具有带阀盖的过滤器组件的燃料系统的制作方法

本发明总体上涉及一种燃料系统，并且更具体地涉及一种具有带阀盖的过滤器组件的燃料系统。

背景技术：

典型的燃料系统包括将燃料从燃料箱中抽出、对燃料加压并且通过供给通道和过滤器将加压的燃料引导到一个或多个燃料喷射器的泵。第一止回阀被设置在返回管线中，该返回管线从燃料喷射器延伸回燃料箱，且第二止回阀被设置成与过滤器并联。为了燃料系统正常运行，该系统通常不应含有空气并且不应具有不当的流动限制(例如，由过滤器的堵塞造成的限制)。

历史上，燃料系统的无空气和无限制状态通过与第一止回阀和第二止回阀同线排列的一个或多个观察玻璃来确认。例如，第一观察玻璃与第一止回阀相关联并且用于确定供给通道和返回通道不含空气，而第二观察玻璃与第二止回阀相关联并且用于确定过滤器没有被堵塞。特别地，当第一观察玻璃填满了燃料时，可推断出供给通道和返回通道大体上不含空气。并且只要第二观察玻璃没有燃料，可推断出过滤器正对燃料流动产生很小的限制。在1980年1月发布的第五版维护手册中公开了一种标题为“645E鼓风机型发动机维护手册”(645E BLOWER-TYPE ENGINE MAINTENANCE MANUAL)的这样一种系统。

传统的观察玻璃包括被倒置、其边沿压在铸造过滤器基座上的透明玻璃碗。垫圈或其他密封件被夹在玻璃碗的边沿与基座的加工面之间。弓形支架在玻璃碗的封闭端上从玻璃碗的一侧处的基座延伸到相对侧。螺栓在玻璃碗的中心处与支架螺纹接合，并且可调节以将中心向下压向边沿。这种向下按压用于促使玻璃碗的边沿抵靠在垫圈上，从而相对于基座密封观察玻璃。

尽管观察玻璃的使用在确定燃料系统的状态方面是有效的，但是观察玻璃也可能存在问题。特别地，在一些应用中，观察玻璃(例如玻璃碗和/或保持玻璃碗的弓形支架)受到剧烈振动。这些振动如果不解决，可能造成玻璃碗和/或弓形支架发生故障。

所公开的燃料系统和过滤器组件用于克服上述一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

技术实现要素：

在一方面，本发明涉及一种用于燃料系统的过滤器组件。该过滤器组件可包括带有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基座。该过滤器组件还可包括从基座的第一侧延伸的过滤器、从基座的第二侧延伸的阀，以及具有包围阀的封闭端和位于基座的第二侧附近的开口端的金属盖。该过滤器组件可进一步包括被夹在金属盖与基座之间的密封件、连接到基座且在金属盖上方延伸的保持器，以及与保持器螺纹接合并向内突出以将金属盖压向基座的紧固件。

在另一方面，本发明涉及另一种用于燃料系统的过滤器组件。该过滤器组件可包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基座、从基座的第一侧延伸的过滤器，以及从基座的第二侧延伸的阀。该过滤器组件还可包括具有包围阀的封闭端和位于基座的第二侧附近的开口端的盖，以及被夹在金属盖与基座之间的密封件。该过滤器组件可进一步包括具有连接到基座的第一侧和第二侧以及在盖上方在第一侧与第二侧之间延伸的第三侧的保持器。第一侧、第二侧和第三侧可形成大体上为C形的通道。该过滤器组件另外可包括与保持器的第三侧螺纹接合且向内突出以将盖压向基座的紧固件。

