CN101146590B - 油分离器、空气调节器和压缩空气供给器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于商用车辆的空气调节器(12)的油分离器(10)，该空气调节器具有一个阀壳体(14)以及一个过滤单元(18)，该阀壳体具有至少一个用于压缩空气负载(50)的输出接头(16)，该过滤单元尤其是用于干燥待输送到压缩空气负载的压缩空气，并且该油分离器具有一个接口，油分离器可以经由该接口与过滤单元耦联。本发明还涉及一种空气调节器(12)以及一种压缩空气供给器。

Description

油分离器、空气调节器和压缩空气供给器

技术领域

本发明涉及一种用于商用车辆的空气调节器的油分离器，该空气调节器具有一个阀壳体以及一个过滤单元，该阀壳体具有至少一个用于压缩空气负载的输出接头，该过滤单元尤其是用于干燥待输送到压缩空气负载的压缩空气，并且该油分离器具有一个接口，油分离器可以经由该接口与过滤单元耦联。

本发明还涉及一种空气调节器以及一种压缩空气供给器。

背景技术

空气调节器首要用于在由压缩机提供的压缩空气输送到压缩空气负载、尤其是制动器之前对该压缩空气去湿。因为由压缩机提供的空气是受污染的，所以期望在其输送到过滤单元之前被净化；通过这种方式会迟滞过滤单元的污染。由压缩机提供的压缩空气例如被在压缩机中用作为润滑剂的油污染；其他污物例如来自于大气。已知为了除去这种污物以及其他污物而采用一个所谓的油分离器，压缩空气在其进入到过滤单元之前必须流过该油分离器。

例如对于这样的净化装置在US 6,071,321中说明。在那里说明的或者类似构成的油分离器通常借助于离心力进行工作。空气流带有切向分量地输送给一个基本上圆柱形的腔室，使得被空气携带的颗粒通过借助于其较高的质量离心力被朝外推动，使得这些颗粒最后可以在腔室的壁上分离。颗粒然后可以收集在腔室的底部并且从那里排走。

通常力求将压缩空气调节器必须满足的许多功能集成在若干部件中。因此在US 6,071,321中已经建议，在过滤单元上安装油分离器。

现代的现有技术的空气调节器按照已提及的集成愿望除了在压缩空气过滤方面的目的之外还满足如下目的，即其与压缩空气负载回路的压力调节和保护相结合。一定程度上，空气调节器的中心部件除了过滤单元之外还有压力调节器和多回路保护阀，其中压力调节器和多回路保护 阀设置在一个阀壳体内。各部件即例如在空气调节器中的油分离器的基本上的集成在阀壳体的改进的范围内得以证实。但是这种改进与缺点相关联，因为它们使得现有生产和销售策略的附加的开发耗费和改变成为必要。

发明内容

本发明的目的是，提供油分离器、空气调节器和压缩空气供给器，使得油分离器可以按特别简单且可靠的方式集成到空气调节器中，在此尤其是收集在油分离器中的污物的取出应该集成到空气调节器的工作流程中。

上述目的通过一种用于商用车辆的空气调节器的油分离器来实现，该空气调节器具有一个阀壳体以及一个过滤单元，该阀壳体具有至少一个用于压缩空气负载的输出接头，该过滤单元尤其是用于干燥待输送到压缩空气负载的压缩空气，并且油分离器具有一个接口，油分离器可以经由该接口与过滤单元耦联，并且油分离器具有另一接口，油分离器可以经由该另一接口与阀壳体耦联，其特征为：油分离器具有一个安全阀。

本发明在同类的油分离器上如下实现，即油分离器具有另一接口，油分离器可以经由该另一接口与阀壳体耦联。因此油分离器可以这样构成，使得它可以与现有技术的空气调节器相关地使用。

在这方面特别有利的是，油分离器夹层式地设置在阀壳体和过滤单元之间。现有技术的空气调节器通常具有一个过滤单元，该过滤单元通过一个法兰状的连接与阀壳体耦联。通过油分离器构成为使其一方面允许至过滤单元的法兰状连接，并且另一方面允许至阀壳体的法兰状连接，可以提供带有集成的油分离器的紧凑的空气调节器。

