CN105764591A - 燃料过滤器组件、过滤器元件以及用于从燃料过滤器组件排水的方法 - Google Patents

Abstract

在此披露一种燃料过滤器组件、一种过滤器元件以及一种从燃料过滤器组件中排水的方法。所述燃料过滤器组件包括具有集水空间的过滤器元件；所述过滤器元件被连接到燃料管上，用于向所述过滤器元件的上游侧馈送燃料，并且用于将来自所述过滤器元件的下游侧的已过滤燃料提供给内燃机或其零件；燃料泵，所述燃料泵被安排在所述过滤器元件的下游，其中所述燃料泵可以在用于通过所述过滤器元件来吸取燃料的第一模式中运行，并且可以在用于将燃料馈送回所述过滤器元件的第二、反向模式中运行；单向燃料阀，所述单向燃料阀被安排在所述过滤器元件的上游，从而允许朝向所述过滤器元件的所述上游侧的流动；与所述集水空间连通的压力致动的单向排水阀。

Description

燃料过滤器组件、过滤器元件以及用于从燃料过滤器组件排水的方法

本申请作为PCT国际申请提交并且要求2013年11月29日提交的欧洲专利申请号EP13195161.8的优先权，所述专利申请通过引用以其全部内容结合在此。

技术领域

本披露涉及一种燃料过滤器组件，所述燃料过滤器组件包括具有集水空间的过滤器元件；过滤器元件被连接到燃料管上，所述燃料管用于向过滤器元件的上游侧馈送燃料并且用于提供来自过滤器元件的下游侧的经过滤的燃料。本披露进一步涉及一种过滤器元件，具体地说涉及一种用于这类燃料过滤器组件的过滤器元件。此外，本披露涉及一种从燃料过滤器组件中排水的方法。

背景技术

燃料过滤器组件中的过滤器元件具体地说用于将水与燃料分离，因为下游机械(诸如内燃机或其零件)在具有含水燃料时可能会损坏和/或损毁。除了将水与燃料分离，所述过滤器元件还可以将颗粒与燃料分离。因此，过滤器元件包括用于将水(并且可能地，颗粒)与燃料分离或者从燃料过滤的过滤介质。过滤器元件通常需要在燃料过滤器组件的使用期限期间进行替换。因此，包含过滤器元件的过滤筒也作为替换滤筒来供应。

从燃料过滤器组件的过滤器元件中的燃料分离出的水被收集在集水空间中，所述集水空间有时也被描述为集水室、排水体积或排水碗。集水空间通常位于过滤器元件的下体积中。基于燃料对水的密度差，水积聚在集水空间的下部部分中，并且可以存在于集水空间中的燃料通常将积聚在所积聚的水的顶部上或者在所积聚的水的上部区域中。

积聚在集水空间中的水可以由手动排水阀排出，例如手动操作的扭转和排水系统。在这类系统中，通常通过重力从集水空间中排出水的排水管被手动打开。由于收集在集水空间中的水通常具体地说仍由碳氢化合物所污染，因此从集水空间排出的水需要以适当的方式进行处置，并且不可以被直接处置到环境中。然而，全自动系统是令人希望的，其中可以在没有用户或驱动器干预的情况下以环境友好的方式进行排水。

根据DE102006039581A1和美国2010/0096304A1，已知一种燃料过滤器，所述燃料过滤器具有过滤器元件和具有碳氢化合物吸附器的脱水装置。在这种燃料过滤器中，第一阀被安排在集水空间与脱水装置之间，并且任选的第二阀被安排在脱水装置的碳氢化合物吸附器的下游。两个阀都是手动地、定期地可切换的，或者根据集水空间(第一阀)的填充度或根据第一阀(第二阀)是可切换的。优选地，使用被连接到电子控制单元上的两个串联的电磁阀。然而，这种系统是笨重且昂贵的。

此外，根据EP1669590B1，已知使用陶瓷膜来清洁与剩余燃料和/或碳氢化合物分离的水的自动排水系统。然而，需要昂贵且复杂的阀和泵来运行这类系统。

发明内容

因此，目标是提供将克服或减少上文提及的缺点中的至少一个的一种燃料过滤器组件、一种过滤器元件和/或一种用于将燃料过滤器组件排水的方法。具体地说，目标是提供可以具有更低的成本和/或更小的复杂性和/或高可靠性的一种燃料过滤器组件、一种过滤器元件和/或一种用于将燃料过滤器组件排水的方法。

根据第一方面，本发明由一种燃料过滤器组件所解决，所述燃料过滤器组件包括具有集水空间和排水出口的过滤器元件；过滤器元件，所述过滤器元件被连接到燃料管上，所述燃料管用于向过滤器元件的上游侧馈送燃料并且用于提供来自过滤器元件的下游侧的经过滤的燃料；燃料泵，所述燃料泵被安排在过滤器元件的下游，其中燃料泵可以在用于通过过滤器元件吸取燃料的第一模式中运行，并且可以在用于将燃料馈送回过滤器元件的第二、反向模式中运行；单向燃料阀，所述单向燃料阀被安排在过滤器元件的上游，从而允许朝向过滤器元件的上游侧流动；与集水空间和排水出口连通的压力致动的单向排水阀。

