ПАТРОН С ВОЗДУШНЫМ ФИЛЬТРОМ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ УСТАНОВКИ ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА
CARTRIDGE WITH AIR FILTER FOR COMPRESSED AIR PREPARATION FOR COMPRESSED AIR PREPARATION PLANT

Настоящее изобретение касается патрона с воздушным фильтром для подготовки сжатого воздуха для установки подготовки сжатого воздуха, в особенности для установки подготовки сжатого воздуха грузового автомобиля, содержащий емкость, наполненную сушильным агентом, и коалесцентный фильтр, причем сжатый воздух проходит через сушильный агент в осевом продольном направлении емкости для сушильного агента во время подготовки сжатого воздуха.
Транспортные средства могут иметь различные системы, работающие с помощью сжатого воздуха. Например, для грузовиков рабочие тормоза могут приводиться в действие с помощью пневматической системы. Для того чтобы обеспечить в течение продолжительного времени работу всех управляемых с помощью сжатого воздуха систем транспортного средства, в особенности грузового автомобиля, предусмотрен воздушный компрессор, например, в виде компрессора с поршнем, который может приводиться в действие от приводного двигателя транспортного средства и который производит необходимый сжатый воздух для работы транспортного средства. Поскольку такой компрессор производит сжатый воздух посредством всасывания и сжатия воздуха из окружающей среды, подаваемый компрессором сжатый воздух содержит большую долю воды в виде влажного воздуха. Кроме того, подаваемый компрессором сжатый воздух содержит частицы грязи, которые содержались во всасываемом воздухе, а также частицы масла и технического углерода, которые вносятся в сжатый воздух в процессе сжатия посредством компрессора. Содержащаяся в воздухе влага и частицы грязи могут откладываться в системах, в которые подается сжатый воздух, и тем самым ухудшать их работоспособность, если такие частицы грязи не отделяются от произведенного сжатого воздуха.
Известно, что для отделения сжатого воздуха от частиц масла и грязи и для его осушки в транспортном средстве предусмотрены установки для подготовки сжатого воздуха, которые, соответственно, подготавливают подаваемый компрессором сжатый воздух, то есть удаляют частицы масла и грязи и осушают его. Для обеспечения такой подготовки сжатого воздуха, как правило, применяются патроны с воздушными фильтрами, посредством которых, прежде всего, отделяют частицы масла и грязи от сжатого воздуха, и затем с помощью сушильного агента удаляют влагу. Применяемые патроны с воздушным фильтром имеют конструкцию, которая позволяет отделить частицы масла и грязи и собрать влагу только в ограниченном количестве, поэтому их срок службы ограничен. Известны различные возможности, позволяющие увеличить срок службы патрона с воздушным фильтром. Например, посредством изменения конструкции патрона с воздушным фильтром можно увеличить количество отделяемых веществ. Другая возможность для увеличения срока службы патрона с воздушным фильтром заключается, например, в том, что предусматриваются циклически повторяемые фазы регенерации, во время которых в патроне с воздушным фильтром удаляется удержанная влага и отделенные частицы масла и грязи. Патроны с воздушным фильтром, пригодные для такого режима регенерации, имеют комплексную конструкцию, изготовление которой является дорогостоящим процессом.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в создании такого патрона с воздушным фильтром, который имеет простую с точки зрения реализации конструкцию и который может быть регенерирован.
Эта задача решается с помощью признаков независимого пункта формулы изобретения.
Преимущественные и дополнительные варианты выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Патрон согласно родовому виду с воздушным фильтром усовершенствован таким образом, что коалесцентный фильтр в осевом продольном направлении расположен перед сушильным агентом во впускной зоне емкости для сушильного агента. Таким образом, можно предложить простую конструкцию патрона с воздушным фильтром, так чтобы патрон с воздушным фильтром можно было также просто изготовить. Кроме того, посредством расположения коалесцентного фильтра в осевом продольном направлении перед сушильным агентом можно в дальнейшем обеспечить способность патрона с воздушным фильтром к регенерации. Впускной зоной емкости для сушильного агента называется в настоящем описании, в особенности, поверхность, расположенная вертикально относительно осевого продольного направления емкости с сушильным агентом, через которую подготавливаемый сжатый воздух поступает в емкость для сушильного агента во время подготовки сжатого воздуха.
