一种具有加热辅助排水系统的油水分离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有加热辅助排水系统的油水分离器，包括罐体及其内部的滤芯组件，所述罐体上方设有进油口和出油口，罐体下部为积水区，所述罐体底部安装有自动排水系统；所述自动排水系统包括控制电路板和排水孔，所述控制电路板上设有伸向积水区的水位检测单元、加热器和伸向罐体外部的电源接插件，所述排水孔处设有双金属片和与双金属片固定接触的活塞。本实用新型的排水系统采用了高温双金属片，用温度控制双金属片的变形和回弹，自动控制阀门的开合；无需控制器控制，仅需要简单的逻辑门电路控制输出即可，无需软件编写；不需要访问发动机的ECU，因此不会占用ECU的接口及总线资源，不会占用发动机的系统资源。
【专利说明】一种具有加热辅助排水系统的油水分离器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种油水分离器，一种具有加热辅助排水系统的油水分离器。
【背景技术】
[0002] 由于柴油中的水分会降低柴油的润滑性，形成黏着磨损，增加硫化物对金属的腐 蚀作用，同时造成发动机等部件的生锈，缩短发动机及整机使用寿命。因此，柴油发动机都 装有柴油油水分离器，用于分离柴油中的水分，再通过排水系统将水分排出。
[0003] 目前市场上的排水系统多为手动模式，或以控制器MCU或发动机ECU为电控核心 的半自动或全自动模式。手动排水阀结构和原理比较简单，但需要人员定时或是根据水位 传感器的报警信号进行人工排水，操作起来不够方便不够智能化。以控制器MCU或发动机 ECU为电控核心的半自动或全自动排水系统，虽然在技术上有了自动化的突破。但是，此类 排水系统需要集成控制器MCU到排水系统中，甚至控制器还需要和发动机E⑶通过CAN总 线进行通信，占用ECU的端口资源和总线资源，还要改写发动机ECU部分的软件控制系统。 实现起来比较复杂，占用较多的系统资源。
[0004] 专利CN201661752U公开了一种无压排水电磁阀，解决了低水压时流量小的问题， 但是电磁阀控制排水原理和结构都要比双金属片控制排水要复杂。无水位检测单元传送信 号，使控制电路自动排水或是使司机排水，且在冬季气温低于零度的条件下，水结冰后是无 法放出的。
[0005] 专利CN101534919B和专利US2006070956A1都公开了一种用于燃料滤清器的排水 系统，但若要实现全自动排水，都需要和发动机ECU进行配合，占用发动机ECU的接口及总 线资源，否则，只能实现半自动控制。同时，排水系统比较庞大，结构较复杂，成本较高。 实用新型内容
[0006] 本实用新型目的是：提供一种通过双金属片自动控制油水分离器的放水与否，简 化排水系统的组成的具有加热辅助排水系统的油水分离器。
[0007] 本实用新型的技术方案是：
[0008] -种具有加热辅助排水系统的油水分离器，包括罐体及其内部的滤芯组件，所述 罐体上方设有进油口和出油口，罐体下部为积水区，所述罐体底部安装有自动排水系统；所 述自动排水系统包括控制电路板和排水孔，所述控制电路板上设有伸向积水区的水位检测 单元、加热器和伸向罐体外部的电源接插件，所述排水孔处设有双金属片和与双金属片固 定接触的活塞。
[0009] 优选的，所述控制电路板通过第一继电器与加热器连接，控制加热器的加热动作。
[0010] 优选的，所述水位检测单元包括探测积水区内水位信号的高水位电极、低水位电 极和接地电极，所述高水位电极高度为从控制电路板到积水区顶部，所述低水位电极高度 为从控制电路板到积水区底部。
[0011] 优选的，所述水位检测单元采用双干簧管加双浮子式水位计。
[0012] 优选的，所述水位检测单元采用单浮子双干簧管水位计。
[0013] 优选的，所述控制电路板包括逻辑控制电路，所述逻辑控制电路包括一个与门、一 个或非门和一个RS触发器组成，水位检测单元的两个信号输出端同时连接与门和或非门 的输入端，与门和或非门的输出端分别连接RS触发器的置位端S和复位端R。
[0014] 优选的，所述控制电路板还连接有用于指示水位信号的指示灯。
[0015] 优选的，所述的控制电路板还通过第二继电器与加热器连接，所述第二继电器为 时间继电器；所述第一继电器为选用常开接口，第二继电器为选用常闭接口。
[0016] 优选的，所述的电源接插件通过第三继电器连接到发动机的交流端，所述第三继 电器选用常闭接口。
