燃料空气分离器以及改进的空气排放系统技术方案

本发明专利技术提供了空气分离器、燃料递送系统和安装装置。空气分离器包括限定中空内室的容器，具有接收来自燃料源的燃料的入口以及与发动机流体连通的出口。空气排放件接收与移除一定量的不期望气体，其与排放端口流体连通。此外，空气分离器包括用于与接收的燃料接触的过滤器介质以及将通过过滤器介质的燃料递送至出口的导管。在燃料通过出口至发动机之前，空气分离器通过使气体通过空气排放件而将气体从燃料移除。空气排放件包括用于使气体通过排放端口的流体混合凹室。空气分离器位于传送泵与发动机之间。最后，安装装置用于将空气分离器安装到燃料递送系统。

Fuel air separator and improved air emission system

The invention provides an air separator, a fuel delivery system and an installation device. The air separator includes a container that defines a hollow inner chamber, has an entrance to the fuel from the source of the fuel and an outlet that is connected with the engine fluid. Air emissions receive and remove a certain amount of undesired gas, which is connected to the discharge port. In addition, the air separator includes a filter medium for contact with the received fuel and a conduit that passes the fuel through the filter medium to the outlet. Before the fuel is exported to the engine, the air separator removes the gas from the fuel by making the gas out of the air through the air. The air discharge device includes a gas flow through the discharge port of the mixing recess. The air separator is located between the transmission pump and the engine. Finally, the installation device is used to install the air separator into the fuel delivery system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料空气分离器以及改进的空气排放系统相关申请的交叉引用本申请要求2015年3月25日提交的美国临时专利申请序列No.62/138,222、2015年6月12日提交的美国临时专利申请序列No.62/174,920以及2016年2月11日提交的美国专利申请15/041896的权益，所有申请通过引用的方式包含于此。关于政府资助研究或开发的声明不适用
这里描述的主题大体上涉及用于可燃液体、基于石油的且可再生与可替代燃料、尤其是用于柴油机和其它内燃机的燃料的改进的空气分离系统。
技术介绍
可燃燃料发动机且尤其是柴油发动机通常利用燃料喷射系统及时将燃料直接喷射到气缸中。喷射时间由发动机设计者预先确定以及以已知事实为基础。影响未被预先确定的喷射时间或影响喷洒式样的任何不受控或外部事件或条件，都将致使发动机效率降低。对于这些发动机持续关注的问题是燃料内空气与蒸汽的存在。在可燃燃料及可燃燃料系统中的夹带空气与蒸汽随着燃料温度、气压和发动机操作的海拔高度、过滤器堵塞以及发动机的不同运行RPM而变化。存在于可燃燃料，尤其是柴油中且尤其是以变化量存在的空气与蒸汽，并不认为是纳入喷射时间参数的预定情形。在因它们的存在而提出的问题中是由于空气/蒸汽的可压缩性引起的发动机效率的降低。在单元喷射器中，这导致迟延的喷射时间，喷洒式样扰乱以及劣质燃烧，继而导致发动机的减少的功率输出，增加的燃料消耗以及增加的废气排放。在“共轨”系统中，空气/蒸汽使燃料在“高压泵”筒中移动。这阻止“高压泵”达到其设计的输出体积。这继而阻止系统为适当的喷洒式样和喷射速率保持适当的压力，从而使发动机效率降低。空气还对燃料喷射系统的部件造成永久的损坏。空气可以使燃料或润滑剂在筒与活塞之间移动。这会使得金属与金属接触以及部件的磨损，从而导致喷射器故障。此外，当活塞开始其喷射冲程时，突然压缩致使气泡内爆。当破裂气泡邻近筒壁时，破裂气泡的燃料的外壁以足够的破坏力撞击筒表面以去除金属的微观颗粒。这通常地称作为“筒的点状腐蚀”并且最终会使喷射器无用。“尖端腐蚀”发生在空气泡离开喷射器尖端的时候。比柴油燃料更低粘性的空气比燃料更快速地通过喷射器尖端。