В описанном патроне с воздушным фильтром можно предусмотреть элемент крышки, который фиксирует сушильный агент в емкости для сушильного агента. Элемент крышки может удерживать сушильный агент в емкости для сушильного агента, так что при возможных вибрациях сушильный агент остается в емкости для сушильного агента.
В случае необходимости можно предусмотреть, чтобы между элементом крышки и сушильным агентом располагался коалесцентный фильтр. Посредством расположения коалесцентного фильтра между элементом крышки и сушильным агентом коалесцентный фильтр может простым способом фиксироваться во впускной зоне емкости для сушильного агента без применения дополнительных поддерживающих устройств для фиксации коалесцентного фильтра во впускной зоне. Во время процесса изготовления патрона с воздушным фильтром коалесцентный фильтр можно просто положить, например, на сушильный агент, после того как сушильный агент был засыпан в емкость для сушильного агента. В заключение емкость для сушильного агента можно просто закрыть посредством элемента крышки.
Альтернативно также можно предусмотреть, чтобы коалесцентный фильтр располагался в осевом продольном направлении перед элементом крышки. При этом имеется простая возможность для размещения коалесцентного фильтра, который в этом случае, например, можно просто положить на элемент крышки после установки элемента крышки на емкости для сушильного агента.
Преимущественно можно предусмотреть, чтобы коалесцентный фильтр фиксировался на элементе крышки. Это может предотвратить случайное освобождение впускной зоны, так чтобы в емкость для сушильного агента мог поступать только сжатый воздух, который предварительно прошел через коалесцентный фильтр. Освобождение в этом случае означает, что покрыта не вся впускная зона коалесцентного фильтра. Кроме того, таким образом можно упростить монтаж патрона с воздушным фильтром, поскольку коалесцентный фильтр можно предварительно установить на элементе крышки.
Также можно предусмотреть, чтобы элемент крышки располагался с возможностью перемещения в осевом продольном направлении относительно емкости для сушильного агента и предварительно прижимался с помощью элемента пружины. Находящийся в емкости для сушильного агента сушильный агент выполнен обычно в форме гранулята. При вибрации отдельные гранулы сушильного агента могут перемещаться относительно друг друга в соответствующем пространстве. При этом гранулы периодически сталкиваются друг с другом, в результате чего отдельные гранулы со временем разламываются. Фрагменты гранул могут затем попасть в предварительно освободившееся пространство между гранулами. Это может привести к уплотнению сушильного агента и, тем самым, к изменению сопротивления потока патрона с воздушным фильтром, в результате чего, например, может измениться осушающая способность патрона с воздушным фильтром. Кроме того, фрагменты гранул как частицы грязи сами могут захватываться подготавливаемым сжатым воздухом, и в случае если они вносятся в снабжаемые сжатым воздухом системы транспортного средства, его работоспособность ухудшается. Предварительно прижатое устройство элемента крышки, которое может перемещаться в осевом продольном направлении емкости для сушильного агента, позволяет минимизировать перемещение гранул внутри емкости для сушильного агента, так что при вибрациях измельчается меньшее количество гранул.
Преимущественно можно предусмотреть, чтобы элемент пружины был зафиксирован на емкости для сушильного агента или на поддерживающем емкость для сушильного агента корпусе патрона с воздушным фильтром. Посредством фиксации упругого элемента на емкости для сушильного агента или на поддерживающем емкость для сушильного агента корпусе можно упростить монтаж патрона с воздушным фильтром.
Кроме того, можно расположить воздушный фильтр в одной выходной плоскости емкости для сушильного агента. С помощью воздушного фильтра, установленного в выходной плоскости, в емкости для сушильного агента могут удерживаться загрязнения, которые, например, образуются при измельчении отдельных гранул сушильного агента внутри емкости для сушильного агента.
