專利名稱：具有吹掃空氣控制的膜式空氣干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上說涉及空氣干燥器，更具體地涉及一種用于車輛制動(dòng)系統(tǒng)、
具有吹掃空氣控制(sweep air control)的膜式空氣干燥器。
背景技術(shù)：
如在美國專利No. 6,719,825和No. 5,525,143以及"i午多其它專利中所述，空氣干燥器采用由滲透膜構(gòu)成的膜，滲透膜能夠阻擋氮分子和氧分子通過，而允許水汽分子通過。在這種技術(shù)的一種變型中，待干燥的空氣通過膜部件的中央，膜允許水汽通過而到達(dá)膜的外部，但是阻止空氣通過而不能到達(dá)膜的外部，從而干燥空氣。
為了有效地工作，膜的外部必須保持干燥并且處在比內(nèi)部低的壓力下，產(chǎn)生部分壓差以排出水汽。這是通過將干燥的輸出空氣的一部分作為逆流吹掃空氣掃過膜外部而實(shí)現(xiàn)的。該吹掃空氣可以由吹掃空氣銳孔提供，吹掃空氣銳孔將膜式空氣干燥器出口內(nèi)的干燥空氣連接到圍繞膜外部的吹掃空氣室。所述銳孔控制吹掃空氣的量，通常是干燥器容量的10-20%，并在該吹掃空氣體內(nèi)產(chǎn)生壓力降。吹掃空氣和截留的濕氣被排放到大氣中。
美國專利No. 6,719,825示出了一種位于吹掃空氣入口的控制閥。美國專利No. 5,375,620示出了 一種吹掃空氣的自動(dòng)調(diào)節(jié)流量計(jì)量裝置。美國專利No.6,719,825還示出了一種包括聚結(jié)與活性炭預(yù)過濾器和膜式過濾器的空氣干燥器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及例如用于機(jī)車的空氣干燥器，該空氣干燥器被封裝以適配在儲罐內(nèi)部，該儲罐的外部具有預(yù)過濾器。該空氣干燥器通常是在一端具有環(huán)形安裝法蘭的圓柱形，該環(huán)形安裝法蘭被栓接在被焊接到儲罐端部的相似的安裝法蘭上。這種布置解決了在機(jī)車上的主儲罐#1與儲罐#2之間為空氣干燥器提供
空間的問題；在機(jī)車在隧道中運(yùn)行期間，防止空氣干燥器，特別是防止易損的膜部件承受非常高的環(huán)境溫度(高至300。F);防止空氣干燥器受到環(huán)境傷害，如飛石重物；消除了安裝管道；并且將重量降^f氐到最輕。
該膜式空氣干燥器包括外殼，具有與該外殼的第一端相鄰的空氣入口、與該外殼的第二端相鄰的空氣出口、吹掃空氣入口和吹掃空氣出口；膜式分離器，具有在該空氣入口與該空氣出口之間延伸并連接到該空氣入口和該空氣出口的表面。位于該外殼內(nèi)的第一吹掃空氣通路沿該膜的表面在該膜的第一端與第二端之間延伸，并且包括該膜的表面。該第一吹掃空氣通路具有與該空氣出口相鄰的入口和與該空氣入口相鄰并連4姿到該吹掃空氣出口的出口。該吹掃空氣入口和出口與該空氣入口相鄰。該外殼內(nèi)的第二吹掃空氣通路在該膜的第一端與第二端之間延伸。該第二吹掃空氣通路具有連接到該吹掃空氣入口并與該空氣入口相鄰的入口 ，和與該空氣出口相鄰并與該第一吹掃空氣通3各的入口液體連通的出口 。
該第 一吹掃空氣通路和該第二吹掃空氣通路互相同心并與該膜同心。來自該第二吹掃空氣通路的出口的吹掃空氣通過該膜到達(dá)該第 一吹掃空氣通路的入口 。閥連接在該空氣入口與該吹掃空氣入口之間，并且該吹掃空氣出口連接到大氣。
該膜式空氣干燥器包括第一管子，具有第一端，該第一端包括與該第一吹掃通路的出口液體連通的入口和與該吹掃空氣出口液體連通的出口。該第一管子具有與該空氣出口相鄰的第二端，并且包括該第二吹掃空氣液體通路的出口。該干燥器包括第二管子，該第二管子具有與該吹掃空氣入口液體連通的第一端，并且具有連接到該第一管子的內(nèi)部的第二端，該第二端在該第一管子的入口與該第二吹掃空氣通路的出口之間，并且將該第一管子的入口與該第二吹掃空氣通^各的出口液體隔離。
具有入口的儲罐包括所述膜式空氣干燥器，該膜式空氣干燥器從儲罐入口延伸到儲罐內(nèi)部，以使該外殼空氣入口是該儲罐的入口，該外殼空氣出口和該吹掃空氣入口在該儲罐內(nèi)部，而該外殼的吹掃空氣出口在該儲罐的外部。包括制動(dòng)控制器和內(nèi)部具有該膜式空氣干燥器的儲罐的車輛制動(dòng)系統(tǒng)包括連接在該空氣入口與該吹掃空氣入口之間的閥，并且該制動(dòng)控制器控制該閥。
