ТОПЛИВНЫЙ ФИЛЬТР И ПАТРОН ДЛЯ ТАКОГО ФИЛЬТРА С ВСТРОЕННЫМ ПРИСАДОЧНЫМ РЕЗЕРВУАРОМ
FUEL FILTER AND CARTRIDGE FOR SUCH FILTER WITH BUILT-IN ADDITIVE TANK

Область техники
Настоящее изобретение относится к топливным фильтрам и, в частности, к дизельным топливным фильтрам, предназначенным для топливного контура.
Уровень техники
Как правило, топливный фильтр вышеупомянутого типа содержит вход и выход топлива и позволяет в системе питания дизельного двигателя фильтровать топливо для его очистки от содержащихся с нем примесей. Резервуар для присадки находится в корпусе фильтра и содержит жидкую присадку, улучшающую качество топлива и, в частности, распределение топлива в двигателе, рабочие характеристики двигателя, устойчивость работы двигателя и/или облегчает регенерацию фильтра-улавливателя частиц. Жидкую присадку этого типа обычно применяют для повышения срока службы двигателя. В документе WO 2012/104552 описан фильтр этого типа, и, в частности, в конце описания представлены не ограничительные примеры жидкой присадки.
Предпочтительно иметь возможность распределения жидкой присадки, не прибегая к высокоточным дозировочным насосам и не используя соответствующий вычислительный блок, чтобы снизить стоимость устройства распределения присадки.
Преимуществом способа распределения, описанного в документе WO 2012/104552 является возможность увеличения автономии присадочного резервуара за счет ограничения и даже прекращения подачи присадки, чтобы в некоторых условиях избегать чрезмерной концентрации присадки в топливе. Кроме того, он позволяет оптимизировать концентрацию присадки в топливе, чтобы найти компромисс между достаточным необходимым количеством и повышенной концентрацией, которая может сократить автономию присадочного резервуара и/или иметь отрицательные последствия для других органов транспортного средства, такие как загрязнение фильтра-улавливателя частиц. Для этого жидкая присадка распространяется под действием разности давления, причем эта присадка находится в мягком внутреннем кармане или кожухе с герметичной подвижной стенкой под давлением, идентичным давлению топлива, находящегося внутри наружного кожуха присадочной камеры. Обычно разность давления может быть связана с повышенным давлением со стороны топлива или с разрежением вблизи отверстия распределения жидкой присадки.
Вместе с тем, узел, объединяющий фильтрующий элемент и присадочную камеру, является относительно сложным в сборке, в частности, если необходимо, чтобы этот узел образовал съемный патрон, который можно заменить целиком. Для пользователя или оператора, производящего замену, представляется сложным отсоединять/соединять такой патрон относительно топливного контура, в частности, по следующим причинам:
- соединение с системой распределения необходимо производить точно, максимально просто и быстро;
- контакт между кожей пользователя и жидкой присадкой, содержащейся в резервуаре, может представлять опасность для здоровья пользователя.
В документе WO 2012/104552 предложено расположить присадочный резервуар внутри наружного корпуса съемного патрона и, как правило, на дне наружного корпуса. Однако в этом случае теряется гибкость архитектуры фильтра, поскольку крепление фильтра под капотом необходимо производить при помощи головки (крышки) фильтра.
Кроме того, из документа US 2009/0206024 А1 известны патроны навинчивающегося типа, включающие в себя функцию распределения присадки. В этом случае тоже происходит потеря гибкости в архитектуре фильтра. Кроме того, вариант распространения при помощи постепенной деформации термочувствительного материала не позволяет избежать утечек жидкой присадки, что может представлять опасность для здоровья пользователя, который осуществляет операцию замены.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение призвано предложить патрон для топливного фильтра с резервуаром жидкой присадки, который является более привлекательным с точки зрения установки в загроможденной среде двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства.
В связи с этим изобретением предложен фильтрующий патрон, взаимодействующий в топливном фильтре (со всем или с частью корпуса фильтра), при этом фильтрующий патрон содержит:
- фильтрующий элемент, содержащий первый конец, второй конец и по существу кольцевое фильтрующее средство, расположенное между этими двумя концами;
- присадочный модуль, содержащий:
- кожух, образующий резервуар для жидкой присадки, выполненный с возможностью нахождения под давлением топлива и ограничивающий внутренний объем, изменяющийся для поддержания одинакового давления между жидкой присадкой, содержащейся во внутреннем пространстве, и топливом,
- канал выхода жидкой присадки, при этом жидкая присадка может смешиваться с топливом, циркулирующим в топливном контуре,
- крепежный конец, входящий в контакт с фильтрующим элементом таким образом, чтобы фильтрующий элемент и присадочный модуль образовали узел, выполненный с возможностью разъемного крепления в виде единой детали на части корпуса (2, 3) топливного фильтра,
- наружный патрубок, который содержит канал выхода жидкой присадки, при этом наружный патрубок имеет запорные средства для герметичного автоматического закрывания канала выхода жидкой присадки в состоянии отсоединения наружного патрубка.
Благодаря этим признакам, сменная часть может иметь простую конструкцию, и по меньшей мере одну главную часть или обе части соответствующего корпуса фильтра можно сохранить, что позволяет крепить фильтр на транспортном средстве при помощи одной или другой из этих частей. Кроме того, автоматически закрывающийся наружный патрубок позволяет избегать контакта пользователя с жидкой присадкой во время фаз замены.
Понятно, что выражение «автоматически закрывать» означает, что закрывание происходит без значительной задержки с точки зрения оператора. Сразу же после отсоединения от соответствующей части корпуса моментально получают закрытое состояние.
Термин «патрубок» в данном случае следует понимать как соединительный орган, который обеспечивает непрерывность между двумя разными частями (первоначально разъединенными). В частности, речь идет о патрубке, который обеспечивает соединение (без утечки) с трубопроводом, имеющим соответствующий соединительный наконечник. Как правило, такой патрубок имеет выступающий наружу кольцевой край.
Согласно отличительному признаку, второй конец фильтрующего элемента взаимодействует с крепежным концом таким образом, чтобы расположить друг над другом и/или соединить в паз фильтрующий элемент и присадочный модуль, благодаря чему фильтрующий элемент и присадочный модуль образуют узел, который можно вставить целиком внутрь корпуса топливного фильтра (который обычно содержит бачок и крышку). Расположение друг над другом и/или соединение в паз, как правило, с относительным осевым продолжением между присадочным модулем и фильтрующим элементом, облегчает манипулирование патроном. Обе части соответствующего корпуса фильтра можно сохранить.
Опорная функция, обеспечиваемая фильтрующим элементом, облегчает установку фильтрующего патрона и может ограничить доступ к каналу выхода присадки, в частности, когда этот канал выходит во внутреннее пространство, образованное фильтрующим средством.
Согласно отличительному признаку, фильтрующее средство имеет внутреннюю сторону, ограничивающую внутреннее пространство, при этом присадочный модуль представляет собой присадочную камеру, которая содержит:
- наружный кожух, ограничивающий вокруг присадочного резервуара периферический объем и имеющий по меньшей мере одно проходное топливное отверстие, чтобы пропускать топливо в периферический объем,
- присадочный резервуар, который расположен внутри наружного кожуха и имеет по меньшей мере одну мягкую и герметичную часть, такую как подвижная стенка, для обеспечения изменения внутреннего объема, при этом канал выхода жидкой присадки выполнен отдельно от проходного топливного отверстия и расположен внутри или вблизи внутреннего пространства, проходя через крепежный конец. Таким образом, понятно, что присадочный резервуар с мягкой стенкой является недоступным, и выходной канал (который может находиться на расстоянии от концов патрона) защищен фильтрующим средством.
