CN113301983B - 用于车辆的吹扫气体污染消除装置和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于将流体组分与流体、特别是车辆的压缩空气分离的装置，其包括：用于容纳流体的第一容器，第一容器布置成将包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与流体分离；以及第二容器，第二容器布置成将包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与流体分离，这两个容器通过调节装置互连，所述调节装置适于对流体的至少一部分从第一容器到第二容器中的转移进行调节。

Description

用于车辆的吹扫气体污染消除装置和系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的吹扫气体污染消除装置和系统。现代车辆包括带有排放管线的压缩机，该排放管线为主要供应车辆制动系统的空气干燥器和其它消耗者供气。如今，车辆中的压缩机是油润滑的。因此，除了压缩空气外，气态和冷凝液态油滴也由压缩机输送。该油与吹扫空气一起被空气干燥器通过其排放口循环排出。吹扫空气还包括大量的气态和液态水，它们也被排出到环境中。根据一般经验，水的含量可以是油的含量的两到三倍。这意味着在车辆维护期间排水量可能高达一到两升。集油器已经设置在传统车辆中，以从吹扫空气中去除油。例如，集油器可以包括5μm过滤器，以将液体、如油滴和水滴与吹扫空气分离。过滤器壳体为水和油的混合物提供了临时存储功能，还可以提供排水旋塞以将水和油混合物从装置中排出。这种装置的缺点是滤油效率低，并且液体油滴仅部分地被收集。还需要频繁地排出装置的废物储存。
发明内容
本申请的目的是提供一种改进的用于车辆的吹扫气体污染消除装置，其允许避免常规集油器的缺点。
所述目的通过一种具有本发明的特征的用于将流体组分与流体、特别是压缩空气分离的装置、一种包括本发明的特征的系统和一种包括本发明的特征的方法来实现。
根据本申请，一种用于将流体组分与流体、特别是车辆的压缩空气分离的装置，其包括：用于容纳流体的第一容器，所述第一容器布置成将包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与流体分离；以及第二容器，所述第二容器布置成将包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与流体分离，这两个容器通过装置、特别是调节装置互连，所述调节装置适于调节或减少所述流体的至少一部分从第一容器到第二容器的转移。
与第一容器中的流体分离的一种或多种流体组分可以是与第二容器中的流体分离的相同类型的组分或不同的流体组分，或组分可以部分对应。
所述装置提供了顺序地消除包含在彼此连接的两个容器中的流体中的多种组分的至少一部分的优点，其中，所述两个容器之间的调节装置布置成使得引入第二容器中的流体可以与第一容器隔离，使得可以避免第一容器中存在的物理条件(如当第一容器连接到比如来自空气处理单元或压缩机的吹扫空气的流体的供应器时可能出现的压力或温度变化)传播到第二容器。因此，可以改善用于分离第二容器中容纳的流体中所包含的一种或多种组分的条件。
根据一个实施例，调节装置可以被控制，使得流体的至少一部分从第一容器到第二容器中的转移被允许或阻止。调节装置可以周期性地打开和关闭以将一定量的流体从第一容器供应到第二容器。从第一容器供应到第二容器的流体可能已经在第一容器中被处理，使得包含在流体中的一种或多种组分已经通过在第一容器中或甚至在进入容器之前的流体处理而至少部分地被去除。
用于将流体组分与流体分离的装置可以用于将一种或多种流体组分与流体分离并且将流体的一种或多种组分净化到流体组分可以被排出到周围环境中的程度。装置中待处理的流体可以是任何待清洁的流体，并且可以包含一种或多种不同的气体、例如空气、气态水或油，以及一种或多种液体、例如水、油、这些组分中的两种或更多种的乳化物或混合物以及固体颗粒。流体及其组分可以是通常包括在流体中的物质，例如由车辆的空气处理单元或压缩机排出的加压吹扫空气，但也可以是包含从车辆的装置(比如发动机)排出的各种气体、液体、乳化物、混合物和固体颗粒的组合的其它流体。
根据一个实施例，调节装置包括以下中的一个或多个：止回阀、排出阀、过滤器、膜、用于流体的一种或多种组分的吸收器、或第一容器与第二容器之间的壁或板中的开口。第一容器与第二容器之间的壁中的开口可以被设计成使得其在平行于壁的至少一个或两个方向上的直径沿着壁的厚度减小或增加。所述开口可以具有圆形、椭圆矩形或方形或缝隙的形状。所述装置还可以包括壁中的多个开口。所有这些装置都可以用于避免存在于第一容器中的物理条件(比如压力或温度波动)到第二容器的传播。
根据又一实施例，调节装置适于根据向第一或第二容器供应流体、比如压缩空气而致动，使得调节装置被打开以将流体从第一容器供应到第二容器。这包括调节装置可以适于在具有一定压力的流体被施加到调节装置的活塞或直接施加到布置在第一或第二容器中的调节装置时被致动或打开，或者调节装置适于在由第一或第二容器中的特定压力触发的信号被提供给调节装置时被致动，或者控制信号从车辆单元、比如空气处理单元传递，从而启动调节装置的活塞以打开或关闭调节装置。调节装置也可以适于由电力供应器致动或打开。
根据另一实施例，调节装置包括：第一端件，第一端件可以与第一容器中的开口接触，使得可以打开和关闭该开口；和/或第二端件，第二端件可以与第二容器中的开口接触，使得可以打开和关闭该开口，其中，所述两个端件耦合在一起，使得当所述两个开口中的一个关闭时，另一个打开。
调节装置允许当第一端件从第一容器中的开口移除并且第一容器中的开口打开时，流体从第一容器中排出；当第二端件从第二容器中的开口移除并且第二容器中的开口打开时允许流体转移到第二容器。当第一和第二端件中的至少一个关闭所述开口中的一个时，第一容器与第二容器分离或断开。
根据另一实施例，在第一容器中的开口与第二容器中的开口之间形成用于接收流体的至少一部分的空隙或容积。空间或空隙可以由具有圆柱体或长方体形状的容器限定，所述圆柱体或长方体形状可以形成在隔开第一和第二容器的壁中。
根据一个实施例，第一容器或第二容器中的一个或两个包括入口和出口，所述入口和出口布置成使得通过第一或第二容器的入口的流体的入口流动方向与通过第一或第二容器的出口的流体的出口方向形成大于零的角度，以用于将一种或多种组分的至少一部分与流体分离。角度的范围可以在0到180°之间。改变第一容器中的流体的流动方向具有的效果是，例如进入第一或第二容器的气体或流体中所包含的流体的液滴或固体颗粒可能会由于重力而落到容器的底部并与流体流分离。为了进行这种分离过程，在所述容器的一个或多个壁中或所述容器的顶部或底部提供入口和出口是有利的，从而使得流体流相对于重力方向形成角度以高效地将液滴或固体颗粒与流体流分离。
根据一个实施例，第一容器或第二容器中的一个或两个包括以下中的一个或多个：一个或多个过滤器、跨流体的流动方向布置的一个或多个缓冲板或用于流体的螺旋流动路径，在过滤器、缓冲板或螺旋流动路径中，包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与流体分离，第一容器或第二容器还包括出口，以排出分离的一种或多种组分的至少一部分。优选地，一个或多个过滤器、跨流体的流动方向布置的一个或多个板和用于流体的螺旋流动路径被提供用于将流体的一种或多种液体组分或固体颗粒与流体的一种或多种气体组分至少部分地分离。所述一个或多个过滤器可以包括一个或多个聚结过滤器，所述一个或多个聚结过滤器被配置成使得在过滤器的至少一个表面上形成可以收集的流体的一种或多种组分的液滴。
