CN108568194A - 流优化的干燥剂筒 - Google Patents

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K.彭迪希
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Abstract

本发明涉及尤其用于多用途车辆的空气制动***的用于对气态流体干燥并去油的***及干燥剂筒。干燥剂筒包括壳体，壳体具有定位于其中的内罐，用于流体中所包含的油颗粒的油分离介质和用于使气态流体干燥的干燥剂沿壳体纵向轴线的方向一个接另一个地布置在内罐中。壳体具有壳体基座，壳体基座具有用于待干燥并去油的流体的居中布置的入口，并具有用于干燥并去油后的流体的偏心布置的出口开口。在干燥剂筒的正常操作期间，经由中心入口而导引到干燥剂筒中的气态流体首先以流的形式被导引通过油分离介质，然后通过干燥剂。本发明还涉及用于在干燥剂筒中流导引的方法。

Description

流优化的干燥剂筒
技术领域
本公开涉及用于对气态流体流干燥并去油的干燥剂筒及***以及用于在这样的干燥剂筒中流导引的方法。
背景技术
干燥剂筒使用在例如多用途车辆中的用于对气动制动***的空气干燥并去油的***中。压缩空气一方面用于控制制动***，并且另一方面用于实现制动动作和用于释放停车制动。压缩空气必须没有湿气和油残留物，因为，首先，压缩空气制动***中的湿空气可导致功能限制，因为空气中包含的水可导致腐蚀并且/或者在冬季导致结冰，并对压缩空气***的运行产生不利影响。此外，在高操作温度下，压缩空气中包含的油成分可转化成可损害用于例如活塞和阀的***部件的密封件和润滑膜的侵蚀性化合物。通常，干燥剂筒设置成持续安装在压缩空气***的连接头上，并且为此目的，干燥剂筒具有带入口和出口的壳体基座，所述入口用于待过滤的气态流体，所述出口用于过滤后的气态流体。因此，干燥剂筒取向成它们的纵向壳体轴线竖直或基本上竖直以供操作使用，并且干燥剂筒应布置成壳体基座向下取向。从例如EP 1 839 728 B1已知这样的干燥剂筒。为了干燥剂的解吸和再生以及为了去除由油分离介质收集的油，干燥后的空气以特定的间隔沿反向引导通过干燥剂和油分离介质。就已知的干燥剂筒而言，来自油分离介质的油成分可加入到干燥剂，这在正常操作期间、即在对未过滤的气态流体的干燥和去油期间以及在干燥剂筒的再生期间是不期望的。干燥剂筒的使用寿命因此被不必要地减小。
此外，从DE 100 51 471 A1已知的是一种干燥剂设置在油分离器上游的干燥剂筒。
因此，本发明的目标是提供尤其用于多用途车辆的空气制动***的前述干燥剂筒以及用于对气态流体干燥并去油的***，该干燥剂筒和该***具有总体改进的使用寿命。此外，本发明的目标是提供用于在这样的干燥剂筒中气态流体的流导引的改进方法。
有关干燥剂筒的目标通过独立权利要求1的特征被实现，并且有关***的目标通过具有专利权利要求6中所陈述的特征的***被实现。用于流导引的本发明方法具有权利要求7中所陈述的特征。本发明的另外的改进陈述在从属权利要求中和说明书中。
发明内容