Согласно другому отличительному признаку, второй конец фильтрующего элемента содержит фланец, проксимальный относительно присадочной камеры, при этом крепежный конец присадочной камеры удерживается этим проксимальным фланцем и/или арматурным элементом фильтрующего элемента, который расположен во внутреннем пространстве. Этот тип крепления позволяет получить надежное соединение и одновременно ограничить промежуток между фильтрующим элементом и присадочной камерой. Целостность фильтрующего средства сохраняется за счет использования проксимального фланца (который выполнен, например, путем литья из пластического материала) и предпочтительно также при помощи арматурного элемента, который может охватывать зону крепления с наружным патрубком, при этом использование дистального фланца тоже способствует сохранению целостности фильтрующего средства.
В предпочтительных вариантах выполнения изобретения можно, в случае необходимости, использовать один и/или другой из следующих отличительных признаков:
- проходное топливное отверстие выходит в указанное внутреннее пространство.
- крепежный конец присадочной камеры содержит кольцевую (моноблочную) деталь, которая расположена вокруг канала выхода жидкой присадки, при этом удержание обеспечивают за счет посадки указанного крепежного конца во внутреннее пространство с захождением кольцевой части на или за упор, принадлежащий к фильтрующему элементу (при этом соединение происходит просто и быстро и обеспечивает правильное позиционирование присадочной камеры);
- наружный кожух присадочной камеры получен путем герметичного соединения кольцевой детали с емкостью и имеет единственное отверстие, образованное наружным патрубком, при этом кольцевая деталь имеет форму купола и содержит большой кольцевой край, соединенный с емкостью, и по меньшей мере один малый кольцевой край, который ограничивает проход для наружного патрубка, когда последний выполнен отдельно и заходит через кольцевую деталь;
- проксимальный, предпочтительно моноблочный фланец содержит радиальный участок, который перекрывает осевой конец фильтрующего средства, причем этот радиальный участок имеет кольцевой формат и ограничивает отверстие, через которое проходит наружный патрубок, и участок удлинения, отличный от радиального участка, имеющий направляющую и/или уплотняющую кольцевую поверхность, входящую в контакт с участком кольцевой поверхности крепежного конца (эта конфигурация проксимального фланца облегчает соединение и в то же время ограничивает промежуток между фильтрующим элементом и резервуаром; кроме того участок удлинения позволяет закрепить или удерживать в положении арматурный элемент);
- второй конец фильтрующего элемента содержит фланец, который образует часть наружного кожуха и герметично соединен с емкостью присадочной камеры;
- наружный патрубок содержит жесткий корпус, выполненный в виде единой детали и образующий канал выхода жидкой присадки, и по меньшей мере один подвижный орган (входящий в контакт с жестким корпусом), такой как клапан, установленный в канале выхода жидкой присадки, при этом присадочный резервуар содержит стенку, выполненную в виде единой детали, которая содержит жесткий корпус;
- запорные средства, например, в виде самозапирающегося устройства, содержат запорный клапан, на который предпочтительно по умолчанию действует в направлении закрытого положения упругий возвратный орган, такой как пружина (эта конфигурация позволяет свести к минимуму габарит клапана в наружном патрубке, что позволяет удлинить участок, взаимодействующий с соответствующим соединительным наконечником, который является частью корпуса);
- запорные средства выполнены с возможностью приведения в действие толкающим усилием снаружи для получения открытого положения;
- наружный патрубок выполнен в продольном направлении между первым концом, где канал выхода жидкой присадки выходит во внутренний объем присадочного резервуара, и вторым концом, где канал выхода жидкой присадки выходит во внутреннее пространство;
- второй конец наружного патрубка заходит за запорные средства (которые расположены внутри в канале выхода присадки на расстоянии от выхода во внутреннее пространство);
- фильтрующий элемент имеет дополнительный фланец, дистальный относительно присадочной камеры и образующий конец патрона, при этом присадочная камера содержит жесткое дно, находящееся противоположно указанному концу патрона, при этом проходное топливное отверстие и второй конец наружного патрубка расположены в присадочной камере противоположно жесткому дну и ближе к проксимальную фланцу, чем к дистальному фланцу.
- дистальный фланец содержит центральное отверстие, имеющее первый внутренний диаметр (D1), при этом проксимальный фланец содержит центральное отверстие, имеющее второй внутренний диаметр (D2), при этом присадочная камера имеет такой максимальный наружный диаметр (D3), при котором:
0,5≤D1/D3≤1 и 0,5≤D2/D3≤1
(с этими признаками патрон имеет оптимизированный габарит, ограничивая размеры корпуса фильтра, и во внутреннем пространстве остается относительно большой цилиндрический объем для размещения электрического вентиля или другого аналогичного приводного компонента для распределения присадки). Разумеется, в варианте можно уменьшить наружный диаметр присадочной камеры, например, поместив часть присадочного резервуара во внутреннее пространство.
Объектом изобретения является также топливный фильтр с встроенным присадочным резервуаром и выполненный с возможностью оптимизации концентрации присадки в топливе.
В связи с этим предложен топливный фильтр, содержащий заявленный фильтрующий патрон и содержащий корпус для размещения фильтрующего патрона, при этом корпус содержит:
- по меньшей мере одно входное топливное отверстие;
- по меньшей мере одно выходное топливное отверстие;
- отверстие распределения жидкой присадки в топливном контуре для двигателя внутреннего сгорания, при этом отверстие распределения топлива является отличным от входного и выходного топливных отверстий; и
- распределительную головку, которая содержит распределительное отверстие для подачи присадки в топливный контур, соединительный наконечник, выполненный с возможностью соединения с наружным патрубком, и распределительный канал, обеспечивающий прохождение жидкой присадки от соединительного наконечника к распределительному отверстию, при этом соединительный наконечник взаимодействует с запорными средствами таким образом, чтобы распределительный канал сообщался с присадочным резервуаром в состоянии соединения соединительного наконечника с наружным патрубком.
Согласно отличительному признаку, корпус выполнен путем соединения с бачком крышки, которая содержит распределительную головку, при этом распределительная головка предназначена для установки вместе с крышкой, предпочтительно стационарно на топливном контуре, при этом крышка содержит входное топливное отверстие и выходное топливное отверстие, при этом указанный патрон установлен разъемно на крышке, при этом распределительный канал расположен во внутреннем пространстве (при такой конфигурации габарит крышки оказывается оптимизированным).
Согласно другому отличительному признаку, фильтрующий элемент установлен герметично между входной зоной вокруг фильтрующего патрона, которая сообщается с входным топливным отверстием, и выходной зоной, которая включает в себя внутреннее пространство и сообщается с выходным топливным отверстием, при этом крепежный конец присадочного модуля входит в герметичный радиальный контакт с участком кольцевой поверхности проксимального фланца на расстоянии от наружного патрубка. Таким образом, фильтрованное топливо можно направлять центростремительно внутрь присадочной камеры (что позволяет максимально увеличить поверхность фильтрующей среды со стороны входной зоны). Кроме того, проходное топливное отверстие или соответствующие проходные топливные отверстия могут выходить во внутреннее пространство таким образом, чтобы топливо, проходящее вокруг резервуара, было фильтрованным (при этом устраняется риск повышения жесткости мягкой стенки резервуара по причине скапливания примесей). Если присадку подают с использованием эффекта Вентури, разность давления на уровне трубки Вентури может быть постоянной в течение времени (в зависимости от данного расхода топлива, поступающего в фильтр), чего не происходило бы, если бы топливо внутри присадочной камеры не было фильтрованным по причине потери напора фильтрующего элемента, которая со временем может увеличиваться (забивание фильтрующего элемента). В данном случае предпочтительно избегать этого отклонения и не зависеть от возможных изменений разности давления между внутренним пространством и наружным пространством присадочного резервуар (разность давления может отличаться в зависимости от времени для данного расхода топлива).
Согласно еще одному отличительному признаку, фильтр содержит средство создания разности давления между входным или выходным топливными отверстиями и отверстием распределения присадки и устройство полного или частичного выборочного перекрывания распределительного канала, заходящего во внутреннее пространство.