具有空氣端口的儲罐和具有外殼的膜式分離器的一種組合，該組合具有在空氣入口和空氣出口以及吹掃空氣入口和出口之間的分離器部件。該外殼從該
儲罐的空氣端口延伸到該儲罐的內(nèi)部，以使該外殼的空氣入口和吹掃空氣出口位于該儲罐的外部，而該外殼的空氣出口和該吹掃空氣入口位于該儲罐的內(nèi)部。閥連接在該空氣入口與該吹掃空氣入口之間，該吹掃空氣出口連接到大氣。車輛制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)控制器和組合儲罐以及膜式分離器，且該制動(dòng)控制器控制該閥。
當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行研究時(shí)，根據(jù)下面對本發(fā)明方法所做的詳細(xì)描述，該方法的這些以及其它方面顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)車空氣供給和制動(dòng)控制器的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的膜式空氣干燥器的實(shí)施例；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有可拆卸膜式空氣干燥器;f莫塊的膜式空氣干燥器的實(shí)施例；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有包括集成聚結(jié)過濾器和微粒過濾器以及兩個(gè)液體排出口的可拆卸膜式空氣干燥器模塊的空氣干燥器的實(shí)施例；
圖5是#>據(jù)本發(fā)明的具有包括集成聚結(jié)過濾器和《數(shù)粒過濾器以及三個(gè)液體排出口的可拆卸膜式空氣干燥器模塊的空氣干燥器的實(shí)施例；
圖6是具有為通過聚結(jié)器的內(nèi)-外空氣流而設(shè)置的集成微粒與聚結(jié)過濾器的膜式空氣干燥器的實(shí)施例；
圖7是具有為通過聚結(jié)器的內(nèi)-外空氣流而設(shè)置的集成微粒、聚結(jié)和活性炭預(yù)過濾器的膜式空氣千燥器的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出機(jī)車制動(dòng)供給與制動(dòng)控制器。機(jī)車引擎驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)10提供通過
管線12到達(dá)第一主儲罐MR 16的入口 14的壓縮空氣源。儲罐16的出口 18連 接到管線20上的其它非制動(dòng)器用氣裝置。出口 18還通過單向止回閥22連接到 第二主儲罐26的入口 24。第二主儲罐MR26的出口 28連接到制動(dòng)控制器，該 制動(dòng)控制器被示為計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)CCB 32。計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)32的出 口 34為機(jī)車和列車制動(dòng)器提供適當(dāng)?shù)臍鈩?dòng)控制信號。
如下所述，計(jì)算積』控制制動(dòng)系統(tǒng)32通過管線36提供對主儲罐26內(nèi)的膜式 空氣過濾器40的排出口 54的控制。這不僅控制了該排出口 ，而且控制了吹掃 空氣通路中的空氣流?？商孢x地，如下所述，可以在吹掃空氣通路的輸入口提 供該控制?？梢杂捎?jì)算機(jī)制動(dòng)控制系統(tǒng)32或者機(jī)車上的其它控制系統(tǒng)來控制第 一主儲罐MR 16的排出閥19。
主儲罐16內(nèi)包括聚結(jié)預(yù)過濾器60。盡管被示意性地示出在MR 16的出口 18內(nèi)，可替選地，聚結(jié)預(yù)過濾器60可被設(shè)置在MR 16的入口 14內(nèi)。