按照本发明的一种特别有利的实施形式设定，油分离器具有一个输入接头，压缩空气源可以经由该输入接头与空气调节器耦联。传统地在现有技术的空气调节器中，用于压缩空气的输入接头设置在阀壳体上。在本发明的基础上，在包括在油分离器上的输入接头的情况下，压缩空气可以在最短的路径上直接输送给空气调节器的各部件，在该空气调节器中进行压缩空气的加工。

另外可以设定，油分离器具有一个输出接头。按这种方式或者按类似的方式可以为油分离器配设附加的功能，它们在传统上在设于阀壳体的区域内。

在这种关系中可能的是，油分离器具有一个接头，从该接头可以取出未净化的压缩空气，例如用于填充轮胎；和/或可以向该接头输送待净化的压缩空气。这样的接头可以用作为有利地用于所用功能的输出接头，其中可以毫无问题地用未净化的空气工作。同样，这样的输出接头可以用作为检验接头。如果利用该接头作为输入接头，那么借此可以尤其是从一个在车辆外部的来源输送压缩空气，其然后在油分离器中净化。

另外有利的是，油分离器具有一个安全阀。这样的安全阀可以在系统压力的限定方面进行设计；在空气调节器内部的大大不同的压力关系中同样可以针对在油分离器中允许的最大压力明确地设计安全阀。

按照一种特别优选的实施形式，本发明如下进一步构成，即油分离器具有第一室，待净化的压缩空气可以导入到该第一室内，其中在第一室内设置空气引导器件，通过它们可以改变流过的空气的流动速度；并且油分离器具有第二室，可以向该第二室输送已在第一室中净化的空气并且已净化的空气可以经由第二室输送到过滤单元。通过空气引导器件可以支持外部颗粒的分离。通过压缩空气以交变的速度流过油分离器，可以实现这种颗粒的早期聚集(Zusammenlagerung)。这样的聚集提高了颗粒质量，这有利于其因离心力而输送到油分离器的外侧。与配备空气引导器件的室分开，设置另一个室，经由该另一室可以向过滤单元输送已净化的空气；因此过滤单元与引导污物的第一室的直接连接是不必要的。

特别优选的是，第一室和第二室构成为具有共同的轴线的基本上轴对称的环形室。一定程度上，在待净化的空气以净化的形式经由位于径向内部的环形室输送到过滤单元之前，该空气首先流过位于径向外部的环形室。

特别有利的是，压缩空气可以带有切向分量地输送到第一室。在第一室内的切向分量是有必要的，以便充分利用离心力分离污物。虽然切 向分量可以基本上仅通过设置于第一室中的空气引导器件产生，但是有利的是，压缩空气事先带有切向分量地输送到第一室。

在按本发明的油分离器的结构设计方面尤其优选的是，空气引导器件具有多个空气引导元件，它们的主平面设置在不同的轴向坐标上，这些空气引导元件具有空气引导部段，这些空气引导部段分别从其主平面延伸出来，并且相邻空气引导元件的相邻空气引导部段不平行。这种空气引导元件可以按简单的方式制造，例如通过冲裁圆环形的元件并且按相应的方式弯曲。通过相邻空气引导部段的不平行的布置，在空气通过第一室的基本上螺旋形的路径上产生流动狭道和提供大流动横截面的区域。一定程度上产生按有利的方式有利于颗粒聚集的速度变化。

有利地设定，在空气引导部段与主平面之间的角度为10至20度之间，优选15度。

按本发明的一种同样特别优选的实施形式，本发明如下进一步构成，即空气引导元件至少部分相同地构成。相邻空气引导元件的空气引导部段的不平行性通过空气引导元件的彼此相对的旋转实现。因此可能的是，采用相同的空气引导元件，这特别廉价且可靠地允许制造油分离器。仅通过空气引导元件的彼此相对的旋转可能的是，在压缩空气通过第一室的流动路径上的流动横截面发生改变。

