DE112018004396T5

DE112018004396T5 - Austragsverarbeitungseinrichtung und verfahren für ein fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem

Info

Publication number: DE112018004396T5
Application number: DE112018004396.7T
Authority: DE
Inventors: Stephen Howe; David W. Perry; Gregory R. Ashley; Fred W. Hoffman
Original assignee: Bendix Commercial Vehicle Systems LLC
Current assignee: Bendix Commercial Vehicle Systems LLC
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-05-28
Also published as: WO2019067849A1; MX2020003916A; US20190100190A1; JP7358341B2; JP2020536004A; US10583820B2

Abstract

Es wird eine Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem bereitgestellt. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann, und einen Auslassdurchgang. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst des Weiteren einen spiralförmigen Austragskanal, der einen Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite aufweist, der zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet ist. Der spiralförmige Austragskanal ist zur Erhöhung der Geschwindigkeit eines Austragsstroms vorgesehen, während der Austragsstrom durch den Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite des spiralförmigen Austragskanals hindurchströmt.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsysteme und richtet sich insbesondere auf eine Austragsverarbeitungseinrichtung und ein Verfahren für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem, wie z. B. ein Lastkraftwagendruckluftbremsenfüllsystem.
Ein Lastkraftwagendruckluftbremsenfüllsystem umfasst einen Fahrzeugluftverdichter, der Luftdruck für ein Druckluftbremsensystem aufbaut. Der Verdichter wird in der Regel durch eine Motorölversorgung geschmiert. Ein Regler steuert den Systemluftdruck zwischen einem voreingestellten maximalen und minimalen Druckniveau durch Überwachen des Luftdrucks in einem Versorgungsreservoir. Wenn der Luftdruck des Versorgungsreservoirs über den einer voreingestellten „Abschalt“-Einstellung des Reglers steigt, steuert der Regler den Verdichter dahingehend, den Verdichter vom Aufbau von Luft abzuhalten, und bewirkt auch, dass ein stromabwärts des Verdichters liegender Lufttrockner in einen Spülmodus eintritt. Wenn der Luftdruck des Versorgungsreservoirs auf eine voreingestellte „Einschalt“-Einstellung des Reglers fällt, bewirkt der Regler, dass der Verdichter wieder Luft aufbaut und führt den Lufttrockner in den Lufttrocknungsmodus zurück.
Der Lufttrockner ist ein Inlinefiltrationssystem, das sowohl Wasserdampf als auch Öltropfen aus der Verdichterauslassluft entfernt, nachdem sie den Verdichter verlässt. Dies führt dazu, dass dem Druckluftbremsensystem sauberere, trockenere Luft zugeführt wird, und unterstützt die Verhinderung von Luftleitungs- und Komponenteneinfrierung bei Winterwetter. Der Lufttrockner verwendet in der Regel eine austauschbare Kartusche, die ein Trocknungsmaterial und einen Ölabscheider enthält. Die meisten Öltropfen werden von dem Ölabscheider entfernt, wenn die Luft in den Lufttrockner einströmt. Die Luft bewegt sich dann durch das Trocknungsmaterial, das den Großteil des Wasserdampfs entfernt.
Wenn der Luftdruck in dem Versorgungsreservoir die voreingestellte Abschalt-Einstellung des Reglers erreicht, sorgt der Regler dafür, dass der Verdichter aufhört, Luft aufzubauen, und gestattet, dass der „Spülzyklus“ des Lufttrockners beginnt. Während des Spülzyklus wird das Trocknungsmaterial durch eine Umkehr des Sättigungsprozesses regeneriert (d. h. sein Wasserentfernungsvermögen wird wiederhergestellt). Eine geringe Menge an trockener Luft strömt zurück durch das Trocknungsmaterial, und das Wasser, das extrahiert wurde, sowie jegliche von dem Ölabscheider extrahierte Öltropfen werden durch ein Spülventil hindurch in die Atmosphäre ausgespült. Da die aus dem Spülventil gespülte Luft Öltropfen enthält, führt dies dazu, dass von dem Lastkraftwagen Öl auf Fahrbahnen abgeschieden wird. Demzufolge setzen Fachleute ihre Anstrengungen in der Forschung und Entwicklung hinsichtlich der Reinigung der Spülluft aus Spülventilen fort.