燃料过滤器组件包括具有过滤介质和集水空间的过滤器元件，所述过滤介质用于将水和可能的颗粒从燃料中分离或过滤，所述集水空间用于收集与燃料分离的水。用于当前的过滤器元件的过滤介质可以是适合用于将水和可能的颗粒从燃料中分离或过滤的任何过滤介质，例如冲击式过滤器、离心式过滤器、过滤介质、疏水滤网、分离膜或水聚结装置。优选地，过滤器元件具有用于未过滤燃料的燃料入口和用于已过滤燃料的燃料出口。例如，燃料入口和/或燃料出口可以是过滤器外壳中的开口。总体而言，燃料入口和/或燃料出口可以是对应地与过滤器元件的上游侧或下游侧连通的限定的或有限的入口和/或出口空间。

过滤器元件到燃料管的连接允许将例如来自燃料罐的燃料提供至过滤器元件的上游侧，并且在过滤之后，将来自过滤器元件的下游侧的已过滤燃料提供给内燃机或其零件。通常，这种过滤阶段被称为初级过滤阶段，并且过滤器元件也可以被称为初级过滤器元件。任选地，可以在初级过滤阶段的下游提供利用次级过滤器元件的次级过滤阶段。例如，初级过滤阶段中经过滤的燃料因此可以被直接地或者经由次级过滤阶段而引导至下游机器(诸如内燃机或其零件)，具体地说是被引导至高压燃料系统。

在正常运行条件下，被安排在过滤器元件下游的燃料泵在第一模式中进行运行。在这种第一模式中，燃料泵通过过滤器元件从燃料罐吸取燃料，这通常导致燃料泵上游的负压，从而产生吸入功能。此外，在第一模式中，燃料泵在燃料泵下游的燃料管中产生压力，从而推动燃料优选地通过任选的次级过滤阶段。通常，当与内燃机一起使用时，内燃机不运转，燃料泵同样不运行。

总的来说并且除非另有说明，本披露中与流动方向有关的说明，具体地说是对上游或下游的说明涉及在燃料泵的这种第一运行模式中的燃料流动方向。然而，与来自集水空间的水的流动方向有关的说明是指来自集水空间的水的流动在燃料泵的反向模式过程中发生。

根据当前的燃料过滤器组件，燃料泵可以在第二模式中运行，所述第二模式与第一模式反向用于将燃料馈送回过滤器元件。第二、反向模式因此颠倒燃料通过燃料管和过滤器元件的流动方向。当内燃机被关闭时，第二、反向模式是可应用的。

任选地，燃料泵可以被进行速度控制(可变流速)以便允许第一模式中的不同流速和第二模式中的优选更低的流速。第一模式中的可变流速用于基于系统需求(诸如发动机运转情况)来将适量的燃料递送给高压系统。反向模式中的典型更低的流速用于更精确地控制有待在第二模式中排出的水的量。

燃料泵优选地是电动泵。此外，燃料泵优选地是容积泵。例如，通过控制泵在第二、反向模式中的运行的持续时间，排出体积可以被容易地管理并且被适配成有待从集水空间排出的所希望的水量。例如，燃料泵可以持续运行特定的时间量，例如针对每个排水或净化周期为5秒、10秒或15秒。

在过滤器元件的上游，即在燃料贮存器或燃料罐与过滤器元件的上游侧之间，单向燃料阀被安排在燃料管中。这种单向燃料阀允许燃料从燃料贮存器或燃料罐朝向过滤器元件的上游侧流动，但是阻止燃料在反向方向上流动。这种单向燃料阀优选地是自致动的阀，所述自致动的阀不依赖于任何外部信号来在其单向流动方向上打开。因此，一旦燃料泵在第二、反向模式中运行以便在朝向燃料贮存器或燃料罐的方向上将燃料馈送回过滤器元件中并且馈送回燃料管中，燃料阀将阻止燃料在这个方向上流动。当燃料泵在第二、反向模式中运行时，这导致燃料阀与燃料泵之间的燃料管内的升高的压力，以及因而同样在过滤器元件和集水空间内的升高的压力。

与集水空间和排水出口流体连通的是压力致动的单向排水阀，所述压力致动的单向排水阀允许在排水阀两端的压力差超过预先确定的值的情况下，将水从集水空间排出。这种排水阀可以例如被安排在连接到集水空间上的排水管中。排水阀被安排在集水空间与排水出口之间。默认地，排水阀是关闭的。总之，压力致动的单向排水阀当其被压力致动时允许水或流体流出过滤器元件的集水空间，但是阻止水或流体在反向方向上流动，即流到集水空间中。这种单向排水阀是压力致动的，这样使得它仅仅在达到或超过排水阀两端的一定压力差时而在其单向流动方向上打开。这个预先确定的值也可以被称为压力致动的排水阀的开启压力。优选地，排水阀是自致动的，即不依赖于任何外部信号来进行压力控制。相反，优选地，燃料管线、过滤器元件和/或集水空间中的压力本身被用作打开或关闭排水阀的致动手段。排水阀被配置成使得当燃料管、过滤器元件和/或集水空间中的压力(即，排水阀上游(与水流方向有关的相对于排水阀的上游/下游)的压力)超过排水阀的下游侧处的压力(例如环境中的压力)预先确定的值时，所述排水阀打开。由于在常规运行(即，在第一模式中运行燃料泵)期间排水阀的上游侧上的压力低于排水阀的下游侧上的压力，因此排水阀在排水阀的上游侧上的压力等于下游侧上的压力的情况下打开甚至可以是足够的。优选地，排水阀是弹簧加载的放泄阀。

通过使用过滤器元件的上游的一个单向燃料阀和与集水空间连通的压力致动的单向排水阀，燃料泵的第二、反向模式将在过滤器元件的集水空间中产生过压，所述过压将打开压力致动的单向排水阀并且将从集水空间排放所分离的水，优选地仅仅是所分离的水。