Настоящее изобретение описывается далее на примерах вариантов выполнения исходя из известного уровня техники.
На них показано:
фиг. 1 первый вариант выполнения патрона с воздушным фильтром согласно уровню техники;
фиг. 2 второй вариант выполнения патрона с воздушным фильтром согласно уровню техники;
фиг. 3 схематичное изображение грузового автомобиля; и
фиг. 4 третий вариант выполнения патрона с воздушным фильтром.
На следующих чертежах одними и теми же символами обозначены одни и те же детали.
На фиг. 1 показан первый патрон с воздушным фильтром согласно уровню техники. Изображенный патрон 10 с воздушным фильтром содержит емкость 16 для сушильного агента, расположенную внутри чашеобразного корпуса 30. Внутри емкости 16 для сушильного агента находится сушильный агент 18, через который во время подготовки сжатый воздух проходит в осевом продольном направлении 22 емкости 16 для сушильного агента. Находящийся в емкости 16 для сушильного агента сушильный агент 18 фиксируется с помощью элемента 26 крышки внутри емкости 16 для сушильного агента. Элемент 26 крышки прижат в осевом продольном направлении 22 с помощью пружинного элемента 28, который опирается о корпус 30, и может перемещаться относительно емкости 16 для сушильного агента. Таким образом, элемент 26 крышки может сдвигаться посредством пружинного элемента 28 в емкость 16 для сушильного агента в осевом продольном направлении 22, чтобы зафиксировать сушильный агент 18 внутри емкости 16 для сушильного агента. Корпус 30 патрона 10 с воздушным фильтром закрывается посредством опорной плиты 50, которая крепится на корпусе 30 с помощью шва 60 с отбортовкой кромок. Опорная плита 50 имеет входное подключение 56 и выходное подключение 58, через которые сжатый воздух может поступать в патрон 10 с воздушным фильтром или выходить из него. Выйдя из входного подключения 56, подготавливаемый сжатый воздух проходит навстречу осевому продольному направлению 22 сначала через коалесцентный фильтр 20, который снаружи наматывается на емкость 16 для сушильного агента и фиксируется с помощью манжеты 48. С помощью коалесцентного фильтра 20 удерживаются имеющиеся в сжатом воздухе частицы грязи и масла, которые, например, могут находиться в твердом или жидком состоянии. После прохождения через коалесцентный фильтр 20 подготавливаемый сжатый воздух проходит навстречу осевому продольному направлению 22 в промежуточное пространство 64 между корпусом 30 и емкостью 16 для сушильного агента до отклоняющей камеры 68 и оттуда поступает через впускную зону 24 в емкости 16 для сушильного агента с сушильным агентом 18. В качестве впускной зоны 24 емкости 16 для сушильного агента может использоваться, в особенности, площадь сечения емкости 16 для сушильного агента, вертикальная относительно осевого продольного направления 22, через которую подготавливаемый сжатый воздух поступает во внутреннее пространство емкости 16 для сушильного агента, наполненной сушильным агентом 18. Во впускной зоне 24 может располагаться дополнительный воздушный фильтр 46. Сушильный агент 18 проходит в осевом продольном направлении 22 от подготавливаемого сжатого воздуха, причем содержащаяся в сжатом воздухе влага удерживается. Удержанная влага может, например, находиться в сушильном агенте 18 в виде воды. Подготовленный сжатый воздух выходит через выходную плоскость 34, на которой располагается воздушный фильтр 32, из наполненной сушильным агентом 18 емкости 16 для сушильного агента и дальше проходит в осевом продольном направлении 22, чтобы выйти из патрона 10 с воздушным фильтром через выходное подключение 58. Воздушный фильтр 32 удерживает в емкости 16 для сушильного агента имеющиеся частицы грязи, которые могут образоваться, например, в результате механических процессов старения сушильного агента 18. Выходной плоскостью 34 может быть, в частности, площадь сечения, вертикальная относительно осевого продольного направления 22, через которую сжатый воздух выходит из внутреннего объема емкости 16, наполненной сушильным агентом 18. Входное подключение 56 уплотнено относительно выходного подключения 58 с помощью уплотнительного кольца 54, так что сжатый воздух не может проходить при перепуске коалесцентного фильтра 20 и сушильного агента 18 от входного подключения 56 к выходному подключению 58. Патрон 10 с воздушным фильтром в собранном состоянии уплотнен снаружи с помощью дополнительного уплотнительного кольца 62.
