DE69908918T2

DE69908918T2 - Luftentfeuchter

Info

Publication number: DE69908918T2
Application number: DE69908918T
Authority: DE
Inventors: Sven-Olof Larsson
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: SE9800843D0; SE9800843L; EP1064077A1; KR20010041875A; DE69908918D1; BR9908820A; CN1124174C; AU2968299A; CN1293589A; US6484413B1; WO1999047240A1; ES2205791T3; EP1064077B1; KR100580138B1; ATE243064T1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine austauschbare Patrone für einen Lufttrockner, wobei der Lufttrockner ein Sockelelement mit Mitteln zur Luftzufuhr und Luftabfuhr zu bzw. von der Patrone, einen zylindrischen kuppelförmigen Behälter, welcher abnehmbar mit dem Sockelelement verbunden ist und die Trockenmittelpatrone beinhaltet, welche durch eine zylindrische Trennwand in eine zentrale Kammer, welche Trockenmittel beinhaltet, und in eine äussere Kammer getrennt ist, umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Lufttrockner dieser Art sind gemäss dem Stand der Technik bekannt (WO 97/03872). In vielen Fällen ist es wünschenswert, für die zu trocknende Luft einen langen Gasflussweg durch das Trockenmittel zu erhalten, wobei gleichzeitig das Gesamtvolumen der Patrone für Trockenmittel ausgenutzt werden soll, so dass die Kapazität so gross wie möglich ist. In solchen Fällen kann eine gewundene Bahn oder ein Labyrinth für die Luft vorgesehen werden. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, eine Kombination aus Filtermaterial und Trockenmittel in der Patrone zu haben, wobei das Filtermaterial die Aufgabe hat, Fremdstoffe, wie z. B. Schmutzpartikel, Kohlenwasserstoffe und Öl, welche das Trockenmittel schädigen können, zu entfernen, wobei die einzige Aufgabe des Trockenmittels das Abfangen von Wassermolekülen ist.
Es ist auch erwünscht, eine vielseitige Patrone zu erhalten, welche für verschieden Anwendungen und für verschiedene Kombinationen mit Trockenmitteln und Filtern verwendet werden kann, um Vorteile bezüglich Herstellung und Lagerung zu erhalten.
Desweiteren soll die Konstruktion den grösstmöglichen Luftdurchfluss und die grösstmöglichste Temperatur erlauben.
Die Erfindung
Die oben genannten Aufgaben und die mit den bekannten Konstruktionen verbundenen Probleme werden durch die in den Ansprüchen definierte Erfindung gelöst. Die Patrone ist an ihrem oberen Ende mit Mitteln versehen, welche Luftverbindung im Inneren des Behälters zwischen zwei Kammern ermöglichen, und die Patrone ist an ihrem unteren Ende mit Mitteln versehen, welche Luftzufuhr zu einer der beiden Kammern sowie Luftabfuhr von der anderen Kammer ermöglicht.
Normalerweise wird die zu behandelnde Luft zuerst durch die äussere Kammer geführt und dann zur zentralen Kammer durch die genannten Löcher oder Durchgänge in der oberen Wand der Patrone, wobei die entgegengesetzte Flussrichtung auch möglich ist. Die Konstruktion ist derart, dass die zwei Kammern physisch getrennt sind, aber in pneumatischem Kontakt stehen (zumindest wenn die Patrone in ihrem Behälter montiert ist). Die zwei Kammern müssen getrennt mit geeignetem Inhalt befällt werden. Die zentrale Kammer beinhaltet stets Trockenmittel, wohingegen der Inhalt der äusseren Kammer frei gewählt werden kann, in Abhängigkeit vom Verwendungszweck des Lufttrockners. Die äussere Kammer kann somit vollständig mit Trockenmittel befällt werden, wenn eine maximale Trockenkapazität benötigt wird. In anderen Fällen kann die äussere Kammer z. B. einen Filter zusammen mit Trockenmittel oder nur einen Filter beinhalten.
Die äussere Kammer kann auch ohne Inhalt belassen werden. In diesem Fall kann die Flussrichtung umgekehrt werden, wobei die äussere Kammer als Regenerationsbehälter für getrocknete Luft verwendet werden kann.
Die physische Trennung der beiden Kammern bedeutet auch, dass diese getrennt befällt werden müssen (mit z. B. Trockenmittel und Filtern in verschiedenen Kombinationen). Dadurch kann die nutzbare Lebensdauer des relativ empfindlichen Trockenmittels erhöht werden, und desweiteren kann das Trockenmittel gegen schädliche Einflüsse durch Öl, Partikel und Kohlenwasserstoffe geschützt werden.