由在第二、反向模式中的燃料泵的反向运行所产生的过压的范围可以是例如从100-400kPa(1-4巴)，以便打开压力致动的单向排水阀。

优选的基本运行模式可以如下：当内燃机正在运转时，燃料泵正在第一模式中运行并且充当输送泵并在集水空间中产生轻微欠压，从而引起将压力致动的单向排水阀保持在关闭状态中。从过滤器元件中的燃料中所分离出的水被收集在集水空间中。当内燃机被关闭时，不再需要将燃料馈送至内燃机的高压燃料系统。因此，燃料泵可以在方向上回返并且在第二、反向模式中运行，并且因而将在集水空间中产生压力，从而引起打开压力致动的单向排水阀。

根据本披露的燃料过滤器组件具有许多优点。例如，通过使用在内燃机的运行过程中所使用的相同的燃料泵用于当内燃机通过在第二、反向模式中运行燃料泵而关闭时来启动排水，这节省了对于提供附加的泵所需的成本、空间和复杂性。

此外，根据在此描述的燃料过滤器组件，仅仅借助于由燃料泵的对应运行模式启动的压力控制来管理分离出的水从集水空间的排出，而不是借助于复杂且昂贵的独立供电的阀系统。

优选地，标准单向阀被用作燃料阀。进一步优选地，简单的弹簧加载阀或弹簧加载放泄阀被用作压力致动的单向排水阀，这意味着燃料过滤器组件与电磁阀控制的系统相比便宜得多。由于压力致动的单向排水阀(具体地说是弹簧加载阀或弹簧加载放泄阀)的非常低的成本，压力致动的单向排水阀可以被构建到包括过滤器元件并且作为替换滤筒来供应的过滤筒中。替换过滤筒例如可以被提供为旋压式过滤筒。

另外的优点在于集水空间和优选地通过在第二、反向模式中运行的燃料泵而连接到集水空间上的任选排水管线中所建立的压力可以被用来将所分离的、排出的水推入单独的容器中，所述单独的容器例如在集水空间的一定距离处或者比集水空间更高地安排。

燃料过滤器组件的另外的优点在于它是简单且可靠的系统，因为排水仅仅当内燃机不运转(这对于行车应用来说是尤其有利和安全的)并且燃料泵在第二、反向模式中运转时才是可能的。因此，阀不能被意外地打开，这可能导致高容量的燃料溢出。

优选地，燃料过滤器组件进一步包括与集水空间连通的手动排水阀。优选地提供对于手动排水的这种可能性，以便在替换过滤器元件或过滤筒之前排空过滤器元件。在没有这种手动排水的情况下，燃料可能在替换过滤器元件或过滤筒时溢出。优选地，手动排水阀被可移除地连接到过滤器元件上。

在另外的优选实施例中，燃料过滤器组件进一步包括具有碳氢化合物去除器的水净化空间。水净化空间被优选地安排在集水空间的下游(在水流的方向上)，这样使得压力致动的单向排水阀被安排在集水空间与水净化空间之间，并且允许水从集水空间流动到水净化空间。水净化空间优选地被包含在水净化室中。

集水空间和水净化空间可以经由排水管连接，压力制动的单向排水阀被定位在所述排水管中。例如，碳氢化合物去除器优选地包含或者由吸附剂(像活性炭)、分离器或者分解碳氢化合物的化学处理剂组成。优选地，具有碳氢化合物去除器的水净化空间被适配并且尺寸被设置成显著减少包含在水中的碳氢化合物的量，优选地从水中约200ppm的碳氢化合物的量减少至低于调节阈值(例如低于10ppm)的碳氢化合物的量。

此外，将压力致动的单向排放阀提供成与水净化空间连通是优选的。在排放阀两端的压力差超过预先确定的值的情况下，压力致动的单向排放阀允许将水优选地通过排水管从水净化空间排出。这个预先确定的值也可以被称为排放阀的开启压力。压力致动的单向排放阀优选地是弹簧加载阀或弹簧加载放泄阀。

优选地，水净化空间、和可能的压力致动的单向排放阀是过滤器元件或替换滤筒的部分。具体地说，用作排水阀的压力致动的单向阀和排放阀以及具有碳氢化合物去除器的水净化空间可以被容易地整合到过滤器元件中，或者连同过滤器元件一起整合到过滤筒中，并且因此形成替换元件、替换滤筒或替换单元。这允许非常紧凑的设计。可替代地，具有碳氢化合物去除器的水净化空间可以被提供为单独的、优选地还是可替换的元件，所述元件可以被优选地直接连接到过滤器元件的集水空间上。

提供具有碳氢化合物去除器的水净化空间允许水的净化，并且因此允许将来自水净化空间的水直接排放到环境或另一个系统，并且降低或消除了对所排放的水的特殊处理的需要。

进一步优选的是水净化空间的内部体积具有至少与集水空间的内部体积或者集水空间的最大填充水平对应地相同的体积。优选地，水净化空间的内部体积比集水空间的内部体积大至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、50％、75％、100％、125％、150％或200％。通过使用具有这些优选尺寸中的任何一种的内部体积的水净化空间具有这样的优点：水在水净化空间中的停留时间通常将比若干发动机停止之间的时间更长(数小时或数日的范围内)。这允许碳氢化合物去除器从水中去除最大量的碳氢化合物。