特别优选的是，空气引导元件的内径相当于基本上圆柱形的壁的外径，该壁将第一室与第二室分开。通过这种方式，空气引导元件可以形封闭和/或力封闭地安装到圆柱形壁上，其中可以设置在空气引导元件与圆柱形壁之间的附加的固定件。

另外特别优选的是，第一室具有一个底部区域，在该底部区域中收集分离的油并且在该底部区域上设置一个用于取出收集的油的出口。分离的油或者一般表述的分离的污物因此在第一室中在一个位置收集，收集的油可以从该位置直接排出。

在这种关系中特别有利的是，基本上圆柱形的壁在第一室的底部区域中成台阶地构成。圆柱形壁在第一室底部区域中的这样的台阶结构防止油在第一室内往上蠕动或者油从第一室蠕动到第二室中。通过这种方 式避免流过第二室的压缩空气的重新污染。

出于类似的原因设定，在第一室与第二室之间的过渡通过至少一个伸入到第一室中的管子构成，该管子在其外侧具有至少一个凸缘形的伸出部分。一个凸缘形的伸出部分或者优选多个凸缘形的伸出部分同样防止油从第一室蠕动到第二室中。

本发明另外涉及一种带有按本发明的油分离器的空气调节器以及一种带有按本发明的空气调节器的压缩空气供给器。

按本发明的压缩空气供给器按特别优选的方式如下进一步构成，即油分离器具有一个出口，该出口为了排出分离的物质与阀壳体的排出口耦联。同类的空气调节器具有一个排出口用于过滤单元的再生。为了空气过滤单元的再生，来自商用车辆储备容器的空气沿相反的方向流过过滤单元，并且空气然后经由排出口离开过滤单元。按本发明现在可以设定，排出口也可以用于将在油分离器中分离的物质由此取出。在此主要保证，通常在环境方面有问题的在油分离器中收集的物质不轻易地排到大气中。