本发明的用于对气态流体干燥并去油的干燥剂筒包括壳体，该壳体具有定位于该壳体中的内罐，用于流体中所包含的油颗粒的油分离介质和用于使气态流体干燥的干燥剂沿纵向壳体轴线的方向一个接另一个地布置在内罐中。在操作期间，纵向壳体轴线布置成竖直取向或基本竖直取向。壳体具有壳体基座，壳体基座具有用于待干燥和去油的流体的居中布置的入口并具有用于干燥并去油后的流体的出口开口，该出口开口相对于纵向壳体轴线偏心布置，并因此相对于中心入口偏心布置。在干燥剂筒的正常操作期间，经由中心入口被导引到干燥剂筒中的气态流体首先以流的形式被导引通过油分离介质，并且然后通过干燥剂。因此，在本发明的干燥剂筒中，干燥剂沿待过滤的气态流体的主流动方向处于油分离介质的流体下游，并轴向地布置在油分离介质的上方。因此，在本发明的干燥剂筒中，气态流体的去油在以流的形式将该气态流体供给到干燥剂并通过干燥剂之前。这避免任何由油引发的且可能不可逆的干燥剂的干燥性能下降。同时，油分离介质中/处所分离的油在任何时候都不能够被动地（即由于重力）渗透到干燥剂中并对干燥剂的功能产生不利影响。此外，防止了油在干燥剂筒的再生期间、即在对干燥剂解吸的净化过程期间不期望地加入到干燥剂。在净化过程期间，首先，受到操作压力的干燥剂筒经由壳体入口（该入口居中地布置成在壳体基座上）、经由附接至壳体基座的连接基座除去空气。干燥剂中还分离出的水分（水）以及油分离介质中分离出的油与仍布置在干燥剂筒中的空气一起从干燥剂筒被排出。然后，优选地，例如来自干燥剂筒流体下游的压缩气体存储单元的干燥且去油后的气态流体沿与干燥体积流相反的方向被引入筒中。干燥且优选膨胀的气体使先前加载有水分的干燥剂再生。加载有水分的净化流体流经由在壳体基座上居中布置的入口从干燥剂筒被移除。就本身已知的方式而言，干燥剂可以是吸水分硅胶。
根据本发明，用于流动到干燥剂筒中的流体的偏转器被布置在入口与内罐之间。
根据一个改进，可设置偏转器具有弯曲的或成角度的边缘部段。替代地或者额外地，偏转器可布置成使得就流来说该偏转器处在油分离介质的上游，以便由于偏转器而可存在预分离。
根据本发明的一个有利的改进，油分离介质的至少一部分被具体实施成聚结剂介质。因此，小的以及极其小的油滴可合并以产生较大的油滴，并可被保留在油分离介质中，并且从气态流体中被分离出。油分离介质尤其可具体实施成非织物。显然，非织物可以以单层或多层的形式布置在干燥剂筒中。尤其优选的是，非织物具有玻璃纤维。做好的非织物可从市场上廉价地获得并具有高的吸油能力。
干燥剂筒优选具有用于过滤后的气态流体的流动通道，该流动通道由壳体和内罐直接径向地界定。在干燥剂筒的该结构设计中，流动通道的至少一部分绕壳体或布置在壳体中的内罐的纵向轴线环形地布置。因此，从干燥剂中流出的干燥并去油后的气态流体在内侧壳体壁上流动。作为积极的次生效应，这可用于向外侧传递热。为此目的，干燥剂筒的壳体可有利地包括导热良好的材料，例如铝或钢。此外，由钢制成的壳体的实施例对于以薄的壁厚实现高的耐压性是有利的；这允许在给定的可用空间中容纳最大可能的干燥剂体积。在替代的实施例中，塑料也可替代金属材料被使用。
尤其有效的油分离可被实现，因为油分离介质经由供给通道连接至壳体基座上居中布置的入口，该供给通道具有轴向向上扩张到油分离介质的流动截面。由于这样的截面扩张，气态介质的流动速度可被降低，并且与油分离相关的流体与油分离介质接触时间可被增加。此外，可有效对抗含油气态流体通过（渗透）油分离介质。
弹簧元件可布置在内罐与壳体之间，内罐通过该弹簧元件抵靠壳体基座的密封表面轴向加应力。通过这样的方式，以简单的装置实现将未过滤侧的未过滤气态流体流导引与干燥剂筒的过滤后的侧的可靠密封隔开是可能的。尤其，例如密封环的弹性体密封元件可介于内罐与密封表面之间。
尤其用于多用途车辆的空气制动***的用于对气态流体干燥并去油的本发明***包括连接头，该连接头具有输入侧流体连接器，压缩机流体地连接至或可附接至该输入侧流体连接器。连接头具有输出侧流体连接器，用于干燥并去油后的气态流体的蓄压器流体地连接至或可附接至该输出侧流体连接器。如以上说明的干燥剂筒利用其在壳体基座上居中布置的入口连接至连接头的出口端口。连接头的出口端口流体地连接至输入侧流体连接器。干燥剂筒的壳体基座上偏心布置的干燥剂筒的出口开口流体地连接至连接头的出口侧流体出口。
