊區(qū)域中的開(kāi)口流入過(guò)濾器殼體2的內(nèi)部。在此，導(dǎo)流元件9，10，11，12的重疊區(qū)域這樣布置使得燃料基本上切向流入過(guò)濾器殼體的內(nèi)部空間中，其中燃料的流動(dòng)速度在任何情況下均能足夠使包含在燃料中的水的大部分由于離心力而在起轉(zhuǎn)向屏作用的殼體件內(nèi)壁上分離出。這些水可在殼體內(nèi)壁上簡(jiǎn)單地一直下沉到過(guò)濾器殼體的錐形收縮的貯池中。此外這些彼此分開(kāi)的相的流動(dòng)方向相似，因此，以后重新混合的危險(xiǎn)幾乎被排除。
同時(shí)，除分離水以外還可以分離比重比燃料更重的粗顆粒。
因此，作為結(jié)果，通過(guò)離心分離實(shí)現(xiàn)預(yù)過(guò)濾。然后這樣實(shí)現(xiàn)精細(xì)過(guò)濾燃料接著從臟污側(cè)通過(guò)過(guò)濾元件流向清潔側(cè)。在此，視過(guò)濾元件4的涂層類型而定，還可以使得仍在燃料中殘留的剩余水在過(guò)濾元件4本身上被分離出來(lái)。
在試驗(yàn)中表明，當(dāng)過(guò)濾器殼體的內(nèi)徑在其在分離中起作用的區(qū)域內(nèi)為約120mm時(shí)，待過(guò)濾的燃料經(jīng)過(guò)導(dǎo)流元件9，10，11，12進(jìn)入過(guò)濾器殼體內(nèi)部的流動(dòng)速度最好達(dá)到0.15至0.25m/s。
圖4中所示的燃料過(guò)濾器相對(duì)于圖1至3中所示的燃料過(guò)濾器的區(qū)別僅在于，在過(guò)濾元件4與燃料排出接管3之間在燃料過(guò)濾器的蓋1上設(shè)有一個(gè)具有中心孔22的隔離件21，通過(guò)該隔離件使過(guò)濾元件4被安置在過(guò)濾器殼體2內(nèi)部較深的地方。由此可以避免類似于短路的情況，在水在上部的殼體內(nèi)壁上被分離出之前，燃料會(huì)到達(dá)過(guò)濾元件內(nèi)。
類似的效果可通過(guò)圖5中所示的流體保護(hù)罩31來(lái)達(dá)到。該流體保護(hù)罩31基本上由一個(gè)倒置的杯形件組成，它被放置在過(guò)濾元件上并且通過(guò)它可以迫使在燃料能夠在流體保護(hù)罩31的下面通過(guò)流向過(guò)濾元件之前，燃料被首先沿著殼體壁的大部分向下導(dǎo)流。
當(dāng)然，在這里從原理上描述的實(shí)施例可以有各種變型，而不會(huì)偏離本發(fā)明構(gòu)思。因此，水分離器的集成安裝不局限于所示的箱式結(jié)構(gòu)，而是可以應(yīng)用在其它的過(guò)濾器結(jié)構(gòu)型式中。并且，不必強(qiáng)制性地使用殼體內(nèi)壁作為轉(zhuǎn)向屏，也可以在過(guò)濾器殼體內(nèi)部單獨(dú)設(shè)置用于分離的轉(zhuǎn)向屏。此外，水分離不必強(qiáng)制性地在過(guò)濾器的臟污側(cè)進(jìn)行，原則上也可在清潔側(cè)進(jìn)行。為此，例如所示的燃料過(guò)濾器以相反的方向工作，但其中必需設(shè)置結(jié)構(gòu)措施，以使得被過(guò)濾的燃料以足夠的速度流到一個(gè)轉(zhuǎn)向屏上，例如這里的過(guò)濾器殼體的內(nèi)壁上。
權(quán)利要求
1.過(guò)濾器，尤其是用于柴油燃料，它具有一個(gè)過(guò)濾器殼體(2)，具有至少一個(gè)安置在過(guò)濾器殼體(2)內(nèi)的、尤其是可更換的過(guò)濾元件(4)，具有用于燃料進(jìn)入和燃料排出的接口以及用于離心分離包含在燃料中的水和/或污物顆粒的裝置，其特征在于設(shè)置了在水平方向上凹形拱曲的一個(gè)轉(zhuǎn)向屏和用于借助一個(gè)水平的流動(dòng)分量將燃料導(dǎo)送給該轉(zhuǎn)向屏的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的過(guò)濾器，其特征在于轉(zhuǎn)向屏由殼體的內(nèi)壁構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的過(guò)濾器，其特征在于過(guò)濾器殼體(2)在其內(nèi)部具有一個(gè)基本呈圓形的自由橫截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了這樣的裝置通過(guò)這些裝置燃料基本在切向上流到轉(zhuǎn)向屏上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了至少一個(gè)導(dǎo)流元件(9，10，11，12)作為將燃料導(dǎo)送給轉(zhuǎn)向屏的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的過(guò)濾器，其特征在于在相鄰的導(dǎo)流元件(9，10，11，12)之間存在一個(gè)燃料通路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的過(guò)濾器，其特征在于相鄰的導(dǎo)流元件(9，10，11，12)在圓周方向上相互重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了兩個(gè)至六個(gè)、尤其是四個(gè)在圓周方向上布置的導(dǎo)流元件(9，10，11，12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8之一的過(guò)濾器，其特征在于至少一個(gè)導(dǎo)流元件(9，10，11，12)相對(duì)于燃料流動(dòng)方向的位置角度是可調(diào)節(jié)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或引用它的權(quán)利要求6至9之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了一個(gè)通流區(qū)域，該通流區(qū)域通過(guò)殼體壁的上部分上的一個(gè)肩部定義、與燃料入口相連接并且通過(guò)至少一個(gè)導(dǎo)流元件(9，10，11，12)相對(duì)于殼體內(nèi)部的其余部分隔開(kāi)邊界。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了一個(gè)水平地并且與過(guò)濾器殼體(2)基本相切地安置的燃料進(jìn)入通道(13)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的過(guò)濾器，其特征在于在過(guò)濾元件(4)與燃料過(guò)濾器殼體(2)的蓋(1)之間安置了一個(gè)隔離件(21)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的過(guò)濾器，其特征在于設(shè)置了一個(gè)包圍過(guò)濾元件(4)的流體保護(hù)罩(31)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器，尤其是用于柴油燃料，它具有一個(gè)過(guò)濾器殼體和至少一個(gè)安置在該過(guò)濾器殼體內(nèi)的、尤其是可更換的過(guò)濾元件和用于燃料進(jìn)入和燃料排出的接口以及用于離心分離包含在燃料中的水和/或污物顆粒的裝置。為了達(dá)到更好的分離度，設(shè)置了在水平方向上凹形拱曲的一個(gè)轉(zhuǎn)向屏和用于借助一個(gè)水平流動(dòng)分量將燃料導(dǎo)送給該轉(zhuǎn)向屏的裝置。
文檔編號(hào)B01D29/11GK1600445SQ20041006878
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者于爾根·克勒, 阿方索·巴斯, 戴維·奧爾蒂斯 申請(qǐng)人:羅伯特·博施有限公司