滤清器负压系统用自动排水装置的制作方法

1.本实用新型涉及柴油机燃油过滤系统技术领域。


背景技术：

2.在国ⅵ排放法规阶段，柴油发动机对燃油中水分离效率的要求越来越高，燃油经过柴油滤清器的过滤和分离后，被分离出的水沉积在滤清器下端的集水杯内，随着时间的持续集水杯内水的累积量达到设定限值时，如果不及时将集水杯内的水排出，水会进入滤清器滤芯内挤占燃油的体积空间，会影响滤清器对燃油的过滤以及影响油水分离，严重时会影响滤清器过油量，造成对发动机供油不足、甚至造成发动机熄火。
3.为解决上述问题，需及时将集水杯内的水排出。目前最常用的方式是在滤清器集水杯下端安装螺堵，由人工定期打开螺堵排水；当集水杯内的水位达到或超过车载ecu设定的放水水位时，驾驶人员收到车载ecu报警后也需要随时进行排水，但由于燃油滤清器工作时处于负压状态，此时就算排水也不能将水顺利排出（类似于堵住输液瓶上的进气管后，除非输液瓶被大气压压扁，否则不能进行正常输液）。
4.人工排水对人的主观积极性要求较高，且对滤清器安装位置空间要求有较大的富余量，发动机布置紧凑的车辆是很难做到的。另外，人工排水会造成操作人一身油污。因此，人工排水方案是有很大弊端的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种滤清器负压系统用自动排水装置，解决燃油滤清器负压状态下无法排水的问题，并且体积小便于安装。
6.为实现上述目的，本实用新型的滤清器负压系统用自动排水装置包括由上向下依次相连的上阀体、筒形壳体以及下阀体，下阀体与筒形壳体螺接或焊接，上阀体、筒形壳体和下阀体围成阀腔；
7.阀腔内设有竖向设置的中心管，中心管上端径向延伸设有水平的上端盖，中心管下端径向延伸设有水平的下端盖，上端盖与筒形壳体内壁顶部密封配合，下端盖与筒形壳体内壁底部密封配合；
8.上阀体内设有与环境相通的空气进孔和向上与滤清器集水杯相通的空气出孔；
9.上阀体内设有向上与滤清器集水杯相通的放水进孔，下阀体内设有向下与环境相通的放水出孔；
10.中心管、上端盖、下端盖以及筒形壳体内壁围成环形腔，环形腔内设有线圈，线圈用于通过车载电路与车载ecu相连接；
11.中心管内设有双控阀芯，空气进孔和空气出孔形成经过双控阀芯的气路，放水进孔和放水出孔形成经过双控阀芯的水路；
12.线圈通电时，气路和水路同时在双控阀芯处连通；线圈失电时，气路和水路同时在双控阀芯处阻断。
13.上端盖的周向表面设有上密封槽，上密封槽内设有环形的上密封圈，上密封圈与筒形壳体内壁相压接；
14.下端盖的下表面向下凸起设有底槽，底槽内设有下密封圈，下密封圈与下阀体顶面向上凸入底槽的凸环相压接。
15.双控阀芯包括嵌设于中心管上下方向的中部的定铁芯，定铁芯上方的中心管内设有上动铁芯，定铁芯下方的中心管内设有下动铁芯；
16.线圈位于定铁芯上方的部分的的缠绕方向与线圈位于定铁芯下方的部分的缠绕方向相反；
17.上端盖顶面设有开口向上的槽，该槽与其上方的上阀体围成通水通气腔；通水通气腔与空气进孔和空气出孔分别连通；
18.空气进孔向下与通水通气腔相连通的接口位于上动铁芯的正上方，将该接口称为上接口；
19.上动铁芯顶端连接有上球体，上球体中上部向上凸出上动铁芯；上动铁芯下部中央设有上台阶孔，上台阶孔与定铁芯之间压设有上复位弹簧；线圈失电时上复位弹簧通过上动铁芯将上球体顶压在上接口上并封闭上接口，这种状态下空气进孔与空气出孔相隔离；
20.线圈得电时上动铁芯向下压缩上复位弹簧使得上球体向下离开上接口，这种状态下空气进孔通过通水通气腔与空气出孔相连通；
21.定铁芯中心处设有上下通透的过水孔，过水孔于上下中部位置向内径向凸起设有环形凸台，环形凸台的顶面向上与上复位弹簧顶压配合；
22.上台阶孔上方的上动铁芯相对两侧面分别凹陷设有上过水台阶，上过水台阶与中心管围成上过水腔；上过水台阶底部的上动铁芯内开设有连通上过水腔与上台阶孔的上通水孔；
