專利名稱：帶有整體除油過濾器的離心式干燥劑濾筒的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種壓縮空氣系統(tǒng)，更具體地涉及一種可去除濕氣和油的用于壓縮空氣系統(tǒng)的空氣干燥器組件。本發(fā)明特別適用于采用壓縮空氣來選擇性地控制車輛制動的施加的車輛壓縮機(jī)系統(tǒng)，以及與車輛相關(guān)的其它氣動系統(tǒng)。
壓縮空氣系統(tǒng)用在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)中，例如提供和保持處于壓力下的空氣，以便操作車輛的制動系統(tǒng)和輔助空氣系統(tǒng)。壓縮空氣系統(tǒng)中的水、顆粒和油均可能導(dǎo)致部件性能下降，并且會妨礙系統(tǒng)的最佳運(yùn)行。因此，通常在系統(tǒng)中結(jié)合有空氣干燥器，以便從壓縮空氣中去除水分?？諝飧稍锲髟谖廴疚镞M(jìn)入到系統(tǒng)中之前收集并去除這些固體、液體和蒸氣形式的空氣系統(tǒng)污染物?？諝飧稍锲鳛橹苿酉到y(tǒng)的部件輸送清潔的干燥空氣，從而提高了系統(tǒng)的壽命并降低了維護(hù)成本。
為了潤滑壓縮機(jī)的軸承和其它部件，空氣制動壓縮機(jī)通常從車輛發(fā)動機(jī)中獲得供油。如所理解的那樣，在壓縮機(jī)中保存油是很困難的，油不時地會夾雜在離開壓縮機(jī)的壓縮空氣流中?，F(xiàn)代的空氣干燥器使用了干燥劑材料，其可在水蒸氣穿過從壓縮機(jī)至儲缸或下游部件的空氣管線時吸收水蒸氣。油會對干燥劑的工作和效率產(chǎn)生負(fù)面影響，因此通過使用能有效除油的過濾元件或?yàn)V油器來減小油對干燥劑的污染是很重要的。
另外，可買到的干燥劑型空氣干燥器提供了允許更換干燥劑材料的結(jié)構(gòu)。干燥劑材料的周期性更換是必要的，這是因?yàn)樵谑褂弥?，干燥劑材料會被油等污染物所覆蓋，這最終會降低其水蒸氣保持特性。由于空氣干燥器的其它部件具有較長的使用壽命，因此希望有用于選擇性地更換干燥劑材料的方便系統(tǒng)。例如，離心式(spin-on)干燥劑型空氣干燥濾筒類似于傳統(tǒng)機(jī)動車輛的濾罐形式的離心式機(jī)油濾清器。載荷板具有中心螺孔，使得可將整個可換空氣濾筒單元旋擰在從車輛安裝面中延伸出來的直立螺絲套上。
油聚結(jié)件(oil coalescing element)可去除進(jìn)入到離心式干燥劑濾筒中的大部分霧狀油和液態(tài)油。令人遺憾的是，已知設(shè)計(jì)沒有充分地解決從濾筒內(nèi)去除所聚集的油的問題。例如，凈化流系統(tǒng)引導(dǎo)氣流沿反方向或向回地流經(jīng)油聚結(jié)件，以便從干燥劑中去除所夾雜的油。然而，拙劣的設(shè)計(jì)可能會導(dǎo)致干燥劑泄漏，降低從濾筒內(nèi)去除的油量，從而導(dǎo)致干燥劑的壽命下降，并最終會對壓縮空氣系統(tǒng)的性能造成負(fù)面影響。
這樣，在本技術(shù)領(lǐng)域中著存在一種持續(xù)的需求，即有效地消除壓縮空氣系統(tǒng)的空氣干燥器組件中的干燥劑污染，從干燥器組件中去除污染物，并且保存干燥劑。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了一種用于從壓縮空氣系統(tǒng)中去除濕氣和油的改良的空氣干燥器組件，其能夠以簡單且經(jīng)濟(jì)的方式來滿足上述及其它需求。
更具體地說，本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例包括容納在殼體中的干燥劑材料，其可在壓縮空氣從中穿過時去除濕氣。在干燥劑材料的上游設(shè)置了入口，在其下游設(shè)置了出口。在入口中設(shè)有聚結(jié)件，其具有用于從壓縮空氣中至少去除油霧的聚結(jié)材料。平行于入口中的聚結(jié)件而設(shè)置了止回閥。該止回閥可在空氣從入口流向出口時迫使壓縮空氣穿過聚結(jié)件，而在凈化空氣從出口流向入口時可使壓縮空氣繞過聚結(jié)件。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，支撐件有利地將聚結(jié)件和止回閥固定在殼體中。
在另一實(shí)施例中，偏壓組件對殼體中的干燥劑材料施加了壓緊力。
本發(fā)明的另一方面還提供了一種從濾筒內(nèi)去除油霧和液態(tài)油的方法。該方法包括引導(dǎo)進(jìn)入空氣穿過聚結(jié)件并在逆向凈化流動期間繞過聚結(jié)件的步驟。
在結(jié)合附圖并閱讀了下述描述和所附權(quán)利要求之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和益處。
附圖簡介本發(fā)明可采用一些部件和部件布置的物理形式，在下述介紹中將詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的離心式干燥劑濾筒的縱向剖視圖。