此外，在桥接过滤器元件、燃料阀和燃料泵的燃料管中提供优选地呈放气孔或孔口形式的旁路是优选的。这种旁路可以在燃料泵在第二、反向模式中的运行期间促进和/或加速过滤器元件的两侧上的压力平衡。旁路还可以有助于在使用具有过滤介质的过滤器元件的情况下避免过滤器元件中的过滤介质在燃料泵的反向运行期间塌陷。此外，旁路允许吸取反向动作中所需的一定体积的燃料，以便通过燃料管或燃料贮存器在燃料泵的上游建立压力。

在优选实施例中，提供连接到集水器上并且包括压力致动的单向排水阀的排水管，所述排水管被适配并安排成将来自过滤器元件中的集水空间的水和/或燃料排放到燃料罐中的单独的体积。这个实施例具有以下优点：可以定期地启动排水，即使没有水或少量水积聚在集水空间中，并且例如对于启动燃料泵的反向运行以用于排水来说，水位传感器是不必要的。由于从集水空间中排出的液体被引导至燃料罐中的单独的体积，同样也可以以这种方式排放燃料。此外，这个实施例具有以下优点：水净化空间同样不是必要的，因为水并未排放到环境中或者排放到对碳氢化合物污染可感知的任何其他系统中。

在另外的优选实施例中，提供水位传感器用于检测积聚在集水空间中的水是否超过预先确定的水位。水位传感器可以被适配和安排成单液位传感器、双液位传感器或多液位传感器。此外，可以提供两个或更多个水位传感器。

此外，将水位传感器可移除地附接到过滤器元件上，具体地说附接到替换过滤器元件或替换过滤筒上是优选的。由于水位传感器可能是昂贵的，即使当过滤器元件或过滤筒被替换时重复使用水位传感器是优选的。因此，水位传感器在过滤器元件或过滤筒被处置之前优选地从过滤器元件或过滤筒是可移除的，并且随后与新的过滤器元件或过滤筒一起重复使用。将水位传感器安排在手动排水阀上是特别优选的，所述水位传感器同样优选地并不与替换过滤器元件或过滤筒一起卸下，而是与新的替换过滤器元件或过滤筒一起重复使用。

优选地，水位传感器被连接到燃料泵上，这样使得燃料泵可以根据来自水位传感器的信号而开始和/或停止在第二、反向模式中运行。水位传感器可以优选地经由控制单元而连接到燃料泵上。这个实施例的运行模式优选地如下：当发动机被关闭并且水位传感器指示充足的水量被收集在过滤器元件的集水空间中时，燃料泵将接收来自水位传感器的对应信号，并且根据这个信号开始在第二、反向模式中运行。燃料泵在第二、反向模式中的运行的持续时间可以被预先确定，例如5s、10s或15s。可替代地，燃料泵在第二、反向模式中的运行的持续时间可以取决于来自水位传感器的另外的信号，具体地说是集水空间中的水位已下降至低于预先确定的水位的信号，并且燃料泵在第二、反向模式中的运行根据这个信号而停止。

当燃料泵被提供为容积泵时，排出体积可以被容易地管理并且因此仅仅需要单个水位传感器来避免燃料从集水空间排放。优选的是采取燃料泵在第二、反向模式中的运行的持续时间这样使得当水位传感器开始启动燃料泵在第二、反向模式中进行运行时，排出体积等于或小于积聚在集水空间中的水的体积。

总的来说，将所执行的排水周期的数量的记录保存在例如控制单元中是优选的。在排水周期的数量指示已经历过滤器元件的寿命和/或碳氢化合物去除器需要维修或替换(在例如吸收器饱和的情况下)的情况下，排水周期或净化的数量可以被用于通知用户替换过滤器元件和/或水净化空间。

在另外的实施例中，提供被适配和安排成确定水净化空间中的压力和/或确定水净化空间中的这个压力是否超过预先确定的值的压力传感器是优选的。当水净化空间中的压力变得太高时，这可能是对于冻住的或堵塞的排水管或者系统的其他损坏或故障的指示。

此外，提供燃料传感器和/或光学传感器是优选的，所述燃料传感器和/或光学传感器被适配和安排成确定积聚在水净化空间中的水中的燃料和/或其他杂质的存在和/或量、和/或确定积聚在水净化空间中的水中的燃料和/或其他杂质的量是否超过预先确定的值。水净化空间中的燃料和/或其他杂质的存在也可以是对于系统的故障或者水净化空间(并且具体地说是包含在其中的碳氢化合物去除器)的使用期限的结束的指示器。

此外，提供温度传感器是优选的，所述温度传感器被适配和安排成确定温度(优选地水净化空间中的温度)、和/或确定所确定的温度是否低于预先确定的值。温度传感器因此可以被用于检测温度是否低于冰点并且因此排水管或其他水处理元件可能被冻住。

压力传感器和/或燃料传感器和/或光学传感器和/或温度传感器被优选地可移除地附接到过滤器元件上，并且优选地被重复使用，即使过滤器元件或过滤筒被替换。此外，在手动排水阀处提供压力传感器和/或燃料传感器和/或光学传感器和/或温度传感器是优选的，所述传感器同样优选地在过滤筒或过滤器元件被替换的情况下来重复使用。

根据另外的方面，提供了一种过滤器元件，所述过滤器元件包括具有用于将水与燃料分离的过滤介质的过滤介质构造；集水空间和排水出口；以及与集水空间和排水出口连通的压力致动的单向排水阀。过滤器元件优选地是用于如上文所述的燃料过滤器组件或者其实施例中的任何一个的过滤器元件。