所述一个或多个过滤器可以包括一层或多层过滤器材料片。过滤器材料片的厚度可以从例如0.5至2.0mm范围中选择。过滤器材料片可以包括或由纤维材料、织网、织网或织物或其组合制成，但不限于这些材料。纤维材料的纤维直径可以例如选自5至30μm范围并且纤维材料可以具有50至300g/m2范围内的重量密度。过滤器材料片可以由纤维素、合成材料、塑料或金属制成，或包括纤维素、合成材料、塑料或金属，包括聚丙烯、聚酯、玻璃纤维或它们的组合，但不限于这些材料。
一个或多个过滤器可以包括一层或多层过滤器材料片，其垂直于流体的流动方向定位或布置成相对于流体的流动方向成一角度，如25°、30°、45°、50°、60°或90°。一个或多个过滤器可以包括一层或多层褶皱状的过滤器材料片或由不同材料制成的过滤器材料片，或其组合。
一层或多层过滤器材料片可以被配置成使得当流体穿过过滤器材料片时，流体的一种或多种组分的液滴聚集在材料片的内表面或外表面上。
所述一个或多个过滤器可以包括多层过滤器材料片的组合，所述过滤器材料片包括一个或多个褶皱状过滤器材料片、一个或多个排水织网片和一个或多个粗过滤器材料片，其被配置成使得当流体穿过一个或多个材料片时流体的液滴聚集在所述一个或多个材料片的内表面或外表面上。一层或多层过滤器材料片可以包括网孔间距在0.5至20mm范围内的排水织网。排水织网可以是编织的并且可以由铝、不锈钢、热塑性塑料中的一种或多种制成或包括其中的一种或多种，并且可以具有包括聚四氟乙烯的涂层。排水织网的丝直径可以在0.05至0.5mm范围内，包括0.2mm。
过滤器可以具有扁平或弯曲片的形状、圆柱体的形状，可以是箱形或立方体或它们的组合。包括过滤器的直径或高度在内的尺寸可以在100至200mm范围内，包括150mm，但不限于此。流体可以从过滤器的内部到外部或从过滤器的外部到内部穿过过滤器。一层或多层过滤器材料片可以设置在穿孔的基板层上。
根据另一个实施例，可以跨流体的流动方向布置一个或多个缓冲板。根据一个实施例，多个板跨流体的流动方向平行布置并且在垂直于流体的流动方向的方向上相对于彼此偏移，使得流体流围绕缓冲板蜿蜒并且被强制快速改变方向，这使得流体的一种或多种组分的液滴与缓冲板碰撞，在那里它们被收集并与流体分离。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个包括至少一个部分，其垂直于流体的流动的直径分别大于第一或第二容器的入口开口或连接到第一或第二容器的管，使得第一或第二容器中的一个或两个分别在具有较大直径的至少一个部分中包括用于进入第一或第二容器的流体的膨胀容积，导致压缩流体的体积在进入膨胀容积时膨胀并降低流体的流动速度。
因此，流体流动随着容器的横截面的增加而减慢。由于在容器的这一部分中的压力变化，流体的一种或多种组分的液滴形成并由于重力而落到容器的底部，在那里它们可以被收集。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个被布置用于容纳通过连接到第一或第二容器的供应器件供应到第一或第二容器的流体和物质，其中，所述物质是被配置成能够使包括在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物在与所述物质接触时分裂成流体的两种或更多种分离的组分的乳化物或混合物破坏剂。供应器件可以是由控制器控制的定量给料器。控制器可以被包括在连接到所述装置的空气处理单元中。供应器件可以是用于压缩空气的容器。所述物质可以是包括空气的流体。定量给料器可以是诸如止回阀或节流器之类的阀。
根据另一实施例，乳化物或混合物破坏剂包括气体、氢氧化钙(Ca(OH)2)或氢氧化铝(AlOH)，并且流体的一种或多种组分包括以下中的一种或多种：含烃气体、液体、含H2O的气体、液体、含烃物质和H2O的乳化物或混合物、特别是含油和水的乳化物或混合物。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个还包括两个电极，在所述两个电极之间可以施加电压，电极布置成通过电解产生能够将包括在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物分裂成流体的两种或更多种单独的组分的乳化物或混合物破坏物质。通过在相对于彼此隔离的电极之间施加电压，电流在电极之间流动通过流体，引起电解。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个还包括至少一个膜，所述膜布置成将一种或多种组分与流体分离，所述膜被配置成能够让流体的一种或多种组分通过并阻挡流体的一种或多种其它组分。第一容器或第二容器中的一个或两个还包括出口，以排出通过膜的分离的一种或多种组分。
根据另一实施例，第一或第二容器还包括至少一种物质，所述物质被配置成能够将一种或多种组分与流体分离，所述物质被配置成能够吸收流体的一种或多种组分并让流体的一种或多种其它组分通过，第一容器或第二容器中的一个或两个还包括出口，以排出通过所述物质的分离的一种或多种组分。
根据一个实施例，第一或第二容器中的一个或两个包括至少一个过滤器，所述过滤器布置成将一种或多种组分与流体分离，所述过滤器被配置成能够阻挡流体的一种或多种组分并让流体的一种或多种其它组分通过，第一容器或第二容器中的一个或两个还包括出口，以排出通过所述过滤器的分离的一种或多种组分。
根据另一个实施例，第一容器或第二容器中的一个或两个包括可以借助于第一容器或第二容器中的浮子来操作的排出阀，所述浮子布置成漂浮在流体上并且被配置成能够分别根据第一容器或第二容器中的流体的液位来控制排出阀的打开。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个包括被配置成能够提高流体的温度以便增强一种或多种组分从流体的蒸发的加热装置。所述加热装置可以是可控的，以根据流体中待蒸发的一种或多种组分及其蒸发温度和速率将流体的温度保持在特定阈值温度以上或在特定温度范围内，特别是第一温度以上和第二温度以下。特别地，温度范围被确定成使得待分离的流体组分、例如水的蒸发速率足够高，但同时应该保留在流体中的一种或多种组分、例如油的蒸发速率足够低，以避免其蒸发和环境的相关污染。将水与包含油的流体分离的合适温度可以在50℃至90℃的范围内、特别是50℃、60℃、70℃、80℃或90℃。然而，原则上，所述装置也可以在更低或更高的温度下操作。可以考虑控制容器中的压力，例如以预先确定的时间间隔增加容器中的压力并排出蒸发的流体组分。
加热装置可以包括双金属开关或温度传感器，所述双金属开关或温度传感器与第一容器连接并布置成根据流体的温度——特别是如果流体的温度增加到第一温度以上或降低到第二温度以下——控制、特别是接通或关断加热装置。加热装置可以连接到车辆的电池以供电。加热装置可以连接到车辆单元、例如包括车辆的空气干燥器单元的空气处理单元，并且布置成由车辆单元控制、特别地由车辆单元接通或关断，或者对应于车辆单元的操作而被控制。
根据一个实施例，加热装置包括电加热装置或用于将一种流体、比如气体或液体引导到第一容器的热交换器中的一个或多个，所述热交换器与第一容器接触以与其中包含的流体交换热量。电加热装置可以用作主热源，热交换器可以用作次级热源。
根据一个实施例，热交换器包括流体连接结构、比如管，以用于将热量从产生热量的车辆单元传导到热交换器。产生热量的车辆单元可以是例如车辆的压缩机或发动机。
根据一个实施例，所述装置包括布置成至少在两种状态之间切换的阀，所述两种状态包括供应到阀的热量被传导到与第一或第二容器接触的热交换器的状态或供应到阀的热量被传导到另一个热交换器或排放口的状态。