在又一方面，本发明涉及一种燃料系统。燃料系统可包括燃料箱、连接到燃料箱以将燃料从中抽出的泵、多个燃料喷射器，以及将泵连接到多个燃料喷射器的歧管。燃料系统还可包括被设置在泵与歧管之间的过滤器组件。该过滤器组件可具有带有第一侧和与第一侧相对的第二侧的基座、从基座的第一侧延伸的过滤器、从基座的第二侧延伸的第一阀，以及位于第一阀附近且从基座的第二侧延伸的第二阀。该过滤器组件另外可具有带有包围第一阀的封闭端和位于基座的第二侧附近的开口端的第一金属盖，以及带有包围第二阀的封闭端和位于基座的第二侧附近的开口端的第二金属盖。该过滤器组件可进一步具有：被夹在第一和第二金属盖中的每一个与基座之间的密封件；以及具有连接到基座的第一侧和第二侧以及在第一金属盖上方在第一侧与第二侧之间延伸的第三侧的第一保持器。第一保持器的第一侧、第二侧和第三侧可形成第一大体上为C形的通道。过滤器组件还可具有带有连接到基座的第一侧和第二侧以及在第二金属盖上方在第一侧与第二侧之间延伸的第三侧的第二保持器。第二保持器的第一侧、第二侧和第三侧可形成第二大体上为C形的通道。过滤器组件可进一步具有与第一保持器的第三侧螺纹接合且向内突出以将第一金属盖压向基座的第一紧固件、与第二保持器的第三侧螺纹接合且向内突出以将第二金属盖压向基座的第二紧固件，以及穿过第一紧固件和第二紧固件中的至少一个的头部以抑制第一紧固件和第二紧固件中的至少一个的松动的安全线。第一金属盖和第二金属盖各自可包括位于开口端以接合密封件且具有大约125微英寸的圆纹(circular-lay)粗糙度的唇缘。

附图说明

图1是具有示例性公开的燃料系统的发动机的图解示意图；

图2是可与图1的燃料系统结合使用的示例性公开的过滤器组件的横截面图；以及

图3和图4是示例性过滤器组件实施例的等比例图。

具体实施方式

图1示出了配备有燃料系统12的发动机。为了本发明的目的，发动机10被示出并描述为四冲程柴油发动机。但是，本领域的技术人员将认识到，发动机10可具体表现为任何其他类型的内燃机，例如两冲程柴油发动机、汽油发动机或者气态燃料动力发动机。发动机10可包括至少部分地限定多个燃烧室16的缸体14。在所示的实施例中，发动机10包括四个燃烧室16。然而，可设想到的是，发动机10可包括更多或更少的燃烧室16，并且燃烧室16可被设置成“直列”构型、“V”构型、相对活塞构型、旋转构型或任何其他适当的构型。

还是如图1所示，发动机10可包括可旋转地设置在缸体14内的曲柄轴18。与每个燃烧室16相关联的连接杆(未示出)可以将活塞(未示出)连接至曲柄轴18，使得每个活塞在各自的燃烧室16内的滑动运动导致曲柄轴18的旋转。类似地，曲柄轴18的旋转可以导致活塞的滑动运动。

燃料系统12可以包括相配合以将加压燃料的喷射输送至每个燃烧室16中的部件。具体地说，燃料系统12可以包括被配置成保持燃料供应的燃料箱20；以及泵22，其被连接成从燃料箱20中抽出燃料、对燃料加压并且通过歧管26将加压燃料引导至多个燃料喷射器24。泵22可以经由抽吸通道28连接至燃料箱20并且经由供应通道29连接至歧管26。如果需要，止回阀30可以被设置在抽吸通道28内。歧管26可以经由返回通道34连接至燃料箱20。

泵22可以本领域技术人员容易明白的任何方式连接曲柄轴18，其中曲柄轴18的旋转将导致泵驱动轴对应地旋转。例如，泵22在图1中被示为通过齿轮传动系连接至曲柄轴18。然而，预期泵22可以替代地以电、液压、气动方式或以另一种适当方式驱动。

燃料喷射器24可以被设置在发动机10的缸盖(未示出)内并且循序地流体连接至歧管26。燃料喷射器24可以直接连接至歧管26使得流过歧管26的所有燃料也流过每个个别喷射器24，或替代地燃料喷射器24可以由多个个别燃料管路32连接至共同歧管26。每个燃料喷射器24可以操作地以预定正时、燃料压力和数量将一定量的加压燃料喷射至相关燃烧室16中。至燃烧室16中的燃料喷射的正时可以与往复地设置在其中的对应活塞(未示出)的运动同步。在所描绘的实施例中，燃料喷射器24是机械单元喷射器(MUI喷射器)。然而，预期燃料喷射器24可替代地表现为机械振动、电子控制单元喷射器(MEUI喷射器)；液压制动、电子控制单元喷射器(HEUI喷射器)；或本领域中已知的任何其它类型的燃料喷射器。

