ПАТРОН ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЯ И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАТРОНА ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЯ
MIST SEPARATOR CARTRIDGE AND METHOD OF MIST SEPARATOR CARTRIDGE OPERATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к патрону влагоотделителя для устройства обеспечения сжатым воздухом, в частности для устройства обеспечения сжатым воздухом грузового автомобиля, с наполненной осушителем сушильной камерой, причем сушильная камера в аксиальном направлении выполнена с возможностью соединения с соединительным фланцем устройства обеспечения сжатым воздухом, причем на сушильной камере расположено рассчитанное по типу обратного клапана уплотнение, которое в смонтированном состоянии патрона влагоотделителя осуществляет герметизацию между сушильной камерой и соединительным фланцем.
Изобретение относится также к способу эксплуатации патрона влагоотделителя на устройстве обеспечения сжатым воздухом, в частности на устройстве обеспечения сжатым воздухом грузового автомобиля.
Уровень техники
Патроны влагоотделителя необходимы в качестве быстроизнашивающихся деталей в процессе подачи или подготовки сжатого воздуха для устройств обеспечения сжатым воздухом, сокращенно ЕАС, в частности, у грузовых автомобилей. В данном случае они используются для очистки произведенного сжатого воздуха от частиц масла и загрязнений, а также для осушения сжатого воздуха.
Для увеличения срока служб используемого патрона влагоотделителя, устройства обеспечения сжатым воздухом в соответствии с уровнем техники имеют возможность регенерировать патроны влагоотделителя посредством контролируемого обратного потока уже предварительно обработанного сжатого воздуха, причем во время такой фазы регенерации из патронов влагоотделителя выдувается собравшаяся там влага и прочие загрязнения.
Фиг.2 демонстрирует разрез в перспективе соответствующего устройства обеспечения сжатым воздухом в соответствии с уровнем техники. Представленное устройство 10 обеспечения сжатым воздухом включает в себя корпус 12 клапана и патрон 14 влагоотделителя. Патрон 14 влагоотделителя или корпус 28 патрона 14 влагоотделителя через уплотнение 30 непосредственно соединен с корпусом 12 клапана. Байонетное кольцо 32 обеспечивает воздействующее на уплотнение 30 герметизирующее усилие. Внутри корпуса 28 патрона 14 влагоотделителя расположена сушильная камера 26.
При использовании устройства 10 обеспечения сжатым воздухом этот сжатый воздух проходит через вход 34 в корпус 12 клапана. Сжатый воздух направляется через фильтр 36 предварительной очистки, чтобы затем в промежуточном пространстве между наружной стороной сушильной камеры 26 и внутренней стороной корпуса 28 войти в свободное пространство 38 выше сушильной камеры 26. На верхней стороне сушильной камеры 26 предусмотрено множество отверстий 40, которые соединяют свободное пространство 38 выше сушильной камеры 26 с ее внутренним пространством. В частности, сжатый воздух из свободного пространства 38 через отверстия 40 и первую зону 42 лабиринта сушильной камеры 26 выходит в нижнюю зону сушильной камеры 26, где поток воздуха затем разворачивается в обратном направлении, чтобы войти во вторую зону 44 лабиринта. Там, направляясь вверх, поток сжатого воздуха в верхней зоне снова меняет направление, чтобы затем через центральную зону 46 лабиринта снова пройти вниз в направлении корпуса 12 клапана. Таким образом, сухой сжатый воздух находится в воздуховодах корпуса 12 клапана, так что оттуда он может быть подан потребителям сжатого воздуха. С целью осушения сжатого воздуха сушильная камера 26 наполнена действующим в качестве осушителя гранулированным средством. Фильтр 36 предварительной очистки служит для очистки сжатого воздуха от грубых загрязнений. Следующее фильтрующее устройство, которое не представлено на фиг.1, расположено за фильтром 36 предварительной очистки в направлении движения потока сжатого воздуха, с целью дальнейшей очистки сжатого воздуха от прочих загрязнений, в частности, от масла и т.д. Масло скапливается в зоне патрона 14 влагоотделителя в не изображенном на фиг.1 коллекторе. Оттуда оно может при соответствующем режиме давления в устройстве 10 обеспечения сжатым воздухом по продувочному каналу 48 и обратному клапану 22 подаваться в корпус 12 клапана, а оттуда к сливу. Обратный клапан 22 может быть рассчитан по типу мембранного клапана, причем мембрана должна быть изготовлена из материала, который выдерживает химическое воздействие удаляемых примесей в течение длительного времени.
