CN105008024B

CN105008024B - 空气干燥器

Info

Publication number: CN105008024B
Application number: CN201380073333.0A
Authority: CN
Inventors: W·F·金德
Original assignee: Graham White Manufacturing Co
Current assignee: Graham White Manufacturing Co
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CA2901728C; EP2961514A1; RU2635245C2; US20140237962A1; BR112015019604B1; EP2961514A4; CN105008024A; WO2014133596A1; US8894752B2; CA2901728A1; RU2015141081A; BR112015019604A2

Abstract

空气干燥器包括第一和第二流动路径。每个流动路径包括止回阀和排放阀，所述止回阀避免流体流进入流动路径，所述排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开流动路径，所述关闭位置避免流体流离开流动路径。分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至第二流动路径的流体通路。可操作地连接至分流阀和排放阀的互锁件当第一流动路径中的排放阀在打开位置下时避免将分流阀定位至第一位置并且当第二流动路径中的排放阀在打开位置下时避免将分流阀定位至第二位置。

Description

空气干燥器

技术领域

本发明一般而言涉及一种空气干燥器，例如可以引入压缩空气***从而从压缩空气中除去水分和其它污染物的空气干燥器。

背景技术

压缩空气通常用于执行多种功能。例如，压缩空气可以用于置换潜艇压载舱中的水从而增加潜艇的浮力，用于操作机车和卡车上的制动器，或者用于充气地操作阀门。在每种情况下，压缩空气可能包含水分和其它特定污染物，如果不除去的话所述水分和污染物可能加速污染、腐蚀和其它与设备的干扰。

现有技术中已知从压缩空气中除去水分和特定污染物的各种空气干燥器。空气干燥器通常包括过滤器和水分分离器的各种组合从而在压缩空气到达设备之前清洁和干燥压缩空气。对于需要连续供应压缩空气的设备来说，空气干燥器可以包括二重流动路径，所述二重流动路径平行设置以使得一个流动路径可以纯化压缩空气而另一个流动路径净化经过滤的水分和颗粒。然而，在不合适的阀门对齐的情况下，之前的空气干燥器设计容易降低效率和/或完全失效。因此，尽管阀门失效或阀门失准仍然可以连续操作和供应压缩空气的改进的空气干燥器是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点在如下说明书中列出，或者通过说明书变得显而易见，或者通过实践本发明获悉。

本发明的一个实施方式为一种空气干燥器，所述空气干燥器具有通过空气干燥器的第一和第二流动路径。第一流动路径包括第一止回阀和第一排放阀，所述第一止回阀避免流体流进入第一流动路径，所述第一排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第一流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第一流动路径。第二流动路径平行于第一流动路径并且包括第二止回阀和第二排放阀，所述第二止回阀避免流体流进入第二流动路径，所述第二排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第二流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第二流动路径。第一控制空气阀提供从第二止回阀的上游至第一排放阀的流体通路，第二控制空气阀提供从第一止回阀的上游至第二排放阀的流体通路。

本发明的另一个实施方式为一种空气干燥器，所述空气干燥器包括通过空气干燥器的第一流动路径。第一流动路径包括第一止回阀和第一排放阀，所述第一止回阀避免流体流进入第一流动路径，所述第一排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第一流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第一流动路径。平行于第一流动路径的第二流动路径包括第二止回阀和第二排放阀，所述第二止回阀避免流体流进入第二流动路径，所述第二排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第二流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第二流动路径。分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至第二流动路径的流体通路。第一控制空气阀提供从第二止回阀的上游至分流阀的流体通路，第二控制空气阀提供从第一止回阀的上游至分流阀的流体通路。

在本发明的又一个实施方式中，空气干燥器包括通过空气干燥器的第一流动路径，并且第一流动路径包括第一止回阀和第一排放阀，所述第一止回阀避免流体流进入第一流动路径，所述第一排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第一流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第一流动路径。平行于第一流动路径的第二流动路径包括第二止回阀和第二排放阀，所述第二止回阀避免流体流进入第二流动路径，所述第二排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开第二流动路径，所述关闭位置避免流体流离开第二流动路径。分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至第二流动路径的流体通路。可操作地连接至分流阀和第一和第二排放阀的互锁件当第一排放阀在打开位置下时避免将分流阀定位至第一位置并且当第二排放阀在打开位置下时避免将分流阀定位至第二位置。