过滤器组件36可以悬垂在泵22与歧管26之间并且还可以悬垂在歧管26与燃料箱20之间。如图2中示意地以及图3和4中物理地所示，过滤器组件36可以包括基座38和悬挂在基座38的下侧42上的一个或多个罐式过滤器(过滤器)40。第一止回阀44和第二止回阀46可以被安装至基座38中与过滤器40相对的上侧48。在正常操作期间(例如，当过滤器40没有被堵塞时)，来自泵22的加压燃料可以流入基座38中并且经由一对分支通道50分裂为行进通过过滤器40的两股平行流。分离流接着可以在基座38内重组并且作为单股流排放至歧管26。

在异常状况期间，例如当一个或过滤器40的堵塞对通过分支通道50的流动产生限制时，基座38内侧的燃料压力可能升高。此高压燃料除与过滤器40连通之外还可以经由旁路通道52引导至止回阀46。当燃料压力超过止回阀46的操作压力(例如，约60psi)时，止回阀46可以打开并且允许燃料经由返回通道34返回行进至燃料箱20。

止回阀44可以(例如，经由形成在基座38中的通道54)与返回通道34连通并且用作充液阀。具体地说，在泵22的启动期间，止回阀44可以保持封闭，允许燃料被泵送至歧管26中以积累压力。当歧管26已充分填充有燃料且其中的燃料达到期望操作压力(例如，约5psi或更高)时，止回阀44可以打开并且允许过量燃料和空气通过通道54从返回通道34行进至燃料箱20。因此，在燃料系统12的正常操作期间，某些流体应连续地行进通过止回阀44。

在燃料系统12的更早反覆中，观察玻璃56(被示为仅图2中的虚线)被设置在止回阀44和46上方并且形成通道52和54的部分。具体地说，在燃料从止回阀44、46中排放之后，燃料流出基座38并且进入观察玻璃56的内部空间中。此燃料接着从观察玻璃56返回行进至基座38中以使其继续通过通道52和54。以此方式，从止回阀44和45排放的燃料对发动机10的操作员是可见的。例如，当过滤器40被堵塞时，燃料在观察玻璃56遮盖阀46的内将被视为可见的；且当歧管26被填充并且正确加压时，燃料在观察玻璃56遮盖阀44内将被视为可见的。因此，在正常操作期间，燃料应仅在一个观察玻璃遮盖阀44内是可见的(即，观察玻璃遮盖阀46应通常为空的，前提是过滤器40没有被堵塞)。然而，出于上述原因，所公开实施例中不再利用观察玻璃56。

在所公开实施例中，观察玻璃56已用金属阀罩(罩)58(仅图3和4中示出)取代。如同先前使用的观察玻璃56，罩58可以具有带有封闭端60和开口端62的拱顶形状。唇缘64可以形成在容纳于基座38的加工凹部66内的开口端62处。密封件(例如，垫圈)68可以被设置在凹部66中并且夹在唇缘64与凹部66的内面之间。在某些实施例中，唇缘64可以具有约100微英寸至150微英寸(例如，约125微英寸)的圆形捻粗糙度，其可以帮助唇缘64与密封件68接合以产生燃料紧密界面。

在所公开实施例中，每个罩58的封闭端60是球形的。然而，预期封闭端可替代地为扁平的，使得如果需要，罩58更倾向于具有圆柱形形状而非拱顶形状。其它形状也是可能的。罩58可以由不腐蚀金属(例如不锈钢或铝)通过深冲压工艺制成。

保持器70可以行进越过罩58的封闭端60，并且连同紧固件72一起用以将罩58压抵于密封件68。在图3中所示的实施例中，单个保持器70是结合两个罩58使用。保持器70可以由纵向地延伸经过每个罩58的中心的大致上C形通道。具体地说，保持器70可以包括在罩58的一个边缘处连接至基座38的第一侧、在与第一侧74相对的第二边缘处连接至基座38的第二侧76以及延伸在第一侧74与第二侧76之间的第三侧78。第一侧74和第二侧76中的每一个均可以定向为大致上垂直于第三侧78。

