CN1671464A - 带有整体除油过滤器的离心式干燥剂滤筒 - Google Patents

带有整体除油过滤器的离心式干燥剂滤筒 Download PDF

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Abstract

一种用于从压缩空气系统中去除湿气和油的空气干燥器组件，包括容纳在壳体中的干燥剂材料，其用于在压缩空气从中穿过时吸收湿气。在入口和出口之间设有聚结件，用于去除压缩空气中的油雾。止回阀平行于聚结件设置，并可在空气从入口流向出口时迫使压缩空气流经聚结件。在净化或逆向流动期间，压缩空气绕过聚结件，并去除经由入口而收集在滤筒中的油。

Description

带有整体除油过滤器的离心式干燥剂滤筒
发明背景
本发明涉及一种压缩空气系统，更具体地涉及一种可去除湿气和油的用于压缩空气系统的空气干燥器组件。本发明特别适用于采用压缩空气来选择性地控制车辆制动的施加的车辆压缩机系统，以及与车辆相关的其它气动系统。
压缩空气系统用在传统的制动系统中，例如提供和保持处于压力下的空气，以便操作车辆的制动系统和辅助空气系统。压缩空气系统中的水、颗粒和油均可能导致部件性能下降，并且会妨碍系统的最佳运行。因此，通常在系统中结合有空气干燥器，以便从压缩空气中去除水分。空气干燥器在污染物进入到系统中之前收集并去除这些固体、液体和蒸气形式的空气系统污染物。空气干燥器为制动系统的部件输送清洁的干燥空气，从而提高了系统的寿命并降低了维护成本。
为了润滑压缩机的轴承和其它部件，空气制动压缩机通常从车辆发动机中获得供油。如所理解的那样，在压缩机中保存油是很困难的，油不时地会夹杂在离开压缩机的压缩空气流中。现代的空气干燥器使用了干燥剂材料，其可在水蒸气穿过从压缩机至储缸或下游部件的空气管线时吸收水蒸气。油会对干燥剂的工作和效率产生负面影响，因此通过使用能有效除油的过滤元件或滤油器来减小油对干燥剂的污染是很重要的。
另外，可买到的干燥剂型空气干燥器提供了允许更换干燥剂材料的结构。干燥剂材料的周期性更换是必要的，这是因为在使用中，干燥剂材料会被油等污染物所覆盖，这最终会降低其水蒸气保持特性。由于空气干燥器的其它部件具有较长的使用寿命，因此希望有用于选择性地更换干燥剂材料的方便系统。例如，离心式(spin-on)干燥剂型空气干燥滤筒类似于传统机动车辆的滤罐形式的离心式机油滤清器。载荷板具有中心螺孔，使得可将整个可换空气滤筒单元旋拧在从车辆安装面中延伸出来的直立螺丝套上。
油聚结件(oil coalescing element)可去除进入到离心式干燥剂滤筒中的大部分雾状油和液态油。令人遗憾的是，已知设计没有充分地解决从滤筒内去除所聚集的油的问题。例如，净化流系统引导气流沿反方向或向回地流经油聚结件，以便从干燥剂中去除所夹杂的油。然而，拙劣的设计可能会导致干燥剂泄漏，降低从滤筒内去除的油量，从而导致干燥剂的寿命下降，并最终会对压缩空气系统的性能造成负面影响。
这样，在本技术领域中着存在一种持续的需求，即有效地消除压缩空气系统的空气干燥器组件中的干燥剂污染，从干燥器组件中去除污染物，并且保存干燥剂。
发明概要
本发明提供了一种用于从压缩空气系统中去除湿气和油的改良的空气干燥器组件，其能够以简单且经济的方式来满足上述及其它需求。
更具体地说，本发明的一个示例性实施例包括容纳在壳体中的干燥剂材料，其可在压缩空气从中穿过时去除湿气。在干燥剂材料的上游设置了入口，在其下游设置了出口。在入口中设有聚结件，其具有用于从压缩空气中至少去除油雾的聚结材料。平行于入口中的聚结件而设置了止回阀。该止回阀可在空气从入口流向出口时迫使压缩空气穿过聚结件，而在净化空气从出口流向入口时可使压缩空气绕过聚结件。
在本发明的一个实施例中，支撑件有利地将聚结件和止回阀固定在壳体中。
在另一实施例中，偏压组件对壳体中的干燥剂材料施加了压紧力。
本发明的另一方面还提供了一种从滤筒内去除油雾和液态油的方法。该方法包括引导进入空气穿过聚结件并在逆向净化流动期间绕过聚结件的步骤。
在结合附图并阅读了下述描述和所附权利要求之后，本领域的技术人员可以清楚本发明的其它优点和益处。
附图简介
本发明可采用一些部件和部件布置的物理形式，在下述介绍中将详细地描述本发明的一个优选实施例。