Kurzdarstellung
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem bereitgestellt. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann, und einen Auslassdurchgang. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst des Weiteren einen spiralförmigen Austragskanal, der einen Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite aufweist, der zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet ist. Der spiralförmige Austragskanal ist zur Erhöhung der Geschwindigkeit eines Austragsstroms, während der Austragsstrom durch den Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite des spiralförmigen Austragskanals hindurchströmt, vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem bereitgestellt. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann, und einen Auslassdurchgang. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst des Weiteren einen spiralförmigen Austragskanal, der sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt. Der spiralförmige Austragskanal ist zum Extrahieren von Verunreinigungen aus einem Austragsstrom, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang durch den spiralförmigen Austragskanal zu dem Auslassdurchgang strömt, vorgesehen. Der spiralförmige Austragskanal umfasst einen Boden, der sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt. Der Boden weist Bodenöffnungen auf, die entlang der Erstreckung des spiralförmigen Austragskanals zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet sind, zur Bildung eines Ableitmusters zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird eine Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem bereitgestellt. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann, und einen Auslassdurchgang. Die Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst des Weiteren einen spiralförmigen Austragskanal, der sich von dem Einlassdurchgang zu dem Auslassdurchgang erstreckt. Der spiralförmige Austragskanal ist zum Extrahieren von Verunreinigungen aus einem Austragsstrom, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang durch den Austragskanal zu dem Auslassdurchgang strömt, vorgesehen. Der spiralförmige Austragskanal umfasst Mittel zum Variieren der Extraktionsrate von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang zu dem Auslassdurchgang strömt.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum dahingehenden Betrieb einer Austragsverarbeitungseinrichtung, Verunreinigungen aus einem Austragsstrom von einem Spülventil eines Lufttrockners zu entfernen, während der Austragsstrom von einem Einlassdurchgang durch einen Austragskanal zu einem Auslassdurchgang strömt, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Ausüben einer Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, wenn der Austragsstrom in den Einlassdurchgang eintritt, um größere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen. Das Verfahren umfasst des Weiteren stetiges Erhöhen der ausgeübten Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen.
Figurenliste

1 ist ein Schemadiagramm eines Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystems, das eine Austragsverarbeitungseinrichtung umfasst, die gemäß einer Ausführungsform konstruiert ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Austragsverarbeitungseinrichtung.
3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F sind jeweils ein Querschnittsaufriss ungefähr entlang der in 2 gezeigten Linie 3-3 und zeigen ein Querschnittsprofil eines spiralförmigen Austragsverarbeitungskanals gemäß einer beispielhaften Implementierung.
4A ist eine perspektivische Schnittansicht ungefähr entlang der in 2 gezeigten Linie 4A-4A und zeigt Einzelheiten eines spiralförmigen Austragsverarbeitungskanals in der Austragsverarbeitungseinrichtung.
4B ist eine perspektivische Schnittansicht ähnlich 4A und zeigt einen spiralförmigen Austragsverarbeitungskanal gemäß einer weiteren Ausführungsform.
5 ist ein Aufriss von oben mit ungefährer Blickrichtung in die Seite in 4 und zeigt Einzelheiten einer abnehmenden Kanalbreite des spiralförmigen Austragsverarbeitungskanals.
6 ist ein Aufriss von unten mit ungefährer Blickrichtung aus der Seite in 4 heraus und zeigt Einzelheiten von Bodenöffnungen in dem spiralförmigen Austragsverarbeitungskanal.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb einer Austragsverarbeitungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Strömungsliniengeschwindigkeitsdiagramm, das ein beispielhaftes Austragsströmungsprofil entlang dem in 3A, 4 und 5 gezeigten spiralförmigen Austragsverarbeitungskanal darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Schemadiagramm eines Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystems 100, das eine Austragsverarbeitungseinrichtung 200, die gemäß einer Ausführungsform konstruiert ist, umfasst, dargestellt. Das Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem 100 umfasst einen Luftverdichter 102, der Druckluft auf herkömmliche Art und Weise erzeugt. Die Struktur und der Betrieb von Luftverdichtern sind bekannt und wird somit nicht beschrieben.
Eine erste Ablassleitung 109 ist zwischen dem Verdichter 102 und einem Lufttrockner 108 pneumatisch verbunden. Eine zweite Ablassleitung 110 ist zwischen dem Lufttrockner 108 und einem Versorgungsreservoir 112 pneumatisch verbunden. Eine Luftzufuhrleitung 114 ist zwischen dem Versorgungsreservoir 112 und einem Druckluftbremsensystem und Druckluftzubehör (nicht gezeigt) des Fahrzeugs pneumatisch verbunden.
Ein Regler 120 steuert den Systemluftdruck zwischen einem voreingestellten maximalen und minimalen Druckpegel durch Überwachen des Luftdrucks in der Leitung 122 zur pneumatischen Steuerung von dem Versorgungsreservoir 112. Wenn der Luftdruck in dem Versorgungsreservoir 112 eine voreingestellte „Abschalt“-Einstellung des Reglers 120 überschreitet, steuert der Regler den Verdichter 102 auf einer Leitung 124 zur pneumatischen Steuerung dahingehend, den Verdichter vom Aufbau von Luft abzuhalten. Der Regler 120 steuert des Weiteren ein Spülventil 126 auf einer Leitung 128 zur pneumatischen Steuerung dahingehend, Luft von dem Lufttrockner 108 in einem Spülmodus zu spülen. Wenn Luftdruck in dem Versorgungsreservoir 112 unter eine voreingestellte „Einschalt“-Einstellung des Reglers 120 fällt, bewirkt der Regler, dass der Verdichter 102 wieder Luft aufbaut und führt den Lufttrockner 108 in einen Lufttrocknungsmodus zurück.