圖2所示的膜式空氣千燥器40包括外殼44，外殼44具有空氣入口 46、空 氣出口 48以及液體排出口 54。膜式分離器42被示意性地示出為具有在膜42的 第一端和第二端之間延伸的內(nèi)表面和外表面。膜模塊的典型結(jié)構(gòu)是一束小直徑 的中空纖維(膜)，它們分別具有在膜的第一端和第二端之間延伸的內(nèi)表面和外 表面。由外殼44內(nèi)的每個(gè)中空纖維膜的內(nèi)徑構(gòu)成的第一通路50的端部分別連 接到空氣入口 46和空氣出口 48,并且第一通路50沿膜的內(nèi)部和外部之一在膜 42的第一端和第二端之間延伸。包括外殼44內(nèi)的每個(gè)中空纖維膜的外徑的第二 通路52的端部分別連接到吹掃空氣/排出口 54和與外殼的空氣出口 48相鄰的吹 掃空氣入口。第二通if各52沿膜的內(nèi)部和外部中的另一個(gè)在膜42的第一端和第 二端之間延伸。閥56、 58連接在第二通路52與排出口 54之間，用于控制通過 第二通路52的液體排出和吹掃空氣流。
閥可以是電控氣動(dòng)閥或者電石茲控制隔膜式(或者傳統(tǒng)式)排出閥56、 58。蓋板47可拆卸地安裝在與膜42相鄰的外殼44上，以允許從外殼44上卸下膜 42?？諝馊肟?46和排出口 54偏離膜42和蓋》反47的軸線。這樣允許通過卸下 蓋子或者蓋板47來維護(hù)膜部件42,而不必?cái)_動(dòng)管道系統(tǒng)，也無需從儲罐26卸 下整個(gè)單元。
可以利用安裝環(huán)45將外殼44安裝在儲罐的入口 24內(nèi)，安裝環(huán)45可被焊 接到主儲罐26上，也可被栓接在入口 24的法蘭上。外殼從儲罐入口24延伸到 主儲罐26的內(nèi)部，因此，外殼入口 46就是主儲罐26的入口 24。外殼出口48 在儲罐26的內(nèi)部，而外殼44的排出口 54在主儲罐26的外部。
用于工業(yè)應(yīng)用的大多數(shù)膜式干燥器具有恒定吹掃流。這在機(jī)車上是不合需 要的，因?yàn)樗速M(fèi)空氣，并且在機(jī)車因電源關(guān)閉而空閑的情況下，它可能用盡 儲罐內(nèi)的空氣。此外，與許多工業(yè)應(yīng)用不同，氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)只是間歇性地消耗 儲罐16和儲罐26內(nèi)的空氣。主儲罐26通常被止回閥22保護(hù)，并且僅被制動(dòng) 器使用。通過在圖2所示的吹掃空氣室52的輸出端附加電石茲控制隔膜式(或者 傳統(tǒng)式)排出閥56、 58,用于機(jī)車的膜式空氣干燥器40解決了由于恒定吹掃流 而浪費(fèi)空氣的這一問題。盡管被示意性地示出在吹掃空氣室的排氣口，吹掃空 氣或者排出閥56、 58也可被布置成控制如圖2所示進(jìn)入吹掃空氣室入口的并且 還要被泄放到MR 26的外部的吹掃空氣流。
當(dāng)被關(guān)閉時(shí)，閥56關(guān)閉吹掃的量通過通路52與大氣的連通，從而防止泄 放吹掃空氣。在機(jī)車上，被計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)CCB 32控制的電磁閥58控制 排出閥56。 CCB 32因?yàn)槭蔷哂杏糜谥苿?dòng)操作所需的換能器和其它控制器的計(jì)算 機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)，所以可以確定制動(dòng)器何時(shí)消耗MR 26內(nèi)的空氣。在操作中， 每當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)消耗MR26內(nèi)的空氣時(shí)，CCB32都開啟干燥器排出閥56,這樣， 在帶濕氣的空氣流入空氣千燥器40的入口 46以補(bǔ)足制動(dòng)器所使用的空氣的同 時(shí)，允許重新開始吹掃空氣在通i 各52內(nèi)圍繞膜部件42的外部的流動(dòng)。因此， 空氣干燥器40僅在需要吹掃空氣來干燥流過空氣干燥器的空氣時(shí)消耗吹掃空
氣