图1是根据本发明的离心式干燥剂滤筒的纵向剖视图。
图2是离心式干燥剂滤筒的另一优选实施例的纵向剖视图。
发明的详细描述
图1显示了根据本发明而形成的空气干燥器，其整体上由标号10表示。应当理解，空气干燥器组件的其它部件在本领域中是众所周知的，例如如美国专利No.5622544中所示并介绍的那样，其公开内容通过引用结合于本文中，因此在这里认为不需要进一步讨论。本发明的离心式滤筒包括优选为杯形的第一壳体即外壳12。也就是说，第一端即封闭端14形成了圆顶，而第二端即敞开端16被密封式地固定在载荷板20上。载荷板包括入口22，其可使来自压缩机(未示出)的压缩空气穿过滤筒，在滤筒中去除空气流中的污染物和湿气。在载荷板20上还形成了第二通道即出口24，其在一个实施例中位于中央位置处。出口24与下游部件如储气室(未示出)相通，清洁且干燥的压缩空气保存在储气室中，直到压缩空气系统需要它时为止。
第二壳体即内壳30封装了珠粒形式的干燥剂材料34。内壳包括中央壁或圆柱件部分32，其从支撑壁部分36的一个表面中向外延伸出来。支撑壁具有一组孔38，其尺寸制成为可使空气流入到干燥剂层上。从支撑壁部分的另一表面中延伸出了支撑环部39。除了沿着支撑壁部分36的周边向下突出的凸缘40之外，环部39将内壳30定位在滤筒组件10的外壳12中。
干燥剂材料34优选填满了内壳30与外壳12之间的空腔或空间。也就是说，干燥剂材料34容纳在内壳30中，并填满圆柱壁部分32与外壳12之间的环形间隙。带孔的材料或织物50是透气的，其通过一定的方式将干燥剂材料保持在支撑壁部分36上，这种方式是传统的方式，因此不需要在织物50和带孔支撑壁的结构和操作方面进行进一步的讨论。
偏压件如弹簧52对干燥剂层施加压紧力。在该实施例中，弹簧52与环壁部分39相接合，并朝外壳12的封闭端14推动内壳30。弹簧52的另一端沿着内缘部分62与内支撑件部分60相接合，该内缘部分62在出口24的周围与载荷板20密封式接合。内支撑件部分60从载荷板20中延伸出来，并包括径向壁部分64，其沿着周边终止于轴向延伸的凹槽66中。凹槽66固定了聚结层或聚结件70的第一端即上端。聚结层70优选是具有均匀席料或毡料的微玻璃纤维或玻璃丝材料。当空气在进入干燥剂层之前从出口22中经过聚结层70时，聚结层70可捕获或聚结油或油雾。在一个实施例中，聚结件70的上端72容纳在内支撑件60中，而第二端即下端74与载荷板20间隔开。这便形成了径向通道80，其可选择性地透过气流，这可通过下面的介绍而更加清楚。
芯吸材料82如开孔聚酯材料封闭或包围了聚结件70和通道80。如图1所示，芯吸元件82延伸跨过形成于环形凹槽66、内支撑件60和载荷板20之间的整个间隙。芯吸材料82具有多孔结构，其允许空气流经芯吸元件82并用来抽取聚结在聚结件70中的油，使之沉降在径向设置于聚结件82和外壳12之间的下凹区域84中。
单向流动的控制装置或止回阀90与净化出口通道80相关。该止回阀可防止来自入口22的气流进入到净化出口中。这样，所有进入气流在到达干燥剂层之前都必须穿过聚结件70。另一方面，当有逆向流或净化流时，止回阀90可自由地开启。如本领域中已知的那样，逆向流或净化流周期性地穿过干燥剂层，以便使干燥剂材料再生，并将所吸收的湿气带到系统之外，即清除所收集的污染物和湿气。通过将止回阀90设置成平行于聚结件70，气流就将从入口22经由聚结件70而流向出口24，而净化流在由出口24流向入口22时使气流穿过止回阀90。这一流动路径使净化空气在其净化路径中绕过聚结件70，同时抽取暂时收集在区域84中的聚结油。这些油可穿过芯吸元件82而移动，并且运动到止回阀90之外，在这里其与外部环境、大气或其它所需的部位相通。这样，含油空气穿过用于去除油或油蒸气的聚结件70，而净化气流不用回流过聚结件便可去除所聚结的油。
图2是本发明的另一实施例，其显示了可采用的、同时包含了本发明的新颖概念的各种变化。出于简明且方便理解的目的，采用带撇号(’)的相同标号来表示相同的元件，采用新的标号来表示新的元件。具体地说，外壳12’容纳有内壳30’，内壳30’经过略微的改动而包含有通常为圆柱形的外壁92，壁92在第一端即上端处被压板94所封闭。压板94允许在外壳的封闭端14’和保持于内壳32’中的干燥剂层34’之间设置偏压弹簧52’。