圖2是離心式干燥劑濾筒的另一優(yōu)選實(shí)施例的縱向剖視圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明而形成的空氣干燥器，其整體上由標(biāo)號10表示。應(yīng)當(dāng)理解，空氣干燥器組件的其它部件在本領(lǐng)域中是眾所周知的，例如如美國專利No.5622544中所示并介紹的那樣，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中，因此在這里認(rèn)為不需要進(jìn)一步討論。本發(fā)明的離心式濾筒包括優(yōu)選為杯形的第一殼體即外殼12。也就是說，第一端即封閉端14形成了圓頂，而第二端即敞開端16被密封式地固定在載荷板20上。載荷板包括入口22，其可使來自壓縮機(jī)(未示出)的壓縮空氣穿過濾筒，在濾筒中去除空氣流中的污染物和濕氣。在載荷板20上還形成了第二通道即出口24，其在一個實(shí)施例中位于中央位置處。出口24與下游部件如儲氣室(未示出)相通，清潔且干燥的壓縮空氣保存在儲氣室中，直到壓縮空氣系統(tǒng)需要它時為止。
第二殼體即內(nèi)殼30封裝了珠粒形式的干燥劑材料34。內(nèi)殼包括中央壁或圓柱件部分32，其從支撐壁部分36的一個表面中向外延伸出來。支撐壁具有一組孔38，其尺寸制成為可使空氣流入到干燥劑層上。從支撐壁部分的另一表面中延伸出了支撐環(huán)部39。除了沿著支撐壁部分36的周邊向下突出的凸緣40之外，環(huán)部39將內(nèi)殼30定位在濾筒組件10的外殼12中。
干燥劑材料34優(yōu)選填滿了內(nèi)殼30與外殼12之間的空腔或空間。也就是說，干燥劑材料34容納在內(nèi)殼30中，并填滿圓柱壁部分32與外殼12之間的環(huán)形間隙。帶孔的材料或織物50是透氣的，其通過一定的方式將干燥劑材料保持在支撐壁部分36上，這種方式是傳統(tǒng)的方式，因此不需要在織物50和帶孔支撐壁的結(jié)構(gòu)和操作方面進(jìn)行進(jìn)一步的討論。
偏壓件如彈簧52對干燥劑層施加壓緊力。在該實(shí)施例中，彈簧52與環(huán)壁部分39相接合，并朝外殼12的封閉端14推動內(nèi)殼30。彈簧52的另一端沿著內(nèi)緣部分62與內(nèi)支撐件部分60相接合，該內(nèi)緣部分62在出口24的周圍與載荷板20密封式接合。內(nèi)支撐件部分60從載荷板20中延伸出來，并包括徑向壁部分64，其沿著周邊終止于軸向延伸的凹槽66中。凹槽66固定了聚結(jié)層或聚結(jié)件70的第一端即上端。聚結(jié)層70優(yōu)選是具有均勻席料或氈料的微玻璃纖維或玻璃絲材料。當(dāng)空氣在進(jìn)入干燥劑層之前從出口22中經(jīng)過聚結(jié)層70時，聚結(jié)層70可捕獲或聚結(jié)油或油霧。在一個實(shí)施例中，聚結(jié)件70的上端72容納在內(nèi)支撐件60中，而第二端即下端74與載荷板20間隔開。這便形成了徑向通道80，其可選擇性地透過氣流，這可通過下面的介紹而更加清楚。
芯吸材料82如開孔聚酯材料封閉或包圍了聚結(jié)件70和通道80。如圖1所示，芯吸元件82延伸跨過形成于環(huán)形凹槽66、內(nèi)支撐件60和載荷板20之間的整個間隙。芯吸材料82具有多孔結(jié)構(gòu)，其允許空氣流經(jīng)芯吸元件82并用來抽取聚結(jié)在聚結(jié)件70中的油，使之沉降在徑向設(shè)置于聚結(jié)件82和外殼12之間的下凹區(qū)域84中。
單向流動的控制裝置或止回閥90與凈化出口通道80相關(guān)。該止回閥可防止來自入口22的氣流進(jìn)入到凈化出口中。這樣，所有進(jìn)入氣流在到達(dá)干燥劑層之前都必須穿過聚結(jié)件70。另一方面，當(dāng)有逆向流或凈化流時，止回閥90可自由地開啟。如本領(lǐng)域中已知的那樣，逆向流或凈化流周期性地穿過干燥劑層，以便使干燥劑材料再生，并將所吸收的濕氣帶到系統(tǒng)之外，即清除所收集的污染物和濕氣。通過將止回閥90設(shè)置成平行于聚結(jié)件70，氣流就將從入口22經(jīng)由聚結(jié)件70而流向出口24，而凈化流在由出口24流向入口22時使氣流穿過止回閥90。這一流動路徑使凈化空氣在其凈化路徑中繞過聚結(jié)件70，同時抽取暫時收集在區(qū)域84中的聚結(jié)油。這些油可穿過芯吸元件82而移動，并且運(yùn)動到止回閥90之外，在這里其與外部環(huán)境、大氣或其它所需的部位相通。這樣，含油空氣穿過用于去除油或油蒸氣的聚結(jié)件70，而凈化氣流不用回流過聚結(jié)件便可去除所聚結(jié)的油。
圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例，其顯示了可采用的、同時包含了本發(fā)明的新穎概念的各種變化。出于簡明且方便理解的目的，采用帶撇號(’)的相同標(biāo)號來表示相同的元件，采用新的標(biāo)號來表示新的元件。具體地說，外殼12’容納有內(nèi)殼30’，內(nèi)殼30’經(jīng)過略微的改動而包含有通常為圓柱形的外壁92，壁92在第一端即上端處被壓板94所封閉。壓板94允許在外殼的封閉端14’和保持于內(nèi)殼32’中的干燥劑層34’之間設(shè)置偏壓彈簧52’。
另外，內(nèi)殼的下壁部分36’具有錐形中央部分96，其可增大容納于內(nèi)殼32’中的干燥劑材料的體積。還應(yīng)當(dāng)理解，帶孔織物材料50’將干燥劑珠粒保持在內(nèi)殼32’中，并可防止珠粒穿過支撐壁部分36’中的孔38’。在這里，支撐壁部分36’由兩個部分形成，即設(shè)于壁32’和92之間的外環(huán)部分，以及尺寸適于容納在平頭錐形壁96的底部處的內(nèi)部。
如所理解的那樣，聚結(jié)件70’仍平行于清潔出口80’和止回閥90’來設(shè)置，使得從入口22’流向出口24’的空氣必須經(jīng)過聚結(jié)件70’。另一方面，從出口24’流向入口22’的逆向凈化流能夠繞過聚結(jié)件70’，并從濾筒中去除通過止回閥90’而收集在區(qū)域84’中的油。
在上文中已經(jīng)參照所示實(shí)施例來介紹了本發(fā)明。顯然，他人在閱讀和理解了上述詳細(xì)描述后可以領(lǐng)會到本發(fā)明的修改和變更。例如，濾筒可以不是離心式濾筒，或者可在不脫離本文所述的本發(fā)明精神和范圍的前提下采用多種其它的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造材料和所流經(jīng)的流動路徑。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)理解成包括了所有這些變更和修改，只要它們處于所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于從壓縮空氣系統(tǒng)中去除濕氣和油的空氣干燥器組件，包括殼體；容納在所述殼體中的干燥劑材料；設(shè)于所述干燥劑材料的上游的入口；設(shè)于所述干燥劑材料的下游的出口；設(shè)于所述入口中的聚結(jié)件，其具有用于至少去除壓縮空氣中的油的聚結(jié)材料；和平行于所述入口中的聚結(jié)件而設(shè)置的止回閥，所述止回閥可在壓縮空氣從所述入口流向所述出口時迫使壓縮空氣穿過所述聚結(jié)件，而在凈化空氣從所述出口流向所述入口時使壓縮空氣繞過所述聚結(jié)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括支撐件，其用于將所述聚結(jié)件和止回閥固定在所述殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括干燥劑保持介質(zhì)，其設(shè)于所述止回閥和聚結(jié)件的下游和所述干燥劑材料的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括載荷板，其用于封閉所述殼體的敞開端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括偏壓組件，其用于對所述殼體中的干燥劑材料施加壓緊力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括用于將所述聚結(jié)件和止回閥固定在所述殼體中的支撐件，所述偏壓組件設(shè)于所述支撐件和干燥劑材料之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述殼體包括外殼和內(nèi)殼，所述外殼具有封閉端和敞開端，所述敞開端與載荷板操作性地相接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括處于所述內(nèi)殼和載荷板之間的支撐件，所述支撐件限定了所述入口和出口之間的密封壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括設(shè)于所述支撐件和內(nèi)殼之間的偏壓彈簧，其用于對所述干燥劑材料施加壓緊力，并推動所述支撐件與所述載荷板形成密封接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述聚結(jié)件包括可從于其中流過的油霧中形成油滴的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括與所述聚結(jié)件操作性相關(guān)的芯吸元件，其用于將形成于所述聚結(jié)件中的油滴傳送到所述止回閥附近的部位。