本发明的***具有简单的结构，并且由于待去油和干燥的气态流体的优化流导引，其特征在于改进的使用寿命。以同样的方式，可利用用于在前述干燥剂筒中气态流体的流导引的本发明方法来实现干燥剂筒的较少的维修操作以及不易受到中断影响的干燥剂筒操作，而同时实现针对干燥剂筒的改进的使用寿命或操作时间。
附图说明
附图如下：
图1是用于对气态流体干燥并去油的干燥剂筒的局部纵向截面，该干燥剂筒具有在壳体基座上居中布置的用于待过滤的气态流体的入口；
图2是用于对气态流体干燥并去油的***的局部截面图，该***具有连接头和根据图1的干燥剂筒，该干燥剂筒连接至连接头，其中，出口端口连接至干燥剂筒的中心入口；以及，
图3是流程图，该流程图具有用于在根据图1的干燥剂筒中待干燥和去油的气态流体的流导引的单独的方法步骤。
具体实施方式
图1以局部截面图绘出了干燥剂筒10。干燥剂筒10具有壳体12，壳体12具有壳体纵向轴线14。壳体12可具体实施成关于纵向壳体轴线14旋转对称。壳体12构造成两部分，并具有壳体罐16和附接至壳体罐16的壳体基座18。壳体罐16和壳体基座18可如图1所示彼此卷边，或者可胶合、焊接和/或螺纹连接到彼此。
用于待干燥和去油的气态流体的居中布置的入口20布置在壳体基座18上。因此，入口20布置在纵向壳体轴线14上。入口20的螺纹22允许干燥剂筒10牢固地螺纹连接到连接头，图1中未更加详细地示出该连接头，待干燥和去油的气态流体经由该连接头以流的形式供给到干燥剂筒，并且从干燥剂筒流出的干燥并去油后的流体经由该连接头移除。壳体基座18具有多个出口开口24，各个出口开口24与纵向壳体轴线14偏心地布置。因此，出口开口24布置成相对于入口20径向向外偏置，并且尤其，出口开口24可沿干燥剂筒10的周向方向绕纵向壳体轴线14环形地彼此相距一定距离布置。环形密封元件26布置在壳体基座18上的边缘侧上，以便允许干燥剂筒10与前述连接头上的密封件座置。
内罐28布置在壳体12内。内罐28的基座部段30密封地定位在壳体基座18内侧上的弹性体密封元件32上，这里弹性体密封元件32为密封环。有窗的或者中断的盖34布置在内罐28上。弹簧元件36布置在盖34与壳体之间，在该情况中，弹簧元件36为压缩弹簧，其在一端上支撑在壳体12上，并且另一端处支撑在内罐28的盖34上。弹簧元件36被轴向预加应力，并且弹簧元件36轴向按压内罐28朝向壳体基座18并抵靠壳体基座18。这实现了干燥剂筒10的导引未过滤流体的未过滤侧38相对于干燥剂筒10的导引过滤后（去油并干燥后）流体的过滤后的侧40的压力密封和不漏流体的密封。内罐28的基座部段30具有用于气态流体的多个流入开口42，在该情况中，多个流入开口42是缝状的。流入开口42绕纵向轴线14呈环形布置并彼此间隔开。用于经由入口20流入的待过滤的气态流体的偏转器44布置在壳体基座18的居中布置的入口20与流入开口42之间。偏转器44轴向覆盖入口20。出于流导引的缘故，偏转器44具有成角度的或朝壳体基座18弯曲的边缘部段46。内罐28和壳体12在基座侧重叠区域48中彼此接合。油分离介质50布置在内罐28中。油分离介质50具体实施成聚结剂介质，并作为玻璃纤维非织物存在。
用于动态干燥气态流体的干燥剂52在油分离介质50的上方朝向纵向壳体轴线14布置。干燥剂尤其可以是硅胶、铝硅酸盐（沸石）、氧化铝、碳酸钙或另外的、适合的、可再生的干燥剂。
分隔层54布置在干燥剂52与油分离介质50之间，以便防止干燥剂52不期望地渗透到油分离介质50中。在干燥剂筒10的操作期间，由于干燥剂52布置在油分离介质50上方，在操作期间以及在干燥剂筒10的操作外侧，没有油或者基本上没有油因为重力而加入干燥剂52。多余的油可轴向地随重力从油分离介质50向下流出。