Die Zeichnungen
Die Erfindung wird im folgenden mehr detailliert beschrieben, mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen 1–4 Querschnittsansichten der Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Patrone in einem Lufttrockner sind und 5 eine Querschnittsansicht über eine fünfte und bevorzugte Ausführungsform ist, wobei nur die Patrone dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
In den Zeichnungen werden nur solche Teile eines Lufttrockners dargestellt, welche für ein korrektes Verständnis der Erfindung sachdienlich sind.
Zuerst wird auf die 1–4 Bezug genommen.
Ein Lufttrockner besteht im wesentlichen aus einem Sockelelement 1, einem Behälter 2, welcher mit dem Sockelelement verbunden ist, und eine Patrone 3, welche abnehmbar im Behälter 2 angeordnet ist. Das Sockelelement 1 und der Behälter 2 können für die vier unterschiedlichen Ausführungsformen, welche in den 1–4 gezeigt sind, gemeinsam sein. Dies gilt grundsätzlich auch für die Patrone 3, obwohl geringe praktische Unterschiede, welche von dem vorgesehenen Verwendungszweck abhängen, gemäss dem Nachstehenden bemerkt werden können.
Das Sockelelement 1 umfasst Mittel zum Versorgen der Patrone 3 mit zu trocknender und/oder zu reinigender Luft und Mittel zum Abtransport der getrockneten und/oder gerei nigten Luft von der Patrone 3. Die gewöhnliche Luftbeförderungsrichtung, welche gemeinsam für die drei Ausführungsformen gemäss 1–3 ist, wird durch die Pfeile in 1 angegeben. Das Sockelement 1 kann auch Ventilmittel und ähnliches zum Regeln der Lufttrocknerfunktion umfassen, welche wohlbekannt sind.
Der Behälter 2 ist gewöhnlicherweise ein tiefgezogenes Druckgefäss mit zylindrischer Form und ist abnehmbar auf herkömmliche Weise mit dem Sockelelement 1 verbunden.
Der Aussendurchmesser der Patrone 3 entspricht dem Innendurchmesser des Behälters 2, so dass die Patrone 3 leicht vom Behälter 2 entfernt oder in diesen eingesetzt werden kann, ohne die Verwendung von speziellen Werkzeugen. An dem vom Sockelelement 1 entfernt gelegenen Ende oder dem oberen Ende wird ein bestimmter Abstand zwischen dem Behälter 2 und der oberen Wand 4 der Patrone 3 gelassen, um Luft in einer nachstehend beschriebenen Weise durchzulassen.
Die Patrone 3 ist grundsätzlich in zwei Kammern 5 und 6 durch eine zylindrische Trennwand 7, welche sich über den gesamten Weg vom Boden der Patrone 3 (am Sockelelement 1) zu dessen oberer Wand 4 erstreckt, unterteilt. Dadurch wird eine zentrale zylindrische Kammer 5 und an dessen Aussenseite eine ringförmige äussere Kammer 6 gebildet. Die Dimensionierung kann so bemessen sein, dass die Volumen der zwei Kammern einander entsprechen, praktischeweise zirka 1 Liter.
Die Patrone 3 hat einen Boden 8, welcher mit den entsprechenden Durchlässen für Luft versehen ist, um Luft in die Patrone hinein und aus dieser heraus fliessen zu lassen.
Ein Dichtring 9 zum Abdichten des Zwischenraums zwischen dem Behälter 2 und der oberend Wand 4 der Patrone ist zu diesem Zweck in einer am Rand der Patrone 3 befindlichen Kerbe vorgesehen.
Die obere Wand 4 der Patrone ist mit Löchern oder Durchlässen versehen, welche es ermöglichen, dass Luft zwischen den zwei Kammern 5 und 6 über die obere Wand 4 strömt. Eine Schicht 10 aus luftdurchlässigem Textilmaterial oder ähnlichem kann unter der oberen Wand 4 der Patrone vorgesehen werden.