Согласно другому отличительному признаку, предусмотрено нагревательное устройство, выполненное с возможностью нагрева присадки на входе распределительного отверстия, предпочтительно между соединительным наконечником и входом распределительного канала.
Согласно изобретению, предложен также набор для сборки фильтрующего топливного патрона, причем этот набор содержит:
- фильтрующий элемент с кольцевой фильтрующей средой, расположенный между первым фланцем и вторым фланцем;
- присадочную камеру, которая содержит по меньшей мере частично мягкий кожух, образующий резервуар для жидкой присадки, и наружный кожух, оснащенный по меньшей мере одним проходным топливным отверстием, чтобы мягкая часть присадочного резервуара находилась под давлением топлива; при этом присадочная камера имеет крепежный конец, оснащенный наружным патрубком и выполненный с возможностью герметичного крепления через первый фланец фильтрующего элемента и захождения во внутреннее пространство, ограниченное фильтрующей средой,
при этом фильтрующий элемент содержит проход доступа через второй фланец, причем этот проход доступа проходит во внутреннем пространстве почти до первого фланца, чтобы обеспечивать захождение соединительного наконечника компонента распределения присадки до наружного патрубка, при этом наружный патрубок содержит единственный канал выхода жидкой присадки из присадочной камеры и запорные средства для автоматического герметичного закрывания канала выхода жидкой присадки в состоянии отсоединения наружного патрубка.
Согласно отличительному признаку, на патроне сборочного набора можно также установить пружину, как правило, на осевом конце этого патрона, и/или на фильтрующем элементе можно установить прокладку (например, на втором фланце, который является дистальным относительно присадочной камеры).
Согласно отличительному признаку, проходное топливное отверстие выходит снаружи с той же стороны, что и канал выхода жидкой присадки, между зоной крепления и наружным патрубком.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания нескольких вариантов выполнения, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид в разрезе топливного фильтра с фильтрующим патроном в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - вид в перспективе в разборе фильтра, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - вид в продольном разрезе фильтрующего патрона с присадочной камерой, используемого в фильтре, показанном на фиг. 1;
фиг. 4 - вид в перспективе в разборе патрона, показанного на фиг. 3;
фиг. 5 - детальный вид версии фильтрующего патрона, используемого в фильтре, показанном на фиг. 1;
фиг. 6 - детальный вид варианта крепления присадочной камеры, а также варианта патрона;
фиг. 7 - схематичный вид возможного расположения фильтра с функцией распределения присадки в соответствии с изобретением в топливном контуре двигателя внутреннего сгорания;
фиг. 8 - схематичный вид в поперечном разрезе фильтрующего патрона на границе раздела между крепежным концом и проксимальным фланцем;
фиг. 9А и 9В - части корпуса, которые можно использовать в варианте выполнения изобретения.
Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения
На различных фигурах идентичные или аналогичные элементы имеют одинаковые обозначения.
На фиг. 1 и 2 представлен вариант выполнения топливного фильтра (для газойля или аналогичного топлива), который содержит присадочный модуль, предпочтительно в виде присадочной камеры Е. Этот фильтр 1 содержит корпус (2, 3), который имеет верхнюю стенку (в данном случае образованную запорной стенкой 30) и нижнюю стенку. В не ограничительном примере, показанном на фигурах, нижняя стенка корпуса (2, 3) образована бачком 2 из металла или из пластика. Бачок 2 имеет дно 2а, от которого отходит вверх боковая стенка 2b, в данном случае по существу цилиндрическая и имеющая верхний бортик, неподвижно соединенный непосредственно с крышкой 3, образующей верхнюю стенку корпуса (2, 3). Край этой крышки 3 закреплен непосредственно на кольцевом (в данном случае круглом) крае бачка 2. В целом понятно, что крышка 3 герметично соединена с бачком 2. В частной и не ограничительной конфигурации, показанной на фиг. 1, между бачком 2 и крышкой 3 нет прямого уплотнения, но все же герметичности добиваются при помощи прокладки J0, которая находится на фланце 6. Таким образом, во время замены деталей можно заменить прокладку J0, так как она в данном случае связана с фильтрующим элементом 4. В других конфигурациях прокладку можно установить непосредственно между бачком 2 и крышкой 3 без использования третьей детали.
Край крышки 3 можно, например, закрепить завинчиванием на крае бачка 2 при помощи нескольких винтов V, проходящих через отверстия 20 и заходящих в гайки 20а, или при помощи периферической резьбы, что само по себе известно.
Как показано на фиг. 2, эта крышка 3 имеет отверстие 3а входа предназначенного для фильтрации топлива, а также отверстие 3b выхода фильтрованного топлива для обеспечения циркуляции и фильтрации топлива внутри фильтра 1. Корпус (2, 3) выполнен с возможностью взаимозаменяемого соединения с трубопроводами топливной системы транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. В этом примере крышка 3 образует головку фильтра с сечением в виде «Т» и содержит:
- запорную часть 30, которая расположена поперечно над бачком 2 и может включать в себя отверстие 3а входа необработанного топлива и отверстие 3b выхода фильтрованного топлива; и
- заходящую часть 31, которая выполнена в продольном направлении между нижним концом 31а и верхним концом 31b соединения с запорной частью 30.
Корпус, образованный бачком 2 и крышкой 3, ограничивает внутренний объем V1, в котором расположена присадочная камера Е (или в целом присадочный модуль, оснащенный резервуаром 13), а также фильтрующий элемент 4 кольцевой формы, который расположен вдоль продольной оси А. Предпочтительно эта продольная ось А является центральной осью тела вращения фильтрующего элемента и, возможно, соответствует также центральной оси присадочной камеры Е. В данном случае фильтрующий элемент 4 имеет фильтрующее средство 5, первый фланец, отстоящий от присадочной камеры Е и называемый в дальнейшем дистальным фланцем 6, второй фланец, смежный с присадочной камерой Е и называемый в дальнейшем проксимальным фланцем 7. Предпочтительно фильтрующее средство 5 расположено вокруг продольной оси А, которая может совпадать с осью тела вращения бачка 2, если стенка 2b является, например, цилиндрической. Факультативно фильтрующий элемент 4 может содержать арматурный элемент 8 или внутреннюю конструкцию соединения между двумя фланцами 6, 7. В данном случае арматурный элемент 8 имеет по существу трубчатую форму, которая увеличивает жесткость фильтрующего элемента 4 и может служить для прохождения топлива. В данном случае арматурный элемент 8 выполнен между дистальным фланцем 6 (верхний фланец на фиг. 1) и проксимальным фланцем 7 (нижний фланец на фиг. 1).
Разумеется, можно предусмотреть другие варианты выполнения фильтрующего элемента 4, например, только с проксимальным фланцем 7 или вообще без осевых фланцев, и в этом случае арматурный элемент 8 может удерживаться в положении за счет контакта с внутренней стороной 5b фильтрующего средства 5. Он может также иметь конфигурацию без арматурного элемента 8.
В представленном не ограничительном примере фильтрующий элемент 4 и присадочный модуль, в данном случае присадочная камера Е расположены друг над другом и закреплены один на другом, образуя комбинированный фильтрующий патрон СС, наглядно показанный на фиг. 2 и 3. Этот патрон СС расположен, например, в продольном направлении от дна присадочной камеры Е, факультативно оснащенного пружиной 11, до дистального фланца 6, факультативно оснащенного прокладкой J0 (обеспечивающей герметичность между крышкой 3 и бачком 2), который образует конец патрона, как показано на фиг. 2. В комбинированном фильтрующем патроне СС внутренняя сторона 5b фильтрующего средства 5 ограничивает внутреннее пространство 9. Присадочный модуль, в данном случае образованный присадочной камерой Е, имеет крепежный конец 10, который может частично заходить во внутреннее пространство 9 и обеспечивает крепление на проксимальном фланце 7 и/или на арматурном элементе 8 фильтрующего элемента 4. Кроме того, крепежный конец 10 может входить в герметичный контакт, например, в радиальный кольцевой контакт с трубчатым участком проксимального фланца 7. В факультативном варианте, в котором присадочный модуль выполнен неразъемным с фильтрующим элементом 4, проксимальный фланец 7 может быть выполнен заодно или может быть встроен в крепежный конец 10.