Unter Bezugnahme auf 2 wird eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Austragsverarbeitungseinrichtung 200 gemäß der Darstellung in 1 dargestellt. Die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 umfasst einen Einlassdurchgangsabschnitt 202, einen Auslassdurchgangsabschnitt 204, der über dem Einlassdurchgangsabschnitt 202 positioniert ist, einen spiralförmigen Austragsverarbeitungskanalabschnitt 206 und einen Abscheidungsbeckenabschnitt 208, wie nachstehend beschrieben wird. Beispielhafte physische Gesamtabmessungen der Austragsverarbeitungseinrichtung 200 sind etwa sechs Inch (15,2 Zentimeter) im Durchmesser und etwa vier Inch (10,2 Zentimeter) in der Höhe. Ein Mindestdurchmesser wäre etwa zwei Inch (5,1 Zentimeter) zu Bereitstellung eines ausreichenden Strömungspfads und zur Vermeidung von Gegendruck.
Unter Bezugnahme auf 3A wird ein Querschnittsaufriss ungefähr entlang der in 2 gezeigten Linie 3-3 dargestellt. 3A zeigt ein Querschnittsprofil des spiralförmigen Kanals 206 gemäß einer beispielhaften Implementierung. 4A ist ein Querschnittsaufriss ungefähr entlang der in 2 gezeigten Linie 4A-4A und zeigt Einzelheiten des spiralförmigen Kanals 206. 5 ist ein Aufriss von oben mit ungefährer Blickrichtung in die Seite in 4 und zeigt Einzelheiten einer abnehmenden Kanalbreite des spiralförmigen Kanals 206.
Gemäß der Darstellung in 3A, 4A und 5 umfasst der spiralförmige Kanal 206 eine durchgängige Wand 210, die sich zwischen dem Einlassdurchgang 202 und dem Auslassdurchgang 204 erstreckt. Die durchgängige Wand 210 ist zum Extrahieren von Verunreinigungen aus einem Austragsstrom, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang 202 durch den spiralförmigen Kanal 206 zu dem Auslassdurchgang 206 strömt, vorgesehen. Insbesondere treffen die Verunreinigungen in dem Austragsstrom aufgrund von Zentrifugalkraft auf die durchgängige Wand 210 auf. Dadurch haften die Verunreinigungen an der durchgängigen Wand 210 an und werden letztlich zu dem Abscheidungsbeckenabschnitt 208 abgeleitet. Verunreinigungen in dem Austragsstrom umfassen unter anderem Wasserdampf und Öltropfen in einem Aerosol. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Auswahl von einem Feingitter, einem Schwamm oder einem Trocknungsmedium die durchgängige Wand 210 überziehen und/oder daran anhaften, um den Verunreinigungsextraktionswirkungsgrad der durchgängigen Wand 210 zu erhöhen.
Wie am besten in 5 gezeigt wird, weist der spiralförmige Kanal 206 einen abnehmenden Radius auf, der sich von dem Einlassdurchgang 202 zu dem Auslassdurchgang 204 erstreckt. Der spiralförmige Kanal 206 weist das Weiteren einen Abschnitt mit einer verhältnismäßig größeren Kanalbreite (mit dem Buchstaben „X“ gekennzeichnet) und einen Abschnitt mit einer verhältnismäßig kleineren Kanalbreite (mit dem Buchstaben „Y“ gekennzeichnet) auf. Die Kanalbreite nimmt von X bis Y (und auch von Y weiter zur Mitte der Spirale hin) entsprechend einer Exponentialfunktion (d. h. einer exponentiell abnehmenden Funktion) ab. Der Abschnitt X mit einer verhältnismäßig größeren Kanalbreite liegt näher am Einlassdurchgang 202, und der Abschnitt Y mit einer verhältnismäßig kleineren Kanalbreite liegt weiter weg von dem Einlassdurchgang 202. Dementsprechend strömt der Austragsstrom durch den Austragskanal 206 mit einer kleineren und kleineren Kanalbreite, wenn der Austragsstrom von dem Abschnitt X mit einer verhältnismäßig größeren Kanalbreite zu dem Abschnitt Y mit einer verhältnismäßig kleineren Kanalbreite strömt.