23.底槽位于凸环内的部分与其下方的下阀体围成通水腔；放水出孔向上与通水腔相连通的接口位于下动铁芯的正下方，将该接口称为下接口；
24.下动铁芯底端连接有下球体，下球体中下部向下凸出下动铁芯；下动铁芯上部中央设有下台阶孔，下台阶孔与定铁芯之间压设有下复位弹簧；
25.环形凸台的底面向下与下复位弹簧顶压配合；
26.下台阶孔下方的上动铁芯相对两侧面分别凹陷设有下过水台阶，下过水台阶与中心管围成下过水腔；下过水台阶顶部的下动铁芯上开设有连通下过水腔与下台阶孔的下通水孔；
27.线圈失电时下复位弹簧通过下动铁芯将下球体顶压在下接口上并封闭下接口，这种状态下放水进孔与放水出孔相隔离；
28.线圈得电时下动铁芯向上压缩下复位弹簧使得下球体向上离开下接口，这种状态下放水进孔与放水出孔通过上过水腔、上通水孔、上台阶孔、过水孔、下台阶孔、下通水孔以及下过水腔相连通。
29.空气进孔和放水进孔分别设有两个以上。
30.上阀体上一体设有水平的连接座，连接座用于与滤清器相连接，连接座上设有连接孔；
31.连接座上方的上阀体为用于插入滤清器上对应设置的安装孔的插入部，插入部的周向表面开设有环形的安装密封槽，安装密封槽内设有安装部密封圈。
32.本实用新型具有如下的优点：
33.本实用新型提供的一种滤清器负压系统用自动排水装置，具有气路、水路双通道，解决了负压条件下（燃油滤清器正常工作时处于负压状态）无法排水的问题（以往是关闭发动机、解除负压状态时排水）；该装置由于采用了双控阀芯，体积小便于安装，而且该装置为通用件可以在负压系统使用的燃油滤清器中广泛推广使用；尤其适用于发动机布置紧凑的车型实现自动排水，解决人工排水拆装困难、不及时，以及人工排水带来的人员衣物被油污污染的问题。
34.滤清器正常工作时，集水杯处于负压状态，就算打开排水阀也不能正常排水。采用本实用新型，可以通过控制线圈得电同时导通气路和水路，解决了集水杯在滤清器工作时无法正常排水的问题，并且无须人员到车底手动拧开螺堵，使用十分方便。
35.上密封圈和下密封圈保证了线圈在任何情况下均与水路和气路均相隔离。
36.双控阀芯具体的结构动作可靠，方便通过控制线圈的得电与失电两种状态，同时接通气路水路或同时关断气路水路，同时接通气路水路时得以实现在负压状态下放水；同时关断气路水路时停止放水。本实用新型既能实现气路和水路同时接受或阻断，其具体结构也保证了在振动环境中（车辆行驶时会有振动）长期使用的可靠性和密封性。
37.线圈11位于定铁芯上方的部分的的缠绕方向与线圈位于定铁芯下方的部分的缠绕方向相反，从而得以使一个线圈同步驱动上动铁芯16和下动铁芯17，保证线圈通电时，气路和水路同时在双控阀芯处连通；线圈失电时，气路和水路同时在双控阀芯处阻断，不需要设置两个线圈对上动铁芯16和下动铁芯17分别控制，不但提高了上动铁芯16和下动铁芯17动作的同步性，也降低了结构复杂度，节省了制造成本，并有助于减小产品体积。
附图说明
38.图1是本实用新型的竖向剖视结构示意图；
39.图2是图1虽a处的放大图；
40.图3是本实用新型另一个角度下的竖向剖面结构示意图，用来表达气路；
41.图4是本实用新型第三个角度下的竖向剖面结构示意图，用来表达水路；
42.图5是图4中b处的放大图；
43.图6是本实用新型的立体结构示意图；
44.图7是双控阀芯的结构示意图；
45.图8是图7的俯视图；
46.图9是双控阀芯的立体结构示意图。
具体实施方式
47.如图1至图9所示，本实用新型的滤清器负压系统用自动排水装置，包括由上向下依次相连的上阀体1、筒形壳体2以及下阀体3，上阀体1与筒形壳体2既可以分体设置并螺接或焊接在一起，也可以一体设置；下阀体3与筒形壳体2螺接或焊接，上阀体1、筒形壳体2和下阀体3围成阀腔；