螺纹孔80可以在大致上与每个罩58的中心对准的位置处形成在保持器70的第三侧78内。紧固件72可以接合螺纹孔80，使得紧固件72的旋转使紧固件72的轴部向内延伸通过保持器70并且抵着对应罩58的中心。运用此配置，紧固件72的进一步旋转可以使紧固件72接合罩58的中心并且促使罩58抵靠于密封件68。在某些实施例中，罩58可以在紧固件72处凹入以容纳紧固件72的尖端。

为了使保持器70正确地锚定紧固件72并且承受发动机10的操作期间的振动负荷，保持器72必需在第三侧78处具有最小厚度。在所公开实施例中，第三侧78的厚度可以是罩58的壁厚的至少两倍。例如，第三侧78的厚度可以为约0.25英寸，而罩58的壁厚可以为约0.12英寸。保持器70的三侧大致上正交形状可以帮助增加保持器70的刚性，从而进一步帮助保持器70抵抗由振动负荷引起的损坏。预期如果需要可在保持器70内形成附加内肋(未示出)以进一步增加保持器70的刚性。

在某些应用中，发动机10的振动负荷可以引起紧固件72从孔80中脱出。为了帮助紧固件72抵抗此趋势，可以形成横孔80穿过每个紧固件72的头部，且安全线84可以同时行进通过两个紧固件72的横孔82，由此将紧固件72的旋转彼此结合。此结合可以抑制任何紧固件72的旋转。

保持器70的第一侧74和第二侧76可以在多个不同锚定点处连接至基座38。例如，四个不同的耳部或突片86可以与基座38形成为一体，并且从上表面48向上延伸。耳部86可以位于第一侧74和第二侧76外部，并且成对布置成各自大致上与一个罩58(例如，对应罩58的中心)对准。紧固件88可以行进通过每个耳部86以接合保持器70。预期如果需要，减振器(例如，压缩垫圈-未示出)可以位于耳部86和罩58的界面处。在此配置中，保持器70可以大致上固定至基座38，使得发生很少的(如果有的话)相对枢转。

在图4的实施例中，使用两个独立的保持器90代替保持器70。具体地，使用一个保持器90将每个盖58相对于基座38保持在适当位置中。每个保持器90，与保持器70一样，可以为形成在C形的通道中的大致的三侧结构。然而，保持器90的长度可小于保持器70的长度的一半。另外，每个保持器90可仅通过两个耳部86(在第一侧74和第二侧76中的每一个处有一个耳部)连接到基座38。进一步地，基座38的上侧48与第一侧74和第二侧76的下边缘之间可能存在间隙。通过这种配置，每个保持器90能够在一定程度上围绕通过其对应紧固件88的轴线独立枢转。该枢转运动可有助于利用盖58的中心对紧固件72定中心。另外，在一些实施例中，如果需要的话，盖58能够在一定程度上相对于相关联的保持器90(或70)枢转和/或平移。

因为盖58是金属的，所以在一个实施例中，它们可以不是半透明的，就像先前使用的观察玻璃56是透明的一样。作为结果，燃料系统12的正常运行在视觉上可以不再明显。因为这个原因，可以将一个或多个传感器连接到基座38并使其与适当的通道流体连通。例如，可将第一压力传感器92连接到基座38并且将其定位成与通道52流体连通(参照图1)，且可将第二传感器94连接到基座38并且将其定位成与通道54流体连通。这些传感器92、94中的每一个可被配置成产生指示对应的盖58内的燃料压力的信号，然后利用所述信号确定燃料系统12的无空气和无限制状态。

工业实用性

所公开的燃料系统和过滤器组件可以应用于需要可靠和连续运行的任何内燃机。所公开的燃料系统可通过降低过滤器组件内的部件故障的风险而有助于改进可靠性且便于连续运行。特别地，所公开的过滤器组件可包括坚固的阀盖，以及被设计成减少和/或承受相关联的发动机的振动载荷的相关联的保持器和紧固件。

对于本领域的技术人员来说显而易见的是，对所公开的燃料系统和过滤器组件可以作出各种修改和变型。鉴于本发明书和对所公开的燃料系统和过滤器组件的实践，其他实施例对于本领域技术人员来说也是显而易见的。说明书和示例被认为仅仅是示例性的，真实范围由所附权利要求书及其等同内容指出。