Es wird angemerkt, dass die Kanalbreite des Austragskanals 206 erst beginnt abzunehmen, wenn der von dem Einlassdurchgang 202 in den Austragskanal 206 strömende Austragsstrom ungefähr den Punkt erreicht, der in 5 als der Abschnitt mit einer verhältnismäßig größeren Kanalbreite mit X gekennzeichnet ist. Dabei ist die Kanalbreite an dem Einlassdurchgang 202 kleiner, um ein Abreißen der Strömung zu verhindern. Die Kanalbreite verbreitert sich dann, bis sie eine maximale Kanalbreite bei X erreicht. Die maximale Kanalbreite bei X ist von dem Durchmesser des Einlassdurchgangs 202 abhängig. Beispielsweise nimmt bei einer maximalen Kanalbreite von etwa 0,8 Inch (2,0 Zentimeter) die Kanalbreite von dem Einlassdurchgang 202 an bis 0,8 Inch zu und nimmt dann allmählich ab, bis sie an dem Auslassdurchgang 204 bei der Mitte der Spirale eine minimale Kanalbreite erreicht. Diese Konstruktion verhindert das Abreißen der Strömung an dem Einlassdurchgang, wodurch Strömungswiderstand erhöht würde.
Unter Bezugnahme auf 6 wird ein Aufriss von unten mit ungefährer Blickrichtung aus der Seite heraus in 4A dargestellt. 6 zeigt Einzelheiten von Bodenöffnungen 214 in einem Boden 212 des spiralförmigen Kanals 206. Der Boden 212 erstreckt sich zwischen dem Einlassdurchgang 202 und dem Auslassdurchgang 204 und trennt den spiralförmigen Kanal 206 und das Abscheidungsbecken 208 ab. Die Bodenöffnungen 214 in dem Boden 212 sind entlang der Erstreckung des spiralförmigen Kanals 206 zur Bildung eines spiralförmigen Ableitmusters zwischen dem Einlasskanal 202 und dem Auslasskanal 204 gemäß der Darstellung in 6 verteilt. Der Boden 212 schneidet die durchgängige Wand 210 dahingehend, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, das im Wesentlichen rechteckig ist, wie in 3A gezeigt wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4A und 5 umfasst der Boden 212 einen Rampenabschnitt 216, der im Wesentlichen in der Mitte des spiralförmigen Kanals 206 angeordnet ist. Der Auslassdurchgang 204 (3) ist über dem Rampenabschnitt 216 in im Wesentlichen der Mitte des spiralförmigen Kanals 206 angeordnet. Der Rampenabschnitt 216 stellt eine Fläche bereit, gegen die der Austragsstrom, der durch den spiralförmigen Kanal 206 hindurch geleitet worden ist, nach oben zu dem Auslassdurchgang 204 hin abgelenkt werden kann. Die gereinigte Luft (d. h. der Austrag, aus dem Verunreinigungen entfernt wurden) strömt dann durch den Auslassdurchgang 204 hindurch in die Atmosphäre.
Wie am besten in 3A gezeigt wird, enthält der Abscheidungsbeckenabschnitt 208 ein Filtermedium, das als kleine Kreise „220“ gekennzeichnet ist, in der linken unteren Ecke des Abscheidungsbeckens 208. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Filtermedium 220 ein Schwammmaterial. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Filtermedium 220 ein allgemeines wasserabweisendes Material. Die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 ist zur horizontalen Befestigung vorgesehen, um das Strömen von Verunreinigungen zu dem Abscheidungsbecken 208 zu fördern.
Das Abscheidungsbecken 208 ist unter dem Boden 212 des spiralförmigen Kanals 206 angeordnet. Das Abscheidungsbecken 208 ist zum Aufnehmen und Fassen von aus dem Austragsstrom, der durch den spiralförmigen Kanal 206 hindurchgeströmt ist, extrahierten Verunreinigungen vorgesehen, bis die extrahierten Verunreinigungen aus dem Abscheidungsbecken 208 entfernt werden können. Bei einigen Ausführungsformen ist das Abscheidungsbecken 208, das das Filtermedium 220 enthält, als eine Kartusche aus dem spiralförmigen Kanal 206 lösbar, um zu gestatten, dass das Abscheidungsbecken 208 als eine Einheit entfernt und durch ein anderes Abscheidungsbecken ausgetauscht wird.
Während des Betriebs der Austragsverarbeitungseinrichtung 200 wird Austrag (d. h. Öl und Wasser in Form von Flüssigkeit und Aerosol enthaltende Luft) aus dem Spülventil 126 des Lufttrockners 108 durch den Einlassdurchgang 202 in den spiralförmigen Kanal 206 mit abnehmendem Radius gedrückt. Während der Austrag durch den spiralförmigen Kanal 206 strömt, bewirkt Zentrifugalkraft, dass schwerere Aerosole und Flüssigkeitstropfen auf die durchgängige Wand 210 auftreffen. Der abnehmende Radius und die zunehmende Verengung des spiralförmigen Kanals 206 aufgrund der abnehmenden Kanalbreite bewirkt eine Beschleunigung des Austragsstroms. Die erhöhte Geschwindigkeit des Austragsstroms erhöht den Anteil an Aerosol, der aus dem Austragsstrom ausfällt.
