АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОДООТВОД ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА
AUTOMATIC DRAINAGE FOR FUEL PROCESSING DEVICES

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки США с серийным номером 61/791,382, поданной 15 марта 2013 года, которая включена в данный документ в своем полном объеме путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится к области отделения воды от топлива.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В некоторых применениях обработки топлива вода смешивается с топливом и должна отделяться от топлива перед использованием топлива. Один пример возникает в контексте дизельного устройства для обработки топлива для дизельного двигателя внутреннего сгорания. Дизельное устройство для обработки топлива может состоять из корпуса с фильтрующим элементом для удаления загрязняющих частиц из дизельного топлива. В некоторых предыдущих конструкциях дизельных устройств для обработки топлива резервуар установлен ниже области, где дизельное топливо проходит через фильтрующий элемент. Поскольку вода тяжелее топлива, то вода будет стремиться отделиться от топлива и будет собираться на дне резервуара. Периодически необходимо будет сливать воду из резервуара. Некоторые конструкции используют ручные водоотводы, но это создает необходимость для текущего обслуживания. Некоторые конструкции предлагают автоматические водоотводы, но остается потребность в таком автоматическом водоотводе, который минимизирует риск того, что топливо будет выпущено из автоматического водоотвода в окружающую среду.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Один аспект раскрытых вариантов осуществления - это устройство автоматического водоотвода, которое содержит резервуар, элемент для впуска текучей среды, который сообщается по текучей среде с резервуаром, и первый клапанный элемент, выполненный с возможностью перехода между открытым положением для впуска текучей среды в резервуар через элемент для впуска текучей среды и закрытым положением для недопущения впуска текучей среды в резервуар через элемент для впуска текучей среды. Устройство также содержит элемент для выпуска текучей среды, который сообщается по текучей среде с резервуаром, и второй клапанный элемент, выполненный с возможностью перехода между открытым положением для выпуска текучей среды из резервуара и закрытым положением для недопущения выпуска текучей среды из резервуара. Устройство содержит по меньшей мере один механизм управления, который предназначен для перевода элемента для впуска текучей среды и элемента для выпуска текучей среды в их соответствующие открытое и закрытое положения. Узел датчика, расположенный снаружи резервуара и предназначенный для вырабатывания выходного сигнала второго датчика в ответ на обнаружение присутствия воды, при этом по меньшей мере один механизм управления одновременно переводит первый клапанный элемент в открытое положение и второй клапанный элемент в закрытое положение в ответ на выходной сигнал второго датчика.
[0005] Другой аспект раскрытых вариантов осуществления - это узел автоматического водоотвода, который содержит контейнер с водой, расположенной во внутренней части контейнера, резервуар, элемент для впуска текучей среды, который сообщается по текучей среде с резервуаром и внутренней частью контейнера, и первый клапанный элемент, выполненный с возможностью перехода между открытым положением для впуска текучей среды из контейнера в резервуар через элемент для впуска текучей среды и закрытым положением для недопущения впуска воды в резервуар из контейнера через элемент для впуска текучей среды. Устройство также содержит элемент для выпуска текучей среды, который сообщается по текучей среде с резервуаром, и второй клапанный элемент, выполненный с возможностью перехода между открытым положением для выпуска текучей среды из резервуара и закрытым положением для недопущения выпуска текучей среды из резервуара. Устройство также содержит по меньшей мере один механизм управления, который предназначен для перевода элемента для впуска текучей среды и элемента для выпуска текучей среды в их соответствующие открытое и закрытое положения. Устройство дополнительно содержит узел датчика, расположенный во внутренней части контейнера и предназначенный для вырабатывания выходного сигнала второго датчика в ответ на высокий уровень воды в контейнере и выходного сигнала первого датчика в ответ на низкий уровень воды в контейнере, при этом выходной сигнал первого датчика вызывает одновременный перевод по меньшей мере одним механизмом управления первого клапанного элемента в закрытое положение и второго клапанного элемента в открытое положение, а выходной сигнал второго датчика вызывает перевод по меньшей мере одним механизмом управления первого клапанного элемента в открытое положение и второго клапанного элемента в закрытое положение.