此外，在制動(dòng)系統(tǒng)不再消耗MR26內(nèi)的空氣之后，CCB32可以在關(guān)閉排出'閥56之前的一段時(shí)間內(nèi)保持吹掃流，以確保MR26被充分補(bǔ)足干燥空氣，還可 以將吹掃流保持附加預(yù)定時(shí)間以確保吹掃空氣中沒有濕氣。制動(dòng)器消耗空氣后， 保持吹掃流的延遲時(shí)間可以才艮據(jù)CCB 32測得的空氣流和該流的持續(xù)時(shí)長、壓縮 機(jī)10的通斷壓力切換點(diǎn)的信息、以及壓縮機(jī)輸出能力的信息來計(jì)算。該延遲時(shí) 間也可以通過監(jiān)視MR26當(dāng)被供氣系統(tǒng)補(bǔ)足時(shí)內(nèi)壓力的升高來確定，或者與第 一種方式同時(shí)確定。當(dāng)MR26內(nèi)的壓力升高速率降低到某個(gè)預(yù)定水平和/或MR 26內(nèi)的壓力達(dá)到壓縮機(jī)控制上限壓力時(shí)，停止吹掃空氣。任選地，通過從壓縮 機(jī)控制器中讀取表示壓縮機(jī)是否在泵送的數(shù)字信號，CCB 32可以優(yōu)化對該延遲 時(shí)間的計(jì)算。
每當(dāng)1 )制動(dòng)系統(tǒng)消耗空氣時(shí)，2)壓縮機(jī)l(H皮接通且MR 26內(nèi)的壓力小 于通常為145psi的壓縮機(jī)壓力控制上限時(shí)，以及3)在制動(dòng)器停止消耗空氣后， 直至MR 26被基本上重新補(bǔ)足且基本上排空吹掃空氣的量中的潮濕空氣的一段 延遲時(shí)間內(nèi)，啟動(dòng)吹掃流。
圖2示出的外殼44限定了要從外殼44卸下過濾器部件42的適當(dāng)通路。圖 3示出一種變型，并且該變型示出可以作為模塊從外殼44卸下的膜式過濾器部 件42及其外殼44A。夕卜殼44接合到MR 26的法蘭45并且包括空氣入口 46。 膜外殼44A包4舌膜部件42并且具有空氣入口 46A和出口 48。外殼44A的安裝 環(huán)41容納在外殼44內(nèi)。利用被示為O形環(huán)的密封裝置43將安裝環(huán)41密封在 外殼44內(nèi)。這對O形環(huán)43位于通過外殼44與通i 各54B對準(zhǔn)的并且被連接到排 出口 54的排出通^各54A的兩側(cè)。在排出口 54i更置有閥56、 58。要維護(hù)時(shí)，卸 下蓋板47,然后，卸下包括外殼44A、安裝環(huán)41和膜42的膜式過濾器40。然 后，可以安裝新的膜式空氣干燥器或者過濾器40。存在但未示出通路50和52。
任選地，用于機(jī)車的空氣干燥器系統(tǒng)可以包括回流止回閥22，通常安裝 在MR 16與MR26之間；以及聚結(jié)預(yù)過濾器60,用于在通過膜42之前，去除 空氣流中的液態(tài)水和油氣汽。聚結(jié)預(yù)過濾器60也可被封裝成圓柱形，并帶有圓 形的安裝法蘭，以便安裝在MR16的入口 14或者對MR26注氣的出口 18中。
可替選地，聚結(jié)預(yù)過濾器60可被安裝在MR 16的入口 14，而不是被安裝在(或者又凈皮安裝在)MR 16的出口 18中?？梢允∪セ亓髦够亻y22，也可以將 回流止回閥22作為膜式空氣干燥器組件的一部分。聚結(jié)過濾器通常在空氣流從 過濾器部件的內(nèi)部流向外部并允許從該部件的外部排出聚結(jié)的液體時(shí)工作最 佳。將聚結(jié)預(yù)過濾器置于MR16的入口 14中的優(yōu)點(diǎn)是，由內(nèi)到外的空氣流，而 且在過濾器外殼內(nèi)不需要迂回空氣路徑，并且不需要密閉過濾器外殼。在這種 布置中，聚結(jié)液體可以滴落在MR 16的底部，在該底部，利用原有自動(dòng)排出閥 19,排放該聚結(jié)液體。
可替選地，聚結(jié)預(yù)過濾器60可被安裝在外部且在兩個(gè)儲罐16和26之間。 可以設(shè)置排出閥，并且利用計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)系統(tǒng)32或者其它機(jī)車計(jì)算機(jī)來控制 該排出閥。聚結(jié)預(yù)過濾器60可以與膜式過濾器40成一個(gè)集成單元，或者被安 裝在儲罐26之外的膜式過濾器40的入口處。
