一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置的制作方法

1.本发明涉及滤清器技术领域，具体涉及一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置。


背景技术：

2.目前，大多数柴油中含有一定量的水分，水分多以游离水或乳化水的形式存在与燃油中，如果对这些水分不加过滤，就会进入发动机内部，除导致燃油燃烧不充分外，还会引起整个燃油供给系统发生锈蚀，进而影响发动机使用寿命，所以在燃油过滤器上必须设计水分离结构用于滤除燃油的水分。
3.目前，大多数燃油滤清器主要是通过含有水分离功能的滤芯材料来过滤燃油中的水分，并且仅有一次水分离功能，水分离效果并不十分显著，还是有少部分水通过主油道进入发动机内部，对发动机造成一定损害，随着使用时间的推移，损害也逐渐积累，最终降低发动机的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，通过增加水分预分离结构，不仅减轻滤芯除水层的压力，而且提高整个滤清器的水分离效率。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，包括罐体、密封连接于所述罐体上部的上盖单元总成以及密封连接于所述罐体下部的集水杯，所述集水杯的下端设有放水阀总成，所述罐体与上盖单元总成的内腔内设有三级水分离滤芯总成，所述罐体与所述集水杯之间设置离心水分离支架总成。
7.进一步地，所述的离心水分离支架总成上端与所述罐体内部下端密封连接，所述离心水分离支架总成下端与所述集水杯内部底部密封连接，并将所述集水杯内部腔体分割形成脏侧和干净侧。
8.进一步地，所述离心水分离支架总成包括上盖单元和下盖单元，所述上盖单元是由外套筒与设于所述外套筒内的内套筒组成，所述内套筒内形成过油腔，所述外套筒与所述内套筒之间形成过水通道；
9.所述下盖单元包括圆筒底座、设于所述圆筒底座上端的锥圆板、以及设于所述锥圆板上的旋转翅片组件，所述圆筒底座内部形成干净侧集水腔；
10.所述上盖单元设置在所述下盖单元的上部，且所述内套筒的下端与所述旋转翅片组件相连通，使经由所述内套筒的燃油经过所述旋转翅片组件时形成旋转涡流后进入集水杯脏侧。
11.进一步地，所述上盖单元的外套筒与内套筒一体设于锥形底板上部，所述锥形底板与所述锥圆板的形状相匹配；
12.所述旋转翅片组件由多个(例如6-9个)垂直设于所述锥圆板表面的翅片组成，相邻两翅片之间形成旋转流道；其中，至少有一对相邻的两翅片之间设有两个隔板，并与所述锥形底板一起形成燃油不能通过的封油腔道，两个隔板之间的锥圆板设有与所述圆筒底座的集水腔相通的落水孔，并与设于所述锥形底板的落水孔相通。
13.进一步地，所述锥圆板的中心设有安装柱，所述翅片具有一定弯曲弧度，所述翅片以所述安装柱为中心等间隔的布置在所述锥圆板上。
14.进一步地，所述旋转翅片组件在所述锥圆板上对称设置，带有隔板的翅片结构对称设有两个。
15.离心水分离支架总成的具体工作过程为：
16.带有一定压力的燃油通过罐体的进油口先行进入离心水分离的上盖单元，通过上盖单元后垂直向下冲击在下盖单元具有的旋转翅片，燃油分流通过旋转翅片形成的旋转流道，而形成具有一定离心力和离心加速度的旋转涡流，燃油冲出旋转流道后，获得一定的初始旋转速度，冲击内壁上，再由初始速度和重力的作用，形成一定垂直向下的切向速度和径向旋速度，燃油旋转下降，形成具有一定离心力和离心加速度的旋转涡流，燃油冲出旋转流道后，获得一定的初始旋转速度，冲击到罐体的内壁上，再由初始速度和重力的作用，形成一定垂直向下的切向速度和径向旋速度，燃油旋转下降。水的密度大于燃油，当含有水分的燃油以一定的油压，通过离心水分离结构的旋转流道时，燃油中的游离水和大水滴，获得较大的离心力和离心加速度，当其随着燃油离开旋转流道时，获得一个较大的离心旋转初始速度，加上重力作用，大水滴和游离水率先到达脏侧集水空间底部并慢慢沉积在此位置，随着燃油源源不断的涌入油水分层现象显著，进而水沉积在油的下面。