在空气泡后面的燃料突然地以去除金属的微观颗粒的力来撞击尖端。由于尖端腐蚀增加了喷射器尖端的端口的孔尺寸，越来越多地导致了糟糕的喷洒式样。端口之间的金属的减少导致喷射器尖端的结构完整性的下降，这可能最终导致喷射器尖端的损失以及灾难性的发动机故障。柴油发动机的操作缺陷以及效率低下是公知的，但是这种发动机的商业实施未能解决此问题。申请人先前已经提出了用于在燃料进入到发动机燃料泵中之前从燃料移除夹带空气同时另外地保持到泵入口的净的正压头由此减少泵气蚀和蒸汽形成的独特系统与装置。申请人的专利No.5,355,860公开了用于从柴油燃料移除夹带空气的三过滤器系统。将燃料供给到发动机的传送泵或燃料泵的装置是用于从燃料移除夹带空气的先驱途径。申请人的专利No.5,746,184(“‘184专利”)，其是专利No.5,355,860的部分继续申请，其公开了有效地移除夹带空气并且解决了泵气蚀的系统的商业模型。包括‘184专利的主要部分的产品已经由PureFlow技术股份有限公司以商标Fuel且作为型号FPI和FP1200成功地销售。此装置使用过滤器以使夹带空气和蒸汽从燃料(参考CumminsServiceTopic5-135,1965)分离并且利用定位在过滤器的脏侧上的“主”空气/蒸汽排放端口帮助移除分离的空气/蒸汽。另外地，利用定位在过滤器的清洁侧上的第二空气/蒸汽排放端口排放已经通过过滤器压力闪蒸(pressureflashed)的空气/蒸汽。在过滤介质的清洁侧内或上使用的空气/蒸汽分离的方法是被动的并且取决于上升到排放端口的气泡的浮动。申请人的专利No.6,729,310(“‘310专利”)，提出了更先进的空气/蒸汽分离系统，其允许此装置在尺寸上显著减小并且以比先前型号高得多的燃料流量来分离空气/蒸汽。应用‘310专利的原理的第一系统，在商业上作为型号FP135、FP135A进行销售。随后出现了小得多的型号并且由PureFlow技术股份有限公司以商标80、100、150和II125、150、165、和200销售。美国专利No.6,892,710和No.7,025,048是与DPPI股份有限公司制造的FASS燃料空气分离系统相关的专利。这种系统仅使用如在美国专利No.5,746,184现有技术专利中所示的辅助或被动空气分离方法与排放端口428。并且如5,746,184现有技术专利摘要中说明的，“当气泡在(过滤器)元件上被捕获时，它们向上浮动以通过排放端口(294)(图8)排放。通过元件94的气泡被向上吹扫以通过出口侧排放端口(428)排放”。尽管由申请人提出的前述装置成功地解决了从燃料移除夹带空气的问题并且显著减少了通过泵气蚀形成的蒸汽，但是在传送泵之后可能形成额外的蒸汽。由于压降和高的燃料温度，可能在高压旁通阀(压力释放阀)与燃料管线内形成这些蒸汽。Clausius-ClapeyronEquation(克劳修斯-克拉珀龙方程(参见图1)解释了来自其蒸气压力对温度的自然对数图的闭合环系统内的压力和温度与液体的汽化焓之间的关系。这允许人们理解蒸气将形成在燃料系统自身内。尽管不能阻止这种蒸气形成，但是可以在蒸气进入发动机的燃料喷射系统之前基本上将蒸气移除。申请人在这里提供了改进的、高度有效且更成本有效的装置，该装置用于从可燃液体、特别是基于石油的液体分离并且实际上消除这种空气与蒸气，且适于高压以及其它燃料系统。这种装置具有改进的空气排放装置，该空气排放装置增强了不期望的夹带空气和蒸气的收集与移除，而不会对发动机的压力或流量造成显著损失。此外，在优选实施方式中，这种装置例如流体地安装在发动机燃料(例如燃料传送泵)之后，由此消除了在装置上的额外泵的需要，并且在燃料进入发动机的燃料喷射系统以前，这将移除形成在发动机燃料泵内或之后的任何额外蒸气。
技术实现思路
相应地，提供了改进的空气分离器、燃料递送系统与安装装置，其解决了需求并且提供了这里概括的优点。本专利技术包括具有限定中空内室的容器的空气分离器。该室具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口以及构造为与发动机流体连通的出口。该室还具有空气排放件，该空气排放件构造为与不期望气体通过其排放的端口流体连通，例如通过与燃料箱流体连通的返回管线连通，使得不期望气体能够返回到燃料箱。过滤器介质定位在室内以与接收在室内的燃料接触并且导管定位在过滤器介质内以递送燃料通过过滤器介质至出口。空气分离器构造为在使燃料从容器通过出口至发动机之前从燃料移除一定量的不期望气体，使得这种不期望气体经过空气排放件。空气排放件可选地具有气体收集区域，其例如可以从空气排放件的周围表面略微呈凹陷的形状，其中气泡在离开以前聚集在这里。空气排放件还包括流体混合凹室，其特别地构造为当进入与保持在凹室内时捕获较大浓度的大气泡与小气泡，使得它们离开空气排放件进入到排放端口中，同时降低了燃料流动阻力以及通过排放端口的压力损失。在本专利技术的一方面中，有效的辅助空气排放件定位在燃料过滤器元件与清洁侧上的出口之间。