根据一个实施例，所述装置包括用于致动阀的器件，所述器件包括电动马达或蜡马达，使得可以将热量供应到与第一或第二容器接触的热交换器。
根据一个实施例，所述装置包括用于确定第一或第二容器中的流体的液位的器件。用于确定流体的液位的器件可以包括液位传感器、包含在第一或第二容器中的浮子传感器、基于包含在流体中的流体组分(比如油)的估计含量而操作的传感器，所述估计含量可以基于车辆单元(比如空气处理单元)的空气消耗量或吞吐量或基于用于确定被引入车辆的空气处理单元中的空气的湿度的湿度传感器来确定。可以根据由用于确定流体的液位的器件确定的第一或第二容器中的流体的液位来控制以及接通或关断加热装置。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个包括：一个或多个开口，通过所述开口，物质可以被供应到第一或第二容器中的流体以破坏包含在所述流体中的两种或多种组分的乳化物或混合物；以及排放口，通过所述排放口可以排出所分离的一种或多种组分的至少一部分。
所述实施例对包含在流体中的一种或多种尤其液体组分的至少一部分提供了高效分离，所述流体比如是由车辆的压缩机或包括空气干燥器的空气处理单元供应的压缩空气，其难以通过传统手段、比如过滤器来分离。所述装置在车辆系统中非常高效地操作，在该车辆系统中，需要被分离的流体组分具有比待保留在流体中的一种或多种其它组分更低的蒸发温度或沸点，比如来自车辆的压缩机或空气处理单元的压缩空气中所包括的那种混合物中所包含的水与油。通过向第一或第二容器供应用于破坏包含在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物的物质，可以增加流体的液体与气体组分之间的表面，并且可以增强包含在流体中的组分中的至少一种的蒸发。这总体上允许减小装置的尺寸，特别是减小第一或第二容器的尺寸，因为在不增加第一或第二容器的情况下，流体的液体与气体组分之间的表面可以通过乳化物或混合物破坏物质而增加。
供应到第一或第二容器的物质对第一或第二容器中的流体的两种或更多种组分的乳化物或混合物具有乳化物或混合物破坏作用，并且可以是或包括气体、液体或固体或其组合。气体可以是空气或包括O2、CO2、H2等的另一种气体。液体或固体可以由Ca(OH)2或AlOH组成或包括Ca(OH)2或AlOH。气体可以被加压并且可以从车辆单元(如压缩机、空气处理单元或空气干燥器)供应。第一或第二容器中的一个或多个开口可以具有直径，使得物质、特别是气态物质通过它们的转移导致在流体中产生气泡。
根据又一实施例，所述装置还包括用于加热供应到第一或第二容器中的流体的包括气体或气泡的物质的加热装置。包括气体或气泡的被加热的物质在通过流体时具有更高的吸收待与流体分离的组分、例如H2O的能力，并进一步增加流体组分的蒸发速率。
根据另一实施例，第一或第二容器中的一个或两个包括至少一个穿孔片或板片或板，通过所述穿孔片或板片或板可以将气泡供应到流体，所述气泡增加流体的表面，这导致流体的一种或多种组分的蒸发速率的增加。此外，气体在通过流体时将吸收待与流体分离的流体组分，从而增加所述组分的蒸发速率。
根据另一个实施例，所述装置还包括连接到第一或第二容器中的一个或两个的中间冷却器，所述中间冷却器布置成在流体分别进入第一或第二容器之前冷却流体。
根据一个实施例，所述装置还包括控制器，以控制以下中的一个或多个：用于将物质供应到第一或第二容器中的一个或两个的定量给料或供应器件、用于混合第一或第二容器中的一个或两个中的流体的混合器件、用于加热第一或第二容器中的一个或两个中的流体的加热器件、用于从第一或第二容器中的一个或两个中排出流体的排出阀以及将气体供应到第一或第二容器中的一个或两个中的流体中的供应器。
根据另一实施例，所述装置包括催化转化器。催化转化器在排放管线中位于车辆的压缩机与流体的分离的组分的排放口之间的任何点处，包括位于第一或第二容器中。所述催化转化器被配置成能够将压缩空气的碳氢化合物含量的至少一部分氧化成二氧化碳。然后将形成的二氧化碳作为惰性气体排出到周围环境中，而不会像包括气态油和液态油的压缩空气中的碳氢化合物组分那样对环境造成危害。
根据本申请，提供一种用于将流体组分与流体、特别是车辆的压缩空气分离的系统，其包括如上所述的用于将流体组分与流体、特别是车辆的压缩空气分离的装置以及用于压缩空气的容器。用于压缩空气的容器可以通过布置成将空气供应到第一或第二容器的阀连接到所述装置的第一或第二容器。
根据一个实施例，所述系统还包括空气处理单元，所述空气处理单元连接到所述装置，以将已经在空气处理单元中处理的空气供应到所述装置并且被配置成能够控制来自压缩空气容器的压缩空气作为乳化物或混合物破坏剂或物质到所述装置的供应。压缩空气可以增加包含在所述装置的容器中的一个中的一种或多种组分的表面，并破坏包含在流体中的两种或更多种组分、例如水和油的乳化物或混合物。
压缩空气可以通过设置在容器中的一个或多个开口供应到所述装置的容器中的一个，以便产生流体气泡。
根据一个实施例，空气处理单元被配置成能够根据在空气处理单元中处理的空气被供应到用于分离一种或多种组分的装置的时间间隔来控制来自压缩空气容器的压缩空气作为乳化物或混合物破坏剂到所述装置的供应。
根据本申请，提供一种将一种或多种组分与流体、特别是压缩空气分离的方法，其包括：将流体供应到第一容器中，将包含在流体中的一种或多种组分的至少一部分与所述流体分离，将流体供应到第二容器中，将包含在流体中的一种或多种另外的组分的至少一部分与流体分离，以及提供将两个容器互连的调节装置以调节所述流体从第一容器到第二容器的转移。
通过所述方法，可以在彼此连接的两个容器中实现包含在流体中的多种组分的至少一部分的顺序消除，其中，在所述两个容器之间提供调节装置具有的效果是，引入第二容器中的流体和第二容器中的流体的处理可以与第一容器中的物理条件、例如由具有波动压力和/或温度的加压流体的供应而引起的压力或温度变化隔离，这提高了一种或多种组分与第二容器中的流体的分离的效率。因此，可以改善用于消除包含在第二容器中的流体中的一种或多种组分的条件。
根据一个实施例，所述方法还包括控制调节装置以允许或阻止流体从第一容器到第二容器中的转移。因此，优选地在第二容器中的流体的处理已经终止之后并且在第一容器中的条件预期对第二容器中的处理过程几乎没有影响的时间段期间，可以将一批流体周期性地供应到第二容器。例如，用于将流体从第一容器转移到第二容器的优选时间段可以是第一容器中的压力低的时间段，特别是低于预定的压力阈值以最小化加压流体到第二容器中的传播的时间段。另一方面，第一容器中的压力支持流体到第二容器中的转移。
根据另一实施例，所述方法还包括在第一或第二容器中的一个或两个中，进行以下中的一个或多个：使流体通过膜，所述膜被配置成能够让流体的一种或多种组分通过并阻挡流体的一种或多种其它组分；使流体通过过滤器，所述过滤器被配置成能够让流体的一种或多种组分通过并阻挡或吸收流体的一种或多种其它组分；使流体通过吸收物质，所述吸收物质被配置成能够让流体的一种或多种组分通过并吸收流体的一种或多种其它组分；以及至少部分地阻挡或吸收流体的一种或多种组分。可以组合这些操作以获得流体中多种组分的最高效的选择分离。
根据另一实施例，所述方法还包括将物质供应到第一容器或第二容器中的一个或两个，用于破坏包含在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物，以及从第一或第二容器蒸发并排出一种或多种组分的至少一部分。所述方法可以包括将包括在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物分裂成流体的两种或更多种单独的组分。