17.进一步地，所述罐体与所述集水杯之间还设置导流支架，所述导流支架设置在所述离心水分离支架总成上部外侧，所述导流支架通过所述罐体与集水杯夹持。
18.进一步地，所述导流支架为锥形圆管结构，所述锥形圆管结构的壁面上设有导流筋条。
19.进一步地，所述三级水分离滤芯总成由外之内依次包括颗粒杂质过滤层、水分离凝聚层、疏水介质层。
20.进一步地，所述放水阀总成内设有水位传感器，水位传感器被导通，将需要放水信号反馈给终端，终端根据需要适时放水，此放水阀总成的设计，亦可同时放掉脏侧集水杯的水分。
21.所述放水阀总成与所述集水杯通过螺纹、密封件连接并密封，所述的罐体上、下两端通过螺纹和密封件分别与所述上盖单元和集水杯连接并密封。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.1、提高脏侧水分离效率：燃油从进油口进入，通过离心水分离支架总成的特殊腔道形成旋转高速运动，燃油中的游离水和大水滴受到较大离心力作用而甩出，继而迅速沉降至脏侧集水空间，显著提高脏侧水分离效率。
24.2、通过设置导流支架，侧边进行导向，脏油能够快速到达滤芯过滤表面，提高了燃油过滤效率。
25.3、结合现有三级水分离的结构，确保二次分离的水和油不与脏侧混合，保证到达发动机燃油的清洁性。
附图说明
26.图1为本发明柴油粗滤器双重水分离的整体结构示意图；
27.图2、3为本发明柴油粗滤器双重水分离的离心水分离结构示意图；
28.图4为本发明柴油粗滤器双重水分离的导流支架结构示意图；
29.图5为本发明柴油粗滤器双重水分离的工作原理示意图；
30.图1中标号：1-罐体，2-三级水分离滤芯总成，3-上盖单元总成，4-导流支架，5-离心水分离结构总成，6-集水杯，7-放水阀总成，8-进油口；9-出油口；10-出水口；51-上盖单元，52-下盖单元，01-07为密封件。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
32.参照图1，一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，包括罐体1、密封连接于罐体1上部的上盖单元总成3以及密封连接于罐体1下部的集水杯6，集水杯6的下端设有放水阀总成7，放水阀总成7与集水杯6通过螺纹、密封件07连接并密封；罐体1上、下两端通过螺纹和密封件01、05分别与上盖单元3和集水杯6连接并密封。罐体1与上盖单元总成3的内腔内设有三级水分离滤芯总成2，罐体1与集水杯6之间设置离心水分离支架总成5。其中，三级水分离滤芯总成2由外之内依次包括颗粒杂质过滤层、水分离凝聚层、疏水介质层21。放水阀总成7内设有水位传感器，放水阀总成7下端为出水口10，水位传感器被导通后，将需要放水信号反馈给终端，终端根据需要适时放水，可同时放掉脏侧集水杯的水分。
33.离心水分离支架总成5上端与罐体1内部下端通过密封件02密封连接，离心水分离支架总成5下端与集水杯6内部底部通过密封件06密封连接，并将集水杯6内部腔体分割形成脏侧和干净侧。
34.参照图2、3，离心水分离支架总成5具体结构包括上盖单元51和下盖单元52，上盖单元51是由外套筒511与设于外套筒511内的内套筒512组成，内套筒512内形成过油腔，外套筒511与内套筒512之间形成过水通道；下盖单元52包括圆筒底座521、设于圆筒底座521上端的锥圆板522、以及设于锥圆板522上的旋转翅片组件，圆筒底座521内部形成干净侧集水腔；上盖单元51设置在下盖单元52的上部，且内套筒512的下端与旋转翅片组件相连通，使经由内套筒512的燃油经过旋转翅片组件时形成旋转涡流后进入集水杯脏侧。