本领域技术人员在阅读说明书时将更好地理解所述实施方式的特征和方面等。

附图说明

参考附图在说明书的剩余部分中更具体地列出本发明的完整授权公开，包括对于本领域技术人员来说的最佳模式，在附图中：

图1为根据本发明的实施方式的空气干燥器在没有压力的情况下的示意图；

图2为图1中显示的空气干燥器在正常操作的过程中的示意图，其中右流动路径干燥压缩空气而左流动路径净化；

图3为图1中显示的空气干燥器在正常操作的过程中的示意图，其中右流动路径干燥压缩空气而左流动路径加压；

图4为图1中显示的空气干燥器在正常操作的过程中的示意图，其中左流动路径干燥压缩空气而右流动路径净化；

图5为图1中显示的空气干燥器在正常操作的过程中的示意图，其中左流动路径干燥压缩空气而右流动路径加压；

图6为图5中显示的空气干燥器在正常操作的过程中的示意图，其中左流动路径干燥压缩空气而右流动路径中的排放阀不打开；和

图7为图5中显示的空气干燥器在如下操作的过程中的示意图，其中左流动路径干燥压缩空气而右流动路径中的排放阀不打开而不损失压缩空气中的压力。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施方式，所述实施方式的一个或多个示例被显示在附图中。详细描述使用数字和字母标记从而表示附图中的特征。附图和说明书中使用相同或相似的标记从而表示本发明的相同或相似的部件。正如本文中所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可交换地使用从而区分一个组件与另一个组件，并且不旨在表示独立组件的位置或重要性。术语“上游”、“下游”、“径向”和“轴向”表示相对于流体路径中的流体流的相对方向。例如，“上游”表示流体通常流来的方向，而“下游”表示流体通常流去的方向。相似地，“径向”表示基本上垂直于流体流的相对方向，而“轴向”表示基本上平行于流体流的相对方向。

提供每个示例用于解释本发明而不限制本发明。事实上，本领域技术人员将清楚，可以在本发明中进行修改和改变而不脱离本发明的范围和精神。例如，作为一个实施方式的一部分显示或描述的特征可以用于另一个实施方式从而形成又一个实施方式。因此，本发明旨在覆盖所述修改和改变，只要它们落入所附权利要求及其等效物的范围内。

本发明的各个实施方式包括一种空气干燥器，所述空气干燥器可以引入压缩空气***从而从压缩空气中除去水分和其它污染物。空气干燥器通常包括平行设置的多流动路径，并且每个流动路径包括排放阀。每个流动路径还可以包括各种用于除去水分和/或颗粒污染物的装置。用于除去水分和/或颗粒的装置可以包括过滤器和/或水分分离器的各种组合以清洁和干燥压缩空气。空气干燥器还可以包括具有第一位置和第二位置的分流阀，所述第一位置提供至一个流动路径的流体通路，所述第二位置提供至另一个流动路径的流体通路。互锁件可以可操作地连接至分流阀和排放阀从而当相联的排放阀在打开位置下时避免将分流阀定位至任何一个流动路径。

图1提供根据本发明的实施方式的空气干燥器10在没有压力的情况下的示意图；图2-7提供图1中显示的空气干燥器在各个操作模式的过程中的示意图。如图所示，空气干燥器10一般而言包括第一和第二流动路径12、14，然而可以包括额外流动路径并且在本发明的范围内。第一和第二流动路径12、14在入口16和出口18之间平行设置，并且分流阀20具有第一位置(图1-3中显示)和第二位置(图4-7中显示)，所述第一位置提供至第一流动路径12的流体通路，所述第二位置提供至第二流动路径14的流体通路。在图1-7中显示的具体实施方式中，分流阀20位于入口16处，然而在替代性实施方式中，分流阀可以位于出口18处。通过这种方式，分流阀20使一个流动路径对准入口16和出口18而使另一个流动路径净化经过滤的流体。