[0017] 优选的，所述自动排水系统通过螺纹和密封圈旋在罐体底端。
[0018] 本实用新型的优点是：
[0019] 1.本实用新型提供的油水分离器的排水系统采用了高温双金属片材料双面金属 的热膨胀系数不同的原理，用温度控制双金属片的变形和回弹，自动控制排水孔的通断；
[0020] 2.本实用新型的排水系统内置PTC加热器，在冬季温度较低的条件下，可以避免 水结冰，可以增加油液的流动性；同时，温度的升高，使滤纸的进油端压力高于出油端，增加 滤纸的过滤效率；
[0021] 3.对比现有的自动排水系统，本实用新型的排水系统无需控制器控制，仅需要简 单的逻辑门电路控制输出即可，无需软件编写；
[0022] 4.本实用新型的排水系统不需要访问发动机的ECU，因此不会占用ECU的接口及 总线资源，不会占用发动机的系统资源。
[0023] 5.本实用新型的排水系统将水位信号处理、逻辑运算、继电器和PTC陶瓷片的通 电与否都通过一块控制电路板完成，增加可靠性，尽量减少接插件的使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
[0025] 图1为本实用新型所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器的结构示意图；
[0026] 图2为本实用新型实施例的排水系统的结构示意图；
[0027] 图3为本实用新型实施例的排水系统的电气原理图；
[0028] 图4为本实用新型实施例的逻辑电路的原理图。
【具体实施方式】
[0029] 如图1所示，为本实用新型所揭示的具有加热辅助排水系统的油水分离器的总成 图，油水分离器包括罐体100及其内部的滤芯组件101，所述滤芯组件101用于过滤柴油中 的水分和杂质。罐体100上方设有滤座，滤座上设有进油口 102和出油口 103。罐体100的 下部为积水区104,积水区104的下方罐体底部安装设有自动排水系统200。
[0030] 如图2所示，为本实用新型的自动排水系统200的结构图，所述自动排水系统200 通过螺纹和〇型密封圈300旋在滤罐的底端，包括控制电路板210和排水孔220,所述控制 电路板210上设有伸向积水区104的水位检测单元、PCT加热器214和伸向罐体外部的电 源接插件215,所述水位检测单元包括探测积水区内水位信号的高水位电极211、低水位电 极212和接地电极213,所述高水位电极211高度为从控制电路板到积水区顶部，所述低水 位电极高度212和接地电极213为从控制电路板到积水区底部。所述排水孔220处设有双 金属片230和与双金属片230固定接触的活塞231。所述控制电路板210通过第一继电器 216与PCT加热器连接，控制加热器的加热动作，所述第一继电器216为常开继电器。其 中，水位检测单元的三个电极、常开继电器和PTC加热器固定在控制电路板上后，通过防水 密封材料密封，使电路板与积水区的液体隔离开。自动排水系统所用的PTC加热器为潜入 式加热器，PTC加热器安装在铝制的金属外壳里面，PTC加热器有金属和绝缘封装，不与柴 油直接接触，电极不裸露，这种加热器可以加热导电液体。自动排水系统的底座上设有排水 口 220,双金属片230和活塞231用于控制排水口 220的通断，电源接插件215用于提供电 源，并将水位信号传送到仪表板上的指示灯，当水位超出上限时点亮水位报警指示灯。
[0031] 如图3所示，为本实用新型排水系统的电气原理图，具体工作过程如下：高水位电极 211、低水位电极212和接地电极213将探测到的水位信号传送给控制电路板210，控制电路210 通过比较放大和逻辑运算，确定是否要闭合第一继电器216进行加热动作。若水位达到水位上 限，控制电路运算结果为高电平，通过电源接插件215点亮驾驶室仪表板上的放水状态指示灯， 第一继电器216闭合，VCC电源给PTC加热器通电，PTC加热器对油水分离器中的液体进行加热， 当植入水中的高温双金属片感测到既定的变形温度点后，开始变形，活塞上移，打开排水口 220 进行放水;若水位放到水位下限，控制电路板输出低电平，熄灭放水状态指示灯，断开第一继电 器，PTC加热器断电，PTC加热器和双金属片散热，待油水分离器中的液体温度降到高温双金属 片的回弹温度点后，双金属片回弹至原来形状，活塞堵住排水口 220,停止放水。