本发明基于的认识在于，通过油分离器合适的设有接口，对传统的空气调节器的加装是可能的。

附图说明

现在参考附图借助于特别优选的实施形式示例地解释本发明。其中：

图1显示按本发明的空气调节器的透视图；

图2显示按本发明的空气调节器的侧视图；

图3显示按本发明的空气调节器的另一侧视图；

图4显示按本发明的空气调节器的对着底侧的仰视图；

图5显示按本发明的空气调节器的对着顶侧的俯视图；

图6显示沿着图5中标记为AA的剖面线的剖视图；

图7显示设置在按本发明的油分离器的壳体内的部件的分解图；

图8显示设置在按本发明的油分离器的壳体内的部件的透视图；

图9显示应用在本发明的油分离器中的空气引导元件的透视图；

图10显示按本发明的油分离器的插入物的俯视图；

图11显示沿着图10中标记为BB的剖面线的剖视图；

图12显示按本发明的油分离器的壳体的透视图；

图13显示按本发明的油分离器的壳体的另一透视图；

图14显示按本发明的油分离器的透视图；

图15显示按本发明的油分离器的另一透视图；

图16显示按本发明的压缩空气供给器的示意图。

具体实施方式

在本发明的下面的借助于附图的详细说明中，相同的附图标记表示相同的或者相似的部件。

图1显示按本发明的空气调节器的透视图。图2显示按本发明的空气调节器的侧视图。图3显示按本发明的空气调节器的另一侧视图。图4显示对着本发明的空气调节器的底侧的仰视图。图5显示对着本发明的空气调节器的顶侧的俯视图。图6显示沿着图5中的标记为AA的剖面线的剖视图。按本发明的空气调节器12包括一个构成为干燥器筒子的过滤单元18、一个阀壳体14、一个夹层式地设置在过滤单元18与阀壳体14之间的油分离器10。空气调节器12的上述各部件具有使得各部件的所描述和说明的耦联成为可能的各接口。尤其是油分离器10具有一个用于与过滤单元18耦联的接口和一个用于与阀壳体14耦联的接口。阀壳体14具有背离油分离器10的、在图4中可见的另一接口。油分离器10具有一个输入接头20，通过该输入接头可以从压缩机向油分离器10并且从而向空气调节器12输送压缩空气。在空气调节器12运行时，设置在油分离器10上的输入接头20取代设置在阀壳体14上的输入接头54。在现有技术的空气调节器中，过滤单元18直接与阀壳体14耦联，而不中间连接油分离器20。一定程度上有必要在阀壳体14上提供一个输入接头54。现在因为按本发明在过滤单元18与阀壳体14之间设置一个油分离器10，所以油分离器10可以配备一个输入接头20，以便在最短的路径上向油分离器10输送待净化的压缩空气。在油分离器10上设置另一接头22，其可以用作为外部充气输入接头以及轮胎充气输出接头。可以从一个例如在车辆外部的来源向该接头输送待净化的压缩空气，或者可以 从该接头取出未净化的压缩空气用于任意目的，例如用于轮胎充气。另外设置一个安全阀。在油分离器10内部设置第一室26和第二室30，它们通过管子46相互连通。在第一室26中设置空气引导器件28，它们的结构和工作方式参考后面描述的附图详细解释。因此油分离器10包括主要部件即外面的壳体60、插入物62和在壳体60中设置于插入物62上的空气引导器件28。

在空气调节器12运行时，经由输入接头20向油分离器10输送压缩空气。压缩空气首先到达油分离器10的第一室26，其中空气在流入第一室26内时立即促成切向的流动分量。通过离心力将污物推向壳体60的内壁。污物然后收集在第一室26的底部区域42中。在第一室26的底部区域42中设置一个出口44用于取出分离的污物。压缩空气可以从第一室26经由管子46溢流到第二室30内，它又从那里经由排出口56可以进入过滤单元18。在压缩空气在过滤单元18内干燥之后，它经由油分离器10的中心的流动路径58流入阀壳体14内，它从那里按已知的方式分布到不同的负载回路。

图7显示设置在本发明的油分离器的壳体中的部件的分解图。图8显示设置在本发明的油分离器的壳体中的部件的透视图。图9显示应用在本发明的油分离器中的空气引导元件的透视图。插入物62具有一个圆柱形的壁40和一个从该壁40延伸的凸缘64。凸缘64具有一个槽66，使得插入物62在其插入到壳体60(例如见图6)的状态下密封第一室26(例如见图6)。圆柱形的壁40在其背离凸缘64的端部以一个成台阶的区域68结束。因为在空气调节器运行时分离的油在该台阶结构的区域内收集，所以该台阶结构具有防止油在圆柱形的壁40上向上蠕动的效果。为了压缩空气从第一室26(例如见图6)进入第二室30(例如见图6)，设置管子46，各管子在其外圆周上具有凸缘状的伸出部分48。各伸出部分48也用于防止油沿着管子的外圆周蠕动，并且最终抑制油进入到第二室30(例如见图6)。空气引导器件28实现为四个相同地构成的空气引导元件32。空气引导元件32的内径基本上相当于圆柱形壁40的外径，使得空气引导元件32可以形封闭和/或力封闭地安装到插入物26上。用 每个空气引导元件32限定一个主平面34。从该主平面34交替地在不同的轴向方向上延伸出空气引导部段36，这些空气引导部段优选与主平面34构成一个大约15度的角度。各空气引导元件32虽然相同地构成，但是它们以“旋转的”方式安装到插入物62上。因此对于流过第一室26(例如见图6)的空气存在不同的流动横截面，由此引起变化的速度。这种变化的速度有利于污物的聚集，因此有利于污物因离心力而输送到壳体60(例如见图6)的内壁。空气引导元件32可以按简单的方式制造，例如通过冲裁过程和随后的弯曲过程，这些过程在合适的工具的情况下也可以集成在一个唯一的工作步骤中。

图10显示按本发明的油分离器的插入物62的俯视图。图11显示沿着图10中标记为BB的剖面线的剖视图。从外到内可见，带有槽26的凸缘、排出孔56、第二室30以及流动路径58。另外可见插入物62的成台阶的区域68。