Die zentrale Kammer 5 beinhaltet ein Trockenmittel zum Trocknen von Luft, welches wohlbekannt ist. Das Trockenmittel wird durch eine Bodenabdeckung 11 gehalten, welche Luftdurchlässe hat und mit einer Schicht 12 luftdurchlässigem Material oder ähnlichem ausgestattet ist. Die Abdeckung 11 ist beweglich gegenüber der Trennwand 7 und ist nach oben mit Hilfe von Druckfedern 13 zwischen dem Boden 8 und der Abdeckung 11 vorgespannt, so dass das Trockenmittel angemessen zusammengepresst gehalten wird.
Soweit ist die Beschreibung gemeinsam für alle in den 1–4 gezeiten Ausführungsformen. Aus Gründen der Klarheit ist nur 1 mit den oben genannten Bezugszeichen versehen.
In der ersten Ausführungsform gemäss 1 ist nicht nur die zentrale Kammer 5, sondern auch die äussere Kammer 6 mit gesiebtem Trockenmittel gefüllt. In ähnlicher Weise wie in Verbindung mit der zentralen Kammer 5 ist das Trockenmittel in der äusseren Kammer 6 angemessen durch Druckfedern 14 zusammengepresst.
Die Luft fliesst in diesem Fall in das Trockenmittel durch die äussere Kammer 6, aufwärts in den Zwischenraum über der Patrone 3 und nach unten durch die zentrale Kammer 5. Das Volumen in der Patrone ist hauptsächlich mit Trockenmittel befüllt, so dass eine maximalen Lufttrockenkapazität erhalten wird. Es kann somit angesehen werden, dass diese Ausführungsform für den Betrieb mit hoher Beanspruchung vorgesehen ist.
Falls ein Wasserabscheider und/oder ein Filter für Partikelmaterial oder Öl benötigt wird, muss dieser anderenorts vorgesehen werden.
In der Ausführungsform gemäss 2 ist die zentrale Kammer 5, wie bereits erwähnt, mit Trockenmittel befüllt. In der äusseren Kammer 6 fliesst die Luft, welche in derselben Richtung wie in der Ausführungsform gemäss 1 fliesst, zuerst durch einen Filter 15 und dann durch das Trockenmittel nach oben zur oberen Wand 4 der Patrone. Dieses Trockenmittel kann, falls gewünscht, eine andere Qualität besitzen, als das Trockenmittel in der zentralen Kammer, zur Adsorption von anderen Molekülen als Wasser, z. B. von Ölmolekülen, welche schädlich für das Trockenmittel in der zentralen Kammer sein können. Druckfedern 16 unter dem Filter 15 sind auch in diesem Fall angeordnet, um das Trockenmittel angemessen zusammengepresst zu halten.
In der Ausführungsform gemäss 3 ist die zentrale Kammer 5 mit Trockenmittel befüllt. Die äussere Kammer 6 ist vollständig durch einen Filter 17 ausgefüllt, durch welchen die Luft strömt und gereinigt wird, bevor diese in das Trockenmittel in der zentralen Kammer eintritt.
Die vierte Ausführungsform gemäss 4 ist geringfügig unterschiedlich. Diese Ausführungsform ist speziell für Fahrzeuge mit geringerem Luftverbrauch geeignet, z. B. leichte Lastkraftwagen mit einem sogenannten Luft-über-Hydraulikbremssystem. In dieser Ausführungsform ist die Luftdurchflussrichtung vorzugsweise entgegengesetzt zu der in 1 gezeigten Durchflussrichtung, nämlich zuerst durch die zentrale Kammer mit dem Trockenmittel und dann durch die äussere Kammer, wie dies durch die Pfeile in 4 gezeigt wird. Die äussere Kammer ist ohne jegliches Trockenmittel oder Filtermaterial und kann als Regenerationsbehälter funktionieren, so dass ein separater Behälter für diesen Zweck entfallen kann. Ein Rückschlagventil mit Rückkopplung ist in die obere Wand 4 einzufügen. Der Druck auf die innere Kammer während der Regeneration wird erheblich sein und kann zu einer Implosion führen, wenn die Wandstärke der zentralen Kammer nicht ausreichend ist oder andere Konstruktionsmassnahmen getroffen werden.
In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Patrone gezeigt. Für entsprechende Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet, nur dass zusätzlich ein Primzeichen verwendet wird.
Die Patrone 3' in 5 ist auf einem Sockelelement 1 und in einem Behälter 2 dergleichen allgemeinen Sorte, wie in 1 (sowie in 2–4) dargestellt, anzuordnen.