上盖单元51的外套筒511与内套筒512一体设于锥形底板513上部，锥形底板513与锥圆板522的形状相匹配；旋转翅片组件由8个垂直设于锥圆板522表面的翅片523组成，相邻两翅片523之间形成旋转流道；其中，至少有一对相邻的两翅片523之间设有两个隔板524，并与锥形底板513一起形成燃油不能通过的封油腔道，两个隔板524之间的锥圆板522设有与圆筒底座521的集水腔相通的落水孔，并与设于锥形底板513的落水孔514相通。本实施例中，锥圆板522的中心设有安装柱525，翅片523具有一定弯曲弧度，翅片523以安装柱525为中心等间隔的布置在锥圆板522上。旋转翅片组件在锥圆板522上对称设置，带有隔板524的翅片结构对称设有两个。
35.如图4，罐体1与集水杯6之间设置导流支架4，导流支架4设置在离心水分离支架总成5上部外侧，导流支架4通过罐体1与集水杯6夹持，导流支架4为锥形圆管结构，锥形圆管结构的壁面上设有导流筋条41，使脏油能够快速到达滤芯过滤表面，提高了燃油过滤效率。
36.如图5，本发明具体工作原理为，带有一定压力的燃油通过罐体1的进油口8先行进入离心水分离的上盖单元51，并垂直向下冲击在下盖单元52具有特殊结构设计的旋转翅片523上，燃油分流通过旋转翅片形成的旋转流道，而形成具有一定离心力和离心加速度的旋转涡流，燃油冲出旋转流道后，获得一定的初始旋转速度，冲击到内壁上，再由初始速度和重力的作用，形成一定垂直向下的切向速度和径向旋速度，燃油旋转下降。利用水的密度大于燃油的物理特性，当含有水分的燃油以一定的油压，通过离心水分离结构的旋转流道时，燃油中的游离水和大水滴，由于其自身密度大，就会获得较大的离心力和离心加速度，当其随着燃油离开旋转流道时，就会获得一个较大的离心旋转初始速度，加上重力作用，大水滴和游离水率先到达脏侧集水空间底部并慢慢沉积在此位置，随着燃油源源不断的涌入油水分层现象显著，进而水沉积在油的下面，燃油则持续攀升，快速充满脏侧集水杯，燃油液面持续上升，通过导流支架4快速到达三级水分离滤芯总成2的表面。燃油通过颗粒杂质过滤层过滤掉燃油中的有害杂质和大颗粒，燃油进入水分离凝聚层，将燃油中的乳化水和小水滴凝聚成一定粒径的较大水滴，当燃油从凝聚层出来之后，到达由特殊薄膜制成的疏水介质层21，燃油继续通过疏水介质，通过滤清器干净侧出油口9主油道，进入下一道过滤系统；而被凝聚层凝结成较大的水滴则被拦截下来，滞留在凝聚层和疏水层之间的沉降空间内，这些水滴由于受到自身重力的作用，沿着罐体1和离心水分离支架总成5设计的沉降通道，慢慢沉积到集水杯6的干净侧集水空间的底部，随着燃油源源不断的供给，更多水被沉积在此空间，油水呈现分层，水在燃油底部聚集。随着水分越积越多，水的液面持续缓慢上升，当水的液面到达放水阀总成7水位传感器的设定高度时，水位传感器被导通，将需要放水信号反馈给终端，终端根据需要适时放水。
37.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，包括罐体(1)、密封连接于所述罐体(1)上部的上盖单元总成(3)以及密封连接于所述罐体(1)下部的集水杯(6)，所述集水杯(6)的下端设有放水阀总成(7)，所述罐体(1)与上盖单元总成(3)的内腔内设有三级水分离滤芯总成(2)，其特征在于，所述罐体(1)与所述集水杯(6)之间设置离心水分离支架总成(5)。2.根据权利要求1所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述的离心水分离支架总成(5)上端与所述罐体(1)内部下端密封连接，所述离心水分离支架总成(5)下端与所述集水杯(6)内部底部密封连接，并将所述集水杯(6)内部腔体分割形成脏侧和干净侧。3.