图12显示按本发明的油分离器的壳体的透视图。图13显示按本发明的油分离器的壳体的另一透视图。油分离器的外面的壳体60具有冷却肋70，各冷却肋用于从油分离器散热。

图14显示按本发明的油分离器的透视图。图15显示按本发明的油分离器的另一透视图。可见油分离器10的主要部件即插入物62、空气引导器件28和外面的壳体60。

图16显示按本发明的压缩空气供给器的示意图。按本发明的空气调节器12由带有阀壳体14和过滤单元18的传统的空气调节器以及按本发明的油分离器10构成。从一个压缩空气源52经由油分离器10向空气调节器12输送压缩空气。已净化和干燥的压缩空气可以然后输送到压缩空气负载50。为了将收集在油分离器10中的污物从油分离器10中取出，设置一个管道72，油分离器10的出口44经由该管道与空气调节器12的排气装置74耦联。这种耦联通过一个阀76进行，这例如可以构成为2/2阀。为了从油分离器12中取出污物，关闭一个设置在负载管道中的阀78，该阀同样可以构成为2/2阀。阀78也可以设置在空气调节器12内部。阀76然后可以打开，使得通过由压缩空气源52提供的压缩空气可以将污物从油分离器中经由排气装置74推出。该排气装置74优选是也用于过滤单元18再生的排气装置。

在上述说明中、在附图中以及在权利要求书中公开的本发明特征可以不仅单独地、而且任意组合地对于实现本发明是重要的。

附图标记列表

10 油分离器                60 壳体

12 空气调节器              62 插入物

14 阀壳体                  64 凸缘

18 过滤单元                66 槽

20 输入接头                68 成台阶的区域

22 输出接头                70 冷却肋

24 安全阀                  72 管道

26 第一室                  74 排气装置

28 空气引导器件            76 阀

30 第二室                  78 阀

32 空气引导元件

34 主平面

36 空气引导部段

38 空气引导部段

40 圆柱形的壁

42 底部区域

44 出口

46 管子

48 伸出部分

50 压缩空气负载

52 压缩空气源

54 输入接头

56 排出口

58 流动路径

Claims (31)

1.用于商用车辆的空气调节器(12)的油分离器(10)，该空气调节器具有一个阀壳体(14)以及一个过滤单元(18)，该阀壳体具有至少一个用于压缩空气负载(50)的输出接头，该过滤单元用于干燥待输送到压缩空气负载的压缩空气，并且油分离器具有一个接口，油分离器能够经由该接口与过滤单元耦联，并且油分离器具有另一接口，油分离器能够经由该另一接口与阀壳体(14)耦联，其特征为：油分离器(10)具有一个安全阀(24)。

2.按权利要求1的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)夹层式地设置在阀壳体(14)和过滤单元之间(18)。

3.按权利要求1或2的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)具有一个输入接头(20)，压缩空气源(52)能够经由该输入接头与空气调节器(12)耦联。

4.按权利要求1或2的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)具有一个输出接头(22)。

5.按权利要求1或2的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)具有一个接头(22)，从该接头能够取出未净化的压缩空气；和/或能够向该接头输送待净化的压缩空气。

6.按权利要求5的油分离器(10)，其特征为：所述未净化的压缩空气用于填充轮胎。

7.按权利要求1的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)具有第一室(26)，待净化的压缩空气能够导入到该第一室内，其中在第一室(26)内设置空气引导器件(28)，通过空气引导器件能够改变流过的空气的流动速度；并且油分离器(10)具有第二室(30)，能够向该第二室输送已在第一室(26)中净化的空气并且已净化的空气能够经由第二室输送到过滤单元(18)。

8.按权利要求7的油分离器(10)，其特征为：第一室(26)和第二室(30)构成为具有共同的轴线的基本上轴对称的环形室。

9.按权利要求8的油分离器(10)，其特征为：压缩空气能够带有切向分量地输送到第一室(26)。

10.按权利要求8或9的油分离器(10)，其特征为：空气引导器件(28)具有多个空气引导元件(32)，各空气引导元件的主平面(34)设置在不同的轴向坐标上；所述空气引导元件具有空气引导部段(36、38)，所述空气引导部段分别从空气引导元件的主平面(34)延伸出来；并且相邻空气引导元件(32)的相邻空气引导部段(36、38)不平行。