Wenn Flüssigkeiten aus dem Austragsstrom ausfallen, laufen die Flüssigkeiten an der durchgängigen Wand 210 herunter und werden durch die Bodenöffnungen 214 in dem Boden 212 in das Volumen des Abscheidungsbeckens 208, das das Filtermedium 220 enthält, abgeleitet. Das Filtermedium 220 hält die Verunreinigungen (d. h. das Öl und das Wasser), bis das Filtermedium 220 oder das Abscheidungsbecken 208 oder beide ausgetauscht werden. Der Austragsstrom, aus dem Verunreinigungen entfernt wurden, trifft dann auf den Rampenabschnitt 216 in der Mitte des spiralförmigen Kanals 206 auf, wodurch der Austragsstrom nach oben abgelenkt und durch den Auslassdurchgang 204 hindurch in die Atmosphäre herausgeleitet wird.
Unter Bezugnahme auf 4B zeigt eine perspektivische Schnittansicht ähnlich 4A eine weitere Ausführungsform des spiralförmigen Kanals 206. Insbesondere gemäß der Darstellung in 4B weist der Boden 212 des spiralförmigen Kanals 206 Bodenöffnungen 217 auf, die auf der unteren Seite des Rampenabschnitts 216 positioniert sind. Die Bodenöffnungen 217 auf der unteren Seite des Rampenabschnitts 216 sorgen für zusätzliches Verunreinigungsableitvermögen, insbesondere für Verunreinigungen, die auf den Rampenabschnitt 216 auftreffen.
Unter Bezugnahme auf 7 wird ein Ablaufdiagramm 700 dargestellt, das ein Verfahren zum dahingehenden Betrieb der Austragsverarbeitungseinrichtung, flüssige Aerosolverunreinigungen aus einem Austragsstrom von einem Spülventil eines Lufttrockners zu entfernen, während der Austragsstrom von einem Einlassdurchgang durch einen Austragskanal zu einem Auslassdurchgang strömt, gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Bei Block 702 wird eine Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom ausgeübt, wenn der Austragsstrom in den Einlassdurchgang eintritt, um größere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen. Dann wird bei Block 704 die auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom ausgeübte Zentrifugalkraft stetig erhöht, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen.
Bei einigen Ausführungsformen wird die ausgeübte Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom stetig erhöht, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt mit exponentiell abnehmender Kanalbreite des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner Ablenken des Austragsstroms, aus dem sowohl größere als auch kleinere Verunreinigungen entfernt wurden, nach oben zu dem Auslassdurchgang in die Atmosphäre.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner Ableiten sowohl der entfernten größeren Verunreinigungen als auch der entfernten kleineren Verunreinigungen nach unten durch die Bodenöffnungen in ein Volumen eines Abscheidungsbeckens, das ein Filtermedium enthält.
Unter Bezugnahme auf 8 wird ein Strömungsliniengeschwindigkeitsdiagramm 800, das ein beispielhaftes Austragsströmungsprofil in den Einlassdurchgang 202 und durch den spiralförmigen Kanal 206 zu dem Auslassdurchgang 204 veranschaulicht, dargestellt. Im Allgemeinen verlaufen die Strömungslinien in der Richtung, die durch die fett gedruckten Pfeile angezeigt wird, mit Beginn beim Einlassdurchgang 202, gehen durch den spiralförmigen Kanal 206 hindurch und enden an dem Auslassdurchgang 204. Der Geschwindigkeitsbereich der in 8 gezeigten Strömungslinien liegt zwischen etwa 0,15 Millimeter pro Sekunde als langsamste Geschwindigkeit und etwa 9,64 Meter pro Sekunde als schnellste Geschwindigkeit.
Gemäß der Darstellung in 8 kreuzen die Strömungslinien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten einander, während die Strömungslinien von dem Einlassdurchgang 202 durch den spiralförmigen Kanal 206 zu dem Auslassdurchgang 204 strömen. Dadurch, dass der Kanal 206 spiralförmig ist, bleibt die Richtung des Austragsstroms nahezu gleich. Des Weiteren nimmt, da die Kanalbreite des Kanals 206 von seiner maximalen Kanalbreite bei X abnimmt, die Geschwindigkeit des Austragsstroms zu, wodurch die Zentrifugalkraft zunimmt. Die zunehmende Zentrifugalkraft erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass kleinere Verunreinigungen in dem Austragsstrom auf die durchgängige Wand 210 auftreffen. Dies führt dazu, dass die kleineren Verunreinigungen aus dem Austragsstrom ausfallen und danach in das Abscheidungsbecken 208 abgeleitet werden. Somit werden durch Verwendung eines Austragskanals, der spiralförmig ist und einen Kanalbreitenabschnitt aufweist, der von seiner maximalen Kanalbreite (z. B. bei X gemäß der Darstellung in 5) zu seiner minimalen Kanalbreite in der Mitte der Spirale abnimmt, sowohl größere als auch kleinere Verunreinigungen aus einem Austragsstrom extrahiert und in ein Abscheidungsbecken abgeleitet.