用于当前过滤器元件的过滤介质可以是适合用于将水和可能的颗粒从燃料中分离或过滤的任何过滤介质，例如冲击式过滤器、离心式过滤器、过滤介质、疏水滤网、分离膜或水聚结装置。优选地，过滤器元件具有用于未过滤燃料的燃料入口和用于已过滤燃料的燃料出口。例如，燃料入口和/或燃料出口可以是过滤器外壳中的开口。总体而言，燃料入口和/或燃料出口可以是对应地与过滤器元件的上游侧或下游侧连通的限定的或有限的入口和/或出口空间。

过滤器元件进一步包括与集水空间连通的手动排水阀是优选的。此外，过滤器元件进一步包括具有碳氢化合物去除器的水净化空间是优选的。优选地，压力致动的单向排放阀被设置成与水净化空间连通，从而在排放阀两端的压力差超过预先确定的值的情况下，允许将水从水净化空间排出。

优选地，过滤器元件进一步包括水位传感器，所述水位传感器用于检测积聚在集水空间中的水是否超过预先确定的水位。

优选地，过滤器元件进一步包括压力传感器，所述压力传感器被适配和安排成确定水净化空间中的压力和/或确定水净化空间中的压力是否超过预先确定的值。

优选地，过滤器元件进一步包括燃料传感器和/或光学传感器，所述燃料传感器和/或光学传感器被适配和安排成确定水净化空间的水中的燃料和/或其他杂质的存在和/或量、和/或确定水净化空间的水中的燃料和/或其他杂质的量是否超过预先确定的值。

优选地，过滤器元件进一步包括温度传感器，所述温度传感器被适配和安排成确定温度和/或确定所确定的温度是否低于预先确定的值。

关于过滤器元件及其优选实施例的优点、优选实施例和细节，参考了上文关于燃料过滤器组件所描述的相应方面和实施例。

根据本发明的另外的方面，提供了一种用于将水从燃料过滤器组件中排出的方法，所述方法包括以下步骤：提供根据前述权利要求中的至少一项的燃料过滤器组件；在第二、反向模式中运行燃料泵，从而升高过滤器元件和/或集水空间中的压力，并且一旦过滤器元件和/或集水空间中的压力超过预先确定的值就打开排水阀。

此外，在停止在第一模式中运行之后，在第二、反向模式中运行燃料泵之前等待预先确定的时间段是优选的，例如5分钟、10分钟或15分钟。这具有以下优点：集水空间中的水可以沉积，并且集水空间中剩余的燃料可以积聚在水的顶部处或者积聚在水的上部区域中。当与内燃机一起使用时，另外的优点在于当内燃机意外地停止或者仅仅持续较短时间停止(例如在自动起停中)时，不启动排水。

另外的优选步骤是：将水从排水阀引导至具有碳氢化合物去除器的水净化空间；并且优选地经由与水净化空间连通的压力致动的单向排放阀来将水从水净化空间中排出。

关于所述方法及其优选实施例的优点、优选实施例和细节，参考了上文关于燃料过滤器组件和过滤器元件所描述的相应方面和实施例。

在此描述的燃料过滤器组件、过滤器元件和用于将燃料过滤器组件排水的方法可以与任何种类的燃料(例如与柴油燃料)一起使用。

附图说明

优选实施例的实例现将参照附图来描述，其中：

图1：示出内燃机的燃料系统中的燃料过滤器组件的优选实施例的第一实例；

图2：示出内燃机的燃料系统中的燃料过滤器组件的优选实施例的第二实例；

图3：示出内燃机的燃料系统中的燃料过滤器组件的优选实施例的第三实例；

图4：示出用于燃料过滤器组件的优选替换过滤器元件的第一实例；

图5：示出用于燃料过滤器组件的优选替换过滤器元件的第二实例；

图6：示出用于燃料过滤器组件的优选替换过滤器元件的呈截面的第三实例；所述截面是沿图7的线6-6截取的；

图7：示出图6的过滤器元件的顶视图；

图8：示出图6中的单向阀的放大图；

图9：示出用于燃料过滤器组件的优选替换过滤器元件的呈截面的第四实例；所述截面是沿图10的线9-9截取的；

图10：示出图9的过滤器元件的顶视图；

图11：示出用在图9的过滤器元件中的过滤介质构造的截面视图；所述截面是沿图12的线11-11截取的；

图12：示出图11的过滤介质构造的顶视图；并且

图13：示出图11中的单向阀的放大图。

具体实施方式

图1-图3示出燃料系统1、1’、1”，所述燃料系统具有燃料过滤器组件100、100’、100”(这里是初级过滤器组件)，以及位于初级过滤器组件100、100’、100”下游的次级过滤器组件200。燃料管线10经由初级过滤器组件100、100’、100”、经由次级过滤器组件200将燃料罐101连接到高压泵500、轨道组件600、汽缸盖喷射器700和燃料冷却器800上。燃料系统1、1’、1”的部分进一步是压力传感器300和温度传感器400。燃料管10中呈放气孔形式的旁路11桥接初级过滤器组件100、100’、100”。次级过滤器元件200包括次级过滤器元件201。除了初级过滤器组件100、100’、100”中的一些差别之外，图1至图3所示的示例性实施例是相同的。

现在更详细地描述图1-图3中所示的燃料过滤器组件100、100’、100”的共同元件。燃料过滤器组件100、100’、100”包括具有集水空间111的初级过滤器元件110。过滤器元件110被连接到燃料管10上以用于对过滤器元件100的上游侧馈送来自燃料罐101的燃料，并且将来自过滤器元件110的下游侧的过滤燃料提供给次级过滤器组件200。