48.阀腔内设有竖向设置的中心管4，中心管4上端径向延伸设有水平的上端盖5，中心管4下端径向延伸设有水平的下端盖6，上端盖5与筒形壳体2内壁顶部密封配合，下端盖6与筒形壳体2内壁底部密封配合；
49.上阀体1内设有与环境相通的空气进孔7和用于向上与滤清器集水杯相通的空气出孔8；
50.上阀体1内设有向上与滤清器集水杯相通的放水进孔9，下阀体3内设有向下与环境相通的放水出孔10；空气出孔8和放水进孔9均为设置在上阀体1内的竖向贯通孔，二者总数量大于两个，本实施例如图6所示共设有四个，以顺利通气和排水。空气出孔8和放水进孔9不需要严格区分彼此，同一个上阀体1内的竖向贯通孔可以同时通气和排水。
51.中心管4、上端盖5、下端盖6以及筒形壳体2内壁围成环形腔，环形腔内设有线圈11，线圈11用于通过车载电路与车载ecu相连接；
52.中心管4内设有双控阀芯，空气进孔7和空气出孔8形成经过双控阀芯的气路，放水进孔9和放水出孔10形成经过双控阀芯的水路；
53.空气进孔7和空气出孔8通过双控阀芯相连通或相隔离，放水进孔9和放水出孔10通过双控阀芯相连通或相隔离；
54.线圈11通电时，气路和水路同时在双控阀芯处连通；线圈11失电时，气路和水路同时在双控阀芯处阻断。
55.滤清器正常工作时，集水杯处于负压状态，就算打开排水阀也不能正常排水。采用本实用新型，可以通过控制线圈11得电以同时导通气路和水路，解决了集水杯在滤清器工作时无法正常排水的问题，并且无须人员到车底手动拧开螺堵，使用十分方便。
56.上端盖5的周向表面设有上密封槽，上密封槽内设有环形的上密封圈12，上密封圈12与筒形壳体2内壁相压接；
57.下端盖6的下表面向下凸起设有底槽29，底槽29内设有下密封圈13，下密封圈13与下阀体3顶面向上凸入底槽29的凸环14相压接。上密封圈12和下密封圈13保证了线圈11在任何情况下均与水路和气路均相隔离。
58.双控阀芯包括嵌设于中心管4上下方向的中部的定铁芯15，定铁芯15上方的中心管4内设有上动铁芯16，定铁芯15下方的中心管4内设有下动铁芯17；（电磁）线圈11的特点是：在通电状态下线圈11两端所产生的电磁力方向相同，线圈11两端的绕线方向相反，圈数相同或按需求分配线圈11两端的绕线圈数。具体地，线圈11位于定铁芯15上方的部分的的缠绕方向与线圈位于定铁芯15下方的部分的缠绕方向相反，从而得以使一个线圈同步驱动上动铁芯16和下动铁芯17，保证线圈通电时，气路和水路同时在双控阀芯处连通；线圈失电时，气路和水路同时在双控阀芯处阻断，不需要设置两个线圈对上动铁芯16和下动铁芯17分别控制，不但提高了上动铁芯16和下动铁芯17动作的同步性，也降低了结构复杂度，节省了制造成本。
59.上端盖5顶面设有开口向上的槽，该槽与其上方的上阀体1围成通水通气腔18；通水通气腔18与空气进孔7和空气出孔8分别连通；
60.空气进孔7向下与通水通气腔18相连通的接口位于上动铁芯16的正上方，将该接口称为上接口22；
61.上动铁芯16顶端连接有上球体19，上球体19中上部向上凸出上动铁芯16；上接口
22呈与上球体19相匹配的喇叭形。上动铁芯16下部中央设有上台阶孔25，上台阶孔25与定铁芯15之间压设有上复位弹簧21；线圈11失电时上复位弹簧21通过上动铁芯16将上球体19顶压在上接口22上并封闭上接口22，这种状态下空气进孔7与空气出孔8相隔离；
62.线圈11得电时上动铁芯16向下压缩上复位弹簧21使得上球体19向下离开上接口22，这种状态下空气进孔7通过通水通气腔18与空气出孔8相连通；
63.定铁芯15中心处设有上下通透的过水孔23，过水孔23于上下中部位置向内径向凸起设有环形凸台24，环形凸台24的顶面向上与上复位弹簧21顶压配合；