另外，内壳的下壁部分36’具有锥形中央部分96，其可增大容纳于内壳32’中的干燥剂材料的体积。还应当理解，带孔织物材料50’将干燥剂珠粒保持在内壳32’中，并可防止珠粒穿过支撑壁部分36’中的孔38’。在这里，支撑壁部分36’由两个部分形成，即设于壁32’和92之间的外环部分，以及尺寸适于容纳在平头锥形壁96的底部处的内部。
如所理解的那样，聚结件70’仍平行于清洁出口80’和止回阀90’来设置，使得从入口22’流向出口24’的空气必须经过聚结件70’。另一方面，从出口24’流向入口22’的逆向净化流能够绕过聚结件70’，并从滤筒中去除通过止回阀90’而收集在区域84’中的油。
在上文中已经参照所示实施例来介绍了本发明。显然，他人在阅读和理解了上述详细描述后可以领会到本发明的修改和变更。例如，滤筒可以不是离心式滤筒，或者可在不脱离本文所述的本发明精神和范围的前提下采用多种其它的结构、构造材料和所流经的流动路径。本发明应当理解成包括了所有这些变更和修改，只要它们处于所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (28)

1.一种用于从压缩空气系统中去除湿气和油的空气干燥器组件，包括：
壳体；
容纳在所述壳体中的干燥剂材料；
设于所述干燥剂材料的上游的入口；
设于所述干燥剂材料的下游的出口；
设于所述入口中的聚结件，其具有用于至少去除压缩空气中的油的聚结材料；和
平行于所述入口中的聚结件而设置的止回阀，所述止回阀可在压缩空气从所述入口流向所述出口时迫使压缩空气穿过所述聚结件，而在净化空气从所述出口流向所述入口时使压缩空气绕过所述聚结件。
2.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括支撑件，其用于将所述聚结件和止回阀固定在所述壳体内。
3.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括干燥剂保持介质，其设于所述止回阀和聚结件的下游和所述干燥剂材料的上游。
4.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括载荷板，其用于封闭所述壳体的敞开端。
5.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括偏压组件，其用于对所述壳体中的干燥剂材料施加压紧力。
6.根据权利要求5所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括用于将所述聚结件和止回阀固定在所述壳体中的支撑件，所述偏压组件设于所述支撑件和干燥剂材料之间。
7.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳具有封闭端和敞开端，所述敞开端与载荷板操作性地相接合。
8.根据权利要求7所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括处于所述内壳和载荷板之间的支撑件，所述支撑件限定了所述入口和出口之间的密封壁。
9.根据权利要求8所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括设于所述支撑件和内壳之间的偏压弹簧，其用于对所述干燥剂材料施加压紧力，并推动所述支撑件与所述载荷板形成密封接合。
10.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述聚结件包括可从于其中流过的油雾中形成油滴的材料。
11.根据权利要求1所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括与所述聚结件操作性相关的芯吸元件，其用于将形成于所述聚结件中的油滴传送到所述止回阀附近的部位。
12.一种用于空气制动组件的空气干燥器组件，所述空气干燥器组件包括：
壳体，其具有内腔以及可与所述内腔选择性连通的入口和出口；
容纳在所述内腔中并处于所述入口和出口之间的干燥剂材料；
设于所述入口和干燥剂材料之间的滤油器组件，其用于去除穿过所述内腔的空气中的油；和
