油水分离滤芯和一体化燃油过滤及油水分离器的制造方法
【专利摘要】提供一种一体化燃油过滤及油水分离器，可直接安装于大功率的内燃机上，由具有过滤破乳滤芯及分水滤芯及底部的储放水装置构成。过滤破乳滤芯安装于分离器的上部腔体内。分水滤芯位于分离器下部腔体的最中心位置，在分离器壳体与分水滤芯之间装置有导流罩。储放水装置位于分离器底部，并设置有放水阀及水位传感器。本发明可将燃油中的机械杂质及水分一次性滤除，过滤后的燃油清洁度达到国IV标准，使内燃机燃油品质得以大幅提升，从而极大地减少了内燃机因柴油品质问题而导致的机械故障。
【专利说明】油水分离滤芯和一体化燃油过滤及油水分离器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种一体化燃油过滤及油水分离器，尤其涉及一种内燃机上使用的燃油与水分、机械杂质的分离器，本发明产品可有效解决现有的燃油在运输和储存过程中混入水分及杂质影响内燃机工作的问题，通过机械过滤手段提高燃油纯度，减少对油泵、喷油嘴等元件的磨损意义重大。水分的存在对于柴油机供油系统也危害极大，燃油含水量较大时将导致发动机熄火，功率下降。也会造成内燃机元器件的锈蚀、磨损、卡死甚至会恶化柴油的燃烧过程。由于中国柴油中的含硫量较高，在燃烧发生时，甚至会和水反应生成硫酸腐蚀发动机部件。传统的除水方式主要是沉淀，通过漏斗结构。随着技术进步，新型内燃机对水分及杂质分离提出更高的要求，高品质的燃油要求就需要采用高过滤精度及高分水精度的过滤滤芯。
【背景技术】
[0002]内燃机广泛应用于道路运输车辆、工程机械、船舶、发电机组等主机设备，而燃油在存储，运输等过程中不可避免地会混入水分及固体颗粒等杂质，使用带有水分、细微固体颗粒等杂质的燃油将过早地使有精密元件的燃油泵和喷油器等发生故障。为了避免或减少因燃油质量低劣而发生的各种故障，必须在燃油进入燃油泵和喷油器之前既对燃油进行杂质过滤，也必须将燃油中的水分分离去掉，通常在进油路上加装油水分离器以过滤燃油中的杂质，分离燃油所含水分。
[0003]油水分离的原理是利用燃油和水的密度差原理，由于水的密度大于燃油的密度，燃油中的水分在通过油水分离器时，水分被分离出来并会沉积在油水分离装置的底部。在使用时须注意及时排水。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种设计精巧，一体化程度高的带有燃油乳化水破乳分离功能及机械杂质过滤功能的的燃油用过滤器，使用该结构的燃油过滤器，能有效滤除燃油中的水分及机械杂质，提高进内燃机的燃油品质。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:油水分离滤芯，具有壳体，其特征是壳体内装有过滤破乳滤芯、导流罩、分水滤芯，并且在分水滤芯外安装有导流罩，导流罩形状为空心管状体；分水滤芯位于导流罩内并且一并安装于过滤破乳滤芯下部。
[0006]过滤破乳滤芯由不同材质多层叠压而成，由外至内分别为机械杂质过滤层、破乳化层、结构支撑网；分水滤芯的外部与壳体之间设置有导流罩。
[0007]所述过滤破乳滤芯的结构为空心圆柱状，其上端面的中心孔通过橡胶密封垫与过滤器上盖的限位端面密封。
[0008]所述过滤破乳滤芯的过滤层由外及内分别为机械杂质过滤层、破乳化层、结构支撑网。的材质可为化纤或玻纤、无纺布、高密度滤纸等过滤材料构成。破乳化层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文缩写为PET)材料或玻纤材料单独构成或者两种材质的多层叠压或混合制得。
[0009]分水滤芯安装于壳体下腔内通过连接螺纹与多流通道工艺端面的中心出油通道连接；所述分水滤芯与壳体之间设置有导流罩，导流罩形状为空心管状体，底部向外延伸呈喇叭状，导流罩顶部通过压接定位于多通道定位安装板的底面上，其长度须超过分水滤芯长度。
[0010]所述分水滤芯的外形为圆柱体，底部封闭，顶部开口，内部是金属或塑料支撑网，外部是一层亲油疏水的分水材料，材质为一定密度的不锈钢网双面涂覆聚四氟乙烯制成或由聚四氟乙烯材质构成。
[0011]一体化燃油过滤及油水分离器，其特征在于有效过滤部分由过滤破乳滤芯及分水滤芯、分水导流罩构成，上述两个滤芯体都装置于壳体内作为过滤器总成，过滤破乳滤芯位于过滤器总成的上腔内，所述分水滤芯安装于过滤器总成下腔内，储放水装置位于分水滤芯的底部，储放水装置上设置有放水阀安装孔及水位传感器安装孔。