本实施例提供了对常规手段、如过滤难以分离的包含在流体(例如由车辆的压缩机或空气干燥器供应的压缩空气)中的一种或多种特别是液体组分的至少一部分的高效分离。所述方法对于分离需要被分离并且具有比待保留在流体中的一种或多种其它组分更低的蒸发温度或沸点的流体组分特别高效，例如用于分离如来自车辆的压缩机的压缩空气中所包含的那样的混合物中的水与油。
通过向第一或第二容器供应用于破坏包含在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物的物质，可以增加流体的液体与气体组分之间的表面，并且可以增强包含在流体中的组分中的一种的蒸发。这总体上允许减小装置的尺寸，特别是减小第一或第二容器的尺寸，因为流体的液体与气体组分之间的表面可以通过乳化物或混合物破坏物质而增加。
供应到第一或第二容器的物质对第一或第二容器中的流体的一种或多种组分具有乳化物或混合物破坏作用，并且可以是或包括气体(如空气)、液体或固体或其组合。
根据另一实施例，所述方法还包括提供过滤器或跨流体的流动的一个或多个缓冲板，并且至少部分地分离和排出流体的一种或多种组分。
根据进一步的实施例，所述方法还包括：在第一容器或第二容器中的一个或两个中提供两个电极并且提供与电极连接的电源；将流体分别供应到第一容器或第二容器中，流体与电极接触；向电极施加电压并通过电解在第一容器或第二容器中产生物质，所述物质将包括在流体中的两种或更多种组分的乳化物或混合物分裂成流体的两种或更多种单独的组分；以及将一种或多种组分与流体分离。
根据一个实施例，所述方法包括通过加热流体来提高流体的温度，以增强一种或多种组分从流体中的蒸发。
根据一个实施例，所述方法包括控制与第一或第二容器接触的加热装置，以将流体的温度保持在特定阈值温度以上或在特定温度范围内。
特别地，温度范围被确定成使得待分离的流体组分、例如水的蒸发速率足够高，但同时待保留在流体中的一种或多种组分、例如油的蒸发速率足够低，以避免其蒸发和环境的相关污染。
根据另一实施例，所述方法还包括将气体或气泡通过第一或第二容器中的一个或两个中的一个或多个开口供应到流体，所述气体增加流体的表面和流体的一种或多种组分的蒸发速率。所述气体还可以对包含在流体中的乳化物或混合物具有乳化物或混合物破坏作用。
由于流体的液体组分与气体组分之间的表面增加，气泡可以导致流体的一种或多种组分的蒸发速率增加。此外，当通过流体时，气泡可以吸收待与流体分离的流体组分，从而增加所述组分的蒸发速率。此外，还可以将加热的气体或气泡供应到流体，因为它们在通过流体时具有更高的吸收待与流体分离的组分的能力并且进一步增加了流体组分的蒸发速率。
根据另一实施例，所述方法还包括根据分别由浮子确定的第一容器或第二容器中的流体的液位打开设置在第一容器或第二容器中的一个或两个中的排出阀，以及分别从第一容器或第二容器排出流体。
附图说明
本申请的进一步特征和特性来自以下借助于附图对多个实施例的描述，其中
图l示出了根据第一实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图2示出了根据一个实施例的用于分离流体组分的系统的一个示例；
图3示出了根据另一个实施例的用于分离流体组分的系统的一个示例；
图4示出了根据第二实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图5示出了根据第三实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图6示出了根据第四实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图7示出了根据第五实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图8示出了根据第六实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图9示出了根据第七实施例的用于分离流体组分的装置的一个示例；
图10示出了根据一个实施例的过滤器装置的一个示例；
图l1示出了根据实施例的过滤器装置的示例；
图12示出了根据本发明的用于分离流体组分的装置的一个示例；以及
图13示出了根据一个实施例的将组分与流体分离的方法。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据不同实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的示例。如图1所示的根据第一实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的一个示例包括壳体1，所述壳体1包括由壁或板5隔开的第一容器2和第二容器3。在壁5中设有被配置为分离器阀的调节装置6。流体可以在设置于第一容器2的顶部处的进气端口7处进入壳体1，所述流体比如是加压吹扫空气，加压吹扫空气包括在连接到装置的压缩机或空气处理单元(比如空气干燥器)中产生的空气、气态和液态水、气态和液态油以及固体颗粒。
第一容器2包括具有圆柱形形状的聚结过滤器9。聚结过滤器9的过滤器材料片跨流体的气流定位，流体通过进气端口7进入，然后朝过滤器9的侧壁被引导。过滤器9的上端和下端相对于第一容器2被密封，以避免未经过滤的流体的旁路。
流体中的液滴被捕获在过滤器9的材料片中，并且较大的流体液滴在过滤器9的外表面处聚结。这些液滴中的至少一部分由于重力移动到第一容器2的底部。如果过滤器9被严重污染并且其流动特性减弱，则设置在第一容器2底部处的过滤器安全旁路阀11打开并且通过进气端口7进入第一容器2的吹扫空气通过连接到安全旁路阀11的消音器8直接排出到周围环境中而不通过过滤器9。
在第一容器2中，包括空气、气态水和气态油的流体的组分通过过滤器9至少部分地与包含在流体中的液体和固体组分分离。在常规操作期间，清洁的空气通过消音器8排出到周围环境中，而流体的液体和固体组分被收集在第一个容器2的底部处。
被收集在第一容器2底部处的流体的液体和固体组分被临时转移并储存在包括分离器阀的调节装置6的两个端件12、13或帽之间所限定的空隙或容积10中。分离器阀的两个端件12、13或帽通过杆彼此固定地连接或形成为一件式，并且它们的相对表面之间的距离大于第一容器2的底部和第二容器3的顶部中的分离器阀的两个相应的开口或阀座之间的距离。由于它们的固定连接，所以两个端件12、13可以同时操作。在非工作位置，借助于同心布置的弹簧17，将分离器阀推到向上位置中，使得第二容器3中的开口由相应的端件13关闭，而第一容器2中的开口被打开。在这个位置，第一容器2的底部处的流体的液体组分可以进入形成在第一容器2与第二容器3之间的壁5中的分离器阀的容积10中。
分离器阀提供了第一容器2与第二容器3之间的可控流体连接和分离。可控连接有助于最小化流体(比如通过进气端口7供应的吹扫空气)对第二容器3中的流体处理的影响。当第一容器2与第二容器3之间的连接打开时，压力波动和高气流可以冷却第二容器3中的流体，这可能对发生在第二容器3中的流体的处理过程产生负面影响。此外，第一容器2中的吹扫空气的高压可以迫使包含在第二容器3中的流体排出，包括增加不期望的油排放。通过关闭分离器阀，第二容器3可以与第一容器2和其中的物理条件隔离。