内罐28布置在与壳体12或内壳体壁56径向相距一定距离，形成用于干燥并去油后的气态流体的局部环形流动通道58。流动通道58在输出侧上流体地连接至干燥剂筒10的壳体基座18的出口开口24。
图2绘出了用于对气态流体、特别是压缩空气干燥并去油的***60，该***用于诸如多用途车辆的空气制动***（未在图2中更加详细地示出）中。通过示例的方式，***包括（压缩空气）压缩机62、连接头64、根据图1的可供使用的附接至连接头64的经连接的干燥剂筒10和用于干燥剂筒10中干燥并去油后的气态流体的蓄压器66。
连接头60具有一个输入侧和一个输出侧流体连接器68、70。输入侧流体连接器68流体地连接至压缩机62，并且输出侧流体连接器70流体地连接至蓄压器。输入侧流体连接器70经由第一流体通道72连接至用于干燥剂筒10的连接端口74。干燥剂筒10利用壳体基座18螺纹连接到连接端口74上，以便连接端口74延伸到干燥剂筒10的居中布置的入口20中。壳体12经由环形密封元件26抵靠连接头60的外侧密封地定位。
干燥剂筒10的出口开口24经由第二流体通道76流体地连接至输出侧流体连接器70，并因此连接至用于过滤后的气态流体的蓄压器66。可控二通阀78可与第二流体通道相关联。在每隔一定时间执行的干燥剂筒10的再生期间，设置有可控单向阀80的排放或吹出通道82从干燥剂筒10排放包含水分和油的再生流体流。控制装置84控制单向阀和二通阀80（如果存在）。
待去油和干燥的气态流体以流的形式从压缩机62经由连接头64的输入侧连接器68和第一流体通道72被引导到连接头64的连接端口74。根据图3，对气态流体干燥并去油期间所采用的用于在干燥剂筒10内导引流的方法包括第一步骤102，在第一步骤102中，待去油和干燥的气态流体经由纵向壳体轴线14上居中布置的入口20轴向地导引到干燥剂筒中。在随后的步骤104中，待过滤的气态流体流动到偏转器44，并经由入口开口42径向地导引到内罐28中。在随后的步骤106中，流体轴向向上地导引通过在内罐28中布置的油分离介质50，并因此去油。在随后的步骤108中，去油后的流体轴向向上地导引通过在内罐中布置的干燥剂52，并因此干燥。在随后的步骤110中，干燥并去油后的气态流体经由有窗的盖从内罐被导引出并被径向地引导到外侧。在最后的步骤112中，气态流体轴向地在内罐28与壳体内壁56之间轴向地供给到在壳体基座18上偏心布置的出口开口24中，并经由这些出口开口从干燥剂筒10被引导出。从干燥剂筒10流出的气态流体经由出口侧流体通道76和连接头的出口侧流体连接器70供给到蓄压器66，并且然后可用于进一步的使用。
在解吸或再生过程期间，初始时突然地，通过致动单向阀80及必要时二通阀78，干燥剂筒10中所布置并受压的气态流体及必要时蓄压器66中所包含的干燥并去油后的气态流体经由壳体基座18上的中心入口20从干燥剂筒20被释放。这样做时，油分离介质50中所包含的油或者油分离介质上所吸收的油被流出流体一起携带，并经由中心入口20从干燥剂筒10被排放。还可靠地防止了油在该流体的倒流期间不期望地加入到干燥剂。然后，来自蓄压器66的、经由壳体基座18上偏心布置的出口开口24被引导到干燥剂筒10中的干燥且无油的净化流体流在规定的一段时间内流动通过干燥剂筒10，其中，水分（水）脱离干燥剂，并使该干燥剂再生。在干燥剂筒10的正常操作期间以及在该干燥剂筒10的再生期间，由于没有油加入到干燥剂52，可延长干燥剂筒10的使用寿命。

Claims (7)