[0006] Другой аспект раскрытых вариантов осуществления - это узел автоматического водоотвода, который содержит контейнер, имеющий объем воды и объем топлива, расположенные во внутренней части контейнера, корпус, который соединен с контейнером, резервуар, расположенный внутри корпуса, элемент для впуска текучей среды, который определяется корпусом и располагается на верхней поверхности корпуса, при этом элемент для впуска текучей среды сообщается по текучей среде с резервуаром и внутренней частью контейнера, и первый клапанный элемент, который может переходить между открытым положением для впуска воды из контейнера в резервуар через элемент для впуска текучей среды и закрытым положением для недопущения впуска воды в резервуар из контейнера через элемент для впуска текучей среды. Устройство также содержит элемент для выпуска текучей среды, который определяется корпусом и располагается на нижней поверхности корпуса, при этом выпускное отверстие сообщается по текучей среде с резервуаром, и второй клапанный элемент, который может переходить между открытым положением для выпуска текучей среды из резервуара и закрытым положением для недопущения выпуска текучей среды из резервуара. Устройство также содержит по меньшей мере один механизм управления, который предназначен для перевода элемента для впуска текучей среды и элемента для выпуска текучей среды в их соответствующие открытое и закрытое положения, и узел датчика, расположенный во внутренней части контейнера и предназначенный для вырабатывания выходного сигнала второго датчика в ответ на высокий уровень воды в контейнере и выходного сигнала первого датчика в ответ на низкий уровень воды в контейнере, при этом выходной сигнал первого датчика вызывает одновременный перевод по меньшей мере одним механизмом управления первого клапанного элемента в закрытое положение и второго клапанного элемента в открытое положение, а выходной сигнал второго датчика вызывает одновременный перевод по меньшей мере одним механизмом управления первого клапанного элемента в открытое положение и второго клапанного элемента в закрытое положение.
ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0007] Различные признаки, преимущества и другие применения данного устройства станут более очевидными при обращении к нижеследующему подробному описанию и графическим материалам, на которых:
[0008] фиг. 1 - вид в перспективе сверху, показывающий устройство автоматического водоотвода;
[0009] фиг. 2 - вид в перспективе снизу устройства автоматического водоотвода;
[0010] фиг. 3 - вид в разрезе устройства автоматического водоотвода;
[0011] фиг. 4 - вид в разрезе устройства автоматического водоотвода, показывающий воздушный канал; и
[0012] фиг. 5А-5С - виды в разрезе, показывающие работу устройства автоматического водоотвода.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0013] Раскрытие в настоящем документе относится к устройству
автоматического водоотвода для устройств для обработки топлива, как, например, узлы фильтра дизтоплива. Устройство автоматического водоотвода установлено с сообщением с контейнером, в котором вода отделяется от топлива путем сбора в нижней части контейнера. Датчик используется в устройстве автоматического водоотвода для открытия первого клапана, который обеспечивает протекание воды из контейнера в резервуар в устройстве автоматического водоотвода. Датчик закрывает первый клапан до точки, при которой уровень воды в контейнере становится достаточно низким, чтобы топливо могло попасть в резервуар устройства автоматического водоотвода. Когда первый клапан закрыт, второй клапан открыт, и второй клапан позволяет воде в резервуаре выходить из устройства автоматического водоотвода, при этом резервуар заблокирован от сообщения по текучей среде с контейнером. Для удаления загрязнений из воды, которая удаляется из контейнера, до того как она выпускается из устройства автоматического водоотвода, может устанавливаться фильтр внутри резервуара.
[0014] Как показано на фиг. 1-2, устройство 100 автоматического водоотвода содержит корпус НО, содержащий элемент 112 для впуска текучей среды, расположенный на верхней поверхности 114, и элемент 116 для выпуска текучей среды, расположенный на нижней поверхности 118. Элемент 112 для впуска текучей среды и элемент 116 для выпуска текучей среды могут быть, в некоторых реализациях, по существу трубчатыми элементами, которые проходят наружу соответственно от верхней поверхности 114 и от нижней поверхности 118. Электрический соединитель 120 может предусматриваться на корпусе для подключения к источнику электрической энергии и/или сигналов управления. Электрический соединитель 120 может располагаться на нижней поверхности 118 корпуса 110, но для электрического соединителя 120 также подходят другие расположения.
