CN111994062B - 一种气制动空气干燥器、气制动控制***和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气制动空气干燥器、气制动控制***和车辆，进气口与第一出气口通过第一管路连通，第一管路上依次串联有干燥筒和单向阀，第一管路与排气口通过第二管路连通，第二管路上串联有两位两通卸荷阀，第一管路与第二出气口通过第三管路连通，第三管路上串联有两位三通调压阀，单向阀旁并联串联的再生阀和回流节流孔，第三管路上串联有两位三通卸荷保护阀，两位三通卸荷保护阀的第一控制端与第二控制端连通，两位三通卸荷保护阀的第二控制端通过再生节流阀与第三管路的进气端连通。本发明能够在干燥器和空压机之间的节能控制管路漏气的情况下，确保干燥器能够进行卸荷和再生控制，避免积水进入制动***，消除制动***安全隐患。
Description
技术领域
本发明公开了一种车用空气干燥器，属于空气干燥器技术领域，具体公开了一种气制动空气干燥器、气制动控制***和车辆。
背景技术
空气干燥器和空气压缩机均为商用车气制动***关键总成，空压机提供的压缩空气经空气钢管传输给干燥器，干燥器则将压缩空气中的积水和油污进行过滤，为制动***提供洁净压缩空气，通过干燥器自身卸荷、再生等控制，可以将积水和油污排到大气中，从而使干燥器内部干燥剂可以重复利用。为节省空压机功率消耗，越来越多商用车在空压机和干燥器总成匹配节能控制***，与之对应是一根从干燥器到空压机的尼龙管控制管路。当空压机泵气过程中如干燥器出气贮气筒气压达卸荷压力，干燥器进行卸荷同时通过节能控制管路向空压机输出控制气压，用来控制空压机卸荷不再泵气。当干燥器出气口贮气筒需要空压机重新泵气切入压力时，该节能控制管路内的压缩空气通过干燥器排空，空压机再次泵气。
空气干燥器卸荷功能和恢复供气功能是通过其内部调压阀和卸荷阀来实现的(如图1所示)，其结构包括进气口9、第一出气口10、排气口11和第二出气口12，进气口9与第一出气口10通过第一管路连通，第一管路上依次串联有干燥筒1和单向阀7，第一管路与排气口11通过第二管路连通，第二管路的进气端位于进气口9和干燥筒1之间，第二管路上串联有两位两通卸荷阀3，第一管路与第二出气口12通过第三管路连通，第三管路的进气端位于单向阀7与第一出气口10之间，第三管路上串联有两位三通调压阀2，单向阀7旁并联有第四管路，第四管路上依次串联有再生阀4和回流节流孔8，两位三通调压阀2的第一控制端2.1与第三管路的进气端连通，两位三通调压阀2的排气口2.2接大气，两位两通卸荷阀3的第一控制端3.1与所述第一出气口10连通，两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2与第二出气口12连通，空压机开始泵气工作时，空压机排出的压缩空气流经空气钢管，通过干燥器1口进入干燥器阀体总成，依次经过干燥筒1、单向阀7然后到达干燥器第一出气口10。
空压机泵气过程中，当干燥器出气口气压达到卸荷压力时，调压阀2的第一控制端2.1气压克服弹簧预紧力，推动阀体向上运动，从而联通第三管路，压缩空气流经第一管路、第三管路、调压阀2，然后分为两支，一支作用于卸荷阀3控制端3.2口，克服卸荷阀3弹簧预紧力推动阀体打开排气通道，从而执行干燥器卸荷工作，另外一支则通过干燥器4口连接节能控制管路，压缩空气通过节能控制管路控制空压机卸荷不再泵气。当干燥器出气端2口气压下降至需要重新供气时，调压阀2的第一控制端2.1气压不足以克服弹簧预紧力，阀体向下运动，从而断开左右气路接口，对于卸荷阀3控制端3.2的压缩空气及干燥器4口连接空压机节能控制管路的压缩空气，二者一起从调压阀2的排气通道3口排到大气，最终干燥器卸荷阀关闭排气通道的同时，空压机失去卸荷控制气压也开始进行重新泵气。
干燥器再生工作前提是干燥器卸荷，在干燥器卸荷阀3排气通道打开时，单向阀7左侧气压为0，右侧为卸荷压力Pcut-off，于是压缩空气流经再生回流截止阀4，然后再流经节流孔8和干燥剂1，压缩空气通过吸附作用，将干燥剂1中的潮湿水分和油污带走，最后通过卸荷阀3的排气通道排入到大气中，从而使干燥剂恢复干燥能力，可以继续吸附潮湿水分和油污。