1.一种尤其用于多用途车辆的空气制动***的用于对气态流体干燥并去油的干燥剂筒（10），其包括壳体（12），所述壳体（12）具有定位于该壳体中的内罐（28），用于流体中所包含的油颗粒的油分离介质（50）和用于使所述气态流体干燥的干燥剂（52）沿纵向壳体轴线（14）的方向一个接另一个地布置在所述内罐中，
其中，所述壳体（12）具有壳体基座（18），所述壳体基座（18）具有用于待干燥和去油的流体的居中布置的入口（20），并具有用于干燥并去油后的流体的偏心布置的出口开口（24），并且其中，在所述干燥剂筒（10）的正常操作期间，经由中心入口（20）导引到所述干燥剂筒（10）中的气态流体首先以流的形式被导引通过所述油分离介质（50），并且然后通过所述干燥剂（52），其中，用于流动到所述干燥剂筒（10）中的流体的偏转器（44）布置在所述入口（20）与所述内罐（28）之间。
2.根据权利要求1所述的干燥剂筒，其特征在于，就流而言，所述偏转器（44）处在所述油分离介质（50）的上游，和/或具有弯曲的或成角度的边缘部段（46）。
3.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂筒，其特征在于，所述油分离介质（50）具体实施为非织物，优选为玻璃纤维非织物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂筒，其特征在于，用于干燥并去油后的气态流体的环形流动通道（58），该环形流动通道由所述壳体（12）与所述内罐（28）直接径向地界定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂筒，其特征在于，弹簧元件（36）布置在所述内罐（28）与所述壳体之间，所述内罐（28）利用轴向预加应力的弹簧元件密封地定位在所述壳体基座上。
6.一种尤其用于多用途车辆的空气制动***的用于对气态流体干燥并去油的***（60），包括：
连接头（66），所述连接头（66）具有输入侧流体连接器（68），压缩机（62）流体地连接至所述输入侧流体连接器，
输出侧流体连接器（70），用于干燥并去油后的气态流体的蓄压器流体地连接至所述输出侧流体连接器，以及，
根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂筒（10），
其中，在所述干燥剂筒的入口（20）居中布置在壳体基座（18）上的情况下，干燥剂筒（10）经由所述连接头（64）的连接端口（74）连接至所述输入侧流体连接器（68），并且其中，在所述干燥剂筒（10）的壳体基座上偏心布置的干燥剂筒（10）的出口开口（24）流体地连接至所述连接头（64）的所述输出侧流体出口（70）。
7.一种用于在根据权利要求1至5中任一项所述的用于对流体干燥并去油的干燥剂筒（10）中气态流体的导引流的方法，其中，在第一步骤（102）中，待干燥并去油的气态流体经由在所述壳体基座（18）上居中布置的入口开口（20）进给到所述干燥剂筒（20），其中
在随后的步骤（106）中，所述气态流体以流的形式被轴向地导引通过在所述内罐（28）中布置的油分离介质（50），所述流体被去油，其中
在随后的步骤（108）中，去油后的气态流体以流的形式被轴向地导引通过在所述内罐（28）中布置的干燥剂，所述流体被干燥，并且其中
在随后的步骤（112）中，干燥并去油后的气态流体在所述内罐（28）与所述壳体（12）的壳体内壁（56）之间轴向地供给到在所述壳体基座（18）上偏心布置的出口开口（24），并经由所述出口开口（24）从所述干燥剂筒（10）被引导出。
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