每个流动路径12、14包括止回阀22、24和排放阀26、28，所述止回阀22、24临近出口18并且避免流体流进入流动路径，所述排放阀26、28具有允许流体流离开流动路径的打开位置和避免流体流离开流动路径的关闭位置。每个排放阀26、28可以在关闭位置上偏置。每个流动路径12、14中的旁路孔30、32提供围绕各个止回阀22、24的在任何一个方向上的流体通路。此外，每个流动路径12、14包括各种用于从流动路径中除去水分和/或颗粒的装置。用于除去水分和/或颗粒的结构可以包括过滤器和/或水分分离器的各种组合以清洁和干燥压缩空气。在图1中显示的示例性实施方式中，用于从压缩空气中除去水分的结构为每个流动路径12、14中的干燥过滤器34、36。此外，每个流动路径12、14包括联合过滤器38、40，所述联合过滤器38、40除去颗粒污染物和/或收集来自干燥过滤器34、36的水分。

互锁件50在每个流动路径12、14中可操作地连接至分流阀20和排放阀26、28。互锁件50当第一排放阀26在打开位置下时避免将分流阀20定位至第一位置(图1-3中显示)并且当第二排放阀在打开位置下时避免将分流阀20定位至第二位置(图4-7中显示)。互锁件50可以包括手动或远程操作的控制阀的各种组合，所述组合允许基于流动路径12、14中感测的压力操作分流阀20和排放阀26、28。在图1中显示的实施方式中，例如，互锁件50包括第一和第二控制空气阀52、54和控制器56。控制空气阀52、54可以为在关闭位置下偏置的螺线管操作的阀。第一感测路线58连接第一控制空气阀52和第二止回阀24上游的第二流动路径14。当打开时，第一控制空气阀52提供从第二止回阀24的上游至分流阀20和第一排放阀26的流体通路。相似地，第二感测路线60连接第二控制空气阀54和第一止回阀22上游的第一流动路径12。当打开时，第二控制空气阀54允许从第一止回阀22的上游至分流阀20和第二排放阀28的流体通路。在预定间隔下，控制器56可以向每个控制空气阀52、54发送信号62、64从而驱动螺线管和打开控制空气阀52、54。通过这种方式，来自对边流动路径的空气压力提供通过控制空气阀52、54的导正空气压力从而再定位分流阀20并且打开各个排放阀26、28。将参考图2-7更完整地描述控制空气阀52、54和控制器56的操作。

现在将关于图2-5描述空气干燥器10的正常操作。在正常操作的过程中，空气干燥器10在使用一个流动路径干燥和清洁压缩空气而另一个流动路径净化水分和另一方面再生之间进行循环。例如，控制器56可以进行编程从而以预定间隔轮流周期。在每个周期的第一部分的过程中，控制器56可以在切换变成活动流动路径之前允许闲置流动路径增加压力，并在允许闲置流动路径增加压力之前进行编程从而净化闲置流动路径的水分。

图2显示了在第一流动路径12干燥周期开始时的空气干燥器10，此时第一流动路径12干燥空气而第二流动路径14通过第二排放阀28净化水分。如图2中所示，分流阀20在第一位置下使得压缩空气可以从入口16通过分流阀20流入第一流动路径12。在整个第一流动路径12干燥周期的过程中第一信号62关闭，因此第一控制空气阀52关闭，并且第一排放阀26关闭。因此，压缩空气流动通过第一联合过滤器38和第一干燥腔34从而从压缩空气中除去水分和颗粒。除去的水分收集在第一联合过滤器38中。清洁和干燥的压缩空气然后流动通过第一止回阀22和第一旁路孔30并且通过出口18离开空气干燥器10。

第二感测路线60将来自第一止回阀22的上游的压力传达至第二控制空气阀54。在第一流动路径12干燥周期开始时，第二信号64打开从而驱动第二控制空气阀54上的螺线管。因此，第二控制空气阀54打开从而从第一止回阀22的上游至分流阀20和第二排放阀28提供控制空气。控制空气使分流阀20维持在第一位置下并且打开第二排放阀28。第二止回阀24避免清洁和干燥的压缩空气进入第二流动路径14。然而，第二旁路孔32允许一部分清洁和干燥的空气回流通过第二干燥腔36和第二联合过滤器40从而通过打开的第二排放阀28净化来自第二联合过滤器40的水分。

