DE3533893A1 - Zweikammer-lufttrocknungsanlage, insbesondere fuer die druckluftversorgung der bremsanlagen von fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweikammer-Lufttrocknungsanlage nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Zweikammer-Lufttrocknungsanlagen der gattungsgemäßen Art, welche als kaltregenerierte Adsorptionstrockner arbeiten, weisen gemäß einer bekannten Konstruktion einen Ventilmechanismus auf, welcher durch zwei Ventilmagnete betätigbar ist, derart, daß je einer der Lufttrocknungsbehälter mittels des Ventilmechanismus mit der vom Kompressor kommenden, feuchten Druckluft gespeist wird, während der andere Lufttrocknungsbehälter dem Regenerationsprozess unterworfen wird. Hierbei wird vom getrockneten Hauptluftstrom der Anlage eine Teilmenge abgezweigt und in den zu regenerierenden Trocknungsbehälter eingeleitet.

Die beiden Ventilmagnete stehen unter der Steuerung eines zum Beispiel elektronischen Programmschaltwerkes, so daß die Trocknungs- und Regenerationsphasen in vorherbestimmbarer zeitlicher Folge ablaufen können. Der bauliche und steuerungstechnische Aufwand derartiger Anlagen ist verhältnismäßig groß; infolge der zweifachen Magnetventil-Bestückung ist es auch nicht vollständig auszuschließen, daß unerwünschte Zwischenstellungen der Ventile oder eine Absperrstellung derselben auftreten können.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Lufttrocknungsanlage der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß bei einem Minimum baulichen Aufwandes eine absolut sichere Schaltung der Trocknungs- und Regenerationsphasen ermöglicht ist. Es soll insbesondere verhinderbar sein, daß im Wechsel der Phasen Zwischenstellungen des Ventilmechanismus auftreten können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Die Verwendung eines einzelnen Magnetventils zur Steuerung der beiden Einzelventile des Schaltventils macht es unmöglich, daß Zwischenstellungen im Ventilsystem entstehen können. Die beiden Einzelventile arbeiten im Gegensinn, wobei sie einerseits durch die Kraft einer ausreichend stark dimensionierbaren Feder und andererseits durch einen ausreichend hohen Steuerdruck beaufschlagbar sind. Die Steuerluft wird als Teilmenge vom getrockneten Hauptluftstrom der Anlage abgeleitet und wird nach Passieren eines den Druck bestimmenden Vorsteuerventils über das Magnetventil in das Schaltventil eingeleitet, derart, daß die Steuerluft die den Einzelventilen zugeordneten Schaltkolben auf ihrer federabgewandten Seite zu beaufschlagen vermag. Hierdurch werden die beiden Einzelventile im Gegensinne in eine von zwei Schaltpositionen bewegt; in der zweiten, d. h. gesperrten Position des Magnetventils sind die federabgewandten Seiten der Schaltkolben drucklos, d. h., die im Gegensinn verlaufenden Bewegungen der Schaltkolben werden nunmehr durch die Federn ausgelöst. Hierdurch ist in baulich sehr einfacher Weise sichergestellt, daß die vom Kompressor kommende und in das Schaltventil eingespeiste feuchte Druckluft eines der beiden Einzelventile passiert und hierdurch in einen der beiden Trocknungsbehälter gelangt, während der jeweils andere Trocknungsbehälter in an sich bekannter Weise einer Regeneration unterworfen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schaltschema der Zweikammer-Lufttrocknungsanlage unter Darstellung des Schaltventils in Schnittansicht.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Zweikammer-Lufttrocknungsanlage, welche einen kaltregenerierten Adsorptionstrockner in Zweikammer-Ausführung darstellt, weist zwei Trocknungsbehälter 1 und 3 auf, welche in zwei Phasen gleichzeitig arbeiten. Hierbei laufen Trocknungs- und Regenerationsphase parallel zueinander ab. Während in dem einen Trocknungsbehälter der Hauptluftstrom getrocknet wird, wird das Trockenmittel des anderen Trocknungsbehälters regeneriert. Die nachfolgend erläuterte Steueranlage besitzt die Aufgabe, diese beiden Phasen bei einem Minimum schaltungstechnischen Aufwands exakt zu schalten.