Die zylindrische Patrone 3' ist in zwei Kammern 5' und 6' durch eine zylindrische Trennwand 7' abgetrennt. Die zentrale zylindrische Kammer 5' kann ein Volumen haben, welches dem der äusseren ringförmigen Kammer 6' entspricht, doch sind auch andere Verhältnisse möglich. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Volumenverhältnis zwischen der äusseren und der zentralen Kammer 2,4 : 1.
Vorkehrungen müssen getroffen werden, damit Luft in die zwei Kammern hinein und aus diesen heraus gelangen kann, sowohl in dem unteren Bereich von und zum Sockelelement (in 5 nicht dargestellt) als auch zwischen den zwei Kammern im oberen Bereich. Im letzteren Fall findet der Luftfluss ausschliesslich innerhalb der Patrone 3' statt, im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäss 1–4.
In den Ausführungsbeispielen gemäss 1–4 sind Druckfedern 13 und 14 im Bodenbereich der Patrone 3 zum Zusammenpressen des Materials in den Kammern 5 und 6 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel gemäss 5 ist die Anordnung umgekehrt und in der nachfolgend beschriebenen Weise. In den zwei Kammern 5' und 6' sind feststehende Bodenmittel vorgesehen. Eine bewegliche kreisrunde Abdeckung 20 ist in der zentralen kreisrunden Kammer 5' vorgesehen, wobei eine bewegliche ringförmige Abdeckung 21 in der äusseren ringförmigen Kammer 6' vorgesehen ist. Druckfedern 22 und 23 sind jeweils zwischen dem oberen Ende der Patrone 3' und den Abdeckungen 20 und 21 angeordnet, zum Zusammendrücken des Inhalts in den Kammern 5' und 6'. In einem praktischen Beispiel können drei Federn 22 und sechs Federn 23 vorgesehen sein.
Der Inhalt der zwei Kammern 5' und 6' wird nicht beschrieben; in dieser Hinsicht wird auf die Beschreibung der Ausführungsformen im Zusammenhang mit 1–4 verwiesen.

Claims

Lufttrockner umfassend ein Sockelelement (1), einen Behälter (2) und eine Patrone (3; 3'), wobei das Sockelelement (1) Mittel zur Luftzufuhr und Luftabfuhr zu bzw. von der Patrone (3; 3') umfasst, wobei der Behälter (2), welcher vorzugsweise eine zylindrische und kuppelförmige Form hat, abnehmbar mit dem Sockelelement verbunden ist und die Patrone beinhaltet, und die Patrone (3; 3') austauschbar ist und eine zylindrische Trennwand (7; 7') zwischen einer zentralen Kammer (5; 5'), welche Trockenmittel beinhaltet, sowie einer äusseren ringförmigen Kammer (6; 6'), umfasst, wobei die Patrone (3; 3') eine eigenständige Einheit ist, welche individuelle Federmittel (13; 22) zum Zusammenpressen zumindest des Trockenmittels in der zentralen Kammer (5; 5') umfasst, und sich die Trennwand (7; 7') über den gesamten Weg vom unteren Ende zum oberen Ende der Patrone erstreckt, wodurch ein anderer Inhalt in der äusseren Kammer (6; 6') ermöglicht wird, und wobei die Patrone (3; 3') an ihrem oberen Ende mit Mitteln versehen ist, welche eine Luftverbindung zwischen den zwei Kammern ermöglichen.
Lufttrockner gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrone (3; 3') an ihrem unteren Ende mit Mitteln, welche Luftzufuhr zur äusseren Kammer (6; 6') und Luftabfuhr von der zentralen Kammer (5; 5') ermöglichen, versehen ist.
Lufttrockner gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Abteilung (6; 6') im wesentlichen mit Trockenmittel gefüllt ist (1 und 5).
Lufttrockner gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer (6) in Luftzufuhrrichtung einen Filter (15) und Trockenmittel (2) beinhaltet.
Lufttrockner gemäss Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer (6; 6') mit individuellen Federmitteln (14, 23) zum Zusammenpressen des darin vorhandenen Trockenmittels versehen ist.
Lufttrockner gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Trockenmittel in der äusseren Kammer (6) vom Trockenmittel in der zentralen Kammer (5) unterscheidet und für andere Moleküle als Wasser aktiv ist.
Lufttrockner gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer (6) im wesentlichen mit einem Filter (17) (3) gefüllt ist.
Lufttrockner gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrone an ihrem unteren Ende mit Mitteln versehen ist, welche Luftzufuhr zur zentralen Kammer (5; 5') und Luftabfuhr von der äusseren Kammer (6; 6') (4) erlauben.