由于从干燥器到空压机的节能控制管路为尼龙材质，由于干燥器到空压机存在一定空间距离，一方面装配过程中该管路装配捆扎可能存在不规范，另一方面车辆长时间使用存在扎带破损情况，考虑到该管路连接过程中途径结构件(车架、支架等)、热源(发动机排气管路)等，经常发生尼龙管磨损或爆裂漏气的情况。
一旦节能控制尼龙管管路漏气，干燥器卸荷阀3的控制端3.2气压无法建立，导致干燥器卸荷失效，考虑到干燥器持续干燥空气的前提为卸荷正常(只有卸荷正常，干燥器内部分子筛才能通过排除水分进行再生，继而恢复干燥能力)，因此干燥器失去干燥作用，空压机排出的高压潮湿空气，无法经干燥器干燥，直接进入制动***，大量积水进入制动***后，车辆冬季行驶时制动***容易结冰从而导致刹车失灵，存在较大安全隐患。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气制动空气干燥器、气制动控制***和车辆，其能够在干燥器和空压机之间的节能控制管路漏气的情况下，确保干燥器能够进行卸荷和再生控制，避免积水进入制动***，消除制动***安全隐患。
本发明公开了一种气制动空气干燥器，包括进气口、第一出气口、排气口和第二出气口，所述进气口与所述第一出气口通过第一管路连通，所述第一管路上依次串联有干燥筒和单向阀，所述第一管路与所述排气口通过第二管路连通，所述第二管路的进气端位于所述进气口和所述干燥筒之间，所述第二管路上串联有两位两通卸荷阀，所述第一管路与所述第二出气口通过第三管路连通，所述第三管路的进气端位于单向阀与所述第一出气口之间，所述第三管路上串联有两位三通调压阀，所述单向阀旁并联有第四管路，所述第四管路上依次串联有再生阀和回流节流孔，所述两位三通调压阀的第一控制端与所述第三管路的进气端连通，所述两位三通调压阀的排气口接大气，所述两位两通卸荷阀的第一控制端与所述第一出气口连通，所述两位两通卸荷阀的第二控制端与所述第二出气口连通，所述第三管路上串联有两位三通卸荷保护阀，所述两位三通卸荷保护阀的第一控制端与所述第二控制端连通，所述两位三通卸荷保护阀的第二控制端通过再生节流阀与所述第三管路的进气端连通。
在本发明的一种优选实施方案中，初始状态下，所述两位三通调压阀断开，所述两位两通卸荷阀断开，所述两位三通卸荷保护阀联通。
本发明还公开了一种气制动控制***，其包括空气压缩机、空气干燥器和气制动设备，所述空气压缩机和所述空气干燥器之间通过供能管路连接，所述空气干燥器和所述气制动设备通过管路连接，所述空气压缩机和所述空气干燥器之间还设置有节能管路，所述空气干燥器为前述的气制动空气干燥器。
在本发明的一种优选实施方案中，所述节能管路为尼龙管。
在本发明的一种优选实施方案中，泵气工作状态时，所述两位三通调压阀断开，所述两位两通卸荷阀断开，所述两位三通卸荷保护阀断开。
在本发明的一种优选实施方案中，卸荷工作状态且节能管路未漏气时，所述两位三通调压阀联通，所述两位两通卸荷阀联通，所述两位三通卸荷保护阀联通。
在本发明的一种优选实施方案中，卸荷工作状态且节能管路漏气时，所述两位三通调压阀联通，所述两位两通卸荷阀联通，所述两位三通卸荷保护阀断开。
本发明还公开了一种车辆，其使用了气制动控制***。
本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便，其通过在现有的干燥器内新增的两位三通气动卸荷保护阀和节流阀，一方面不影响现有干燥器卸荷、恢复供气和再生控制功能的进行，另一方面其作为自动保护装置，可以有效避免空压机节能控制管路漏气引发的干燥器卸荷和再生功能失效，确保空气干燥器和制动***正常工作，提升制动***安全性。
附图说明
为了更清楚地说明实施中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中气制动空气干燥器的气路示意图；
图2是本发明一种气制动空气干燥器的气路示意图；(初始状态)
图3是本发明一种气制动空气干燥器的气路示意图；(泵气工态)