Die Steuerungsanlage nach der Erfindung weist ein Schaltventil 5 auf, in welchem sich zwei gegenläufig wirkende Schaltkolben 7 und 9 befinden. Die Schaltkolben 7 und 9 stehen unter der Einwirkung von Federn 11 und 13, welche im Gegensinne wirken, und sind auf ihrer den Federn abgewandten Seite in nachfolgend beschriebener Weise durch Steuerluft aus einem Magnetventil 15 beaufschlagbar. Mit den Schaltkolben 7 und 9 verbundene Ventilteller 17 und 19 bilden mit am Gehäuse 21 des Schaltventils 5 ausgebildeten Ventilsitzen Ventile 23 und 25, welche als Einlaß- und Auslaßventil für die von einem Kompressor geförderte, über den Einlaß 27 anstehende Druckluft und für Regenerationsluft, welche im Arbeitswechsel der Anlage über die Leitungen 29 und 31 von den Trocknungsbehältern 1 bzw. 3 abgeleitet und mittels des Magnetventils und an diesen vorgesehene Auslässe 33 und 35 ins Freie geblasen wird.

Dem Magnetventil 15 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Vorsteuerventil 37 zugeordnet; mit Hilfe des Vorsteuerventils 37 wird der über den Leitungsabschnitt 39 anstehende Steuerdruck unter einem bestimmten Druckwert abgesperrt und erst bei einem höheren Wert wieder freigegeben. Der Leitungsabschnitt 39 zweigt von der Leitung 41 ab, über welche bei Durchlauf in einem der Trocknungsbehälter 1 oder 3 getrocknete Luft zum Verbraucher bzw. zu einem Luftbehälter einer Bremsanlage gelangt. Von den Trocknungsbehältern 1 und 3 abzweigende Leitungsabschnitte 43 und 45 mit Rückschlagventilen 47 und 49 sind in dargestellter Weise mit dem Leitungsabschnitt 39 und der Leitung 41 verbunden. Eine Bypass-Leitung 51 mit einer Drossel 53verbindet die beiden Leitungsabschnitte 43 und 45, wobei die Verbindung bezüglich der von den Trocknungsbehältern abströmenden Luft vor den Rückschlagventilen existiert.

Die Wirkungsweise der im Zweikammer-Verfahren arbeitenden Adsorptions-Trocknungsanlage bei Verwendung des Schaltventils 5 ist wie folgt:

In der Zeichnung ist diejenige Arbeitsposition dargestellt, in welcher das Magnetventil 15 gesperrt ist. In dieser Position besteht keine Verbindung zwischen dem Vorsteuerventil 37 und dem Magnetventil 15, d. h. die federabgewandten Kammern 55 und 57 im Schaltventil 5 sind drucklos und über das Magnetventil 15 entlüftet. Die Federn 11 und 13 drücken die Schaltkolben 7 und 9 folglich in die dargestellten Positionen, derart, daß die Ventile 23 und 25 ihre gegenseitigen Endlagen einnehmen. Der Einlaß 27, in welchen vom Kompressor geförderte und zu trocknende Druckluft einströmt, steht über das geöffnete Ventil 25 mit der Leitung 31 in Verbindung und gelangt von dieser in den Trocknungsbehälter 3. Innerhalb dieses Behälters wird die Druckluft durch das aufnahmefähige Trockenmittel hindurchgeleitet. Beim Durchströmen dieses Adsorbates wird der Luft das in ihr enthaltene Wasser so weit entzogen, daß die relative Luftfeuchtigkeit des Luftstromes beim Austritt aus dem Trocknungsbehälter 3 geringer als 35% beträgt. Von dem in den Leitungsabschnitt 45 gelangenden getrockneten Hauptluftstrom wird mittels der Bypass-Leitung 51 und der Drossel 53 ein Teil der getrockneten Luft abgezweigt, z. B. zwischen 13 und 18%.. Die nach Passieren der Düse bzw. Drossel 53 durch Entspannung extrem trocken gewordene Luft gelangt über den Leitungsabschnitt 43 in den Trocknungsbehälter 1 und entzieht dem darin befindlichen, regenerationsbedürftigen Trockenmittel die in der vorausgegangenen Trocknungsphase adsorbierte Feuchtigkeit. Nach Passieren des zu regenerierenden Trocknungsmittels wird die Regenerationsluft vorzugsweise über ein (nicht dargestelltes) Enwässerungsventil, die Leitung 29 und den geöffneten Auslaß 33 des Schaltventils 5 in die Atmosphäre geblasen.