如圖4-7所示，聚結(jié)預(yù)過濾器60也可以與膜式空氣干燥器40組合設(shè)置在 MR 26內(nèi)。擴(kuò)大外殼44以包括用于容納單獨(dú)聚結(jié)部件62或者與微粒過濾器80 組合的聚結(jié)部件62的室49。它們安裝在外殼44與蓋板47之間。在外殼44和 蓋板47上設(shè)置適當(dāng)?shù)陌疾刍蛘咄蛊穑栽谕鈿?4內(nèi)對準(zhǔn)并固定過濾器62和過 濾器80。如圖4所示，》務(wù)改外殼44以布置連接到排出閥82、 84的排液槽45。 這些閥與閥56、 58相同，并且它們也可以被CCB 32控制，以在機(jī)車運(yùn)行中的 適當(dāng)時(shí)間被開啟，以從氣源流出空氣。
在圖4、 5和7中，過濾器62和80互相同心并且與膜式空氣干燥器40同 軸。通過入口 46的空氣流過過濾器62和80,然后進(jìn)入膜式干燥器40的空氣入 口 46A內(nèi)。眾所周知，聚結(jié)過濾器部件62凝結(jié)氣流中的氣載水(air-born water) 和油汽。微粒過濾器80濾除非常細(xì)小的氣載粉塵和諸如來自柴油燃燒的碳顆粒 或者會污染膜式干燥器模塊40的其它顆粒的固體材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，現(xiàn)有技術(shù)的聚結(jié)過濾器62、微粒過濾 器80和空氣干燥器40全部串聯(lián)在儲罐26外。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)在于， 僅去除蓋板47就可以置換和維護(hù)過濾器62和80以及干燥器40。不需要大的拆 卸。盡管聚結(jié)過濾器部件62和微粒過濾器80需要每年維護(hù)，根據(jù)實(shí)際使用情況，可以每隔6年到8年更換一次膜式干燥器40。
圖5示出圖4所示組合模塊的變型。代替用于聚結(jié)過濾器部件62和微粒過 濾器80的共用排出閥82、 84,每個(gè)過濾器都有其自己的一組閥。與聚結(jié)過濾器 相鄰的室49的底部包括被排液槽84B分開的兩個(gè)串行閥84A和84C。單獨(dú)端口 設(shè)置在微粒過濾器80的內(nèi)表面上。 一組串行閥86A和86C被排液槽86B分開。 正如對圖4中的閥58和84所述，閥84A和84C以及86A和86C被CCB 32控 制。閥84A、 86A工作以去除該外殼的室49內(nèi)的水、油等，然后將它們傾注到 相應(yīng)排液槽84B、 86B內(nèi)。用于排空排液槽84B、 86B的閥84C、 86C可以與閥 84A、 86A在不同時(shí)間工作。
作為又一種修改，多孔管84設(shè)置在蓋板47與膜式干燥器40的入口 46A之 間。這樣將膜式千燥器固定在外殼44內(nèi)。
圖6示出又一種修改，在該修改中，微粒過濾器80和聚結(jié)過濾器部件62 同軸設(shè)置，用以^是供通過聚結(jié)器的單一內(nèi)-外空氣流。外殼44的室49被壁100 和102分割為三個(gè)室49A、 49B和49C。如箭頭104所示，空氣,人入口 46流入、 通過纟鼓粒過濾器80和室49A內(nèi)的一部分多孔管88到達(dá)室49B。然后，空氣流 過室49B內(nèi)的一部分多孔管88和聚結(jié)過濾器部件62。接著，空氣流入室49C、 通過室49C內(nèi)的多孔管106到達(dá)膜式干燥器40的入口 49A。
盡管圖6示出了微粒過濾器室49A和聚結(jié)室49B具有各自的排出閥，但是 可以利用如圖4所述的單個(gè)排出閥排出兩個(gè)室。
儲罐26的內(nèi)部可以包括支承卡扣90,支撐卡扣90被焊接到或適當(dāng)?shù)匕惭b 到儲罐26的內(nèi)部。機(jī)座92容納膜式干燥器40的端帽41A。在端帽41A上可以 設(shè)置O形環(huán)，以便將端帽41A固定于機(jī)座92內(nèi)，并且將端帽41A和機(jī)座92之 間的有害振動(dòng)降低到最小。設(shè)置凸面94以將端帽41A對準(zhǔn)并引導(dǎo)到基座92內(nèi)。 在所示的所有實(shí)施例中，都可以設(shè)置卡扣90。