64.上台阶孔25上方的上动铁芯16相对两侧面分别凹陷设有上过水台阶35，上过水台阶35与中心管4的内壁围成上过水腔26；上过水台阶35底部的上动铁芯16内开设有连通上过水腔26与上台阶孔25的上通水孔27；上通水孔27包括相互连通的水平部分和竖直部分，水平部分连通上过水腔26，竖直部分连通上台阶孔25。
65.底槽29位于凸环14内的部分与其下方的下阀体3围成通水腔28；
66.放水出孔10向上与通水腔28相连通的接口位于下动铁芯17的正下方，将该接口称为下接口30；
67.下动铁芯17底端连接有下球体20，下球体20中下部向下凸出下动铁芯17；下动铁芯17上部中央设有下台阶孔31，下台阶孔31与定铁芯15之间压设有下复位弹簧32；下接口30呈与下球体20相匹配的喇叭形。
68.环形凸台24的底面向下与下复位弹簧32顶压配合；
69.下台阶孔31下方的上动铁芯16相对两侧面分别凹陷设有下过水台阶33，下过水台阶33与中心管4围成下过水腔34；下过水台阶33顶部的下动铁芯17上开设有连通下过水腔34与下台阶孔31的下通水孔36；
70.线圈11失电时下复位弹簧32通过下动铁芯17将下球体20顶压在下接口30上并封闭下接口30，这种状态下放水进孔9与放水出孔10相隔离；
71.线圈11得电时下动铁芯17向上压缩下复位弹簧32使得下球体20向上离开下接口30，这种状态下放水进孔9与放水出孔10通过上过水腔26、上通水孔27、上台阶孔25、过水孔23、下台阶孔31、下通水孔36以及下过水腔34相连通。
72.双控阀芯具体的结构动作可靠，方便通过控制线圈11的得电与失电两种状态，同时接通气路水路或同时关断气路水路，同时接通气路水路时得以实现在负压状态下放水；同时关断气路水路时停止放水。
73.空气进孔7和放水进孔9分别设有两个以上。本实施例中，空气进孔7设有两个，空气出孔8和放水进孔9均为上下贯通上阀体1的贯通孔并共设有四个。
74.上阀体1上一体设有水平的连接座37，连接座37用于与滤清器相连接，连接座37上设有连接孔38；
75.连接座37上方的上阀体1为用于插入滤清器上对应设置的安装孔（该安装孔与滤清器的集水杯相通）的插入部，插入部的周向表面开设有环形的安装密封槽，安装密封槽内设有安装部密封圈39。
76.本实用新型在使用时，触发排水可以有几种择一或同时并行的条件。触发排水后线圈11得电，气路和水路同时导通，在大气压力的作用下环境空气通过气路进入集水杯，集水杯中的水则得以向下流出，其原理类似于医院打吊针输液时，输液瓶通过气路连通大气
又通过水路连接人体，且水不会由气路流出。
77.触发排水条件一是：驾驶人员通过车载ecu直接控制线圈11得电从而排水；触发排水条件一的优点是可以随时排水，并可以人工选择排水场合后再排水，避免污染不适合排水的环境；并且无须人员去车底打开螺堵，十分方便。缺点是需要驾驶人员记挂排水事项。
78.触发排水条件二是：通过车载ecu设定线圈11周期得电（比如每周一次）从而周期性排水。触发排水条件二的优点是简便易行（如同设定闹钟），无须驾驶员过于记挂排水事项。缺点是没有人工选择排水场合，并且排水周期的设定是基于车辆的平均使用状况，没有考虑车辆在特定时间段内的具体使用状况（如一段时间内根本就没开车，就不需要排水）。
79.触发排水条件三是：滤清器集水杯内的水位传感器检测到水位达到或超过预定水位后，车载ecu根据水位传感器的检测信号控制线圈11得电从而排水。优点是排水及时性高，无须人员操作，缺点是没有人工选择排水场合。
80.以上三个触发排水条件既可以择一进行，也可以是同时进行的并行条件，即任何一个触发后都触发排水。优选作为并行条件，在驾驶人员没有忘记的情况下，可以人工选择合适的排水场合和时机后再使线圈11得电从而排水。在加强人员疏漏时，还有触发排水条件二和条件三作为补充。
81.以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。