Изображенный на фиг. 1 патрон 10 с воздушным фильтром может при изменении направления потока регенерироваться, причем уже очищенный и высушенный сжатый воздух впитывает содержащуюся в сушильном агенте 18 воду и выходит через обратный клапан 52 при перепуске коалесцентного фильтра 20 через входное подключение 56 из патрона 10 с воздушным фильтром. При этом из патрона 10 с воздушным фильтром выводятся также осевшие на коалесцентном фильтре 20 частицы грязи, которые собираются также в зоне обратного клапана 52.
Для изготовления изображенного на фиг. 1 патрона 10 с воздушным фильтром коалесцентный фильтр 20 наматывается на емкость 16 для сушильного агента и фиксируется с помощью манжеты 48. Затем на нижней стороне емкости 16 для сушильного агента монтируется обратный клапан 52 и уплотнительное кольцо 54. После этого воздушный фильтр 32 помещается в емкость 16 для сушильного агента. Емкость 16 для сушильного агента засыпается сушильным агентом 18 и закрывается дополнительным воздушным фильтром 46. После этого элемент 26 крышки вводится сверху в емкость 16 для сушильного агента для того, чтобы сушильный агент 18 не высыпался. Для того чтобы предотвратить относительное движение сушильного агента 18, элемент 26 крышки прижимается относительно сушильного агента 18 с помощью пружинного элемента 28, который, например, может быть выполнен в виде пружины сжатия. Пружинный элемент 28 опирается о корпус. Затем весь блок устанавливается на опорную плиту 50 и ею прижимается. Опорная плита 50 и корпус дополнительно соединяются друг с другом с помощью шва 60 с отбортовкой кромок.
На фиг. 2 показан второй вариант выполнения патрона с воздушным фильтром согласно уровню техники. В отличие от известного (фиг. 1) варианта выполнения патрона 10 с воздушным фильтром в этом варианте выполнения (фиг. 2) коалесцентный фильтр 20 располагается в осевом продольном направлении 22 после сушильного агента 18, имеющегося в емкости 16 для сушильного агента, так что при подготовке сжатого воздуха он проходит через сушильный агент, прежде чем он пройдет через коалесцентный фильтр 20. Кроме того, в варианте выполнения согласно фиг.2 предусмотрена выемка 72 на элементе 26 крышки, которая удерживает пружинный элемент 28 в собранном состоянии вертикально относительно осевого продольного направления 22 в определенном положении.
Поскольку коалесцентный фильтр 20 в осевом продольном направлении 22 располагается позади сушильного агента 18, в изображенном на фиг. 2 варианте выполнения патрона 10 с воздушным фильтром тоже удерживаются частицы грязи и масла, а также осушается сжатый воздух.
Однако поскольку коалесцентный фильтр 20 располагается в осевом продольном направлении 22 позади сушильного агента 18, в изображенном на фиг. 2 варианте выполнения патрона 10 с воздушным фильтром сушильный агент 18 может загрязняться частицами грязи и масла. Эти загрязнения в течение продолжительного времени могут отрицательно влиять на свойства и способность сушильного агента 18 к регенерации, так что способность изображенного на фиг. 2 патрона 10 с воздушным фильтром к регенерации снижается.
Коалесцентный фильтр 20, который может быть выполнен в виде пластинчатого фильтрующего элемента, помещается в емкость 16 для сушильного агента. Затем емкость 16 для сушильного агента заполняется сушильным агентом 18 и накрывается элементом 26 крышки, чтобы сушильный агент 18 не высыпался. Для того чтобы предотвратить относительное движение сушильного агента 18, элемент 26 крышки прижимается относительно сушильного агента 18 с помощью пружинного элемента 28, который опирается о корпус 30. Пружинный элемент 28 может быть выполнен, например, в виде пружины сжатия. Затем весь блок устанавливается на опорную плиту 50 и ею прижимается. Опорная плита 50 и корпус 30 дополнительно соединяются друг с другом с помощью шва 60 с отбортовкой кромок.