图1-图3中所示的燃料过滤器组件100、100’、100”进一步包括位于过滤器元件110下游的电动容积燃料泵120。燃料泵120可以在用于通过过滤器元件110吸取燃料(通过燃料泵120中的右箭头指示)的第一模式中运行，并且可以在用于将燃料馈送回过滤器元件110(通过燃料泵120中的左箭头指示)的第二、反向模式中运行。桥接燃料泵120的是压力调节器12。在过滤器元件110的上游提供单向燃料阀131，从而允许朝向过滤器元件110的上游侧的流动，但是阻止在反向方向上的流动。与集水空间111连通的是压力致动的单向排水阀(优选地弹簧加载阀)，所述压力致动的单向排水阀被安排在排水管20中，从而允许在排水阀132两端的压力差超过预先确定的值的情况下，通过排水管20将水从集水空间110中排出。

图1和图3中所示的燃料过滤器组件100、100’、100”的实施例进一步包括水位传感器141。图1中所示的燃料过滤器组件100的实施例进一步包括燃料管10中的附加的、任选的旁路11a，所述旁路呈桥接过滤器元件110的放气孔的形式。

图1中描绘的燃料过滤器组件100的基本运行原理如下。在将内燃机关闭之后，并且在水位传感器141检测到集水空间111中存在足够的水用于排放的情况下，燃料泵120在第二、反向模式中运行。由于燃料阀131在这个方向上停止，集水空间111中的压力建立，并且当所述压力达到排水阀132的开启压力时打开排水阀132，并且来自集水空间111的水被排出排水出口并通过排水管20。燃料泵在第二、反向模式中的运行在预先确定的时间量(例如，5秒、10秒或15秒，对应于预先确定的排水体积)之后停止，或者通过来自水位传感器141的指示集水空间111中的填充水位已下降至低于最小水位的信号而停止。

图2中描绘的燃料过滤器组件100’与图1中描绘的燃料过滤器组件100不同，具体地说是因为图2中所示的示例性实施例中不需要水位传感器。原因在于根据图2中所示的实施例的排水管20被适配和安排成将水排到燃料罐101中的单独的体积102中。以这种方式，燃料同样可以通过排水管20和排水阀132从集水空间111排放到燃料罐101中的单独的体积102中。燃料泵120因此可以独立于集水空间111中的填充水位而定期地在第二、反向模式中运行。除了这些差别之外，图2中的实施例基本上对应于图1中所示的实施例。因此，针对图2中所示的实施例的剩余特征参考了图1中所示的实施例的说明。

由于排水管线20中的压力而且由于燃料罐101的位于比集水空间111更高的水位处的单独的体积102，图2的这个实施例具有非常低成本的优点和将液体从集水空间111排出的可能性。燃料罐101中的单独的体积102可以具有允许燃料溢出到燃料罐101中的分隔壁。然而，在服务间隔处可能需要对燃料罐101并且具体地说是燃料罐101的单独的体积102进行清洁，以避免水在燃料罐中积聚。

同样，图3中的实施例在很大程度上对应于图1中所示的实施例，并且针对相应特征和优点参考了图1中的实施例。在下文中描述了图3中所示的实施例与图1中所示的实施例的主要差别。除了图1中所示的实施例的特征之外，图3中所示的实施例的燃料过滤器组件100”的特征在于包含在水净化室中的水净化空间150。净化空间150包含活性炭作为碳氢化合物去除器151。水净化空间150经由排水管20被连接到集水空间111上，其中排水阀132被安排在集水空间111与水净化空间150之间。与水净化空间150连通的是另外的压力致动的单向阀，也就是排放阀133。优选地，压力致动的单向排放阀133也是弹簧加载阀。此外，传感器142被连接到水净化空间150上。传感器142可以是燃料传感器、光学传感器和/或压力传感器。燃料和/或光学传感器可以被用于确定水净化空间150中的燃料或其他杂质的存在。压力传感器可以被用于确定导致水净化空间150内的过度高的压力的任何故障。图3中所示的实施例具有以下优点：通过移除碳氢化合物，从集水空间111排放的水在水净化空间150中得到净化，这样使得经由排放阀133从水净化空间150排放的水可以被安全地排放到环境或其他系统中。

在图1-图3的实施例中，控制单元900连接到一个或多个传感器上(例如，压力传感器300、温度传感器400、水位传感器141)，和/或连接到燃料泵120上。控制单元900被适配和安排成根据来自传感器300、400、141中的一个或多个的一个或多个信号来产生信号，和/或根据来自传感器300、400、141中的一个或多个的一个或多个信号来开始和/或停止燃料泵120在第二、反向模式中的运行。

优选的替换过滤器元件的示例性实施例在图4-图13中示出。图4和图5中所示的实施例的区别在于：图5附加地包括具有活性炭1151的水净化空间1150和压力致动的单向排放阀1133(这里为弹簧加载阀)，这些在图4的实施例中不存在。水净化空间1150被包含在图5中的水净化室中。具有碳氢化合物去除器1151的水净化空间1150可以是如图5的实施例中所示的替换过滤筒1000’的部分，或者可以被提供为被优选地直接附接到替换过滤器元件上的单独的替换零件。

对替换过滤器元件1000、1000’、1000”、1000’”的另外的元件的说明适用于图4、图5、图6和图9。图4、图5、图6和图9中所示的替换过滤器元件1000、1000’、1000”、1000’”包括外壳或碗1111和过滤装置或过滤介质1100，所述过滤装置或过滤介质用于将水与燃料分离并且可能进一步从燃料中过滤出颗粒。过滤介质1100在图4、图5、图6和图9中所示的实施例中是具有开放过滤器内部的圆柱形过滤介质构造。在过滤介质1100下方存在用于收集从燃料中分离的水的集水空间1110。