12.一種用于空氣制動組件的空氣干燥器組件，所述空氣干燥器組件包括殼體，其具有內(nèi)腔以及可與所述內(nèi)腔選擇性連通的入口和出口；容納在所述內(nèi)腔中并處于所述入口和出口之間的干燥劑材料；設(shè)于所述入口和干燥劑材料之間的濾油器組件，其用于去除穿過所述內(nèi)腔的空氣中的油；和平行于所述濾油器組件而設(shè)置并處于所述入口和干燥劑材料之間的止回閥，所述止回閥可阻止空氣從所述入口經(jīng)由所述止回閥而流向所述干燥劑材料，并允許凈化空氣從所述干燥劑材料經(jīng)由所述止回閥而流向所述入口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括支撐件，其用于將所述聚結(jié)件和止回閥固定在所述殼體內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括干燥劑保持材料，其設(shè)于所述止回閥和聚結(jié)件的下游和所述干燥劑材料的上游。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括載荷板，其用于封閉所述殼體的敞開端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括偏壓組件，其用于對所述殼體中的干燥劑材料施加壓緊力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括用于將所述濾油器組件和止回閥固定在所述殼體中的支撐件，所述偏壓組件設(shè)于所述支撐件和干燥劑材料之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述殼體包括外殼和內(nèi)殼，所述外殼具有封閉端和敞開端，所述敞開端與載荷板操作性地相接合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括設(shè)于所述內(nèi)殼和載荷板之間的支撐件，所述支撐件限定了所述入口和出口之間的密封壁。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括設(shè)于所述支撐件和內(nèi)殼之間的偏壓彈簧，其用于對干燥劑材料施加壓緊力，并推動所述支撐件與所述載荷板形成密封接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述濾油器組件包括可從于其中流過的油霧中形成油滴的材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述空氣干燥器組件還包括與所述濾油器組件操作性相關(guān)的芯吸元件，其用于將形成于所述濾油器組件中的油滴傳送到所述止回閥附近的部位。
23.一種用于去除壓縮空氣系統(tǒng)中的濕氣和油的空氣干燥器組件，包括殼體，其具有內(nèi)腔以及可與所述內(nèi)腔選擇性連通的入口和出口；設(shè)置在所述殼體中的干燥劑材料；設(shè)于所述入口和干燥劑材料之間的濾油器組件，其用于去除穿過所述內(nèi)腔的空氣中的油；和用于使氣流只在兩個方向中的其中一個方向上流動的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述只允許氣流在兩個方向中的其中一個方向上流動的裝置允許空氣從所述入口經(jīng)由所述濾油器組件流向所述出口，但不允許空氣從所述出口經(jīng)由所述濾油器組件流向所述入口。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的空氣干燥器組件，其特征在于，所述只允許氣流在兩個方向中的其中一個方向上流動的裝置包括平行于所述濾油器組件而設(shè)置的止回閥。
26.一種干燥并過濾壓縮空氣的方法，包括使壓縮空氣流入到空氣干燥器組件的入口中；使壓縮空氣經(jīng)由所述空氣干燥器組件的濾油器組件和干燥劑材料而流到出口中；使凈化空氣從所述空氣干燥器組件的出口經(jīng)由干燥劑材料和可限制氣流的裝置而流到所述入口中。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述凈化空氣不經(jīng)過所述濾油器組件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述用于限制氣流的裝置包括平行于所述濾油器組件而設(shè)置的止回閥。
全文摘要
一種用于從壓縮空氣系統(tǒng)中去除濕氣和油的空氣干燥器組件，包括容納在殼體中的干燥劑材料，其用于在壓縮空氣從中穿過時吸收濕氣。在入口和出口之間設(shè)有聚結(jié)件，用于去除壓縮空氣中的油霧。止回閥平行于聚結(jié)件設(shè)置，并可在空氣從入口流向出口時迫使壓縮空氣流經(jīng)聚結(jié)件。在凈化或逆向流動期間，壓縮空氣繞過聚結(jié)件，并去除經(jīng)由入口而收集在濾筒中的油。
文檔編號B01D46/00GK1671464SQ03817560
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月26日
發(fā)明者W·P·福爾諾夫, J·P·柯尼希, L·奎恩 申請人:奔迪士商業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)公司