分离器阀的操作由在第一容器2中布置在分离器阀上方的活塞19控制，所述活塞19可以通过控制信号进行操作。控制信号可以是根据活塞19被启动或释放的时间区间来控制分离器阀的位置的时间信号。例如，与所述装置连接的空气干燥器或压缩机可以发送控制信号以致动活塞19，从而使第二容器3中的下阀座打开一定时间区间。这具有如下效果：分别在第一容器2和第二容器3中的开口处的两个阀座之间的容积10内收集的流体被运输到第二容器3。当活塞19被致动使得下阀座以及同时第一容器2中的上阀座打开时，流体在该时间区间期间到第二容器3中的转移受到第一容器2中的超压的支持。该时间区间可以对应于或包括连接到所述装置的空气干燥器或压缩机产生供应到所述装置的压缩吹扫空气的时间段。
活塞19在该时间区间期间的持续致动和运动具有以下效果：上阀座关闭而下阀座保持打开，并且第二容器3中的阀的端件达到离相应阀座的最大延伸。然后，在随后的空气干燥循环开始时，当压缩机再次接通并且空气干燥器发送致动信号的时间区间结束时，阀和活塞被弹簧移回非工作位置。这具有使关闭的上阀座打开而下阀座关闭的效果。
在下一个加载阶段，当上阀座打开而下阀座关闭时，被收集在第一容器2的底部处的更多液体流入阀内部容积10中，并保留在那里，直到下阀座下一次打开。
替代性地，调节装置6的分离器阀可以设置为没有活塞，并且如果第一容器2中的流体的压力足够高，则分离器阀的操作可以通过使加压流体进入第一容器2并推动分离器阀的端件12以打开阀来直接实现。
被收集在分离器阀的内部容积10中并被传送到第二容器3的流体包含包括水、油和水包油乳化物或混合物的组分的混合物。第二容器3被配置成能够蒸发流体中的水组分并因此将水与油和流体中的其它组分(比如颗粒)分离。蒸发的水通过第二容器3的排放口20被选择性地排放到周围环境中。
在潮湿的气候条件下，被收集在第二容器3中的流体的液体组分包含大量的水。为了流体中水的高效蒸发，流体的高温和大蒸发表面是优选的。为了实现高效的蒸发条件，电加热器21布置在第二容器3的底部处以加热第二容器3中的流体。电加热器21由热开关控制，所述热开关允许将第二容器3中的流体的温度控制在较窄的温度范围内。温度范围以及所述范围的最低和最高温度被设置成使得所述范围内的温度足以实现高效的水蒸发，但又低至足以避免流体中的油组分显著蒸发。
此外，第二容器3包括在底部处的穿孔的主鼓泡板23，气体(比如预热空气)被强制通过所述穿孔的主鼓泡板23，所述气体例如从装置的外部的包含压缩空气的容器供应。当气体通过穿孔的主鼓泡板23时形成的气体气泡分布在第二容器3中所包含的流体中，并且提供流体的大蒸发表面，这增强了流体中的水组分的蒸发。气泡还可以促进流体中的乳化物或混合物的破裂。为了进一步增强性能，在穿孔的主鼓泡板23之上设置了次级鼓泡板24。气泡通过次级鼓泡板24并朝向流体的上表面上升。在上升期间，气泡吸收水并进入液态流体的液位上方的气态气氛，这进一步增强了流体中的水组分的蒸发。在第二容器3中液态流体的液位上方的H2O饱和空气通过排放口20排出到周围环境中。可选地，提供防止液态流体组分与排放口20直接接触的防波罩25。防波罩25避免在安装有所述装置的车辆的制动、急转弯或爬坡期间从第二容器3排出流体。
在连接到排放口20的第二容器3的顶部布置过滤器27。排放口20和过滤器27被设计成使得向排放口20运输的气态油的任何冷凝物都被捕获在过滤器27中，所述过滤器可以是例如聚结型过滤器。因此，在过滤器27中收集的气态油的任何冷凝物都流回到第二容器3中的流体的液体组分。此外，排放口20具有竖直取向以便防止任何水或灰尘从外部进入第二容器3。
如图2所示的用于分离流体组分的系统可以包括关于图1描述的装置1。在所述系统中，除了在根据第一实施例的装置1中设置的电加热器21之外，压缩机排放管线31的加热的压缩空气可以用作用于加热第二容器3中的流体以进行蒸发的附加热源。压缩机排放管线31可以包括至少套在其长度的一部分上的隔热装置32。作为来自压缩机33的加热的压缩空气的替代或补充，还可以使用车辆的回温冷却液来加热第二容器3中的流体。这些次级热源中的任何一个的使用都允许减少电加热器21的电力消耗。
如图2所示，由压缩机33产生的压缩空气被供应到空气处理单元34，所述空气处理单元将压缩空气引导到压缩空气的一个或多个消耗者，例如车辆的制动系统。压缩空气通过分流阀36被引导到与第一或第二容器2、3耦合的热交换器38，用于将热量转移到第一或第二容器2、3中的流体，或被引导到与周围环境热接触的旁路热交换器40。根据图1所示的实施例，围绕第二容器3的螺旋形管39布置成与第二容器3接触以形成热交换器38。
分流阀36可以被操作使得当需要能量来加热第二容器3中的流体时，来自排放管线31的加热的压缩空气被供应到装置1的热交换器38，否则就被操作使得当不需要或不期望加热第二容器3中的流体时，例如当装置1的第二容器3中的流体的温度超过阈值时，加热的压缩空气被供应到旁路热交换器40。
作为说明通过在第二容器3中的蒸发将流体中的水组分与流体分离的一个示例，为第二容器3中的流体设定大约70℃的温度，以实现高效的水蒸发，以及流体中的油组分从第二容器3中的可接受的低蒸发和排放。
为了操作分流阀36，包括能够根据温度膨胀和收缩的膨胀材料的热致动器(比如蜡马达42)可以与分流阀36连接。当第二容器3中的流体的温度低于阈值温度时，蜡马达42的膨胀材料收缩并且将分流阀36移动到第一位置，在第一位置中，与第二容器3耦合的热交换器38被供应加热的压缩空气。当温度高于阈值温度时，蜡马达42的膨胀材料延伸并将分流阀36移动到第二位置，在第二位置中，与第二容器3耦合的热交换器38不被供应加热的压缩空气并且来自压缩机33的加热的压缩空气被供应到旁路热交换器40。
当安装有用于将流体组分与吹扫空气分离的装置1的车辆在冷条件下启动时，容纳在第二容器3中的流体中的水组分的蒸发过程可以如下进行。在车辆启动之前的冷条件下，装置1处于环境温度。第二容器3内的流体以及在车辆启动时从其压缩机和空气干燥器供应到装置1的流体通常低于可接受的水蒸发条件的阈值温度。在这种情况下，第二容器3的电加热器21接通，并且蜡马达42已经根据第二容器3的低温将分流阀36移动到使得与第二容器3耦合的热交换器38被供应压缩空气的位置。为了快速加热第二容器3中的流体，两个热源都向第二容器3中的流体供应热量，直到流体的温度超过使得电加热器21关断的、对于高效水蒸发而言的阈值温度。
当电加热器21关断时，第二容器3中的流体的温度仍然低于预定的最高温度。由于蜡马达42保持分流阀36打开，所以继续向第二腔室3供应加热的压缩空气。加热的压缩空气的供应继续，直到流体的温度超过预定的最高温度。然后，蜡马达42的膨胀材料膨胀，使得分流阀36关断加热的压缩空气到装置热交换器38的流动、而将排放管线31与旁路热交换器40连接。由于蒸发的水持续蒸发并通过排放口20排出以及散热，所以第二容器3中的流体的温度随后降低到低于阈值温度。然后，蜡马达42中的膨胀材料收缩，使得分流阀36将排放管线31与装置热交换器38重新连接并且热量再次被供应到第二容器3。
如果蒸发过程的功率需求超过由来自排放管线31的加热的压缩空气提供的热量的能力，例如，如果由于非常潮湿的天气条件而由装置1收集了极限量的水并且流体的温度持续降低，则电开关接通电加热器21，并且来自两个热源的热量可以被供应到第二容器3。如果温度随后超过阈值温度，则电加热器21再次关断。
所描述的控制过程规定，例如在来自排放管线31的加热的压缩空气中传输的余热的使用优先于电力的使用。为了稳健操作，在分流阀36处的加热的压缩空气的温度必须高于流体的目标温度。这可以通过适当地确定排放管线的长度和相应的隔热装置32来实现。
如图3所示的用于分离流体组分的系统可以包括关于图1描述的装置1。所述系统包括空气处理单元34，所述空气处理单元34包括一种或多种干燥剂和油过滤器47以净化和干燥来自用于压缩空气的容器43的压缩空气。可以连接到压缩机的容器43供应压缩空气，所述压缩空气通过干燥剂和油过滤器47，随后通过空气处理单元34的阀48排出，然后被供应到第一容器2的进气端口7，在那里执行流体的一种或多种组分的分离。