[0012]所述储放水装置其材质为透明塑料并且上部通过螺纹接口与金属壳体连接密封；外壳体为管状，其顶部有密封上盖，外壳体及密封上盖均为金属材质，所述密封上盖上有旋装紧固螺纹丁字手柄，手柄与中心定位杆用螺纹旋接以紧固密封上盖。
[0013]本发明采用一体化精密过滤及分水方式来提高燃油一次性通过过滤器后的洁净度。
[0014]本发明产品使用时，须安装在内燃机的燃油输送系统中并处于燃油泵和喷油器之前。下面通过介绍本发明的具体使用过程来描述本发明产品的有益效果。
[0015]燃油输送系统中混有水和杂物的燃油流经油管通过进油口进入过滤器内。首先流过由化纤或玻纤、无纺布、高密度滤纸等材料构成的精密杂质过滤层。滤除机械杂质后的燃油再通过破乳层，破乳层是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文缩写为PET)材料或玻纤材料或者二者的多层叠压或混合制得的的亲水疏油材料，其材料本身具有优异的亲水性且内部有众多的毛细管状孔穴。这样，利用细小水滴通过毛细管状孔穴时与亲水材料的相互亲和凝聚作用，使燃油流经破乳层后其中的乳化水破乳后凝集成游离水，该游离水大部分为小水滴，再相互碰撞汇聚为较大直径的水滴，在重力作用下向滤芯底部快速沉降。破乳化并初步分水后的燃油油流通道进入过滤器下腔，进入下腔后的燃油在沿壳体和导流罩之间的狭窄通道向下流动的过程中，被燃油携裹的破乳化的游离态小水珠相互碰撞凝聚并获得向下的势能，从而加速从燃油中分离出来。
[0016]内层的分水滤芯设置在过滤器的下腔内部中心出油口位置，该滤芯由相应密度的不锈钢网双面涂敷聚四氟乙烯制得材料或聚四氟乙烯材质构成，极性为亲油疏水，用其制圆柱状单通道分水滤芯，分水滤芯上安装口与中心出油口相连接。当燃油携带微量水分通过分水滤芯的分离滤网时，由于滤网材料极性为亲油疏水性，其含有的微量水分则被阻挡在分水网表层。当微量水分聚集到一定量后，开始形成水珠，水珠在重力作用下向下沉降，最终落入储放水装置内，与其底部的积水汇集在一起。脱水后的燃油流进分水滤芯内部，并通过中心出油口流出过滤器，从而获得洁净的燃油。
[0017]本发明与现有技术相比的优点:现有的燃油过滤器在分离水分时采用的是单纯的阻水拦截方式，对于燃油中存在的游离态水分具有快速分离的效果，但是燃油中含有的乳化态的水分则不能有效分离，往往阻滞于滤芯内，当油水混合物积聚量超过滤芯容积后，在一定压力作用下，高含水量的乳化燃油会突破滤芯截水阻力而通过过滤层，导致内燃机突然停机。而本专利产品采用的是破乳分离及精密拦截混合模式。将燃油中的乳化水完全分离出来，分理出的是纯粹的水分，从过滤器通过的燃油水分含量完全达标。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图为本发明总体结构及安装示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图描述本发明的一种实施例。
[0020]一体化燃油过滤及油水分离器，其特征在于所述过滤破乳滤芯I的结构为空心圆柱状，其上端面的中心孔通过橡胶密封垫与过滤器上盖11的限位端面密封。所过滤的燃油须经过破乳除杂滤芯4的过滤层方能流入滤芯内部并从位于过滤器总成4中部的多通道定位安装板12的通道流入分离器下腔；
[0021]所述过滤破乳滤芯I的过滤层的材质为化纤或玻纤、无纺布、高密度滤纸等过滤材料构成，破乳化层6由聚对苯二甲酸乙二醇酯材料或玻纤材料单独构成或者两种材质的多层叠压或混合制得。
[0022]所述分水滤芯2安装于下腔内，通过连接螺纹与多流通道工艺端面12的中心出油通道连接，所述分水滤芯2与壳体之间设置有导流罩3。导流罩3形状为空心管状体，底部向外延伸呈喇叭状。所述导流罩3顶部通过压接定位于多通道定位安装板12的底面上，其长度须超过分水滤芯2长度。
[0023]所述分水滤芯2的外形为圆柱体，内部是金属或塑料支撑网，外部是一层亲油疏水的分水材料。其材质为一定密度的不锈钢网双面涂覆聚四氟乙烯制成或由聚四氟乙烯材质构成。所述分水滤芯2底部封闭，顶部开口。
[0024]所述储放水装置8位于分水滤芯2的下部，其材质为透明塑料。所述储放水装置8上设置有放水阀9及水位传感器10。
[0025]所述外壳体13为管状，其顶部有密封上盖11，所述外壳体13及密封上盖11均为金属材质。所述密封上盖11上有旋装紧固螺纹丁字手柄17，所述手柄与中心定位杆18用螺纹旋接以紧固密封上盖11。
[0026]储放水装置8其上部通过螺纹接口可与金属壳体连接并密封安装。