在另一个方面中，构造为分流器的擦拭叶片(w本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气分离器，包括：容器，其限定有中空内室，具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口、构造为与发动机流体连通的出口和构造为接收和移除一定量的不期望气体并与排放端口流体连通的空气排放件；过滤器介质，其定位在所述室内以与接收在其内的燃料接触；以及导管，其定位在所述过滤器介质内以将通过所述过滤器介质的燃料递送至所述出口；所述空气分离器构造为在使所述燃料从所述容器通过所述出口至所述发动机之前从所述燃料移除一定量的不期望气体，所述不期望气体通过所述空气排放件，所述空气排放件具有构造为增强所述气体选择性地通过所述排放端口的流体混合凹室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.25 US 62/138,222;2015.06.12 US 62/174,920;1.一种空气分离器，包括：容器，其限定有中空内室，具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口、构造为与发动机流体连通的出口和构造为接收和移除一定量的不期望气体并与排放端口流体连通的空气排放件；过滤器介质，其定位在所述室内以与接收在其内的燃料接触；以及导管，其定位在所述过滤器介质内以将通过所述过滤器介质的燃料递送至所述出口；所述空气分离器构造为在使所述燃料从所述容器通过所述出口至所述发动机之前从所述燃料移除一定量的不期望气体，所述不期望气体通过所述空气排放件，所述空气排放件具有构造为增强所述气体选择性地通过所述排放端口的流体混合凹室。2.根据权利要求1中所述的空气分离器，还包括围绕所述流体混合凹室的气体收集区域。3.根据权利要求1中所述的空气分离器，其基本上包括所述容器、过滤器介质和导管。4.根据权利要求1中所述的空气分离器，其基本上包括所述容器、过滤器介质、导管和止回阀。5.根据权利要求1中所述的空气分离器，并且排除额外空气排放件。6.一种燃料递送系统，包括燃料箱、燃料泵、空气分离器和发动机，其中所述空气分离器流体地安装在所述燃料泵与发动机之间。7.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中，所述空气分离器包括：容器，其限定有中空内室，具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口、构造为与发动机流体连通的出口和构造为接收和移除一定量的不期望气体并与排放端口流体连通的空气排放件；过滤器介质，其定位在所述室内以与接收在其内的燃料接触；以及导管，其定位在所述过滤器介质内以将通过所述过滤器介质的燃料递送至所述出口；所述空气分离器构造为在使所述燃料从所述容器通过所述出口至所述发动机之前从所述燃料移除一定量的不期望气体，所述不期望气体通过所述空气排放件。8.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述空气分离器包括：容器，其限定有中空内室，具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口、构造为与发动机流体连通的出口和构造为接收和移除一定量的不期望气体并与排放端口流体连通的空气排放件；过滤器介质，其定位在所述室内以与接收在其内的燃料接触；以及导管，其定位在所述过滤器介质内以将通过所述过滤器介质的燃料递送至所述出口；所述空气分离器构造为在使所述燃料从所述容器通过所述出口至所述发动机之前从所述燃料移除一定量的不期望气体，所述不期望气体通过所述空气排放件，所述空气排放件具有构造为增强所述气体选择性地通过所述排放端口的流体混合凹室。9.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述空气分离器包括：容器，其限定有突起的中空内室，具有构造为接收来自燃料源的燃料的入口、构造为与发动机流体连通的出口、用于进入到所述室的盖子和构造为接收和移除一定量的不期望气体并与排放端口流体连通的空气排放件；过滤器介质，其定位在所述室内以与接收在其内的燃料接触；以及导管，其定位在所述过滤器介质内以将通过所述过滤器介质的燃料递送至所述出口；所述空气分离器构造为在使所述燃料从所述容器通过所述出口至所述发动机之前从所述燃料移除一定量的不期望气体，所述不期望气体通过所述空气排放件。10.根据权利要求9所述的燃料递送系统，其中所述空气排放件定位在所述盖子中。11.根据权利要求9所述的燃料递送系统，其中所述空气排放件具有构造为增强所述气体选择性地通过所述排放端口的流体混合凹室。12.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述发动机使用可燃液体。13.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述发动机使用基于石油的液体。14.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述发动机使用柴油燃料。15.根据权利要求6所述的燃料递送系统，其中所述发动机使用汽油。16...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·L·埃克斯坦，
申请(专利权)人：CD专利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US