В альтернативном варианте крепежный конец 10 может быть расположен под внутренним пространством 9 и может быть герметично соединен с радиальным участком 7с (закрывающим нижний осевой конец 5с фильтрующего средства 5) проксимального фланца 7.
Хотя нижеследующее описание относится к присадочному резервуару 13, являющемуся частью присадочной камеры Е, содержащей наружный кожух 12, закрытый со стороны, противоположной крепежному концу 10, понятно, что можно использовать другие конфигурации резервуара 13 в присадочном модуле. Например, стенка Р резервуара 13 может входить в прямой контакт с топливом, находящимся вблизи дна 2а корпуса (2, 3), и наружный кожух 12 можно заменить ажурной или имеющей проходные отверстия конструкцией, чтобы резервуар 13 мог находиться под давлением топлива. Таким образом, понятно, что наружная конструкция присадочного модуля может просто содержать жесткие элементы и крепежный конец 10, который предпочтительно заходит во внутреннее пространство 9.
Комбинированный фильтрующий патрон СС соответствует узлу, который можно вставить в виде единого блока внутрь корпуса (2, 3). Патрон СС содержит конец, который может приходить в положение упора в дно 2а бачка 2 и может факультативно содержать пружину 11, связанную с наружным кожухом 12 присадочной камеры Е или неподвижно соединенную с дном 2а. Патрон СС разъемно установлен на крышке 3. Между выступающим участком дистального фланца 6 или соответствующей прокладкой и кольцевой уплотнительной поверхностью со стороны внутренней стороны запорной части 30 можно предусмотреть герметичное соединение. В альтернативном варианте герметичное соединение можно осуществить за счет контакта уплотнительной кромки фильтрующего элемента 4 с периферической кольцевой поверхностью заходящей части 31. В целом, кольцевой герметичный контакт можно реализовать таким образом, чтобы крышка 3 и фильтрующий элемент 4 ограничивали (в конфигурации с установленным патроном СС) зону Z1 на входе фильтрации, которая сообщается с входным отверстием 3а, и зону Z2 на выходе фильтрации, которая сообщается с выходным отверстием 3b.
Учитывая разъемный характер установки патрона СС, бачок 2 и крышка 3 образуют части многократного использования. Одну или другую из этих частей можно соединить с транспортным средством при помощи крепежного приспособления. В не ограничительном примере, показанном на фиг. 2, бачок 2 содержит по меньшей мере один боковой выступ 2С, который обеспечивает такое крепление. Из соображений эргономии запорная часть 30 крышки 3 может быть уплощенной и не иметь приводного элемента для управления раздачей присадки. Кроме того, по меньшей мере часть присадочного резервуара 13 можно разместить во внутреннем пространстве 9.
Как показано на фиг. 1, крышка 3 включает в себя головку 32 распределения жидкой присадки. Эта головка 32 распределения жидкой присадки принадлежит к заходящей части 31 и расположена параллельно продольной оси А между:
- первым осевым концом 32а, включающим в себя вход Е1 присадки, который сообщается с внутренним пространством присадочного резервуара 13 присадочной камеры Е; и
- вторым осевым концом 32b, содержащим отверстие 34 распределения жидкой присадки, которое сообщается с выходом 3b топлива.
Понятно, что распределительная головка 32, которая содержит распределительное отверстие 34 для подачи присадки в топливный контур С1, включает в себя распределительный канал DC, обеспечивающий прохождение жидкой присадки от входа Е1 присадки к распределительному отверстию 34. Вход Е1 присадки может быть образован соединительным наконечником 35, который является частью первого осевого конца 32а. Соединительный наконечник 35 является, например, охватываемой деталью и имеет трубчатую форму, как показано на фиг. 5.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 9А и 9В, патрон СС можно извлекать через низ, при этом во время замены распределительная головка 32 остается неподвижной относительно автотранспортного средства. В этом примере бачок 2 заменен съемным элементом 2', который может иметь сливную пробку BP. Воду, которая может быть отделена при помощи фильтрующего элемента 4, можно выборочно удалять при помощи этой сливной пробки BP. Резьба 100 этого съемного элемента 2' взаимодействует с резьбой 101 элемента 3' кожуха, и кольцевая прокладка 102 обеспечивает герметичность крепления корпуса фильтра. Понятно, что в корпусе фильтра этого типа патрон СС, показанный на фиг. 3-4, или патрон, показанный на фиг. 6, может быть установлен одинаково и может работать, как в варианте с корпусом, показанном на фиг. 1-2.
Далее со ссылками на фиг. 7 следует краткое описание примера установки фильтра 1 в топливный контур.
На фиг. 7 схематично показан топливный контур С1 для двигателя внутреннего сгорания с топливным фильтром 1. Классически топливный контур С1 расположен между топливным баком 15 и рампой 16 высокого давления (называемой также "common rail") и обеспечивает циркуляцию топлива между внутренним пространством бака 15 и рампой 16 высокого давления. В данном случае топливный контур питания содержит фильтр 1, предназначенный для фильтрации топлива, и насос 17 высокого давления. Насос 17 высокого давления и рампа 16 высокого давления образуют систему впрыска топлива. Первый трубопровод 18а, называемый «магистралью питания», обеспечивает прохождение топлива из бака 15 в рампу 16 высокого давления, и второй трубопровод 18b, называемый «обратной магистралью», обеспечивает прохождение топлива из системы впрыска в бак 15. Таким образом, топливо закачивается в баке 15, затем фильтруется в фильтре 1 и направляется под давлением при помощи насоса 17 в рампу 16 высокого давления, затем одна его часть направляется в инжекторы 19 двигателя, а другая часть возвращается в бак 15 через обратную магистраль 18b. Часть топлива может также проходить от насоса 17 высокого давления в обратную магистраль 18b.
Учитывая конфигурацию патрона СС в фильтре 1 с соединением присадочной камеры Е с распределительной головкой 32, топливный контур С1 может также обеспечивать прохождение жидкой присадки в направлении рампы 19 высокого давления. В предпочтительном варианте выполнения фильтр 1 содержит распределительное отверстие 34, выходящее в магистраль 18а питания, как показано на фиг. 7. Однако можно предусмотреть, чтобы распределительное отверстие 34 выходило в другой трубопровод, например, для подачи жидкой присадки в обратную магистраль 18b.
Далее со ссылками на фиг. 1 и 2 следует описание примера циркуляции топлива в фильтре 1.
Необработанное топливо, которое обычно поступает из топливного бака 15, попадает в корпус (2, 3) через входное отверстие 3а и проходит во внутренний объем V1 в кольцевом пространстве 21 входной зоны Z1, образованном вокруг патрона СС и ограниченном, в частности, наружной стороной 5а фильтрующего средства 5. Предназначенное для фильтрации топливо, например, газойль, может проходить через фильтрующее средство 5, которое задерживает, в частности, твердые примеси и, возможно, воду (например, если добавлена водоотталкивающая ткань или если арматурный элемент содержит трубку для отделения воды с нанесенной сверху водоотталкивающей тканью). Фильтрующее средство 5 может быть средством известного типа, и его описание опускается.
После прохождения через фильтрующее средство 5 фильтрованное топливо может проходить во внутреннем пространстве вдоль внутренней стороны 5а, например, нисходящим потоком, направляемым спиралевидными рельефами арматурного элемента 8. После прохождения арматурного элемента 8 через отверстия (в данном случае нижние отверстия 80) фильтрованное топливо может проходить (в данном случае восходящим потоком) вокруг и вдоль заходящей части 31 до выходного отверстия 3b. В примере выполнения, показанном на фиг. 1, видно, что между входным и выходным топливными отверстиями 3а-3b находится трубка Вентури 22, что позволяет создавать локальное разрежение на входе выходного отверстия 3b. В этом примере фильтрованное топливо проходит в трубку Вентури 22, которая выполнена в направлении, поперечном и предпочтительно перпендикулярном к продольной оси А.