[0027]工作原理及流程
[0028]将一体化燃油过滤及油水分离器安装于内燃机适当位置上，启动内燃机，燃油被燃油泵吸入，通过壳体13中部的多通道定位安装板12的入口流入分离器上腔。先通过机械杂质过滤层5将固体颗粒杂质滤除，再流经破乳化层6，将燃油中的乳化态的水分凝聚为游离态的水珠，通过机械杂质过滤及破乳化后的燃油进入过滤破乳滤芯I内部,携带小水珠沿过滤破乳滤芯I底部的上下腔通道口向下流动流入下腔，在到达导流罩3下沿后，在一定流速及燃油和水的密度差的双重作用下，游离态的水珠与燃油分离，水珠沉入储放水装置8的底部。初步分水后的燃油在通过导流罩下沿后沿导流罩外侧壳体内侧的狭小通道在压力作用下转而向上进入分水滤芯2。由于分水滤芯2外表面覆盖的分水网为亲水疏油的极性，燃油得以顺利通过分水层并从与分水滤芯2上部接口联通的分离器出口 16流出。其含有的微量水分则被阻挡与分水网表层。当微量水分聚集到一定量后，开始形成水珠，水珠在重力作用下向下沉降，最终落入储放水装置8内，与其底部的积水汇集在一起。
[0029]当积水逐渐增多，水面将逐步上升，当分离出来的水分积累到一定液位高度，装置于透明积水杯上的水位传感器10发讯，触发报警器报警，提醒内燃机操作者通过放水阀9进行排水作业。
[0030]上述实施例，只是本发明产品的较佳实施例，并非用来限制本专利实施范围，故凡以本专利权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本专利要求权利范围内。
【权利要求】
1.油水分离滤芯，具有壳体(13)，其特征是壳体(13)内装有过滤破乳滤芯(I)、导流罩(3)、分水滤芯(2)，并且在分水滤芯(2)外安装有导流罩(3)，导流罩(3)形状为空心管状体；分水滤芯(2)位于导流罩(3)内并且一并安装于过滤破乳滤芯(I)下部。
2.根据权利要求1所述的油水分离滤芯，其特征是过滤破乳滤芯(I)由不同材质多层叠压而成，由外至内分别为机械杂质过滤层(5)、破乳化层(6)、结构支撑网(7);分水滤芯(2)的外部与壳体(13)之间设置有导流罩(3)。
3.根据权利要求1或2所述的油水分离滤芯，其特征是所述过滤破乳滤芯(I)的结构为空心圆柱状，其上端面的中心孔通过橡胶密封垫与过滤器上盖(11)的限位端面密封。
4.根据权利要求2所述的油水分离滤芯，其特征是所述过滤破乳滤芯(I)的过滤层由外及内分别为机械杂质过滤层(5)、破乳化层(6)、结构支撑网(7)。的材质可为化纤或玻纤、无纺布、高密度滤纸等过滤材料构成。破乳化层(6)由聚对苯二甲酸乙二醇酯(英文缩写为PET)材料或玻纤材料单独构成或者两种材质的多层叠压或混合制得。
5.根据权利要求1所述的油水分离滤芯，其特征是分水滤芯(2)安装于壳体(13)下腔内通过连接螺纹与多流通道工艺端面(12)的中心出油通道连接；所述分水滤芯(2)与壳体(13)之间设置有导流罩(3)，导流罩(3)形状为空心管状体，底部向外延伸呈喇叭状，导流罩(3)顶部通过压接定位于多通道定位安装板(12)的底面上，其长度须超过分水滤芯(2)长度。
6.根据权利要求1所述的油水分离滤芯，其特征在于所述分水滤芯(2)的外形为圆柱体，底部封闭，顶部开口，内部是金属或塑料支撑网，外部是一层亲油疏水的分水材料，材质为一定密度的不锈钢网双面涂覆聚四氟乙烯制成或由聚四氟乙烯材质构成。
7.利用如权利要求1-6制成的一体化燃油过滤及油水分离器，其特征在于有效过滤部分由过滤破乳滤芯(I)及分水滤芯(2)、分水导流罩(3)构成，上述两个滤芯体都装置于壳体(13)内作为过滤器总成(4)，过滤破乳滤芯(I)位于过滤器总成的上腔内，所述分水滤芯(2)安装于过滤器总成下腔内，储放水装置(8)位于分水滤芯(2)的底部，储放水装置(8)上设置有放水阀安装孔(9 )及水位传感器安装孔(10 )。
8.根据权利要求7所述一体化燃油过滤及油水分离器，其特征是所述储放水装置(8)其材质为透明塑料并且上部通过螺纹接口与金属壳体连接密封；外壳体(13)为管状，其顶部有密封上盖(11)，外壳体(13)及密封上盖(11)均为金属材质，所述密封上盖(11)上有旋装紧固螺纹丁字手柄(17)，手柄与中心定位杆(18)用螺纹旋接以紧固密封上盖(11)。
【文档编号】B01D36/04GK103599661SQ201310493243
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】周建伟 申请人:周建伟