还可以经由空气处理单元34将压缩空气从容器43供应到连接到第二容器3的流体供应部44。流体供应部44可以包括第二容器3中的一个或多个开口，这些开口被提供以产生被引入到流体中的气泡。来自容器43的压缩空气可以用于增加流体组分中的一种的表面，特别是流体中包含的油的表面，以便破坏流体中包含的水油乳化物或混合物并由于流体表面的增加而增强流体中的水组分的蒸发。
第二容器3还包括上面关于第一实施例描述的鼓泡板23。当压缩空气通过穿孔的鼓泡板23时形成的气泡分布在第二容器3中所容纳的流体中，并且提供了流体的大蒸发表面，这增强了流体中的水组分的蒸发。
压缩空气向容器3的供应由空气处理单元34通过布置成打开或关闭到流体供应部44的供应管线的阀45控制。例如，通过流体供应部44的加压空气的供应可以被控制成与加压空气通过进气端口7到第一容器2中的供应相对应，即在加压空气已经被供应到装置1以用于分离其组分中的一种或多种、例如水时以及当需要蒸发第二容器3中的水时的时间区间。空气处理单元34的控制器49还可以在需要蒸发第二容器3中的水的相应的时间区间以及在需要提高第二容器中的流体温度以获得由温度传感器46确定的适当的蒸发条件时将电力施加到电加热器21。
替代性地，图3中所示的系统可以具有修改的配置，其中用于压缩空气的容器43经由供应管线与第二容器3的流体供应部44直接连接而不通过空气处理单元34。来自用于压缩空气的容器43的空气的供应可以通过设置在供应管线中的阀根据修改的配置来控制。阀可以由空气处理单元34的控制器49控制。
图3中所示的系统还可以包括上面关于图1和2或其余图中所示的实施例描述的其它特征中的一个或多个。
图4示意性地示出了根据第二实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的另一个示例。所述装置可以具有与根据图1所示的第一实施例的装置1相同或相似的结构。相同或相似的特征由相同的附图标记表示。类似于根据第一实施例的装置，根据第二实施例的装置可包括壳体1，所述壳体具有由布置有调节装置6的壁5隔开的第一容器2和第二容器3。然而，这是可选的，并且调节装置6和单独的容器也可以省去。
在装置的进气端口7处，流体可以被供应到第一容器2，该流体比如是来自压缩机的吹扫空气，其可以包括空气、气态和液态水、气态和液态油、水/油乳化物或混合物和固体颗粒。供应的流体可以由中间冷却器52冷却，所述中间冷却器52布置在装置的上游并用于通过使流体中的气体组分由于冷却而冷凝来预处理流体，以增加流体中的液体组分的量并减少流体中的气体组分的量，特别是油和水。
类似于第一实施例，第一容器2包括至少一个过滤器9、如聚结过滤器，以用于将一种或多种气体组分与流体分离。用于将流体的一种或多种组分与流体分离的附加过滤器或其它器件、例如螺旋流体路径或缓冲板也可以布置在第一容器2中。特别地，第一容器2可以包括一个或多个单层或多层聚结过滤器，以将一种或多种气体组分与流体分离并促进其它组分(比如油或水)的液滴在其表面上的形成。流体的气体组分、例如清洁的空气通过消音器8排出到周围环境中。主要包括液体组分、可能包括由流体的两种或更多种液体组分形成的一种或多种乳化物或混合物的剩余流体被收集在第二容器3中。
第二实施例的第二容器3被布置用于处理包括在流体中的乳化物或混合物。特别地，第二容器3连接到控制器58和定量给料器60。控制器58被配置成能够向定量给料器60发送信号以将指定量的物质62、例如乳化物或混合物破坏物质供应到第二容器3中。乳化物或混合物破坏物质62可以是例如流体、特别是液态流体或固体，但也可以是比如空气之类的气体。乳化物或混合物破坏物质62将乳化物或混合物分裂成两种或更多种单独的组分。例如，包含水和油的乳化物或混合物被分离成水和漂浮在水上的油。此外，在第二容器3中设置被配置成能够将乳化物或混合物破坏物质62分布在流体中的混合器64。混合器64以及提供用于加热第二容器3中的流体的加热装置65由控制器58控制。在乳化物或混合物破坏过程完成之后，控制器58将信号提供给排出阀66以打开，使得包括一种或多种已经用乳化物或混合物破坏物质62处理的组分的流体排出到分离器装置68。分离器装置68被配置成能够将流体的组分中的一种、例如包含油的组分与包含水的另一种组分分离，并将分离的组分收集在储存器70中。流体的其它组分、例如水可以通过出口72释放到周围环境。由于过程涉及液态水，因此需要对流体进行适当加热才能在低温下操作。
分离器装置68和储存器70可以集成到一个容器中。例如，吸油的纤维状亲油聚丙烯可以用作分离器装置68，以将组分、比如油与流体分离。未被分离器装置68吸收的流体的另一组分、例如水通过出口72释放。代替上述吸收材料，分离器装置68还可包括以下中的一个或多个：一个或多个过滤器、膜和用于将流体的一种或多种组分与流体分离的其它吸收材料。
附加地，第二容器3可以包括一个或多个单层或多层聚结过滤器。替代性地或附加性地，第一容器2或第二容器3可以布置成借助于第一或第二容器2、3中的膨胀容积或调节装置来减慢空气速度以促进形成流体的一种或多种组分的液滴。多个缓冲板或这些装置的组合可以用于第一容器2或第二容器3中的一个或两个中。
图5中示出了根据第三实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的另一个示例。它包括类似于分别在图1和4中示出的根据第一和第二实施例的装置的类似结构。与图1和4中相同的部分由相同的附图标记表示。类似于根据第三实施例的装置，包括具有第一容器2和第二容器3的壳体。如所描述的调节装置可以设置在第一与第二容器2、3之间。根据图5所示的实施例，第一容器2的配置对应于根据图4的实施例中所示的第一容器2的配置。
根据第三实施例的装置的第二容器3的配置类似于根据第二实施例的第二容器3的配置，但是包括一些不同之处，与第二实施例相比，由定量给料器60供应固体乳化物或混合物破坏物质62、例如盐(Ca(OH)2)。盐将包含水和油的乳化物或混合物分裂成水和漂浮在水上的油。附加地，加压空气可以通过阀69被引入到第二容器3中。此外，在乳化物或混合物破坏过程之后，在第二容器3中，流体通过阀被提供到滤筒67，该滤筒67包括(CaCO3)作为材料以用于在流体被引入分离器装置68中之前过滤固体颗粒。分离器装置68被配置为类似于第二实施例的分离器装置68，但是也可以不同地配置。此外，根据第三实施例，加压空气可以被供应到流体。
图6示出了根据第四实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的另一个示例。与前述实施例相比，根据第四实施例的装置包括更简单的结构。
与图1、4和5中相同的部分由相同的附图标记表示。类似于根据第一和第二实施例的装置，根据第四实施例的装置包括具有第一容器2和第二容器3的壳体。如上所述的调节装置可以设置在第一与第二容器2、3之间，尽管未在图6中示出。根据图6所示的实施例，第一容器2的配置对应于关于根据图1、4和5的实施例描述的第一容器2的配置。
在根据第四实施例的装置中，不提供乳装液或混合物破坏物质的供应。相反，在第二容器3中提供分离器装置68，其被配置成能够将包含在第二容器3中的流体的组分中的至少一种、例如包含油的组分与包含水的另一组分分离并且将分离的组分收集在储存器70中。流体的其它组分、例如水可以通过出口72排出到周围环境中。