[0015] Для того чтобы выборочно открывать и закрывать элемент 112 для впуска текучей среды, первый клапанный элемент 122 предназначен для выборочного открытия и закрытия применительно к элементу 112 для впуска текучей среды. Когда первый клапанный элемент 122 находится в своем закрытом положении, предотвращается вход или выход текучей среды в или из элемента 112 для впуска текучей среды. Когда первый клапанный элемент 122 находится в своем открытом положении, допускается сообщение по текучей среде через элемент 112 для впуска текучей среды.
[0016] Для того чтобы выборочно устанавливать или предотвращать сообщение по текучей среде в элементе 116 для выпуска текучей среды, устанавливается второй клапанный элемент 124 в элементе 116 для выпуска текучей среды. Второй клапанный элемент 124 может использоваться для выборочной установки или предотвращения сообщения по текучей среде в элементе 116 для выпуска текучей среды. В частности, второй клапанный элемент 124 является перемещаемым из закрытого положения, в котором в элементе 116 для выпуска текучей среды сообщение по текучей среде блокировано, в открытое положение, в котором сообщение по текущей среде разрешено в элементе 116 для выпуска текучей среды.
[0017] Для того чтобы контролировать открывание и закрывание первого клапанного элемента 122 и второго клапанного элемента 124, устройство 100 автоматического водоотвода содержит узел 126 датчика для обнаружения присутствия воды в топливе. Узел 126 датчика может быть сконфигурирован для подачи по меньшей мере первого сигнала, когда обнаруживается присутствие воды, и по меньшей мере второго сигнала, когда присутствие воды не обнаружено. Однако в показанном примере узел 126 датчика является двухуровневым датчиком, который может обнаруживать и подавать выходные сигналы, соответствующие присутствию или отсутствию воды в двух разных местоположениях на датчике. Два местоположения для зондирования воды с помощью узла 126 датчика могут располагаться на различных отметках высоты вдоль узла 126 датчика по отношению к верхней поверхности 114 и/или элементу 112 для впуска текучей среды корпуса 110.
[0018] В одной реализации узел 126 датчика содержит корпуса 128 для датчиков, который проходит в основном вверх относительно верхней поверхности 114 корпуса 110. Первый датчик 130 расположен на корпусе 128 для датчиков на первой отметке высоты по отношению к верхней поверхности 114 и/или элементу 112 для впуска текучей среды. В частности, первый датчик 130 может располагаться на отметке высоты, которая выше, чем отметка высоты верхней части элемента 112 для впуска текучей среды. Таким образом, первый датчик 130 может функционировать для вывода сигнала, который заставляет закрываться первый клапанный элемент 122 до того, как верхняя поверхность воды, которая контактирует с узлом 126 датчика, достигнет элемента 112 для впуска текучей среды. Узел 126 датчика может также содержать второй датчик 132, который расположен на втором уровне высоты по отношению к верхней поверхности 114 и/или элементу 112 для впуска текучей среды корпуса 110. Второй уровень высоты выше, чем первый уровень высоты. Второй датчик 132 может использоваться для вывода сигнала, который заставляет открыться первый клапанный элемент 122, когда второй датчик 132 обнаруживает присутствие воды. Таким образом, первый датчик 130 и второй датчик 132 могут, во взаимодействии, выводить сигналы, которые заставляют открыться первый клапанный элемент 122, когда обнаруживается высокий уровень воды, и заставляют закрываться первый клапанный элемент 122, когда обнаруживается низкий уровень воды, при этом низкий уровень воды выше, чем верхняя часть элемента 112 для впуска текучей среды, благодаря чему предотвращается попадание топлива в элемент 112 для впуска текучей среды.