11.按权利要求10的油分离器(10)，其特征为：在空气引导部段(36、38)与主平面(34)之间的角度为10至20度之间。

12.按权利要求10的油分离器(10)，其特征为：空气引导元件(32)至少部分相同地构成，其中相邻空气引导元件(32)的空气引导部段(36、38)的不平行性通过空气引导元件的彼此相对的旋转实现。

13.按权利要求10的油分离器(10)，其特征为：空气引导元件(32)的内径相当于基本上圆柱形的、将第一室(26)与第二室(30)分开的壁(40)的外径。

14.按权利要求7至9之一的油分离器(10)，其特征为：第一室(26)具有一个底部区域(42)，在该底部区域中收集分离的油并且在该底部区域上设置一个用于取出收集的油的出口(44)。

15.按权利要求14的油分离器(10)，其特征为：基本上圆柱形的、将第一室(26)与第二室(30)分开的壁(40)在第一室(26)的底部区域(42)中成台阶地构成。

16.按权利要求7至9之一的油分离器(10)，其特征为：在第一室(26)与第二室(30)之间的过渡通过至少一个伸入到第一室中的管子(46)构成，该管子在其外侧具有至少一个凸缘形的伸出部分(48)。

17.按权利要求2的油分离器(10)，其特征为：油分离器(10)具有第一室(26)，待净化的压缩空气能够导入到该第一室内，其中在第一室(26)内设置空气引导器件(28)，通过空气引导器件能够改变流过的空气的流动速度；并且油分离器(10)具有第二室(30)，能够向该第二室输送已在第一室(26)中净化的空气并且已净化的空气能够经由第二室输送到过滤单元(18)。

18.按权利要求17的油分离器(10)，其特征为：第一室(26)和第二室(30)构成为具有共同的轴线的基本上轴对称的环形室。

19.按权利要求18的油分离器(10)，其特征为：压缩空气能够带有切向分量地输送到第一室(26)。

20.按权利要求18或19的油分离器(10)，其特征为：空气引导器件(28)具有多个空气引导元件(32)，各空气引导元件的主平面(34)设置在不同的轴向坐标上；所述空气引导元件具有空气引导部段(36、38)，所述空气引导部段分别从空气引导元件的主平面(34)延伸出来；并且相邻空气引导元件(32)的相邻空气引导部段(36、38)不平行。

21.按权利要求20的油分离器(10)，其特征为：在空气引导部段(36、38)与主平面(34)之间的角度为10至20度之间。

22.按权利要求20的油分离器(10)，其特征为：空气引导元件(32)至少部分相同地构成，其中相邻空气引导元件(32)的空气引导部段(36、38)的不平行性通过空气引导元件的彼此相对的旋转实现。

23.按权利要求20的油分离器(10)，其特征为：空气引导元件(32)的内径相当于基本上圆柱形的、将第一室(26)与第二室(30)分开的壁(40)的外径。

24.按权利要求17至19之一的油分离器(10)，其特征为：第一室(26)具有一个底部区域(42)，在该底部区域中收集分离的油并且在该底部区域上设置一个用于取出收集的油的出口(44)。

25.按权利要求24的油分离器(10)，其特征为：基本上圆柱形的、将第一室(26)与第二室(30)分开的壁(40)在第一室(26)的底部区域(42)中成台阶地构成。

26.按权利要求17至19之一的油分离器(10)，其特征为：在第一室(26)与第二室(30)之间的过渡通过至少一个伸入到第一室中的管子(46)构成，该管子在其外侧具有至少一个凸缘形的伸出部分(48)。

27.按权利要求11的油分离器(10)，其特征为：在空气引导部段(36、38)与主平面(34)之间的角度为15度。

28.按权利要求21的油分离器(10)，其特征为：在空气引导部段(36、38)与主平面(34)之间的角度为15度。

29.带有按权利要求1至28之一的油分离器(10)的空气调节器(12)。

30.带有按权利要求29的空气调节器的压缩空气供给器。

31.按权利要求30的压缩空气供给器，其特征为：油分离器具有一个出口(44)，该出口为了排出分离的物质而与阀壳体(14)的排出口耦联。

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