图7示出了根据第五实施例的用于将流体组分与流体分离的装置的另一个示例。根据第五实施例的装置包括第二容器3，其具有与先前所示的实施例中不同的配置并且被布置用于通过电解产生乳化物或混合物破坏物质。
与图1-6中相同的部分由相同的附图标记表示。类似于根据第一至第四实施例的装置，根据第五实施例的装置包括具有第一容器2和第二容器3的壳体。如上所述的调节装置可以设置在第一与第二容器2、3之间，尽管未在图7中示出。根据图7所示的第五实施例，第一容器2的配置对应于前述实施例中所示的第一容器2的配置。第二容器中与流体分离的空气或另一种气体组分可以通过连通到第二容器2的排放口74排出。
第二容器3被布置用于接收从第一容器2提供的流体。流体可以是水、油的混合物并且可以包括稳定的水油乳化物。第二容器3包括圆锥形形状并且连通到由第二容器3的分隔壁78形成的通道76。分隔壁78用于形成进料通道。第二容器3的圆锥形形状为浮子79提供了界面。在第二容器3的底部处设置形成阳极和阴极的两个电极81、82。例如，阳极可以由铝形成，而阴极可以由铁形成。电极81、82由绝缘材料隔开以避免短路。电极81、82连接到电位，因此当在电极81、82之间施加电压时会产生电流。电流产生AlOH微颗粒，这些微颗粒能够从水包油乳化物或混合物中提取和收集微油滴。因此，电解可以用于将水和油的稳定乳化物分离成其相应的分离的组分。该过程连续运行，直到流体的顶部的浮子79达到指定高度水平。浮子79与排出阀84连接，当浮子达到第二容器3中的预定的高度水平时，排出阀84打开。然后，包括水、油和固体AlOH颗粒的混合物的流体从第二容器3释放。排出的流体和固体AlOH颗粒通过粗过滤器86进行处理，在粗过滤器86处将AlOH颗粒从流体中去除。水和油被纤维状聚丙烯或类似材料的亲油性疏水性材料87处理。纤维材料能够选择性地吸收流体的油组分，同时使水通过。由于水被充分净化，因此它可以通过出口端口88排出到周围环境中。
图8和图9描述了包括至少一个膜90的分离器装置的两个实施例，所述膜90被配置成能够将水与油分离。这些分离器装置可以用于根据先前描述的实施例的流体分离装置。
根据图8所示的分离器装置的实施例，容器包括亲水性疏油性分离膜90。在这种情况下，供应给容器和膜90的水通过膜表面，而油保留在膜表面。膜90的表面可以被配置成能够将保留的油引导到油储存器。容器和设置在其中的膜90被设计成使得形成包括膜90的空腔或凹部，水由于重力在所述膜90处聚集。这样，可以避免水转移到油储存器。这种类型的膜溶液是有利的，因为油自然地倾向于漂浮在水上，因此提供了水与膜表面的接触。
根据图9中所示的分离器装置的实施例，容器包括竖直定位的亲油性疏水性膜91。水自然地倾向于向储存器的底部下沉，而油漂浮在水上。布置在容器壁的上部或形成容器壁的一部分的膜91保持水，而油可以通过膜91释放到油储存器。所述分离器装置包括液位控制器，液位控制器被配置成能够控制容器内的水位不会过高，如果水位过高则漂浮在水面上的油不能与膜接触。在底部处，容器包括用于排出水的阀92。
在根据上述实施例的装置中，特别是在第一容器2和第二容器3中，可以使用不同类型的过滤器和过滤方法。例如，根据要求可以包括一个或多个单层或多层聚结过滤器、由于容器中提供的膨胀容积或节流阀而导致流体流的速度减慢从而导致形成通过重力而落到容器的底部的流体组分的液滴的容器设计、缓冲板的布置、旋风分离器或这些装置和功能的组合。
图10示出了可以用于上述过滤器中的一个或多个的过滤器材料片的一个实施例的横截面。过滤器材料片包括多层，所述多层包括至少两个过滤器材料层94，所述至少两个过滤器材料层94与至少两个金属或塑料编织织网层95交替并且附接到厚过滤器材料层，所述厚过滤材料层可以是与这两个过滤器材料层相同的材料。两个金属或塑料编织织网层95可以包括0.2mm的丝厚度。这种层组合显示出了非常好的分离性能。
此外，可以使用如图11所示的包括褶皱状过滤器材料片96的过滤器，以用于前述实施例中描述的过滤器中的一个或多个。图11在右上方示出了包括褶皱状过滤器材料片96的过滤器，其中，褶皱状过滤器材料片96包括在细过滤器材料层98上的粗过滤器材料排流层97。在图11所示的实施例中在左下方，褶皱状过滤器材料片96与一个或多个粗过滤器材料排流层99组合。如图11右下方所示，还可以将褶皱状过滤器材料片与一包括多层的过滤器材料片组合，所述多层包括如图10中所描述的与至少两个金属或塑料编织织网层95交替的至少两个过滤器材料层94。
上面关于图10和11描述的过滤器可以包括可以跨流体的流动方向定位的聚结过滤器材料片。聚结过滤器材料片被配置成使得通过过滤器的流体的液滴被捕获在过滤器材料片中并且较大的液滴在过滤器材料片的外表面处聚结。
过滤材料片可以以不同方式相对于装置中的流体的流动方向定位。例如，如果过滤器包括圆柱形设计，则流体可以被引导通过设置在圆柱体顶部或底部表面的过滤器材料片，然后可以在通过位于圆柱体顶部或底部表面的过滤器材料片之后通过过滤器的侧壁离开过滤器。替代性地，流体的流动可以通过过滤器的侧壁进入到过滤器中，然后流经过滤器顶部侧和底部侧的过滤器材料片。
此外，过滤器材料片可以相对于流体的流动方向成一定角度布置。角度可以在0到90°之间，包括10°、45°、60°、75°或90°。
此外，过滤器可以包括在穿孔的基板上滚卷的一层或多层过滤器介质片。
图12示出了安装在容器中的跨流体的流动的缓冲板的布置。缓冲板的布置可以例如靠近上面关于多个实施例描述的第一容器2或第二容器3的入口定位。根据图12所示的实施例，多个缓冲板跨流体的流动方向平行地布置并且在相对于流体的流动方向垂直的方向上彼此偏移，使得流体流被迫绕缓冲板蜿蜒并快速改变方向，这使得流体的一种或多种组分的液滴与缓冲板碰撞，在那里它们被收集并与流体分离。
图13描述了分离流体的一种或多种组分以净化一种或多种组分并排放或排出它们并收集和处置流体的其它组分的一个示例性方法。所述方法可以在根据先前描述的实施例的一个或多个装置中执行。根据该方法100，在第一步骤120中，例如包含来自车辆的空气干燥器或压缩机的吹扫气体的流体被引入装置的第一容器中。流体可以包含气态水和油以及液态水和油滴以及固体颗粒。可选地，流体可能已经在先前的步骤110中被冷却，以便至少部分地冷凝流体的气体组分、例如气态油。该冷却步骤可以在第一容器外部在中间冷却器中执行。在该方法的第二步骤130中，使用以下过滤方法将流体的一种或多种气体组分至少部分地与流体分离：比如聚结过滤、由于流体在膨胀容积中的流动速度降低而形成液滴、通过缓冲板分离流体组分或上述其它过滤方法，或其组合。在与流体分离之后，可以将一种或多种气体组分排出到周围环境中。在进一步的可选步骤140(由虚线表示)中，主要包括液态水和油以及固体颗粒的剩余流体被转移到第二容器。可选地，在随后的步骤150中，可以执行乳化物或混合物破坏过程，其包括将乳化物或混合物破坏物质供应到第二容器中或使用电解在容纳上述流体的容器中直接形成乳化物或混合物破坏物质。作为另外的选择，包含在流体中的固体颗粒在随后的步骤160中被过滤或吸收。然后，在另一步骤170中，包含在流体中的一种或多种液体组分与流体分离。分离可以通过使用对流体的一种或多种组分的选择性过滤、吸收或蒸发或这些步骤的组合来执行。可以参考其它实施例如上所述进行分离。此后，在步骤180中，可以将流体的一种或多种净化组分(比如水)排出到周围环境中，并且可以在步骤190中收集流体的包括油的剩余组分。所描述的方法步骤的顺序可以改变。
可以在不脱离本发明的范围的情况下对上述实施例提供多种修改。
附图标记列表
1壳体
2第一容器
3第二容器
5壁
6调节装置
7进气端口
8消音器
9聚结过滤器
10空隙
11安全旁路阀
12阀的端件
13阀的端件
17弹簧
19活塞
20排放口
21电加热器