[0019] Каждый из первого датчика 130 и второго датчика 132 может содержать один или несколько электрических элементов, которые используются для обнаружения присутствия воды. Может использоваться любой подходящий
тип датчика воды. В одном примере предусмотрен один или несколько электродов на каждом из первого датчика 130 и второго датчика 132, и электрическое свойство одного или нескольких электродов контролируется для определения, погружены ли электроды в воду. Например, первый датчик 130 может содержать два электрода, которые расположены на расстоянии друг от друга и электрически изолированы относительно друг друга непроводящим телом. Однако когда вода контактирует с обоими электродами, электрическое свойство, которое можно измерить по электродам, изменяется, например сопротивление или емкость. В ответ на это изменение электрического свойства выходные сигналы от узла 126 датчика могут интерпретироваться как указывающие на присутствие или отсутствие воды на первом датчике 130.
[0020] Как показано на фиг. 3-4, элемент 112 для впуска текучей среды определяет впускной канал 134, который сообщается по текучей среде с камерой для текучей среды или резервуаром для текучей среды 136 для хранения воды внутри корпуса 110. Элемент 116 для выпуска текучей среды определяет выпускной канал 138, который сообщается по текучей среде с резервуаром 136 для текучей среды для приема текучей среды из резервуара 136 для текучей среды и пропускания текучей среды из элемента 116 для выпуска текучей среды, когда второй клапанный элемент 124 находится в своем открытом положении. Для того чтобы удалять загрязняющие частицы из воды, которые попадает в резервуар 136 для текучей среды, может размещаться фильтрующий элемент 140 внутри резервуара 136 для текучей среды. В данной реализации фильтрующий элемент 140 - это угольный фильтр.
[0021] Первый клапанный элемент 122 соединен со штоком 142 первого клапана. Шток 142 первого клапана проходит через впускной канал 134 и через отверстие 144 корпуса 110. Отверстие 144 проходит от впускного канала 134 к камере 146 механизма управления, которая расположена внутри корпуса 110. Размер и форма отверстия 144 выполнены в соответствии с размерами и формой штока первого клапана 142, так что шток 142 первого клапана занимает по существу все отверстие 144, чтобы предотвратить попадание текучей среды в камеру 146 механизма управления из впускного канала 134. Конец 148 первого клапана соединен со штоком 142 первого клапана и может зацепляться или соединяться с элементом 150 механизма управления.
[0022] Второй клапанный элемент 124 соединен со штоком 152 второго клапана. Шток 152 второго клапана проходит через выпускной канал 138 и через отверстие 154 корпуса 110. Отверстие 154 проходит от выпускного канала 138 к камере 146 механизма управления. Размер и форма отверстия 154 выполнены в соответствии с размерами и формой штока 152 второго клапана, так что шток 152 второго клапана занимает по существу все отверстие 154, чтобы предотвратить попадание текучей среды в камеру 146 механизма управления из выпускного канала 138. Конец 158 второго клапана соединен со штоком 152 второго клапана и может зацепляться или соединяться с элементом 150 механизма управления.
[0023] Элемент 150 механизма управления выполнен с возможностью перемещения первого клапанного элемента 122 и второго клапанного элемента 124 между их соответствующими открытым и закрытым положениями. Например, элемент 150 механизма управления может зацепляться или соединяться с концом 148 первого клапана и концом 158 второго клапана. Элемент 150 механизма управления является частью или соединен с механизмом управления, например соленоидный механизм 160 управления с электрическим управлением, который предназначен для перемещения по отношению к опорному элементу 162 между первым положением и вторым положением в ответ на включение питания и выключение питания соленоидного механизма 160 управления. Например, когда соленоидный механизм 160 управления находится в первом положении, первый клапанный элемент 122 может быть в своем закрытом положении, а второй клапанный элемент 124 может быть в своем открытом положении. Когда соленоидный механизм 160 управления находится во втором положении, первый клапанный элемент 122 может быть в открытом положении, а второй клапанный элемент 124 может быть в закрытом положении.