Трубка Вентури 22 расположена в запорной части 30 крышки, и распределительное отверстие 34 выходит в зону сужения трубки Вентури 22. Таким образом, трубка Вентури образует средство создания разности давления между одним из входного 3а или выходного 3b топливных отверстий и распределительным отверстием 34. В представленном примере распределительное отверстие 34 находится вблизи выходного отверстия 3b, поэтому жидкая присадка смешивается с фильтрованным топливом в части выходной зоны Z2, находящейся полностью за пределами бачка 2.
Далее со ссылками на фиг. 1-6 следует описание примеров конфигурации присадочной камеры Е с соединением с фильтрующим элементом 4 и с заходящей частью 31 крышки 3.
В данном случае присадочная камера Е содержит наружный кожух 12, который можно получить посредством герметичного соединения кольцевой детали 24 с емкостью 25, отличной от бачка 2. Емкость 25 и кольцевая деталь 24 могут быть жесткими. Эта конфигурация с наружным кожухом 12 позволяет, с одной стороны, сохранять целостность и герметичность резервуара 13, который по меньшей мере частично является мягким, и, с другой стороны, облегчает соединение и сборку с фильтрующим элементом 4, например, за счет использования направляющих и/или крепежных поверхностей 24а, выполненных на кольцевой детали 24. Это позволяет также сохранять чистым топливо вокруг присадочного резервуара 13.
Этот наружный кожух 12 содержит проходящий через него канал 12а выхода жидкой присадки, предпочтительно единственный, который образован наружным патрубком 28. Наружный кожух 12 содержит также по меньшей мере одно проходное топливное отверстие 01 для направления топлива внутрь присадочной камеры Е вокруг резервуара 13. Как показано на фиг. 1 и 3, резервуар 13 может содержать гибкую герметичную стенку Р, в данном случае в виде бачка, и верхнюю стенку PS, предпочтительно жесткую в своей центральной части. Резервуар 13 расположен внутри наружного кожуха 12, и стенка Р является подвижной и герметичной между внутренним объемом V2 резервуара 13 и периферическим объемом V3, ограниченным наружным кожухом 12. Понятно, что эта стенка Р обеспечивает, с одной стороны, герметичное разделение и, с другой стороны, поддерживает одинаковое давление между присадкой в резервуаре 13 и топливом в присадочной камере Е.
Хотя на фигурах представлен случай наружного кожуха 12 с емкостью 25, отличной от бачка 2, в качестве альтернативного варианта можно также использовать емкость 25, которая образует конец корпуса фильтра, что позволяет исключить бачок 2. При этом емкость 25 имеет соединительное приспособление, которое можно крепить, например, завинчиванием, на крышке 3 (с резьбой, которая может быть аналогичной тому, что показано на фиг. 9А). В этом варианте моно сохранить кольцевую деталь 24, идентичную или аналогичную примеру, показанному на фиг. 1-6. В случае необходимости, можно также заменить проксимальный фланец 7 и кольцевую деталь 24 одной единой деталью.
В примере, показанном на фиг. 3, верхняя стенка PS содержит наружный патрубок 28 и проходит поперечно относительно продольной оси А. Наружный край верхней стенки PS предпочтительно не может деформироваться, является неподвижным относительно наружного кожуха 12 и позволяет поддерживать кольцевую форму широкого диаметра для верхней части стенки Р. Резервуар 12 является деформирующимся и подобен мягкому мешку, который можно опорожнять посредством нажатия сверху вниз на стенку Р без образования мертвого объема. В качестве не ограничительного примера материала стенки Р можно указать деформирующуюся мембрану, возможно, из эластомера (например, из фторсодержащего эластомера). Способ крепления мембраны сам по себе известен и, например, состоит в герметичном сжатии края мембраны. Жесткое дно 25а емкости 25 может факультативно входить в контакт с мягким дном резервуара 13 в заполненном состоянии последнего, как показано на фиг. 3. В примере, представленном на фиг. 6, можно отметить, что мембрана, образующая стенку Р, выполнена из не эластомерного мягкого пластика. В этом случае стенка Р может быть выполнена из пластиковой пленки (толщина которой может быть меньше 900 мкм).
Предпочтительно наружный патрубок 28 в основном имеет трубчатую форму, ограничивает выходной канал 12а и содержит запорные средства 36 для автоматического герметичного автоматического перекрывания выходного канала 12в при отсоединении наружного патрубка 28, то есть когда он не соединен с соединительным наконечником 35, выполненным на осевом конце 32а распределительной головки 32. Соединительный наконечник 35 взаимодействует, в данном случае заходя в выходной канал 12а, с запорными средствами 36 таким образом, чтобы распределительный канал DC сообщался с внутренним пространством присадочного резервуара 12 в состоянии соединения соединительного наконечника 35 с наружным патрубком 28. Можно предусмотреть, чтобы наружный патрубок 28 мог слегка смещаться на кольцевой детали 24 (то есть имел возможность незначительного осевого перемещения, как правило, на расстояние, меньшее или равное 5 мм), что облегчает монтаж и ограничивает износ компонентов внутри наружного патрубка 28, поскольку такой износ может приводить к утечкам присадки.
В вариантах выполнения, в которых проксимальный фланец 7 и кольцевая деталь 24 заменены единой деталью, понятно, что фильтрующее средство 5 можно закрепить при помощи клея на такой единой детали (которая объединяет в себе функции фланца и герметичной стенки наружного кожуха 12). Например, эту единую деталь можно закрепить сваркой на емкости 25 до приклеивания фильтрующей среды 5.
Как показано на фиг. 3 и 5, наружный патрубок 28 самозапирающегося типа содержит корпус или трубчатый участок 28а с двумя противоположными отверстиями, определяющий ось X прохода, которая может быть параллельной и, возможно, совпадать с продольной осью А. В положении введения соединительного наконечника 35 в наружный патрубок 28 фильтрующий элемент 4 и присадочная камера Е находятся в конфигурации друг над другом, и запорные средства 36 выполнены с возможностью обеспечения прохождения жидкой присадки через выходной канал 12а. При этом соединительный наконечник 35 расположен на расстоянии от первого конца 281 наружного патрубка 28, то есть на расстоянии от выхода выходного канала 12а во внутренний объем V2 присадочного резервуара 13, и взаимодействует с запорными средствами 36. Со стороны второго конца 282 наружного патрубка 28 (при этом конец 282 образует охватывающую деталь и соответствует в данном случае выходу выходного присадочного канала 12а во внутреннее пространство 9) создается по меньшей мере один радиальный герметичный контакт между наружной боковой стороной соединительного наконечника 35 и одной или несколькими кольцевыми прокладками J1, J2, установленными внутри трубчатого корпуса 28а.
В примере, показанном на фиг. 5 и 6, трубчатый корпус 28а наружного патрубка 28 проходит через верхнюю стенку PS и имеет на своей боковой стороне наружные кольцевые выступы, образующие окружные заплечики 28b треугольного сечения наподобие елочки. Трубчатый корпус 28а частично заходит в наконечник 40 из пластического материала, образующий часть резервуара 13. Этот наконечник 40, обычно закрепленный сваркой на верхней стенке PS, выступает в осевом направлении наружу относительно верхней стенки PS резервуара 13, предназначенного для жидкой присадки. Этот наконечник 40 ограничивает предпочтительно постоянное проходное сечение для взаимодействия с концом 281, в данном случае в форме елочки. Окружные заплечики 28b позволяют деформировать мягкий материал наконечника 40, обеспечивая столько же линий уплотнения, сколько последовательных заплечиков 28b входят в контакт с наконечником 40. Между верхней стенкой PS и нижней стороной бортика наконечника 40 находится зона 40а сварки. Эта зона 40а сварки расположена перпендикулярно к оси А.