盡管圖1 - 6中未示出，但是空氣入口 46進(jìn)入室49內(nèi)的區(qū)域被成形為或者 包括隔板，以在過濾器62和80周圍分布空氣。圖7示出該結(jié)構(gòu)的一部分。
圖7示出綜合了圖5和圖6所示預(yù)過濾器的原理的預(yù)過濾器外殼的變型。
ii它為同心過濾器提供通過聚結(jié)過濾器62的內(nèi)/外流。
空氣干燥器外殼44包括容納膜部件42的外殼部分44A、安裝在儲罐26 的入口 24的開口內(nèi)的外殼部分44B、預(yù)過濾器外殼部分44C和連接外殼部分 44D。如上所述，可以乂人;故安裝在儲罐26上的外殼部分44B上卸下膜式過濾器 外殼部分44A，外殼部分44B或者如圖7所示焊接在儲罐26上，或者焊接并連 接到被焊接在儲罐26的入口 24的外部的法蘭上。被示為螺栓的緊固件111將 外殼部分44C固定在外殼部分44B上。外殼部分44D安裝在蓋纟反47上，而蓋 板47通過也被示為螺栓的緊固件113固定在外殼部分44C上。
柱面壁110將外殼部分44C分割為內(nèi)室114和同心外室112。聚結(jié)器62和 過濾器80同心安裝在外室112內(nèi)?？梢岳鐬榛钚蕴窟^濾器的第三過濾器118 被安裝在內(nèi)室114內(nèi)。利用擰在螺紋軸117上的螺母119,帽115將過濾器118 固定在蓋板47上。外殼部分44D在其自身與蓋板47之間形成室116。
用于儲罐和空氣干燥器的空氣入口 46通過孔120連接在外殼部分44C的壁 上。它被引入環(huán)形室122的壁內(nèi)。橢圓形孑L 120提供略微切向的入口以產(chǎn)生漩 渦氣流或者圓周氣流。通過位于過濾器80和聚結(jié)器62內(nèi)部的、外殼部分44C 上的多個(gè)入口 124,提供環(huán)形室122內(nèi)的輸入空氣。室112的出口通過聚結(jié)器 62外的多個(gè)出口 126進(jìn)入室116。這樣產(chǎn)生通過聚結(jié)器62的內(nèi)/外流。室116內(nèi) 的過濾后的空氣由多個(gè)入口 128引入過濾器118的內(nèi)部。然后，通過頸部或者 岐管41內(nèi)的多個(gè)出口 130,室114內(nèi)的三重過濾后的空氣#1送到室131、入口 46A、膜式過濾器40。
所示外殼的結(jié)構(gòu)考慮到拆卸和移除這四個(gè)過濾器部件而無需修改儲罐26。 卸下緊固件113使得可以卸下具有外殼部分44D的蓋板47。這樣可以接近和卸 下聚結(jié)器62、過濾器80,并且可以接近過濾器118。卸下螺母119可以置換過 濾器118。卸下緊固件111可以卸下外殼部分44C,這樣可以接近頸部41和膜 式過濾器外殼44A以及膜式過濾器42本身。
與在上面的圖5和圖6中相同，閥84A和84C以及排液槽84B對從聚結(jié)器 62外的室112.的排液槽部分45排出液體進(jìn)行控制。圖7所示實(shí)施例的另一種變型是，在吹掃空氣入口 51，而非在吹掃空氣出 口和排出口 54控制吹掃空氣。排出口 54開啟并暴露在大氣中?？刂崎y58位于 入口 51。外殼部分44B與構(gòu)成岐管的頸部41組合實(shí)現(xiàn)適當(dāng)互連。
來自儲罐26內(nèi)部的吹掃空氣通路的入口 51與膜式過濾器40的出口 48不 相鄰，而是進(jìn)入與膜式過濾器40的入口 44相鄰的通i 各132中。通路132連接 到閥58的輸入端。閥58的出口連接到外殼部分44B內(nèi)的、進(jìn)入頸部歧管41內(nèi) 的圓周室136中的通路134。多個(gè)徑向通路138將圓周通i 各136連接到頸部41 內(nèi)的中心入口 140。管子142將入口 140連接到管子150的內(nèi)部。管子142的端 部144被擴(kuò)張，并且與管子150的內(nèi)部隔絕。這樣將管子150劃分為入口部分 150A和出口部分150B。入口部分150A從在徑向進(jìn)入膜式過濾器40的多個(gè)銳 孑L154引出，并且流過第一吹掃空氣室或者通路52 (未示出)。管子142和管子 部分150A構(gòu)成第二吹掃空氣通路，該第二吹掃空氣通路具有與空氣入口 46、 120相鄰的入口 140，以及與空氣出口 48相鄰的出口 154。