На фиг. 3 показано схематичное изображение грузового автомобиля. Изображенный грузовой автомобиль 14 содержит устройство 42, работающее с помощью сжатого воздуха, которым может быть, например, пневматический тормоз. Для подачи сжатого воздуха на устройство 42, работающее с помощью сжатого воздуха, в грузовом автомобиле 14 предусмотрен компрессор 36, который подает сжатый воздух по трубопроводу 40 для подачи сжатого воздуха к установке 12 для подготовки сжатого воздуха, которая содержит предпочтительно устройство 38 для осушки воздуха и устанавливаемый на устройстве 38 для осушки воздуха патрон 10 с воздушным фильтром. Сжатый воздух, направленный по трубопроводу 40 для подачи сжатого воздуха в установку 12 для подготовки сжатого воздуха, предпочтительно очищается в патроне 10 с воздушным фильтром и осушается, а затем подается дальше по трубопроводу 44 для сжатого воздуха к устройству 42, работающему с помощью сжатого воздуха. Фиксация патрона 10 с воздушным фильтром на устройстве 38 для осушки воздуха может выполняться, например, с помощью резьбового соединения или с помощью байонетного замка, причем могут быть предусмотрены дополнительные предохранительные элементы, которые позволяют предотвратить самопроизвольное отсоединение патрона 10 с воздушным фильтром от устройства 38 для осушки воздуха.
На фиг. 4 показан третий вариант выполнения патрона с воздушным фильтром. В представленном на фиг. 4 варианте выполнения патрона 10 с воздушным фильтром коалесцентный фильтр 20 расположен во впускной зоне 24 емкости 16 для сушильного агента, так что коалесцентный фильтр 20 в осевом продольном направлении 22 емкости 16 для сушильного агента располагается перед сушильным агентом 18, находящимся в емкости 16 для сушильного агента. Коалесцентный фильтр 20 лежит непосредственно на сушильном агенте 18. Соответственно, коалесцентный фильтр 20 расположен между элементом 26 крышки и сушильным агентом 18. Альтернативно коалесцентный фильтр 20 может также располагаться также сверху элемента 26 крышки, так что элемент 26 крышки непосредственно прилегает к сушильному агенту 18, чтобы предотвратить компрессию коалесцентного фильтра 20 в осевом продольном направлении 22 посредством элемента 26 крышки и пружинного элемента 28. Такая компрессия коалесцентного фильтра 20 могла бы снизить фильтрующее действие коалесцентного фильтра 20. Кроме того, возможно, чтобы элемент 26 крышки имел не изображенное на чертеже поддерживающее устройство, которое может удерживать коалесцентный фильтр 20, чтобы таким образом предотвращать компрессию коалесцентного фильтра 20 в осевом продольном направлении 22. Например, элемент 26 крышки имеет в осевом продольном направлении 22 выше или ниже коалесцентного фильтра 20 воздухопроницаемые решетчатые структуры, которые в осевом продольном направлении 22 расположены относительно друг друга на одинаковом расстоянии, так что коалесцентный фильтр 20 может надежно и без давления располагаться между обеими решетчатыми структурами элемента 26 крышки в осевом продольном направлении 22.