В версии с таким же наконечником 40 конец 281 может иметь наружный кольцевой паз, в котором устанавливают тороидальную прокладку. В этом случае блокировку конца 281 можно получить за счет зацепления удерживающих элементов, распределенных на внутренней стороне наконечника 40 и на конце 281. Например, речь идет о вьгрезе(ах) и взаимодополняющем(их) радиально выступающем(их) элементе(ах), выполненного(ых) в нижней части наконечника 40.
Клапан 37, установленный внутри трубчатого корпуса 28а с возможностью перемещения скольжением вдоль оси X, позволяет перекрывать выходной канал 12а. На клапан 37, который входит в состав запорных средств 36, действует возвратным усилием в направлении закрытого положения упругий возвратный орган 38, такой как пружина. Герметичное закрывание происходит, например, за счет того, что кольцевая прокладка J2 образует упор для осевой поверхности S2, находящейся на периферии клапана 37. При этом трубчатый участок Т2 клапана 37 может входить в радиальный контакт с прокладкой J2, когда на упругий возвратный орган 38 перестает действовать сила напряжения (эта сила напряжения действует или не действует в зависимости от положения патрона СС в фильтре 1). Этот упругий возвратный орган выполнен, например, в виде пружины, опирающейся на седло 39, выполненное в первом конце 281. Когда соединительный наконечник 35 извлекают, то понятно, что клапан 37 перемещается, в данном случае под действием толкающего усилия пружины, и входит в контакт с упором этого типа, занимая закрытое положение, в котором он полностью перекрывает выходной канал 12а для жидкой присадки (как показано на фиг. 3 и 6).
В не ограничительном примере, показанном на фиг. 3 и 5, состояние открывания запорных средств 36 получают при толкающем воздействии на клапан 37 со стороны соединительного наконечника 35, который в данном случае является полым для обеспечения сообщения присадочного резервуара 13 с внутренним пространством 9. Введение соединительного наконечника 35 соответствует смонтированному состоянию патрона СС на крышке 3 в конфигурации крепления между бачком 2 и крышкой 3, как показано на фиг. 1. Понятно, что, как хорошо видно на фиг. 3, 5 и 6, клапан 37 и, в целом, запорные средства 36 наружного патрубка 28 могут приводиться в действие механически (в данном случае посредством толкающего усилия), независимо от температуры. Это позволяет упростить конструкцию наружного патрубка 28. Предпочтительно в фильтрующем патроне СС можно использовать только клапан 37.
Разумеется, запорные средства 36 могут быть выполнены в других альтернативных вариантах. Так, клапан 37 запорных средств 36 не обязательно должен входить в радиальный герметичный контакт с трубчатым корпусом 28а и может быть выполнен в виде шарика или поршня, перекрывающего проходное отверстие с осевой герметичностью. Если в наружном патрубке 28 используют по меньшей мере две прокладки J1, J2, можно предусмотреть, чтобы каждая из этих прокладок J1, J2 была эффективной в заданном температурном диапазоне, который может быть разным. В не ограничительном примере герметичность можно улучшить, раздвинув две прокладки J1, J2 на осевое расстояние, которое может быть по меньшей мере равно внутреннему диаметру D входа Е1, образованного в соединительном наконечнике 35.
В примере, показанном на фиг. 3, верхняя стенка PS выполнена иначе и включает в себя трубчатый корпус 28а наружного патрубка 28 (в данном случае речь идет о единой литой детали). При такой конфигурации линейка размеров позиционирования соединительного наконечника 35 относительно присадочной камеры Е является более короткой. Таким образом, допуски изготовления промежуточных деталей не суммируют для обеспечения точности позиционирования первого осевого конца 32а распределительной головки 32.
Дистальный фланец 6 имеет центральное отверстие 60 с первым внутренним диаметром D1, который может быть меньше или по существу равным максимальному диаметру D3 присадочной камеры Е (в данном случае является по меньшей мере таким же широким, как и дистальный фланец 6 в примере, показанном на фиг. 1-6), но превышает при этом диаметр (или эквивалентный диаметр) заходящей части 31 для обеспечения ее захождения во внутреннее пространство 9 во время этапа соединения распределительной головки 32. Для обеспечения сборки фильтрующего патрона СС проксимальный фланец 7 имеет центральное отверстие 70, второй внутренний диаметр D2 которого имеет размеры, аналогичные первому внутреннему диаметру D1. Для оптимизации заполнения корпуса (2, 3) и уменьшения общего габарита фильтра 1 для этих двух диаметров следует соблюдать следующее отношение:
0,5≤D1/D3≤1 и 0,5≤D2/D3≤1
Согласно отличительному признаку, когда патрон СС еще не установлен в корпусе фильтра, на верхней части, образованной дистальным фланцем 6, предусмотрена пробка (не показана), чтобы избегать загрязнения наружного патрубка 28 и периферического объема V3. Эта пробка может закрывать отверстие 60 (показано только на фиг. 3), которое обеспечивает доступ во внутреннее пространство 9 через дистальный фланец 6.
Как показано на фиг. 4, на практике предпочтительно, чтобы крепежный конец 10 присадочной камеры Е имел симметрию тела вращения, чтобы облегчить соединение с фильтрующим элементом 4. В этом случае проходная ось X, определяемая трубчатым корпусом 28а, совпадает с продольной осью А фильтрующего элемента 4. На фиг. 8 в плоскости радиального участка 7 с проксимального фланца 7 тоже показана симметрия тела вращения крепежного конца 10. Однако понятно, что проходная ось X может быть смещена в боковом направлении относительно центральной оси кольцевой детали 24, при этом соединительный наконечник 35 соответственно оказывается смещенным относительно продольной оси А, когда фильтрующий патрон СС соединяют с заходящей частью 31 крышки 3. В этом случае правильное угловое положение можно легко получить при использовании направляющих средств и/или индикатора (маркировки) позиционирования на дистальном фланце 6.
Как показано на фиг. 3-4 и 8, кольцевая деталь 24 наружного кожуха 12 содержит крепежный конец 10 и радиальный участок 24с, выполненный параллельно радиальному участку 7с проксимального фланца 7. Крепежный конец 10 проходит через отверстие 70, образованное радиальным участком 7с (этот участок 7с имеет кольцевую форму). Наружный патрубок 28 тоже может проходить через это отверстие 70. В этом не ограничительном примере крепежный конец 10 выступает в осевом направлении относительно радиального участка 24с и охватывает трубчатый корпус 28а наружного патрубка 28 (таким образом, последний расположен на радиальном расстоянии от внутренней стороны 5b фильтрующего средства 5, от проксимального фланца 7 и от возможного арматурного элемента 8).
Как показано на фиг. 3, крепежный конец 10 проходит вдоль проксимального фланца 7 и позволяет закрепить присадочную камеру Е на фильтрующем элементе 4. Крепежный конец 10 содержит уплотнительную кромку 24d или буртик вблизи свободного края. Эта уплотнительная кромка 24d образует кольцевую зону герметичного контакта, предпочтительно радиального контакта с соответствующей внутренней кольцевой поверхностью нижнего конца 31а, который заходит во внутреннее пространство 9 почти до проксимального фланца 7. В альтернативном варианте на конце заходящей части 31 можно выполнить аналогичный уплотнительный буртик или кромку для взаимодействия с кольцевой поверхностью крепежного конца 10.
Кроме того, крепежный конец 10 содержит направляющий и уплотнительный участок кольцевой поверхности 24а (в данном случае цилиндрической опорной поверхности), который выполнен в виде кольца, начиная от зоны соединения с радиальным участком 24 с кольцевой детали 24. На осевом участке расширения, соединенном с внутренним краем радиального участка 7с, проксимальный фланец 7 содержит сплошную кольцевую поверхность 7d, которая входит в герметичный кольцевой контакт с участком 24а поверхности в патроне СС.