23鼓泡板
24次级鼓泡板
25防波罩
27过滤器
31排放管线
32排放管线隔热装置
33压缩机
34空气处理单元
36分流阀
38热交换器
39螺旋形管
40旁路热交换器
42蜡马达
43用于压缩空气的容器
44流体供应部
45阀
46温度传感器
47干燥剂或油过滤器
48阀
49控制器
52中间冷却器
58控制器
60定量给料器
62乳化物或混合物破坏物质
64混合器
65加热装置
66排出阀
67滤筒
68分离器装置
69加压空气阀
70储存器
72出口
74排放口
76通道
78分隔壁
79浮子
81电极
82电极
84排出阀
86过滤器
87亲油性疏水性材料
88出口端口
90膜
91膜
92阀
94过滤器材料层
95编织织网层
96褶皱状过滤器材料片
97粗过滤器材料排流层
98细过滤器材料层
99粗过滤器材料排流层

Claims (11)

1.一种用于将流体组分与车辆的压缩空气分离的装置，其包括：用于容纳压缩空气的第一容器(2)，第一容器(2)布置成能将包含在压缩空气中的一种或多种气态组分的至少一部分与压缩空气分离；以及第二容器(3)，第二容器(3)布置成在将所述一种或多种气态组分的至少一部分分离之后能将包含在剩余的压缩空气中的一种或多种组分的至少另一部分与剩余的压缩空气分离，这两个容器(2、3)仅通过调节装置(6)流体互连，所述调节装置(6)适于对剩余的压缩空气的至少一部分从第一容器(2)到第二容器(3)的转移进行调节，
其中用于从第一容器接收剩余的压缩空气的空隙(10)形成在第一容器(2)中的开口与第二容器(3)中的开口之间，以及所述调节装置(6)包括：第一端件(12)，第一端件(12)能够与第一容器(2)中的开口接触，使得第一容器(2)中的开口能够被打开和关闭；以及第二端件(13)，第二端件(13)能够与第二容器(3)中的开口接触，使得第二容器(3)中的开口能够被打开和关闭，其中，这两个端件(12、13)耦合在一起，使得当这两个开口中的一个关闭时，另一个打开；其中，调节装置(6)配置为分离器阀，所述分离器阀包括所述第一端件(12)、所述第二端件(13)和用于固定连接第一端件(12)和第二端件(13)的杆，以及第一端件(12)和第二端件(13)的相对表面之间的距离大于第一容器(2)底部和第二容器(3)顶部中的分离器阀的两个相应的开口或阀座之间的距离，
其中在非工作位置，借助于同心布置的弹簧(17)，将分离器阀推到向上位置中，使得第二容器(3)中的开口由第二端件(13)关闭，而第一容器(2)中的开口被打开。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调节装置(6)能够被控制，使得压缩空气的至少一部分从第一容器(2)到第二容器(3)中的转移被允许或阻止。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述调节装置(6)适于根据向第一容器(2)或第二容器(3)的压缩空气的供应而致动，使得所述调节装置(6)被打开以将压缩空气从第一容器(2)供应到第二容器(3)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，第一容器(2)和第二容器(3)中的一个或者第一容器(2)和第二容器(3)两者包括以下中的一个或多个：一个或多个过滤器、跨流体的流动方向布置的一个或多个缓冲板、用于压缩空气的螺旋流动路径，在所述过滤器、缓冲板或螺旋流动路径中，包含在压缩空气中的一种或多种组分的至少一部分与压缩空气分离，第一容器(2)和第二容器(3)中的一个或者第一容器(2)和第二容器(3)两者还包括出口，以排出所分离的一种或多种组分的至少一部分。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，第二容器被布置用于容纳压缩空气和物质(62)，该物质(62)通过连接到第二容器的供应器件(60)相应地被供应到第二容器，其中，该物质是乳化物或混合物破坏剂，该乳化物或混合物破坏剂被配置成：能够使包含在压缩空气中的两种或更多种组分的乳化物或混合物在与该物质(62)接触时至少部分地被分裂成压缩空气的两种或更多种单独的组分。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其中，第二容器包括加热装置(21、39、65)，利用所述加热装置(21、39、65)能够提高压缩空气的温度，以通过蒸发将一种或多种组分的至少一部分与压缩空气分离，其中，所述加热装置(21、39、65)是可控的，以将压缩空气的温度保持在阈值温度以上或保持在一温度范围内。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其中，第二容器包括一个或多个开口，通过所述一个或多个开口，物质能够被供应到压缩空气以增加压缩空气的表面以及压缩空气的一种或多种组分的蒸发速率。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其中，第二容器包括至少一个穿孔鼓泡板(23、24)，通过所述鼓泡板(23、24)能够将气泡供应到压缩空气，所述气泡增加压缩空气的表面并增加压缩空气的一种或多种组分的蒸发速率。
9.一种用于将流体组分与车辆的压缩空气分离的系统，其包括：根据前述权利要求中任一项所述的装置，和
用于压缩空气的容器(43)，用于压缩空气的容器(43)通过布置成将空气供应到第二容器(3)的阀而连接到所述装置的第二容器(3)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统还包括空气处理单元(34)，所述空气处理单元(34)连接到所述装置，以将在空气处理单元(34)中处理的空气供应到所述装置，并且被配置成能够控制来自用于压缩空气的容器(43)的作为乳化物或混合物破坏物质的压缩空气到所述装置的供应。
11.一种用于通过根据权利要求1-8中任一项所述的装置将流体组分与车辆的压缩空气分离的方法，其包括以下操作：
将压缩空气供应到第一容器中；
将包含在压缩空气中的一种或多种气态组分的至少一部分与压缩空气分离；
将由所述多种气态组分的至少一部分的分离产生的剩余的压缩空气的至少一部分供应到第二容器中；
在第二容器中，将包含在剩余的压缩空气中的一种或多种组分的至少另一部分与所述剩余的压缩空气分离；
其中将剩余的压缩空气的部分供应到第二容器中的步骤包括：
使用调节装置形成在两个容器之间的仅流体互连，以对剩余的压缩空气的部分从第一容器到第二容器的转移进行调节，
包括打开与第一容器中的开口接触的所述调节装置的第一端件(12)，使调节装置的第二端件与第二容器中的开口相接触以关闭它，在第一容器中的开口和第二容器中的开口之间形成的空隙中接收剩余的压缩空气的部分，使调节装置的第一端件与第一容器中的开口接触以关闭它，以及打开与第二容器中的开口接触的调节装置的第二端件，以便在空隙中剩余的压缩空气的部分能够进入第二容器；
其中，调节装置(6)配置为分离器阀，所述分离器阀包括所述第一端件(12)、所述第二端件(13)和用于固定连接第一端件(12)和第二端件(13)的杆，以及第一端件(12)和第二端件(13)的相对表面之间的距离大于第一容器(2)底部和第二容器(3)顶部中的分离器阀的两个相应的开口或阀座之间的距离，
其中在非工作位置，借助于同心布置的弹簧(17)，将分离器阀推到向上位置中，使得第二容器(3)中的开口由第二端件(13)关闭，而第一容器(2)中的开口被打开。
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