[0024] Соленоидный механизм 160 управления управляется сигналами, принятыми от устройства 164 управления, которое может быть программируемым контроллером, который предназначен для выполнения программных команд, которые при выполнении заставляют двигаться соленоидный механизм 160 управления в ответ на сигналы управления, которые получены от узла 126 датчика. В других реализациях устройство 164 управления может быть специализированным оборудованием, которое вызывает соответствующее перемещение соленоидного механизма 160 управления в ответ на сигналы управления, которые получены от узла 126 датчика. Устройство 164 управления может получать электропитание от электрического соединителя 120 и может находиться в электрическом соединении с узлом 126 датчика и соленоидным механизмом 160 управления для приема сигналов от узла 126 датчика и для вывода сигналов управления на соленоидный механизм 160 управления для приведения в движение соленоидного механизма 160 управления.
[0025] Работа устройства 100 автоматического водоотвода будет описана со ссылкой на фиг. 5А-5С. Устройство 100 автоматического водоотвода установлено относительно контейнера 200, который имеет объем воды 210 и объем топлива 220, расположенные в нем. Устройство 100 автоматического водоотвода установлено относительно контейнера таким образом, что элемент 112 для впуска текучей среды и узел 126 датчика сообщаются с внутренней частью контейнера.
[0026] На фиг. 5А уровень воды в контейнере 200 выше первого датчика 130 узла 126 датчика, но ниже второго датчика 132 узла 126 датчика. Так как второй датчик 132 не погружен в воду 210, устройство 164 управления, на основе сигналов, полученных от узла 126 датчика, поддерживает первый клапанный элемент 122 в закрытом положении и поддерживает второй клапанный элемент 124 в открытом положении.
[0027] Как показано на фиг. 5 В уровень воды 210 вырос таким образом, что второй датчик 132 погружен в воду 210. После приема выходного сигнала датчика от узла 126 датчика, указывающего, что второй датчик 132 погружен в воду 210, устройство 164 управления подает питание на соленоидный механизм 160 управления для перемещения первого клапанного элемента 122 в открытое положение. Второй клапанный элемент 124 одновременно перемещается в закрытое положение в ответ на перемещение соленоидного механизма 160 управления. С первым клапанным элементом 122 в открытом положении, часть воды поступает в элемент 112 для впуска текучей среды и начинает заполнять резервуар 136 для текучей среды устройства 100 автоматического водоотвода. Поскольку второй клапанный элемент 124 находится в закрытом положении, вода, которая поступает в устройство 100 автоматического водоотвода, удерживается в резервуаре 136 для текучей среды, при этом первый клапанный элемент 122 открыт.
[0028] Когда уровень воды 210 в контейнере 200 падает ниже первого датчика 130 узла 126 датчика, устройство 164 управления принимает выходной сигнал датчика от узла 126 датчика, указывающий на отсутствие воды на втором датчике 132, и в ответ на этот выходной сигнал датчика устройство 164 управления отключает питание от соленоидного механизма 160 управления. В ответ на отключение питания соленоидного механизма 160 управления первый клапанный элемент 122 перемещается в закрытое положение, а второй клапанный элемент 124 перемещается в открытое положение, как показано на фиг. 5С. В это время резервуар 136 для текучей среды, который наполнен водой 210, полученной из контейнера 200, сообщается по текучей среде с элементом 116 для выпуска текучей среды, и вода, которая присутствует в резервуаре 136 для текучей среды, выходит из резервуара 136 для текучей среды через элемент 116 для выпуска текучей среды. Поскольку вода проходит через резервуар 136 для текучей среды, она фильтруется фильтрующим элементом 140, благодаря чему уменьшается степень присутствия загрязняющих частиц в воде, которые выводятся из устройства 100 автоматического водоотвода через элемент 116 для выпуска текучей среды.
[0029] Хотя изобретение было описано применительно к наиболее практичному и предпочтительному варианту осуществления в настоящее время, следует понимать, что изобретение не должно быть ограничено раскрытыми вариантами осуществления, но, наоборот, предназначено охватывать различные модификации и аналоги, не отклоняющиеся от сути и объема прилагаемой формулы изобретения, объему которой должна соответствовать самая широкая интерпретации для того, чтобы охватывать все такие модификации и аналоги, насколько это допускается согласно законодательству.