Элемент 26 крышки имеет, кроме того, поддерживающий ниппель 70, который служит для предварительного монтажа пружинного элемента 28, который может быть выполнен, например, в виде пружины сжатия. Это может облегчить монтаж изображенного на фиг. 4 патрона 10 с воздушным фильтром. Кроме этого, предусмотрен фильтр 66 грубой очистки, через который подготавливаемый сжатый воздух, прошедший в патрон 10 с воздушным фильтром, сначала проходит через входное подключение. Фильтр 66 грубой очистки может быть рассчитан, в особенности, для отделения более крупных твердых частиц. Выйдя из фильтра 66 грубой очистки, сжатый воздух поднимается в промежуточном пространстве 64 до отклоняющей камеры 68, затем проходит через расположенный во впускной зоне 24 коалесцентный фильтр 20 в осевом продольном направлении 22 в емкость 16 для сушильного агента и после этого проходит в осевом продольном направлении 22 через расположенный в емкости 16 для сушильного агента сушильный агент 18. Сжатый воздух выходит из емкости 16 для сушильного агента в осевом продольном направлении 22 по выходной поверхности 34, на которой расположен воздушный фильтр 32. Оттуда подготовленный сжатый воздух выходит через выходное подключение 58 из патрона 10 с воздушным фильтром. Поскольку коалесцентный фильтр 20 в осевом продольном направлении 22 расположен перед находящимся в емкости 16 сушильным агентом 18, частицы масла и грязи отделяются от сжатого воздуха, прежде чем они придут в соприкосновение с сушильным агентом 18. Соответственно, сушильный агент 18 не загрязняется частицами масла и грязи, так что его способность к осушке и регенерации также в течение продолжительного времени не снижается из-за таких загрязнений. В зависимости от ориентации изображенного патрона 10 с воздушным фильтром в собранном состоянии, то есть если патрон 10 с воздушным фильтром закреплен на устройстве 38 для осушки воздуха, как это показано на фиг. 3, обращенный к коалесцентному фильтру 20 граничный слой сушильного агента 18 максимально загрязняется частицами масла и грязи. Изображенный на фиг.4 патрон с воздушным фильтром, соответственно, может хорошо регенерироваться.
Монтаж, то есть сборка изображенного на фиг. 4 патрона 10 с воздушным фильтром выполняется очень просто. Прежде всего на пустой емкости 16 для сушильного агента крепится уплотнительное кольцо 54 и фильтр 66 грубой очистки. Затем воздушный фильтр 32 помещают в емкость 16 для сушильного агента, в которую после этого засыпают сушильный агент 18. После засыпки сушильного агента коалесцентный фильтр 20 кладут на сушильный агент 18. На коалесцентный фильтр 20 устанавливают элемент крышки 26, на котором пружинный элемент 28 уже зафиксирован с помощью поддерживающего ниппеля 70. Затем, прежде чем использовать такой частично смонтированный патрон 10 с воздушным фильтром, над всем блоком устанавливают чашеобразный корпус 30, так чтобы опорную плиту 50 положить с открытой стороны корпуса 30 на патрон 10 с воздушным фильтром. Опорная плита 50 прижимается остальным блоком. На последнем этапе монтажа опорную плиту 50 можно дополнительно соединить с корпусом 30 с помощью шва 60 с отбортовкой кромок и установить дополнительное уплотнительное кольцо 62 на опорной плите 50.
Опубликованные в вышеприведенном описании, в чертежах, а также в пунктах формулы изобретения признаки изобретения могут быть важными для осуществления изобретения как по отдельности, так и в любой комбинации.
Список условных обозначений
10 патрон с воздушным фильтром
12 установка для подготовки сжатого воздуха
14 грузовой автомобиль
16 емкость для сушильного агента
18 сушильный агент
20 коалесцентный фильтр
22 осевое продольное направление
24 впускная зона
26 элемент крышки
28 пружинный элемент
30 корпус
32 воздушный фильтр
34 выходная плоскость
36 компрессор
38 устройство для осушки воздуха
40 трубопровод для подачи сжатого воздуха
42 устройство, работающее с помощью сжатого воздуха
44 трубопровод для сжатого воздуха
46 дополнительный воздушный фильтр
48 манжета
50 опорная плита
52 обратный клапан
54 уплотнительное кольцо
56 входное подключение
58 выходное подключение
60 шов с отбортовкой кромок
62 дополнительное уплотнительное кольцо
64 промежуточное пространство
66 фильтр грубой очистки
68 отклоняющая камера
70 поддерживающий ниппель
72 выемка