Аналогично, дистальный фланец 6 содержит уплотнительную кромку 6а, которая входит в герметичный контакт с соответствующей сплошной поверхностью запорного участка 30 (например, на уровне патрубка). Благодаря этим двум зонам уплотнения на уровне фланцев 6 и 7, фильтрующий элемент 4 герметично заходит между кольцевым пространством 21 входной зоны Z1 и внутренним пространством 9, которое сообщается только с выходным отверстием 3b, как показано на фиг. 1.
В примере, показанном на фиг. 3, 4 и 6, видно, что кольцевая деталь 24 имеет форму купола и выполнена между большим кольцевым краем В1, соединенным с емкостью 25, и малым кольцевым краем В2, который ограничивает проход для наружного патрубка 28. Действительно, в данном случае наружный патрубок 28 выполнен отдельно от кольцевой детали 24, через которую его вставляют. Заплечик 28с, выполненный на периферии трубчатого корпуса 28а, позволяет ограничивать осевое перемещение наружного патрубка 28 относительно кольцевой детали 24. Благодаря этому удержанию, сохраняется герметичное соединение между концом 281 и верхней стенкой PS резервуара 13 во время действия усилий в момент введения или извлечения наружного патрубка 35. Разумеется, можно предусмотреть и другие варианты крепления для удержания наружного патрубка 28 неподвижно соединенным с присадочной камерой Е.
Для соединения присадочной камеры Е с фильтрующим элементом 4 среди простых и надежных вариантов сборки с уменьшением общего габарита предпочтительно осуществляют посадку крепежного конца 10. Эта посадку осуществляют, например:
- с герметичным соединением за счет контакта и трения между участком 24а поверхности и сплошной поверхностью 7d проксимального фланца 7; и/или
- с защелкиванием при помощи защелок 24b, которые радиально выступают наружу от периферической поверхности крепежного конца 10, при этом защелки 24b заходят за один или несколько упоров 8b, принадлежащих к фильтрующему элементу 4.
В не ограничительном примере, показанном на фиг. 4 и 6, присадочная камера Е установлена неразъемно относительно фильтрующего элемента 4 посредством посадки во внутреннее пространство крепежного конца 10. Защелки 24b препятствуют извлечению крепежного конца 10 с учетом упора 8b, выполненного на нижнем конце 8а арматурного элемента 8. В альтернативном варианте этот упор может быть образован по меньшей мере одним внутренним кольцевым бортиком проксимального фланца 7.
Хотя на этих фигурах показаны выступающие защелки 24b, выполненные в кольцевой детали 24 между кольцевым участком 24а поверхности и уплотнительной кромкой 24d, можно предусмотреть и другие возможности удержания, например, путем захождения выступающих рельефных элементов проксимального фланца 7 в выемки, выполненные в крепежном конце.
В целом понятно, что крепежный конец 10 имеет средства крепления, которые могут заходить за нижний конец 5с фильтрующего средства для обеспечения соединения присадочной камеры Е без дополнительного увеличения габарита в направлении высоты. Так, на фиг. 6 можно отметить, что осевое расстояние H1 между нижним концом 5с фильтрующего средства 5 и верхней стенкой PS присадочного резервуара 13 может быть небольшим (например, менее 10 мм) и как правило, меньше или равно высоте Н2 дистального фланца 6.
Далее со ссылками на фиг. 1 и 5 следует описание управления распространением присадки от резервуара 13 присадочной камеры Е до распределительного отверстия 34.
В данном случае распределительная головка 32 содержит электрический вентиль или аналогичное приводное устройство 62, обеспечивающее полное или частичное перекрывание распределительного канала DC. Распределительная головка 32 содержит также наружный кожух F защиты приводного устройства 62. Этот кожух F может содержать также соединительный канал 50, который позволяет заполнять топливом периферический объем V3. Давление топлива в периферическом объеме V3 идентично давлению фильтрованного топлива, которое проходит в топливном канале 52 крышки 3 на входе трубки Вентури 22, если не считать потери напора, предусмотренной конструкцией.
В не ограничительном примере, показанном на фиг. 1, этот соединительный канал 50 герметично отделен от отсека 64, в котором находится электрический вентиль или аналогичный функциональный компонент. Таким образом, топливо не проникает ни вокруг электрического вентиля, ни в распределительный канал Е1, который образует, например, выход отсека 64. Распределительный канал DC частично образован трубкой, которая установлена в держателе S3, расположенном между приводным устройством 62, в данном случае электрическим вентилем и запорной частью 30 крышки 3.
Во время работы фильтра 1 топливо непрерывно циркулирует между отверстиями 3а и 3b входа и выхода топлива. Трубка Вентури 22, которая в данном случае представляет собой средство создания разности давления, создает разрежение между отверстием 34 распределения присадки и выходным топливным отверстием 3b. Поскольку присадочная камера Е сообщается через канал 50 с выходным топливным отверстием 3b, периферический объем V3 заполняется топливом с таким же давлением, которое имеет топливо, проходящее в выходное топливное отверстие 3b. Стенка Р присадочного резервуара 13, которая в данном случае является подвижной и герметичной стенкой, поддерживает одинаковое давление между присадкой в присадочном резервуаре 13 и топливом в периферическом объеме V3.
Таким образом, давление в присадочном резервуаре 13 превышает давление на уровне распределительного отверстия 34, что заставляет присадку перемещаться от резервуара 13 к распределительному отверстию 34, затем смешиваться с топливом, проходящим в трубке Вентури 22 и, следовательно, в топливном контуре С1. Приводное устройство 62 позволяет полностью или частично перекрыть циркуляцию присадки. Например, используют электрический вентиль, позволяющий остановить распределение присадки при выключении двигателя. Можно использовать электрический вентиль известного типа с запорным элементом, выполненным с возможностью перекрывания распределительного канала DC. Например, используют известный запорный элемент (не показан); подвижный в осевом направлении параллельно продольной оси А. Как правило, седло, на которое опирается этот запорный элемент в положении перекрывания, находится в зоне соединения между двумя участками распределительного канала DC.
В этом варианте выполнения приводное устройство 62 представлено в виде электромеханического средства полного или частичного перекрывания канала DC распределения присадки. Вместе с тем, использование такого средства является факультативным, и изобретение можно реализовать без перекрывания распределительного канала DC или при помощи других средств перекрывания канала распределения присадки, например, таких как термостат, «зонтичный» клапан, обратный клапан или клапан с гидравлическим приводом.
Кроме того, в не ограничительном примере присадку можно нагревать перед нагнетанием в топливный контур С1. Согласно предпочтительному варианту, присадку, которая выходит из резервуара 13, нагревают до ее прохождения в распределительном канале DC. Так, вблизи или внутри первого осевого конца 32а можно установить орган с нагревательной поверхностью. Допускается нагрев присадки до температуры, составляющей, например, от 30 до 60°С. Одним из преимуществ нагрева присадки является обеспечение ее прохождения через распределительный канал DC по существу при постоянной температуре и, следовательно, с постоянной вязкостью. Если распределительный канал DC представляет собой капилляр (с очень небольшим диаметром), возможность предупреждения перепадов вязкости присадки позволяет точно контролировать нагнетаемый объем присадки. Такой нагрев можно использовать, в частности, чтобы компенсировать колебания вязкости, связанные с неконтролируемом локальным нагревом от приводного устройства 62.
Чтобы оптимизировать теплообмен (минимизировать тепловые потери и количество энергии, предназначенной для нагрева), предпочтительно нагревают присадку вблизи входа распределительного канала DC, а не присадку, содержащуюся в резервуаре 13.