图4是本发明一种气制动空气干燥器的气路示意图；(卸荷工态且节能管路未漏气)
图5是本发明一种气制动空气干燥器的气路示意图；(卸荷工态且节能管路漏气)
图6是本发明一种气制动控制***示意图；
图气制动控制***
图中：1-干燥筒；2-两位三通调压阀；3-两位两通卸荷阀；4-再生阀；5-两位三通卸荷保护阀；6-再生节流阀；7-单向阀；8-回流节流孔；9-进气口；10-第一出气口；11-排气口；12-第二出气口。
具体实施方式
下面通过说明书附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种气制动空气干燥器，包括进气口9、第一出气口10、排气口11和第二出气口12，进气口9与第一出气口10通过第一管路连通，第一管路上依次串联有干燥筒1和单向阀7，第一管路与排气口11通过第二管路连通，第二管路的进气端位于进气口9和干燥筒1之间，第二管路上串联有两位两通卸荷阀3，第一管路与第二出气口12通过第三管路连通，第三管路的进气端位于单向阀7与第一出气口10之间，第三管路上串联有两位三通调压阀2，单向阀7旁并联有第四管路，第四管路上依次串联有再生阀4和回流节流孔8，两位三通调压阀2的第一控制端2.1与第三管路的进气端连通，两位三通调压阀2的排气口2.2接大气，两位两通卸荷阀3的第一控制端3.1与第一出气口10连通，两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2与第二出气口12连通，第三管路上串联有两位三通卸荷保护阀5，两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1与第二控制端3.2连通，两位三通卸荷保护阀5的第二控制端5.2通过再生节流阀6与第三管路的进气端连通。
优选地，初始状态下，两位三通调压阀2断开，两位两通卸荷阀3断开，两位三通卸荷保护阀5联通。
本发明还公开了一种气制动控制***，其包括空气压缩机A、空气干燥器B和气制动设备C，空气压缩机A和空气干燥器B之间通过供能管路D连接，空气干燥器B和气制动设备C通过管路E连接，空气压缩机A和空气干燥器B之间还设置有节能管路F，空气干燥器B为前述的气制动空气干燥器。
优选地，节能管路为尼龙管。
优选地，泵气工作状态时，两位三通调压阀2断开，两位两通卸荷阀3断开，两位三通卸荷保护阀5断开。
优选地，卸荷工作状态且节能管路未漏气时，两位三通调压阀2联通，两位两通卸荷阀3联通，两位三通卸荷保护阀5联通。
优选地，卸荷工作状态且节能管路漏气时，两位三通调压阀2联通，两位两通卸荷阀3联通，两位三通卸荷保护阀5断开。
本发明还公开了一种车辆，其使用了气制动控制***。
下面结合附图2-5对本发明作出进一步解释：
1.干燥器内部各阀体初始状态
干燥器总成内部阀体初始状态如图2所示，此时干燥器的第一出气口10压为0，调压阀2在弹簧预紧力作用下将左右气路连接断开，两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2和两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1也没有压缩空气，两位三通卸荷保护阀5在弹簧预紧力作用下保持左右气路联通，通过干燥器端口4口连接空压机的节能控制管路气压为0。
2.节能控制管路没有漏气时，干燥器首次进行供气
干燥器的第一出气口10气压为0，空压机首次开始泵气时，空压机排出的压缩空气流经空气钢管，通过干燥器的进气口9进入阀体总成，依次经过干燥筒1、单向阀7然后到达干燥器的第一出气口10。
压缩空气作用于两位两通卸荷阀3的第一控制口3.1，此时两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2没有气压，两位两通卸荷阀3的第一控制口3.1气压不足以克服弹簧预紧力而推动阀体向右运行打开排气通道，即干燥器不会进行卸荷。