图3显示了在控制器56关闭第二信号64从而允许第二流动路径14加压之后的第一流动路径12干燥周期。当第二信号64关闭时，第二控制空气阀54关闭，从分流阀20和第二排放阀28中除去控制空气压力。不控制空气压力，分流阀20维持在第一位置下，并且第二排放阀28关闭。随着第二排放阀28关闭，流动通过第二旁路孔32的清洁和干燥的压缩空气在第二流动路径14中和在第一感测路线58中增加压力，所述第一感测路线58提供至第一控制空气阀52的流体通路。空气干燥器10此时准备切换至第二流动路径14干燥周期，如图4中所示。

在第一流动路径12干燥周期结束时，控制器56将空气干燥器10切换成第二流动路径14干燥周期，如图4中所示。在第二流动路径14干燥周期开始时，控制器56打开第一信号62从而驱动第一控制空气阀52上的螺线管。因此，第一控制空气阀52打开，并且第一感测路线58通过第一控制空气阀52将来自第二止回阀24的上游的压力传达至分流阀20和第一排放阀28。控制空气使分流阀20移动至第二位置下并且打开第一排放阀26。在第二位置下，分流阀20允许压缩空气从入口16流动通过分流阀20并且进入第二流动路径14。在整个第二流动路径14干燥周期的过程中第二信号64关闭，因此第二控制空气阀54关闭，并且第二排放阀28关闭。因此，压缩空气流动通过第二联合过滤器40和第二干燥腔36从而从压缩空气中除去水分和颗粒。除去的水分收集在第二联合过滤器40中。清洁和干燥的压缩空气然后流动通过第二止回阀24和第二旁路孔32并且通过出口18离开空气干燥器10。

第一止回阀22避免清洁和干燥的压缩空气进入第一流动路径12。然而，第一旁路孔30允许一部分清洁和干燥的空气回流通过第一干燥腔34和第一联合过滤器38从而通过打开的第一排放阀26净化来自第一联合过滤器38的水分。

图5显示了在控制器56关闭第一信号62从而允许第一流动路径12加压之后的第二流动路径14干燥周期。当第一信号62关闭时，第一控制空气阀52关闭，从分流阀20和第一排放阀26中除去控制空气压力。不控制空气压力，分流阀20维持在第二位置下，并且第一排放阀26关闭。随着第一排放阀26关闭，流动通过第一旁路孔30的清洁和干燥的压缩空气在第一流动路径12中和在第二感测路线60中增加压力，所述第二感测路线60提供至第二控制空气阀54的流体通路。空气干燥器10此时准备切换回至第一流动路径12干燥周期，如图2中所示。

图6和7提供在排放阀之一未能关闭的情况下空气干燥器10如何响应的示意图。在该方案中，空气干燥器10处于第二流动路径14干燥周期中并且刚刚完成净化来自第一流动路径12的水分，如前文关于图4所述。因此，控制器56关闭第一信号62从而允许第一流动路径12加压，如前文关于图5所述。随着第一信号62关闭，第一控制空气阀52关闭，从分流阀20和第一排放阀26中除去控制空气压力。不控制空气压力，分流阀20维持在第二位置下，并且第一排放阀26关闭。然而，在该具体方案中，第一排放阀26维持打开，并且第一流动路径12通过第一排放阀26连续净化压缩空气。因此，在第一流动路径12或第二感测路线60中压力不增加，所述第二感测路线60提供至第二控制空气阀54的流体通路。

参考图7，当到达切换回第一流动路径12干燥周期的时刻时，如前文关于图2所述，控制器56打开第二信号64从而驱动第二控制空气阀54上的螺线管。因此，第二控制空气阀54打开从而从第一止回阀22的上游至分流阀20和第二排放阀28提供控制空气。然而，随着第一排放阀26未能打开，第一流动路径12和第二感测路线60不加压。因此，控制空气的压力不足以再定位分流阀20或第二排放阀28，并且空气干燥器10维持在第二流动路径14干燥周期中，其中第二流动路径14干燥空气而第一流动路径12通过第一排放阀26净化。尽管未能打开的第一排放阀26造成一些压缩空气的损失，空气干燥器10维持运行从而向下游设备供应清洁和干燥的压缩空气。