平行于所述滤油器组件而设置并处于所述入口和干燥剂材料之间的止回阀，所述止回阀可阻止空气从所述入口经由所述止回阀而流向所述干燥剂材料，并允许净化空气从所述干燥剂材料经由所述止回阀而流向所述入口。
13.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括支撑件，其用于将所述聚结件和止回阀固定在所述壳体内。
14.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括干燥剂保持材料，其设于所述止回阀和聚结件的下游和所述干燥剂材料的上游。
15.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括载荷板，其用于封闭所述壳体的敞开端。
16.根据权利要求15所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括偏压组件，其用于对所述壳体中的干燥剂材料施加压紧力。
17.根据权利要求16所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括用于将所述滤油器组件和止回阀固定在所述壳体中的支撑件，所述偏压组件设于所述支撑件和干燥剂材料之间。
18.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述壳体包括外壳和内壳，所述外壳具有封闭端和敞开端，所述敞开端与载荷板操作性地相接合。
19.根据权利要求18所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括设于所述内壳和载荷板之间的支撑件，所述支撑件限定了所述入口和出口之间的密封壁。
20.根据权利要求19所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括设于所述支撑件和内壳之间的偏压弹簧，其用于对干燥剂材料施加压紧力，并推动所述支撑件与所述载荷板形成密封接合。
21.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述滤油器组件包括可从于其中流过的油雾中形成油滴的材料。
22.根据权利要求12所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述空气干燥器组件还包括与所述滤油器组件操作性相关的芯吸元件，其用于将形成于所述滤油器组件中的油滴传送到所述止回阀附近的部位。
23.一种用于去除压缩空气系统中的湿气和油的空气干燥器组件，包括：
壳体，其具有内腔以及可与所述内腔选择性连通的入口和出口；
设置在所述壳体中的干燥剂材料；
设于所述入口和干燥剂材料之间的滤油器组件，其用于去除穿过所述内腔的空气中的油；和
用于使气流只在两个方向中的其中一个方向上流动的装置。
24.根据权利要求23所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述只允许气流在两个方向中的其中一个方向上流动的装置允许空气从所述入口经由所述滤油器组件流向所述出口，但不允许空气从所述出口经由所述滤油器组件流向所述入口。
25.根据权利要求24所述的空气干燥器组件，其特征在于，所述只允许气流在两个方向中的其中一个方向上流动的装置包括平行于所述滤油器组件而设置的止回阀。
26.一种干燥并过滤压缩空气的方法，包括：
使压缩空气流入到空气干燥器组件的入口中；
使压缩空气经由所述空气干燥器组件的滤油器组件和干燥剂材料而流到出口中；
使净化空气从所述空气干燥器组件的出口经由干燥剂材料和可限制气流的装置而流到所述入口中。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述净化空气不经过所述滤油器组件。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述用于限制气流的装置包括平行于所述滤油器组件而设置的止回阀。
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