单向阀7后面的压缩空气通过上面控制通道首先经过节流阀6，然后抵达两位三通卸荷保护阀5的第二控制口5.2，该控制气压P52随着压缩空气增加而升高，当P52增加一定程度从而克服两位三通卸荷保护阀5的弹簧预紧力，推动阀体向下移动。该两位三通卸荷保护阀5向下移动后，左侧节能控制管路气压P4通过两位三通卸荷保护阀5的排气口5.3与大气相连通，此时对于节能控制管路气压P4仍然为0，即空压机持续进行泵气；此状态下干燥器内部阀体状态如图3所示。
3.节能控制管路没有漏气时，干燥器进行卸荷
当干燥器出气口气压达到卸荷压力Pcut-in时，在两位三通调压阀2的第一控制端2.1气压P21克服弹簧预紧力情况下推动阀体向上移动，从而将两位三通调压阀2的左右气路接通，于是压缩空气抵达两位两通卸荷阀3的第二控制口3.2，同时也抵达两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1。
对于两位两通卸荷阀3而言，在两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2气压P32和两位两通卸荷阀3的第一控制端3.1气压P31两股控制气压作用下，克服两位两通卸荷阀3弹簧预紧力，推动阀体向右移动从而打开排气通道，将多余的压缩空气通过排气口11排入大气。
由于两位三通卸荷保护阀5的第二控制端5.2气压P52和两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1气压P51相等，在其弹簧预紧力作用下，阀体向上移动，从而将两位三通卸荷保护阀5的左右气路接通，于是来自两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2的压缩空气通过干燥器第二出气口12流向节能控制管路，接着该控制气压抵达空压机总成，用来控制空压机卸荷从而不再对空气钢管和干燥器进行泵气；此状态下干燥器内部阀体状态如图4所示。
4.节能控制管路没有漏气时，干燥器恢复供气
随着制动***刹车耗气的进行，当干燥器出气口气压下降到供气压力Pcut-in时，两位三通调压阀2的第一控制端2.1的气压P21不足以克服其弹簧预紧力，预紧弹簧力推动阀体向下移动，将两位三通调压阀2的左右气路断开，于是两位三通调压阀2左侧气路通过其两位三通调压阀2的排气口2.2直接连接大气，从而将压缩空气排空。
与此同时，两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2和两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1与调压阀左侧气路相连，其压缩空气均通过两位三通调压阀2的排气口2.2排入大气，气压均降低为0。
由于两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2气压P32降低为0，仅靠两位两通卸荷阀3的的第一控制口3.1气压P31不足以克服弹簧预紧力，卸荷阀阀体向左运行关闭排气通道。
由于两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1气压P51降低为0，在两位三通卸荷保护阀5的第二控制端5.2气压作用下，阀体总成向下移动，将两位三通卸荷保护阀5的左右气路断开，其左侧直接通过两位三通卸荷保护阀5的排气口5.3与大气直接相连，即连接空压机的节能控制管路中的压缩空气通过干燥器的第二出气口12排入大气，控制管路气压降为0，空压机恢复供气，重新对干燥器进行供气，重新恢复供气状态下的干燥器内部阀体状态如图3所示。
5.节能控制管路存在漏气时，干燥器开启保护功能
干燥器供气过程与前述相同，当干燥器出气口气压达到卸荷压力Pcut-off时，两位三通调压阀2、两位两通卸荷阀3和两位三通卸荷保护阀5分别在各自控制端气压作用下，克服弹簧预紧力，推动阀体运动，即调压阀向上运动将左右气路联通、两位两通卸荷阀3向右运动将排气通道打开、两位三通卸荷保护阀5向上运动将左右气路联通。