与集水空间1110直接且自由流动连通的是弹簧加载阀1320，所述弹簧加载阀用作压力致动的单向排水阀，从而允许将来自集水空间1110的水排出排水出口1113。单向排水阀是关闭的，并且仅仅当达到集水空间1110中的开启压力时才打开。示例性开启压力包括在3巴与6巴之间。

例如，对单向阀1320的压力通过由压缩集水空间1110中的流体所建立的压力来激发，所述压缩是由当燃料泵120在反向模式中时从燃料出口端返回的回流所致。压力典型地不由定位在罐中的泵供应。

在集水空间1110中，存在用于检测积聚在集水空间1110中的水是否超过预先确定的水位的水位传感器1300。替换过滤器元件1000、1000’、1000”、1000’”的外壳1111具有螺纹开口1112和由手动排水阀1200关闭的底部，所述手动排水阀具有中心突起1211上的相应螺纹1212。由于水净化空间1150的存在，中心突起1211在图5的实施例中是更大的。手动排水阀1200在其关闭位置中经由密封元件1220将螺纹开口1112密封在外壳1111中。当手动排水阀1200被转到图4和图5中所描绘的其打开位置中时，来自集水空间1110的水经由重力通过空间1213并且通过手动排水阀1200的开口1210而排放。需要手动排水以便在替换过滤筒之前排空集水空间1110，以避免燃料溢出。手动排水阀1200并未在图9的实例中示出，但是它可以是所述实例的部分。

优选地，具有水位传感器1300的手动排水阀1200被可移除地附接到过滤器元件上，并且可以在卸下过滤器元件时重复使用。以这种方式，可以减少昂贵的元件(像传感器)，同时具有便宜的压力致动的单向排水阀的替换过滤器元件以及可能具有碳氢化合物去除器1151和压力致动的单向排放阀1133的水净化空间1150可以被便宜地制造出并且可以被卸下。

图6的元件1000”的附加特征包括是过滤介质构造1401的部分的过滤介质1100，所述过滤介质构造在外壳1111内是可移除且可替换的。图6中的外壳1110包括螺纹套筒1400，所述螺纹套筒被固定到外壳1111的邻近开放口1402的外部上。过滤介质构造1401可以通过口1402移除和替换。套筒1400保持密封构件1404，所述密封构件被定向来当元件1000’被固定到过滤器盖上时在套筒1400与过滤器盖之间并且抵靠它们形成径向密封。

仍参照图6的元件1000”，过滤介质构造1401包括固定到其上的上端盖1406和底端盖1408。上端盖1406具有允许已过滤流体离开的开口1410。底端盖1408是封闭的。上端盖1406保持密封构件1412，以便当元件1000’被固定到过滤器盖上时形成与过滤器盖的一部分的密封。

仍参照图6的元件1000”，板1420由径向密封构件1422密封在外壳1111的内部中。板1420保持单向阀1320远离过滤介质1100，其中集水空间1110位于其间。

图8示出来自图6的单向阀1320的放大图。单向阀1320具有阀外壳1430，所述阀外壳通过弹簧1436保持球1432抵靠阀开口1434偏置。单向排水阀1320是关闭的，并且仅仅当达到集水空间1110中的开启压力时才打开，所述开启压力将抵靠弹簧1436移动球1432，以便暴露出开口1434。这允许水流过开口1434，并且随后通过退出孔口1438流出。示例性开启压力包括在3巴与6巴之间。对单向阀1320的压力通过由压缩集水空间1110中的流体所建立的压力来激发。

图9的元件1000’”的附加特征包括具有固定到其上的端板1500的外壳1111。端板1500具有入口端1502和出口端1504。在外壳1111的底部存在开口1506，所述开口可以包括在外壳1111的其他实例中所描绘的手动排水阀1200。内部直立壁1510从外壳1111的底部的内部向上延伸。所述内部直立壁形成表面以便将过滤器1100密封到其上。

在图9和图11中，过滤介质1100是过滤介质构造1501的一部分具有开放的内部体积1520并且包括固定到其上的底端盖1522。底端盖1522包括围绕集水空间1110的轴向间隔壁1524。轴向间隔的圆柱形壁1524位于开放的内部体积1520下方并且在过滤介质1100外部。轴向间隔的圆柱形壁1524远离过滤介质1100延伸或突出。

壁1524保持密封构件1526，所述密封构件形成与直立壁1510的内表面1528的密封。封闭圆柱形壁1524的底部的是保持单向阀1320的板1530。板1530具有开口1532，所述开口与集水空间1110直接且开放连通。图13中放大示出的单向阀1320与图8相同并且因此具有相同的参考数字。

仍参照图9和图11，过滤介质构造1501具有固定到过滤介质1100上的上端盖1540。远离过滤介质1100轴向延伸并且从上端盖1540突出的是保持密封构件1544的颈部1542。密封构件1544形成与从端板1500的内部延伸的向下突出的圆柱形壁1546的径向密封。壁1546围绕出口端1504。

仍参照图9和图11，过滤网1550位于过滤介质构造1501的开放的内部体积1520中。过滤网1550可以呈圆柱体的形式。网1550可以是筛网，所述筛网是防水的以便避免再次夹带水滴到过滤介质1100的净侧。已过滤流体在其可以通过流动通过颈部1546并且随后通过出口端1504来退出过滤器元件1000’”之前需要流动通过过滤网1550。