Das Magnetventil 15 wird von einem nicht dargestellten Zeitschaltwerk gesteuert und schaltet nach einem vorgegebenen Zeitabschnitt um, d. h. das Magnetventil stellt die Verbindung zwischen dem Vorsteuerventil 37 und dem Schaltventil 5 her. Von dem in der Leitung 41 existierenden Hauptluftstrom gelangt ein Anteil als Steuerluft mittels des Leitungsabschnittes 39 über das Vorsteuerventil 37 und das nunmehr geöffnete Magnetventil 15 in die beiden Kammern 55 und 57. Durch Druckbeaufschlagung der beiden Schaltkolben 7 und 9 nehmen diese ihre gegenüber der Darstellung entgegengesetzte Position ein, so daß nunmehr die am Einlaß 27 anstehende, vom Kompressor kommende, vorentwässerte, aber noch feuchte Druckluft über das Ventil 23 in die Leitung 29 und in den Trocknungsbehälter 1 gelangt und in diesem das zuvor regenerierte Trockenmittel passiert. Die nunmehr getrocknete Luft gelangt nach Verlassen des Trocknungsbehälters 1 und Passieren des Rückschlagventils 47 als Hauptluftstrom in die Leitung 41 und von dort in einen Luftbehälter o. dgl. Verbraucher-Anlage. Die Wirkungsweise der beiden Trocknungsbehälter 1 und 3 ist umgekehrt, d. h., daß nunmehr das im Trocknungsbehälter 3 befindliche Trocknungsmittel durch Einleiten eines abgezweigten Trockenluftstromes einer Regenerierung unterzogen wird.

Das Vorsteuerventil 37 öffnet in Richtung des Magnetventils 15 nur dann, wenn ein vorbestimmter Druckwert erreicht ist; dies hat den Vorteil, daß mit Sicherheit wirkende Schaltdrücke zur Verfügung stehen und bei geöffnetem Magnetventil 15 in den Kammern 55 und 57 zur Wirkung kommen. Zwischenstellungen der Schaltkolben 7 und 9 und somit der Ventile 23 und 25 sind absolut sicher ausgeschaltet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte konstruktive Ausführungsform des Schaltventils 5 beschränkt, es ist vielmehr Ausführungsform des Schaltventils 5 beschränkt, es ist vielmehr jede Ventilanordnung verwendbar, bei welcher unter Steuerung durch das Magnetventil 15 eine Umschaltung im Gegentakt erfolgen kann.