由于节能控制管路出现漏气，因此管路气压迅速下降，与之相连通的两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1气压P51迅速下降，在节流阀6作用下，两位三通卸荷保护阀5的第二控制端5.2气压P52并不会马上下降，由于两位三通卸荷保护阀5的第二控制端5.2气压P52远高于两位三通卸荷保护阀5的第一控制端5.1气压P51，此时两位三通卸荷保护阀5的阀体向下移动，将其左右气路断开。
两位三通卸荷保护阀5左侧的节能控制管路通过两位三通卸荷保护阀5的排气口5.3与大气相连，其气压为0。
由于两位三通卸荷保护阀5的左右气路接口断开，两位两通卸荷阀3的第二控制端3.2气压P32不再下降，在两位两通卸荷阀3的第一控制端3.1气压P31协同下继续推动两位两通卸荷阀3克服弹簧预紧力，从而确保干燥器正常卸荷。
在干燥器两位两通卸荷阀3打开排气通道时，干燥器再生功能与往常一样，干燥器排气口的压缩空气流经再生回流截止阀4，然后再流经节流孔8和干燥筒1，将干燥筒1中的潮湿水分和油污带走，通过卸荷阀3的排气通道排入到大气中；此状态下干燥器内部阀体状态如图5所示。
6.节能控制管路存在漏气时，干燥器恢复供气
当干燥器出气口气压下降到供气压力Pcut-in时，其工作原理与节能控制管路没有断开相同，此状态下干燥器内部阀体状态如图3所示。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种气制动空气干燥器，包括进气口(9)、第一出气口(10)、排气口(11)和第二出气口(12)，所述进气口(9)与所述第一出气口(10)通过第一管路连通，所述第一管路上依次串联有干燥筒(1)和单向阀(7)，所述第一管路与所述排气口(11)通过第二管路连通，所述第二管路的进气端位于所述进气口(9)和所述干燥筒(1)之间，所述第二管路上串联有两位两通卸荷阀(3)，所述第一管路与所述第二出气口(12)通过第三管路连通，所述第三管路的进气端位于单向阀(7)与所述第一出气口(10)之间，所述第三管路上串联有两位三通调压阀(2)，所述单向阀(7)旁并联有第四管路，所述第四管路上依次串联有再生阀(4)和回流节流孔(8)，所述两位三通调压阀(2)的第一控制端(2.1)与所述第三管路的进气端连通，所述两位三通调压阀(2)的排气口(2.2)接大气，所述两位两通卸荷阀(3)的第一控制端(3.1)与所述第一出气口(10)连通，所述两位两通卸荷阀(3)的第二控制端(3.2)与所述第二出气口(12)连通，其特征在于：所述第三管路上串联有两位三通卸荷保护阀(5)，所述两位三通卸荷保护阀(5)的第一控制端(5.1)与所述第二控制端(3.2)连通，所述两位三通卸荷保护阀(5)的第二控制端(5.2)通过再生节流阀(6)与所述第三管路的进气端连通；初始状态下，所述两位三通调压阀(2)断开，所述两位两通卸荷阀(3)断开，所述两位三通卸荷保护阀(5)联通。
2.一种气制动控制***，包括空气压缩机(A)、空气干燥器(B)和气制动设备(C)，所述空气压缩机(A)和所述空气干燥器(B)之间通过供能管路(D)连接，所述空气干燥器(B)和所述气制动设备(C)通过管路(E)连接，所述空气压缩机(A)和所述空气干燥器(B)之间还设置有节能管路(F)，其特征在于：所述空气干燥器(B)为权利要求1所述的气制动空气干燥器。
3.根据权利要求2所述的气制动控制***，其特征在于：所述节能管路为尼龙管。
4.根据权利要求2所述的气制动控制***控制方法，其特征在于：泵气工作状态时，所述两位三通调压阀(2)断开，所述两位两通卸荷阀(3)断开，所述两位三通卸荷保护阀(5)断开。
5.根据权利要求4所述的气制动控制***，其特征在于：卸荷工作状态且节能管路未漏气时，所述两位三通调压阀(2)联通，所述两位两通卸荷阀(3)联通，所述两位三通卸荷保护阀(5)联通。
6.根据权利要求4所述的气制动控制***，其特征在于：卸荷工作状态且节能管路漏气时，所述两位三通调压阀(2)联通，所述两位两通卸荷阀(3)联通，所述两位三通卸荷保护阀(5)断开。
7.一种车辆，其特征在于：其使用了如权利要求2-6任意一项权利要求所述的气制动控制***。
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