[0032] 具体的，所述控制电路板通过信号处理后输出水位逻辑电平信号，水位逻辑信号 可设计成有水时输出低电平或是输出高电平。这里假设当电极检测到水位时输出高电平， 没有检测到水时输出为低电平。水位上升到上限的过程及放水到下限的过程为一个工作循 环，在此循环中，低水位电极输出逻辑电平信号设为A，高水位电极输出逻辑信号输出设为 B，则在一个工作循环中（A，B)输出的五个状态为：（0,0)==》（1，0)==》（1，1)==》（1，0) ==》（〇,〇)。其中，（1,1)状态表示水位已超出水位上限，需要放水，（〇,〇)状态表示水位已 放到水位下限值，需要停止放水。
[0033] 如图4所示，为控制电路板的逻辑控制电路原理图，所述逻辑控制电路由一个与 门、一个或非门和一个RS触发器组成。此触发器的特点为，当置位信号S=I时（R=0)，输出 Q=I ;当复位信号R=I时（S=0)，输出Q=O ;当S=R=O时，Q保持原始状态。当水位上升到上 限后，再放水到下线的五个工作状态，逻辑门控制电路的输出真值表如表1所示。当水位 超出上限时，A=1，B=1，Q/=1，打开第一继电器，控制后续的放水动作；当放水至水位下限时， A=0, B=0, Q/=0,关闭第一继电器，控制后续的终止放水动作。
[0034] 表 1
[0035]
【权利要求】
1. 一种具有加热辅助排水系统的油水分离器，包括罐体及其内部的滤芯组件，所述罐 体上方设有进油口和出油口，罐体下部为积水区，其特征在于：所述罐体底部安装有自动排 水系统；所述自动排水系统包括控制电路板和排水孔，所述控制电路板上设有伸向积水区 的水位检测单元、加热器和伸向罐体外部的电源接插件，所述排水孔处设有双金属片和与 双金属片固定接触的活塞。
2. 根据权利要求1所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述控 制电路板通过第一继电器与加热器连接，控制加热器的加热动作。
3. 根据权利要求2所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述水 位检测单元包括探测积水区内水位信号的高水位电极、低水位电极和接地电极，所述高水 位电极高度为从控制电路板到积水区顶部，所述低水位电极高度为从控制电路板到积水区 底部。
4. 根据权利要求2所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述水 位检测单元采用双干簧管加双浮子式水位计。
5. 根据权利要求2所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述水 位检测单元采用单浮子双干簧管水位计。
6. 根据权利要求3或4所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所 述控制电路板包括逻辑控制电路，所述逻辑控制电路包括一个与门、一个或非门和一个RS 触发器组成，水位检测单元的两个信号输出端同时连接与门和或非门的输入端，与门和或 非门的输出端分别连接RS触发器的置位端S和复位端R。
7. 根据权利要求6所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述控 制电路板还连接有用于指示水位信号的指示灯。
8. 根据权利要求2所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述的 控制电路板还通过第二继电器与加热器连接，所述第二继电器为时间继电器；所述第一继 电器为选用常开接口，第二继电器为选用常闭接口。
9. 根据权利要求8所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述的 电源接插件通过第三继电器连接到发动机的交流端，所述第三继电器选用常闭接口。
10. 根据权利要求1所述的具有加热辅助排水系统的油水分离器，其特征在于：所述自 动排水系统通过螺纹和密封圈旋在罐体底端。
【文档编号】F02M37/22GK204175487SQ201420619709
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】王苏柏, 张士光, 陈卫, 王玉 申请人:苏州工业园区达菲特过滤技术有限公司