根据权利要求1所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述离心水分离支架总成(5)包括上盖单元(51)和下盖单元(52)，所述上盖单元(51)是由外套筒(511)与设于所述外套筒(511)内的内套筒(512)组成，所述内套筒(512)内形成过油腔，所述外套筒(511)与所述内套筒(512)之间形成过水通道；所述下盖单元(52)包括圆筒底座(521)、设于所述圆筒底座(521)上端的锥圆板(522)、以及设于所述锥圆板(522)上的旋转翅片组件，所述圆筒底座(521)内部形成干净侧集水腔；所述上盖单元(51)设置在所述下盖单元(52)的上部，且所述内套筒(512)的下端与所述旋转翅片组件相连通，使经由所述内套筒(512)的燃油经过所述旋转翅片组件时形成旋转涡流后进入集水杯脏侧。4.根据权利要求3所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述上盖单元(51)的外套筒(511)与内套筒(512)一体设于锥形底板(513)上部，所述锥形底板(513)与所述锥圆板(522)的形状相匹配；所述旋转翅片组件由多个垂直设于所述锥圆板(522)表面的翅片(523)组成，相邻两翅片(523)之间形成旋转流道；其中，至少有一对相邻的两翅片(523)之间设有两个隔板(524)，并与所述锥形底板(513)一起形成燃油不能通过的封油腔道，两个隔板(524)之间的锥圆板(522)设有与所述圆筒底座(521)的集水腔相通的落水孔，并与设于所述锥形底板(513)的落水孔(514)相通。5.根据权利要求4所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述锥圆板(522)的中心设有安装柱(525)，所述翅片(523)具有一定弯曲弧度，所述翅片(523)以所述安装柱(525)为中心等间隔的布置在所述锥圆板(522)上。6.根据权利要求5所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述旋转翅片组件在所述锥圆板(522)上对称设置，带有隔板(524)的翅片结构对称设有两个。7.根据权利要求1所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述罐体(1)与所述集水杯(6)之间还设置导流支架(4)，所述导流支架(4)设置在所述离心水分离支架总成(5)上部外侧，所述导流支架(4)通过所述罐体(1)与集水杯(6)夹持。8.根据权利要求7所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述导流支架(4)为锥形圆管结构，所述锥形圆管结构的壁面上设有导流筋条(41)。9.根据权利要求1所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，
所述三级水分离滤芯总成(2)由外之内依次包括颗粒杂质过滤层、水分离凝聚层、疏水介质层。10.根据权利要求1所述的一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，其特征在于，所述放水阀总成(7)内设有水位传感器；所述放水阀总成(7)与所述集水杯(6)通过螺纹、密封件连接并密封；所述的罐体(1)上、下两端通过螺纹和密封件分别与所述上盖单元(3)和集水杯(6)连接并密封。

技术总结
本发明涉及一种应用于燃油粗滤器的长效双重水分离装置，包括罐体、密封连接于所述罐体上部的上盖单元总成以及密封连接于所述罐体下部的集水杯，所述集水杯的下端设有放水阀总成，所述罐体与上盖单元总成的内腔内设有三级水分离滤芯总成，所述罐体与所述集水杯之间设置离心水分离支架总成。本装置通过增加水分预分离结构，不仅减轻滤芯除水层的压力，而且提高整个滤清器的水分离效率。提高整个滤清器的水分离效率。提高整个滤清器的水分离效率。


技术研发人员：康军 吴磊 郭赛峰 张元
受保护的技术使用者：曼胡默尔滤清器（上海）有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/6/20