室52內(nèi)的空氣的環(huán)流與入口 130處的空氣到膜式過濾器的環(huán)流相對或者反 向。吹掃空氣通3各52的出口通過多個(gè)開口 156進(jìn)入管子部分150B。管子部分 150B的出口在158連接到多個(gè)徑向通路160,該徑向通路160連接到被直接連 接到排出口 54的圓環(huán)通3各162。
閥58控制入口 51處的吹掃通路空氣，以通過管子142和長度基本上為膜 式過濾器40的長度的管子部分150A環(huán)流到進(jìn)入膜式過濾器的入口開口 154。 然后，通過吹掃空氣通路52從入口 154到出口 156的逆流通過管子部分150B 進(jìn)入排出口 54。盡管外部吹掃空氣入口 51和空氣出口 54與用于膜式過濾器的 空氣入口相鄰，內(nèi)部開口 154和156實(shí)現(xiàn)了膜式過濾器要求的適當(dāng)逆流。
盡管圖7所示的預(yù)過濾器在入口處具有唯一吹掃空氣控制，但是該預(yù)過濾 器結(jié)構(gòu)可以與在圖5和圖6中出口處的膜式控制一起使用。
應(yīng)當(dāng)注意，通過在膜式過濾器的入口控制吹掃空氣，可以消除膜束的壓力 振蕩，該壓力振蕩可能導(dǎo)致膜纖維疲勞破壞。這樣限制了它們的使用壽命。因 此，該出口和膜持續(xù)暴露在14.7psi的大氣壓下。當(dāng)吹掃空氣流動(dòng)時(shí)，該膜周圍的吹掃空氣壓力小于2 psi。這樣小的壓力變化將膜的壓力波動(dòng)或者振蕩降低到 最小。此外，通過在與該出口相對的入口控制吹掃空氣，來自4諸罐26內(nèi)部的干 燥空氣流過控制閥58。這樣不僅延長了控制閥58的壽命，而且無需為了防止結(jié) 冰而要求在控制閥58處設(shè)置加熱器。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述并示出了本發(fā)明方法，應(yīng)當(dāng)清楚地明白，這僅是通過示 例和例子來給出的，而并非作為限制而給出。盡管干燥器示出為在列車空氣供 給系統(tǒng)中，但是它也可以用于卡車制動(dòng)系統(tǒng)。即使沒有^L安裝在儲罐內(nèi)，也可 以采用該特定過濾器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求的內(nèi)容來限定。
權(quán)利要求
1、一種膜式空氣干燥器，包括外殼，具有與該外殼的第一端相鄰的空氣入口、與該外殼的第二端相鄰的空氣出口、吹掃空氣入口和吹掃空氣出口；膜式分離器，具有在所述空氣入口與所述空氣出口之間延伸并連接到所述空氣入口和所述空氣出口的表面；第一吹掃空氣通路，位于所述外殼內(nèi)，沿該膜的表面，在該膜的第一端與第二端之間延伸，并且包括該膜的表面，并且具有與所述空氣出口相鄰的入口和與所述空氣入口相鄰并連接到所述吹掃空氣出口的出口；所述吹掃空氣入口和出口與所述空氣入口相鄰；以及第二吹掃空氣通路，位于所述外殼內(nèi)，在該膜的第一端與第二端之間延伸，并且具有連接到所述吹掃空氣入口并與所述空氣入口相鄰的入口和與所述空氣出口相鄰并與所述第一吹掃空氣通路的入口液體連通的出口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式空氣干燥器，其中所述第一吹掃空氣通路和 所述第二吹掃空氣通i 各同心。