Es ist offensichtlich, dass die Geschwindigkeit des Austragsstroms mit Strömung des Austrags von dem Einlassdurchgang 202 zu dem Auslassdurchgang 204 zunimmt, wodurch wiederum die Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zunimmt. Es ist des Weiteren offensichtlich, dass die spiralförmige Verteilung der Ableitungsbodenöffnungen 214 in dem Boden 212 eine bessere Verteilung von Austrag über das Bett des Filtermediums 220 in dem Abscheidungsvolumen des Abscheidungsbeckens 208 hinweg gestattet. Somit wird nicht ein Bereich des Filtermediums 220 alleine dem gesamten Austrag ausgesetzt. Das Ergebnis ist, dass sauberere Luft in die Atmosphäre ausgestoßen wird und weniger Öl auf Fahrbahnen abgeschieden wird und sich dort ansammelt.
Es ist ferner offensichtlich, dass die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 zwei Verarbeitungsstufen umfasst. Der spiralförmige Kanal 206 umfasst eine erste Verarbeitungsstufe, und das Abscheidungsbecken 208 stellt eine zweite Verarbeitungsstufe bereit. Mit zwei Verarbeitungsstufen erzeugt die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 einen minimalen Gegendruck an dem Spülventil 126 (1). Darüber hinaus kann bzw. können, da die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 nicht druckbeaufschlagt ist, entweder die erste Verarbeitungsstufe oder die zweite Verarbeitungsstufe oder beide aus Kunststoffmaterial hergestellt sein. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die gesamte Austragsverarbeitungseinrichtung 200 Kunststoffmaterial.
Es ist des Weiteren offensichtlich, dass die in 2 gezeigte Austragsverarbeitungseinrichtung 200 eine Form mit einem relativ niedrigen Profil und relativ kleinen physischen Gesamtabmessungen aufweist. Dies gestattet, dass die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 einfacher bei Anwendungsbereichen installiert werden kann, bei denen der verfügbare Installationsraum relativ eng ist. Es ist vorstellbar, dass die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 in Abhängigkeit von den Anforderungen des bestimmten Anwendungsbereichs andere Profilformen und andere physische Gesamtabmessungen aufweisen kann.
Obgleich der spiralförmige Kanal 206 gemäß der obigen Beschreibung ein Kanalquerschnittsprofil aufweist, das im Wesentlichen rechteckig ist (wie in 3A gezeigt wird), ist vorstellbar, dass andere Querschnittsprofile möglich sind. Als eine weitere beispielhafte Implementierung gemäß der Darstellung in 3B ist bzw. sind eine oder mehrere Kehlen 219 zwischen der durchgängigen Wand 210 und dem Boden 212 angeordnet, um für eine glatte Übergangsfläche zwischen der durchgängigen Wand 210 und dem Boden 212 zu sorgen. Die Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom wird durch die eine oder die mehreren Kehlen 219 variiert.
Als eine weitere beispielhafte Implementierung gemäß der Darstellung in 3C ist der Boden 212 geneigt und schneidet die durchgängige Wand 210 dahingehend, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, bei dem der Boden 212 nach innen zur Mitte des spiralförmigen Austragskanals hin geneigt ist. Die Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom wird durch den nach innen geneigten Boden 212 variiert.
Als noch eine weitere beispielhafte Implementierung gemäß der Darstellung in 3D ist der Boden 212 geneigt und schneidet die durchgängige Wand 210 dahingehend, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, bei dem der Boden nach außen hin von der Mitte des spiralförmigen Austragskanals weg geneigt ist. Die Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom wird durch den nach außen geneigten Boden 212 variiert.
Als noch eine weitere beispielhafte Implementierung gemäß der Darstellung in 3E sorgt eine endlose rohrförmige Fläche 211 für ein Kanalquerschnittsprofil, das im Wesentlichen kreisförmig ist. Die endlose rohrförmige Fläche 211 dient sowohl als eine Wand als auch als ein Boden. Die Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom wird durch das im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsprofil des Austragskanals 206 variiert.
Als eine weitere beispielhafte Implementierung gemäß der Darstellung in 3F ist die durchgängige Wand 210 geneigt und schneidet den Boden 212 dahingehend, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, bei dem die durchgängige Wand 210 nach unten zu dem Boden 212 hin geneigt ist. Die Neigung der durchgängigen Wand 210 ist hauptsächlich zur Unterstützung der Ableitung der Flüssigkeiten vorgesehen. Die Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom kann auch durch die nach unten geneigte durchgängige Wand 210 variiert werden.
Weiterhin ist es vorstellbar, dass, obgleich die obige Beschreibung die Verwendung der Austragsverarbeitungseinrichtung 200 bei einem Schwerlastfahrzeug, wie z. B. einem Lastkraftwagen, beschreibt, die Austragsverarbeitungseinrichtung 200 bei anderen Arten von Schwerlastfahrzeugen, wie z. B. Bussen, verwendet werden kann.