Kurzfassung

Bei einer Adsorptions-Trocknungsanlage in Zweikammer-Ausführung sind zwei Trocknungsbehälter (1, 3) vorgesehen, welche in zwei Phasen gleichzeitig arbeiten, d. h. in Trocknungs- und in Regenerationsphasen parallel zueinander laufen. Hierbei wird in dem einen Trocknungsbehälter der Hauptluftstrom getrocknet, während im anderen Trocknungsbehälter das Trockenmittel desselben regeneriert wird. Mittels eines an die Trocknungsbehälter (1, 3) angeschlossenen Schaltventils (5) wird in einer zeitlich vorherbestimmbaren Wechselfolge zu trockende Druckluft in einen der Trocknungsbehälter (1, 3) eingeleitet und jeweils bei der Regeneration im anderen Trocknungsbehälter verwendete Luft von diesem abgeleitet. Vom getrockneten Hauptluftstrom der Anlage abgezweigte Steuerluft gelangt vorzugsweise über ein Vorsteuerventil in ein von einem Schaltwerk erregbares Magnetventil (15), welches in einer ersten Stellung die Verbindung mit dem Schaltventil (5) hergestellt und in der zweiten Stellung die Verbindung sperrt. Hierdurch werden im Schaltventil (5) zwei Schaltkolben (7, 9) im Gegentakt jeweils in eine von zwei Positionen verlagert, derart, daß wechselweise die Leitungsverbindungen vom Schaltventil zu den Trocknungsbehältern umgeschaltet werden (Trocknungs- und Regenerationsphasen).

• Bezugszeichenliste  1 Trocknungsbehälter
   3 Trocknungsbehälter
   5 Schaltventil
   7 Schaltkolben
   9 Schaltkolben
  11 Feder
  13 Feder
  15 Magnetventil
  17 Ventilteller
  19 Ventilteller
  21 Gehäuse
  23 Ventil
  25 Ventil
  27 Einlaß
  29 Leitung
  31 Leitung
  33 Auslaß
  35 Auslaß
  37 Vorsteuerventil
  39 Leitungsabschnitt
  41 Leitung
  43 Leitungsabschnitt
  45 Leitungsabschnitt
  47 Rückschlagventil
  49 Rückschlagventil
  51 Bypass-Leitung
  53 Drossel
  55 Kammer
  57 Kammer

Claims (4)

1. Zweikammer-Lufttrocknungsanlage, insbesondere für die Druckluftversorgung der Bremsanlagen von Fahrzeugen, mit zwei durch Trockenmittel gefüllten Lufttrocknungsbehältern, welche während Trocknungs- und Regenerationsphasen parallel zueinander betrieben werden, mit einem nach einem Zeittakt schaltbaren Ventilmechanismus, welcher wechselweise die vom Kompressor kommende, feuchte Druckluft in einen der Lufttrocknungsbehälter einführt und jeweils vom anderen Lufttrocknungsbehälter die bei der Regeneration verwendete Teilluftmenge ableitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus aus einem Schaltventil (5) mit zwei im Gegentakt arbeitenden, durch ein einzelnes Magnetventil (15) steuerbaren Einzelventilen (Ventil 23; Ventil 25) besteht.

2. Zweikammer-Lufttrocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (23, 25) je von einem Schaltkolben (7, 9) betätigbar sind, daß die Schaltkolben im Gegensinne je von einer Feder (11, 13) beaufschlagt sind und daß die federabgewandten Seiten der Schaltkolben jeweils eine Kammer (55, 57) für die Druckbeaufschlagung bzw. Entlüftung durch das Magnetventil (15) begrenzen.

3. Zweikammer-Lufttrocknungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (5) über ein bei einem vorbestimmten Druck öffnendes Vorsteuerventil (37) durch vom getrockneten Hauptluftstrom der Anlage abgezweigtes Steuerluft gespeist ist, derart, daß die Steuerluft bei geöffnetem Magnetventil (15) in den Kammern (55, 57) des Schaltventils (5) zur Wirkung gelangt.

4. Zweikammer-Lufttrocknungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (5) einen Einlaß (27) für die vom Kompressor kommende, vorentwässerte, aber noch feuchte Druckluft aufweist, daß vom Schaltventil je nach Leitung (29, 31) zu den Trocknungsbehältern (1, 3) führt und daß die Ventile (23, 25) den Einlaß (27) im Wechseltakt mit je einer der Leitungen (29, 31) verbinden.