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式空氣干燥器，其中所述膜與所述第一吹掃空 氣通路和所述第二吹掃空氣通i 各同心，并且位于所述第一吹掃空氣通3各和所述 第二吹掃空氣通路之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式空氣干燥器，其中來自所述第二吹掃空氣通 路的出口的吹掃空氣通過所述膜到達(dá)所述第一吹掃空氣通路的入口 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式空氣干燥器，包括第一管子，具有第一端，該第一端包括與所述第一吹掃通路的出口液體連 通的入口和與所述吹掃空氣出口液體連通的出口，并且該第一管子具有與所述空氣出口相鄰的第二端，并且該第一管子包括所述第二吹掃空氣液體通路的出 口；以及第二管子，具有與所述吹掃空氣入口液體連通的第一端，并且具有連接到所述第一管子的內(nèi)部的第二端，該第二端位于所述第一管子的入口與所述第二 吹掃空氣通路的出口之間，并且將所述第一管子的入口與所述第二吹掃空氣通 路的出口液體隔離。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜式空氣干燥器，包括連接在所述空氣入口與所述吹掃空氣入口之間的閥，并且所述吹掃空氣出口連接到大氣。
7、 一種儲罐，具有入口和權(quán)利要求l所述的膜式空氣干燥器，所述膜式空 氣干燥器從儲罐入口延伸到儲罐內(nèi)部，以使所述外殼空氣入口為儲罐的入口 ， 所述外殼空氣出口和所述吹掃空氣入口在儲罐內(nèi)部，而所述外殼的吹掃空氣出 口在儲罐的外部。
8、 一種車輛制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)控制器和權(quán)利要求7所述的儲罐，包括連 接在所述空氣入口與所述吹掃空氣入口之間的閥，并且其中所述制動(dòng)控制器控制所述閥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述制動(dòng)系統(tǒng)使用來自所述儲罐的 空氣時(shí)，所述控制器開啟所述閥，而在所述制動(dòng)系統(tǒng)終止使用來自所述儲罐的 空氣后，所述控制器關(guān)閉所述閥。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中在所述制動(dòng)系統(tǒng)終止使用來自所述 儲罐的空氣后，所述控制器延遲關(guān)閉所述閥，直到所述儲罐^^皮重新充氣。
11、根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述吹掃空氣出口連接到大氣。
12、 具有空氣端口的儲罐和具有外殼的膜式分離器的一種組合，所述組合 具有位于空氣入口和空氣出口以及吹掃空氣入口和出口之間的分離器部件，其 中所述外殼從所述儲罐的空氣端口延伸到所述儲罐的內(nèi)部，以使所述外殼的空 氣入口和吹掃空氣出口位于所述儲罐的外部，而所述外殼的空氣出口和所述吹 掃空氣入口位于所述儲罐的內(nèi)部。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合，包括連接在所述空氣入口與所述吹掃空 氣入口之間的閥，且所述吹掃空氣出口連接到大氣。
14、 一種車輛制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)控制器和權(quán)利要求13所述的組合的儲罐 和膜式分離器，其中所述制動(dòng)控制器控制所述閥。
全文摘要
一種膜式(40)空氣干燥器，包括外殼(44)，具有與該外殼的第一端相鄰的空氣入口(46)、與該外殼的第二端相鄰的空氣出口(48)、吹掃空氣入口(51)和吹掃空氣出口(54)；第一吹掃空氣通路，在該外殼內(nèi)，沿該膜的表面在該膜的第一端與第二端之間延伸，該第一吹掃空氣通路具有與該空氣出口相鄰的入口和與該空氣入口相鄰并連接到該吹掃空氣出口的出口，該吹掃空氣入口和出口與該空氣入口相鄰；第二吹掃空氣通路，在該膜的第一端與第二端之間延伸，該第二吹掃空氣通路具有連接到該吹掃空氣入口并與該空氣入口相鄰的入口(140)和與該空氣出口相鄰并與該第一吹掃空氣通路的入口液體連通的出口(154)。該膜式空氣干燥器被安裝為延伸到儲罐(26)內(nèi)。
文檔編號B01D53/22GK101678280SQ200880012054
公開日2010年3月24日 申請日期2008年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者埃里克·賴特, 理查德·柯哈 申請人:紐約氣閘公司