Obgleich die vorliegende Erfindung durch die Beschreibung beispielhafter Prozesse und Systemkomponenten veranschaulicht wurde und obwohl die verschiedenen Prozesse und Komponenten ausführlich beschrieben wurden, beabsichtigt die Anmelderin nicht, den Schutzumfang der angefügten Ansprüche auf diese Einzelheiten zu beschränken oder auf irgendeine Weise zu begrenzen. Fachleuten werden auch ohne Weiteres zusätzliche Modifikationen einfallen. Die Erfindung in ihren allgemeinsten Aspekten ist deshalb nicht auf die spezifischen Einzelheiten, Implementierungen oder veranschaulichenden Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt. Dementsprechend können Abweichungen von diesen Einzelheiten erfolgen, ohne vom Gedanken oder Schutzumfang des allgemeinen Konzepts der Anmelderin abzuweichen.

Claims

Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem, wobei die Austragsverarbeitungseinrichtung Folgendes umfasst: einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann; einen Auslassdurchgang; und einen spiralförmigen Austragskanal, der einen Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite aufweist, der zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet ist und der zur Erhöhung der Geschwindigkeit eines Austragsstroms vorgesehen ist, während der Austragsstrom durch den Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite des spiralförmigen Austragskanals hindurchströmt.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der spiralförmige Austragskanal mit abnehmender Kanalbreite eine durchgängige Wand umfasst, die sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt und zum Extrahieren von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom vorgesehen ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes umfasst: eine Auswahl von einem Feingitter, einem Schwamm oder einem Trocknungsmedium, die die durchgängige Wand überzieht und/oder daran anhaftet und zur Erhöhung des Verunreinigungsextraktionswirkungsgrads der durchgängigen Wand vorgesehen ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: ein Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, das unter dem spiralförmigen Austragskanal angeordnet ist und zum Aufnehmen und Halten extrahierter Verunreinigungen vorgesehen ist, bis die extrahierten Verunreinigungen aus dem Abscheidungsbecken entfernt werden können.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der spiralförmige Austragskanal mit abnehmender Kanalbreite einen Boden umfasst, der sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt und Bodenöffnungen aufweist, die zu dem Abscheidungsbecken führen.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Bodenöffnungen entlang der Erstreckung des spiralförmigen Austragskanals verteilt sind, um das Ableiten aus dem spiralförmigen Austragskanal in das Abscheidungsbecken zu gestatten.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei (i) der Boden einen Rampenabschnitt umfasst, der in im Wesentlichen der Mitte des spiralförmigen Austragskanals angeordnet ist, und (ii) der Auslassdurchgang über dem Rampenabschnitt in im Wesentlichen der Mitte des spiralförmigen Austragskanals angeordnet ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei das Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, als eine Kartusche von dem spiralförmigen Austragskanal lösbar ist, um das Entfernen des Abscheidungsbeckens als eine Einheit und Austauschen durch ein anderes Abscheidungsbecken zu gestatten.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei die gesamte Austragsverarbeitungseinrichtung Kunststoffmaterial umfasst.
Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem, wobei die Austragsverarbeitungseinrichtung Folgendes umfasst: einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann; einen Auslassdurchgang; und einen spiralförmigen Austragskanal, der sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt und zum Extrahieren von Verunreinigungen aus einem Austragsstrom vorgesehen ist, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang durch den spiralförmigen Austragskanal zu dem Auslassdurchgang strömt, wobei der spiralförmige Austragskanal einen Boden umfasst, der sich zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang erstreckt und Bodenöffnungen, die entlang der Erstreckung des spiralförmigen Austragskanals zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet sind, zur Bildung eines Ableitmusters zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang aufweist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10, wobei (i) der Boden einen Rampenabschnitt umfasst, der in im Wesentlichen der Mitte des spiralförmigen Austragskanals angeordnet ist, und (ii) der Auslassdurchgang über dem Rampenabschnitt in im Wesentlichen der Mitte des spiralförmigen Austragskanals angeordnet ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 11, wobei der Boden Bodenöffnungen umfasst, die auf der unteren Seite des Rampenabschnitts positioniert sind.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 10, die ferner Folgendes umfasst: ein Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, das unter dem Ableitmuster des Bodens des spiralförmigen Austragskanals angeordnet ist und zum Aufnehmen und Fassen extrahierter Verunreinigungen vorgesehen ist, bis die extrahierten Verunreinigungen aus dem Abscheidungsbecken entfernt werden können.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 13, wobei das Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, als eine Kartusche von dem spiralförmigen Austragskanal lösbar ist, um das Entfernen des Abscheidungsbeckens als eine Einheit und Austauschen durch ein anderes Abscheidungsbecken zu gestatten.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 13, wobei die gesamte Verarbeitungseinrichtung Kunststoffmaterial umfasst.