Claims (22)

1.一种燃料过滤器组件，包括：

-过滤器元件，所述过滤器元件具有集水空间和排水出口；

-所述过滤器元件被连接到燃料管上，所述燃料管用于向所述过滤器元件的上游侧馈送燃料并且用于提供来自所述过滤器元件的下游侧的经过滤的燃料；以及

-燃料泵，所述燃料泵被安排在所述过滤器元件的下游，其中所述燃料泵能够在用于通过所述过滤器元件来吸取燃料的第一模式中运行，并且能够在用于将燃料馈送回所述过滤器元件的第二、反向模式中运行。

2.根据前一权利要求所述的燃料过滤器组件，进一步包括与所述集水空间连通的手动排水阀。

3.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括具有碳氢化合物去除器的水净化空间。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括与所述水净化空间连通的压力致动的单向排放阀。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括水位传感器，所述水位传感器用于检测积聚在所述集水空间中的水是否超过预先确定的水位，其中所述水位传感器被连接到所述燃料泵上，这样使得所述燃料泵能够根据来自所述水位传感器的信号开始和/或停止在所述第二、反向模式中运行。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括：

-压力传感器，所述压力传感器被适配和安排成确定所述水净化空间中的压力和/或确定所述水净化空间中的压力是否超过预先确定的值，和/或

-温度传感器，所述温度传感器被适配和安排成确定温度和/或确定所确定的温度是否低于预先确定的值。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括燃料传感器和/或光学传感器，所述燃料传感器和/或所述光学传感器被适配和安排成确定积聚在所述水净化空间中的水中的燃料和/或其他杂质的存在和/或量、和/或确定积聚在所述水净化空间中的水中的燃料和/或其他杂质的量是否超过预先确定的值。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括控制单元，所述控制单元被连接到所述传感器中的一个或多个传感器上和/或连接到所述燃料泵上，其中所述控制单元被适配和安排成根据来自所述传感器中的一个或多个传感器的一个或多个信号来产生信号，和/或根据来自所述传感器中的一个或多个传感器的一个或多个信号来使所述燃料泵开始和/或停止在所述第二、反向模式中运行。

9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括：

-阀，所述阀允许朝向所述过滤器元件的所述上游侧的流动。

10.根据权利要求9所述的燃料过滤器组件，其中：

-所述阀包括单向燃料阀，所述单向燃料阀被安排在所述过滤器元件的上游，从而允许朝向所述过滤器元件的所述上游侧的流动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料过滤器组件，进一步包括：

-与所述集水空间和所述排水出口连通的阀。

12.根据权利要求11所述的燃料过滤器组件，其中：

-所述阀与所述集水空间连通，并且所述排水出口包括与所述集水空间和所述排水出口连通的压力致动的单向排水阀。

13.一种过滤器元件，包括：

-过滤介质构造，所述过滤介质构造具有用于将水与燃料分离的过滤介质；

-集水空间和排水出口；以及

-压力致动的单向排水阀，所述压力致动的单向排水阀与所述集水空间和所述排水出口连通；

-所述单向排水阀与所述集水空间直接且自由流动连通；并且

-所述单向排水阀是关闭的，并且仅仅当达到所述集水空间中的开启压力时才打开。

14.根据权利要求13所述的燃料过滤器组件，其中：

-所述过滤介质构造具有开放的内部体积，并且包括固定到其上的底端盖；所述底端盖包括围绕所述集水空间的轴向间隔壁，所述轴向间隔壁位于所述开放的内部体积下方并且在所述过滤介质外部。

15.根据权利要求13和14中任一项所述的过滤器元件，包括：

-所述过滤介质构造的开放的内部体积中的过滤网。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的过滤器元件，进一步包括外壳，所述过滤介质构造位于所述外壳中。

17.根据权利要求16所述的过滤器元件，进一步包括与所述集水空间连通的手动排水阀。

18.根据前述权利要求16-17中至少一项所述的过滤器元件，进一步包括具有碳氢化合物去除器的水净化空间，并且进一步包括与所述水净化空间连通的压力致动的单向排放阀。

19.根据前述权利要求16-18中至少一项所述的过滤器元件，进一步包括水位传感器，所述水位传感器用于检测积聚在所述集水空间中的水是否超过预先确定的水位。

20.根据前述权利要求16-19中至少一项所述的过滤器元件，进一步包括：

-压力传感器，所述压力传感器被适配和安排成确定所述水净化空间中的压力和/或确定所述水净化空间中的压力是否超过预先确定的值，和/或

-温度传感器，所述温度传感器被适配和安排成确定温度和/或确定所确定的温度是否低于预先确定的值。

21.根据前述权利要求16-20中至少一项所述的过滤器元件，进一步包括燃料传感器和/或光学传感器，所述燃料传感器和/或所述光学传感器被适配和安排成确定所述水净化空间的水中的燃料和/或其他杂质的所述存在和/或量、和/或确定所述水净化空间的水中的燃料和/或其他杂质的量是否超过预先确定的值。

22.一种用于从燃料过滤器组件中排水的方法，包括以下步骤：

-提供根据前述权利要求1-12中至少一项所述的燃料过滤器组件；

-在所述第二、反向模式中运行所述燃料泵，从而升高所述过滤器元件和/或所述集水空间中的压力，并且一旦所述过滤器元件和/或所述集水空间中的压力超过预先确定的值就打开所述排水阀。