В варианте выполнения распределительная головка 32 может содержать устройство нагрева (не показано), например, электрическое устройство, оснащенное соединителем, доступным снаружи на крышке 3 или на аналогичной части корпуса. Соединительный провод, например, погруженный в боковую стенку распределительной головки 32, обеспечивает соединение между соединителем и органом с нагревательной поверхностью устройства нагрева. Орган с нагревательной поверхностью может быть установлен на плате или аналогичном компоненте электронной схемы. В этом случае нагревательная поверхность образована одним или несколькими нагревательными элементами РТС (элементы с положительным температурным коэффициентом).
В альтернативном варианте нагрев на уровне первого осевого конца 32а может являться результатом нагрева топлива, которое затем проходит через фильтрующее средство 5 и может проходить в канале, который проходит через и/или окружает первый осевой конец 32а. Понятно, что присадку можно нагревать на входе распределительного отверстия 34, предпочтительно между соединительным наконечником 35 и входом распределительного канала DC.
В вариантах выполнения присадочного модуля периферический объем V3 может заполняться топливом из входной зоны Z1, или на присадочный резервуар 13 может действовать давление другой текучей среды и/или давление от генератора давления.
Одним из преимуществ изобретения является возможность повторного использования обеих частей наружного корпуса (2, 3), поэтому фильтрующий патрон СС стоит меньше и характеризуется большей гибкостью при креплении на транспортном средстве. Кроме того, облегчается сборка патрона СС при использовании, в случае необходимости, крепежного конца, принадлежащего к данной паре из фильтрующего элемента (4) и присадочного модуля, свойства которых (в частности, срок эксплуатации) являются совместимыми.
Способ соединения фильтрующего элемента 4 с присадочной камерой Е позволяет избегать любого контакта с выходом присадочного резервуара 13. Кроме того, соединение является эргономичным, чтобы ограничить габарит фильтра 1 по высоте за счет возможности посадки крепежной части 10 во внутреннее пространство 9 фильтрующего элемента 4. В не ограничительном примере, показанном на фигурах, нет необходимости в промежуточной прокладке между фильтрующим патроном СС и корпусом (2, 3), что ограничивает число деталей, манипулируемых во время установки на место и демонтажа патрона СС. Понятно, что это не исключает альтернативные варианты с промежуточной прокладкой, которую можно заменить во время смены патрона СС.
Другое преимущество состоит в использовании мягкого резервуара 13, который может полностью сжиматься и складываться благодаря тому, что стенка Р, первоначально имеющая форму бачка, может беспрепятственно приближаться к верхней стенке PS (по мере распространения жидкой присадки в контуре С1). Разумеется, резервуар 13 может иметь другую геометрию, отличную от простого мешка, закругленного снизу, и пример, показанный на фигурах, является чисто иллюстративным.
Заявленное устройство позволяет перемещать любой тип присадки, содержащейся в топливе. Эти присадки можно разбить на две категории: с одной стороны, присадки с каталитической функцией обеспечения регенерации фильтров-улавливателей частиц (FAP), обычно называемые Fuel Bome Catalyst (FBC), и, с другой стороны, присадки с функцией, отличной от каталитической функции.
Присадки могут быть жидкими или твердыми.
Присадки FBC могут представлять собой соль или металлоорганический комплекс или смесь этих солей или комплексов, растворимых или диспергируемых в топливе. Они могут также представлять собой коллоидную дисперсию. Коллоиды этой дисперсии могут быть, в частности, получены на основе соединения редкоземельного металла и/или металла, выбранного из групп IIA, IVA, VIIA, VIII, IB, IIB, IIIB и IVB периодической системы элементов.
В частности, они могут быть присадками на основе соединений церия и/или железа.
Периодической системой элементов, на которую делается ссылка, может быть система, опубликованная в Приложении к Бюллетеню Химического Общества Франции №1 (январь 1966 года).
Можно также использовать коллоидные дисперсии, которые содержат поверхностно-активные композиции.
В качестве примеров коллоидных дисперсий можно указать дисперсии, описанные в патентных заявках ЕР 671205, WO 97/19022, WO 01/10545 и WO 03/053560, причем в двух последних заявках описаны, в частности, дисперсии на основе церия и железа соответственно, причем эти дисперсии дополнительно содержат амфифильный агент.
Кроме того, в заявках WO 2012/084838 и WO 2012/084851 описаны дисперсии железа в кристаллическом виде, которые можно использовать.
Можно также упомянуть заявки WO 2010/150040, WO 2012/084906 и WO 2012/097937, в которых описаны коллоидные дисперсии на основе соединения железа, амфифильного агента и поверхностно-активной композиции, содержащей четвертичную соль аммония.
В топливный контур можно также впрыскивать другие известные типы присадок, отличные от FBC и имеющие функцию, отличную от каталитической. Эти присадки обеспечивают улучшение распределения топлива в двигателе и/или улучшение рабочих характеристик двигателя и/или повышение устойчивости работы двигателя.
В качестве примеров можно указать противопенные присадки, присадки для борьбы с обледенением, полимерные присадки, понижающие температуру, при которой топливо мутнеет или застывает, присадки, способствующие текучести.
Можно также использовать антикоррозионные присадки.
Можно также применять присадки для улучшения рабочих характеристик двигателя, такие как присадки для повышения цетанового числа, присадки для повышения октанового числа, присадки, снижающие потери от трения, называемые присадками FM от "Friction Modifier", или присадки для повышения компрессии.
Можно также использовать поверхностно-активные присадки, предназначенные для ограничения любого осаждения на уровне инжекторов.
Можно также использовать присадки для улучшения смазочного свойства, чтобы избегать износа или заедания, в частности, насосов высокого давления и инжекторов, поскольку смазочная способность топлива является низкой.
Можно предусмотреть присадки для повышения устойчивости работы двигателей. Можно также применять присадки типа антиоксидантов, стабилизаторов, присадки для дезактивации металлов, предназначенные для нейтрализации каталитического действия некоторых металлов; диспергирующие присадки, предназначенные для диспергирования образующихся частиц и для предупреждения скапливания достаточно крупных частиц.
Согласно частному варианту выполнения, присадка представляет собой комбинацию поверхностно-активной присадки и смазывающей присадки и, возможно, антикоррозионной присадки.
Присадка типа FBC в сочетании с присадкой для повышения качества топлива типа вышеуказанной поверхностно-активной присадки (патентная заявка WO 2010/150040) представляет особый интерес в случае транспортного средства, оборудованного фильтром-улавливателем частиц.
В этом же случае предпочтительно с присадкой типа FBC можно сочетать несколько присадок повышения качества топлива, в частности, когда транспортное средство предназначено для географической зоны, в которой топливо имеет переменное и/или низкое качество.
В случае транспортного средства, не оборудованного фильтром-улавливателем частиц, можно предусмотреть различные сочетания присадок, например, сочетание одной или нескольких поверхностно-активных присадок со смазывающей присадкой или с антикоррозионной присадкой.
Для специалиста в данной области очевидно, что настоящее изобретение охватывает варианты выполнения в самых различных частных версиях, не выходя за пределы заявленного объема изобретения. В частности, хотя описание содержит несколько примеров для выполнения зон уплотнения, специалист может на его основании сделать вывод о возможности любой версии выполнения, позволяющей получить кольцевое уплотнение для зоны уплотнения между фильтрующим элементом 4 и крышкой 3 (это же касается зоны уплотнения между фильтрующим элементом 4 и присадочной камерой Е).
Кроме того, понятно, что разность давления не обязательно можно получать за счет явления разрежения, например, при помощи трубки Вентури 22 (например, альтернативой трубке Вентури 22 может быть использование диафрагмы) и может быть результатом повышения давления на наружной стороне по меньшей мере стенки Р присадочного резервуара 13. Понятно также, что средством создания разности давления может быть фильтрующий элемент 4, при этом запорный участок 30 в данном случае может не иметь трубки Вентури, и соединительный канал 50, выполненный в заходящей части 31, можно исключить.