该书面说明使用示例公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制备和使用任何设备或体系并且进行任何合并方法。本发明的可授予专利权的范围通过权利要求得以限制，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其它示例。这些其它示例旨在落入权利要求的范围内，前提是这些示例包括不区别于权利要求的书面语言的结构元件，或者这些示例包括与权利要求的书面语言具有微小区别的等价结构元件。

Claims

1.一种空气干燥器，包括：

a.通过所述空气干燥器的第一流动路径，其中所述第一流动路径包括第一止回阀和第一排放阀，所述第一止回阀避免流体流进入所述第一流动路径，所述第一排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开所述第一流动路径，所述关闭位置避免流体流离开所述第一流动路径；

b.平行于所述第一流动路径的第二流动路径，其中所述第二流动路径包括第二止回阀和第二排放阀，所述第二止回阀避免流体流进入所述第二流动路径，所述第二排放阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许流体流离开所述第二流动路径，所述关闭位置避免流体流离开所述第二流动路径；

c.第一控制空气阀，所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述第一排放阀的流体通路；以及

d.第二控制空气阀，所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述第二排放阀的流体通路。

2.根据权利要求1所述的空气干燥器，进一步包括分流阀，所述分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至所述第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至所述第二流动路径的流体通路。

3.根据权利要求2所述的空气干燥器，其中所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述分流阀的流体通路。

4.根据权利要求2所述的空气干燥器，其中所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述分流阀的流体通路。

5.根据权利要求1所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置。

6.根据权利要求1所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置、第一旁路孔和第二旁路孔，所述第一旁路孔提供围绕所述第一止回阀的流体通路，所述第二旁路孔提供围绕所述第二止回阀的流体通路。

7.根据权利要求1所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置、第一旁路孔、第二旁路孔和控制器，所述第一旁路孔提供围绕所述第一止回阀的流体通路，所述第二旁路孔提供围绕所述第二止回阀的流体通路，所述控制器定位所述第一和第二控制空气阀。

8.一种空气干燥器，包括：

c.分流阀，所述分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至所述第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至所述第二流动路径的流体通路；

d.第一控制空气阀，所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述分流阀的流体通路；以及

e.第二控制空气阀，所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述分流阀的流体通路。

9.根据权利要求8所述的空气干燥器，其中所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述第一排放阀的流体通路。

10.根据权利要求8所述的空气干燥器，其中所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述第二排放阀的流体通路。

11.根据权利要求8所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置。

12.根据权利要求8所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置、第一旁路孔和第二旁路孔，所述第一旁路孔提供围绕所述第一止回阀的流体通路，所述第二旁路孔提供围绕所述第二止回阀的流体通路。

13.根据权利要求8所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置、第一旁路孔、第二旁路孔和控制器，所述第一旁路孔提供围绕所述第一止回阀的流体通路，所述第二旁路孔提供围绕所述第二止回阀的流体通路，所述控制器定位所述第一和第二控制空气阀。

14.一种空气干燥器，包括：

c.分流阀，所述分流阀具有第一位置和第二位置，所述第一位置提供至所述第一流动路径的流体通路，所述第二位置提供至所述第二流动路径的流体通路；以及

d.互锁件，所述互锁件能够操作地连接至所述分流阀和所述第一和第二排放阀，其中所述互锁件当所述第一排放阀在打开位置下时避免将所述分流阀定位至所述第一位置并且当所述第二排放阀在打开位置下时避免将所述分流阀定位至所述第二位置。

15.根据权利要求14所述的空气干燥器，其中所述互锁件包括第一控制空气阀，所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述分流阀的流体通路。

16.根据权利要求15所述的空气干燥器，其中所述第一控制空气阀提供从所述第二止回阀的上游至所述第一排放阀的流体通路。

17.根据权利要求14所述的空气干燥器，其中所述互锁件包括第二控制空气阀，所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述分流阀的流体通路。

18.根据权利要求17所述的空气干燥器，其中所述第二控制空气阀提供从所述第一止回阀的上游至所述第二排放阀的流体通路。

19.根据权利要求14所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置。

20.根据权利要求14所述的空气干燥器，进一步包括用于从所述第一和第二流动路径中除去水分的装置、第一旁路孔和第二旁路孔，所述第一旁路孔提供围绕所述第一止回阀的流体通路，所述第二旁路孔提供围绕所述第二止回阀的流体通路。