Austragsverarbeitungseinrichtung für ein Fahrzeugdruckluftbremsenfüllsystem, wobei die Austragsverarbeitungseinrichtung Folgendes umfasst: einen Einlassdurchgang, durch den Austrag aus einem Spülventil eines Lufttrockners aufgenommen werden kann; einen Auslassdurchgang; und einen spiralförmigen Austragskanal, der sich von dem Einlassdurchgang zu dem Auslassdurchgang erstreckt und zum Extrahieren von Verunreinigungen aus einem Austragsstrom vorgesehen ist, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang durch den Austragskanal zu dem Auslassdurchgang strömt, wobei der spiralförmige Austragskanal ein Mittel zum Variieren der Extraktionsrate von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom umfasst, während der Austragsstrom von dem Einlassdurchgang zu dem Auslassdurchgang strömt.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine durchgängige Wand und einen Boden umfasst, der die durchgängige Wand dahingehend schneidet, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, das im Wesentlichen rechteckig ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 17, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine oder mehrere Kehlen umfasst, die zwischen der durchgängigen Wand und dem Boden angeordnet sind, um für eine glatte Übergangsfläche zwischen der durchgängigen Wand und dem Boden zu sorgen.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine durchgängige Wand und einen geneigten Boden umfasst, der die durchgängige Wand dahingehend schneidet, für ein Kanalquerschnittsprofil mit einem Boden zu sorgen, der nach innen zur Mitte des spiralförmigen Austragskanals hin geneigt ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine durchgängige Wand und einen geneigten Boden umfasst, der die durchgängige Wand dahingehend schneidet, für ein Kanalquerschnittsprofil mit einem Boden zu sorgen, der nach außen von der Mitte des spiralförmigen Austragskanals weg geneigt ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine durchgängig geneigte Wand und einen Boden umfasst, der die durchgängig geneigte Wand dahingehend schneidet, für ein Kanalquerschnittsprofil zu sorgen, bei dem die durchgängige Wand nach unten zum Boden hin geneigt ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei das Mittel zum Variieren der Rate der Extraktion von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom eine endlose Innenfläche umfasst, die für ein Kanalquerschnittsprofil sorgt, das im Wesentlichen kreisförmig ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei der spiralförmige Austragskanal einen Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite umfasst, der zwischen dem Einlassdurchgang und dem Auslassdurchgang angeordnet ist und zum Extrahieren von Verunreinigungen aus dem Austragsstrom vorgesehen ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 23, die ferner Folgendes umfasst: eine Auswahl von einem Feingitter, einem Schwamm oder einem Trocknungsmedium, die mindestens den Abschnitt mit abnehmender Kanalbreite des spiralförmigen Austragskanals überzieht oder daran anhaftet und zur Erhöhung des Verunreinigungsextraktionswirkungsgrads des Abschnitts mit abnehmender Kanalbreite vorgesehen ist.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 16, die ferner Folgendes umfasst: ein Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, das unter dem spiralförmigen Austragskanal angeordnet ist und zum Aufnehmen und Fassen extrahierter Verunreinigungen, bis die extrahierten Verunreinigungen aus dem Abscheidungsbecken entfernt werden können, vorgesehen ist, wobei das Abscheidungsbecken, das ein Filtermedium enthält, als eine Kartusche von dem spiralförmigen Austragskanal lösbar ist, um das Entfernen des Abscheidungsbeckens als eine Einheit und Austauschen durch ein anderes Abscheidungsbecken zu gestatten.
Austragsverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 25, wobei die gesamte Verarbeitungseinrichtung Kunststoffmaterial umfasst.
Verfahren zum dahingehenden Betrieb einer Austragsverarbeitungseinrichtung, Verunreinigungen aus einem Austragsstrom von einem Spülventil eines Lufttrockners zu entfernen, während der Austragsstrom von einem Einlassdurchgang durch einen Austragskanal zu einem Auslassdurchgang strömt, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ausüben einer Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, wenn der Austragsstrom in den Einlassdurchgang eintritt, um größere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen; und stetiges Erhöhen der ausgeübten Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das stetige Erhöhen der ausgeübten Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen, stetiges Erhöhen der ausgeübten Zentrifugalkraft auf Verunreinigungen in dem Austragsstrom, während der Austragsstrom durch einen Abschnitt mit exponentiell abnehmender Kanalbreite des Austragskanals zu dem Auslassdurchgang strömt, um kleinere Verunreinigungen aus dem Austragsstrom zu entfernen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 27, das ferner Folgendes umfasst: Ablenken des Austragsstroms, aus dem sowohl größere als auch kleinere Verunreinigungen entfernt wurden, nach oben zu dem Auslassdurchgang in die Atmosphäre.
Verfahren nach Anspruch 27, das ferner Folgendes umfasst: Ableiten sowohl der entfernten größeren Verunreinigungen als auch der entfernten kleineren Verunreinigungen nach unten durch die Bodenöffnungen hindurch in ein Volumen eines Abscheidungsbeckens, das ein Filtermedium enthält.