Фиг.3 демонстрирует в качестве примера схематичное изображение сопряжения между патроном 14 влагоотделителя и корпусом 12 клапана заимствованного из уровня техники устройства 10 обеспечения сжатым воздухом. Здесь схематично изображено расположение компонентов, участвующих в очищении сжатого воздуха, а также в удалении частиц примесей. Сжатый воздух 50 проходит сначала через фильтр 36 предварительной очистки, чтобы затем пройти через фильтрующее устройство 16. Фильтрующее устройство 16 осуществлено в предпочтительном варианте в виде коалесцентного фильтра, причем сепарированные посредством коалесцентного фильтра 16 частицы примесей собираются в направлении движения потока за коалесцентным фильтром 16 в коллекторе 24. При этом вся зона, которая в направлении движения потока сжатого воздуха находится перед фильтрующим устройством 16, обозначается как зона 18 фильтра предварительной очистки, в то время как зона за фильтрующим устройством 16 обозначается как зона 20 фильтра дополнительной очистки. В корпусе 12 клапана предусмотрен продувочный канал 48, который через уплотнение соединен с коллектором 24. Конец продувочного канала 48 герметизирован посредством обратного клапана 22. Он закрывает продувочный канал 48 во время фазы транспортировки сжатого воздуха, при которой давление в зоне 18 фильтра предварительной очистки, как правило, превышает давление в зоне 20 фильтра дополнительной очистки. Если же спускной клапан открывается, что приводит к падению давления в зоне 18 фильтра предварительной очистки, то давление в зоне 20 фильтра дополнительной очистки превышает давление в зоне 18 фильтра предварительной очистки. Следовательно, обратный клапан 22 открывается, благодаря чему собранные в коллекторе 24 частицы примесей удаляются через обратный клапан 22. Продувочный канал 48 может полностью располагаться в корпусе клапана, причем продувочный канал 48 посредством уплотнения 52 примыкает к коллектору 24. Существенным является при этом то, что имеется герметичное соединение между коллектором 24 и корпусом клапана, так что при соответствующем режиме давления может иметь место описанный выше отвод частиц примесей.
Обратный клапан 22 располагается существенно ниже коллектора 24. Таким образом, создается также возможность для наклонного расположения устройства обеспечения сжатым воздухом, что не исключает при этом возможности для полноценного опорожнения коллектора 24. В частности, наклоны транспортного средства на угол до 15 градусов не препятствуют полноценному опорожнению коллектора 24.
Представленный на фиг.2 и 3 патрон влагооотделителя изготовлен без фиксирующей сушильную камеру в корпусе плиты днища, чтобы облегчить процесс рециклинга патрона влагоочистителя, так как, в частности, его корпус может быть непосредственным образом снова использован. Вследствие такой конструкции необходимый для восстановления процесса обратный клапан из патрона влагоотделителя перемещен внутрь корпуса клапана. Недостатком, обусловленным конструкцией, в данном варианте осуществления является, однако, то, что обратный клапан не заменяется теперь вместе с патроном влагоотделителя и, ввиду длительного контакта с загрязнениями и частицами масла, должен быть выполнен достаточно прочным, чтобы соответствовать сроку службы остальных элементов, расположенных в корпусе клапана устройства обеспечения сжатым воздухом.
WO 2009/043427 А1 и DE 102005039059 В3 описывают патроны влагоотделителя с плитой днища, причем выполненные в виде обратных клапанов уплотнения расположены внутри патрона влагоотделителя.
Из DE 102007046167 A3 известен далее патрон влагоотделителя, при котором функционирующее как обратный клапан уплотнение осуществляет герметизацию между сушильной камерой патрона влагоотделителя и соединительным фланцем корпуса клапана.
Раскрытие изобретения
В изобретении поставлена задача уменьшения затрат на изготовление устройства обеспечения сжатым воздухом, при одновременной улучшенной эксплуатационной надежности данного устройства обеспечения сжатым воздухом.
Данная задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение базируется на патроне влагоотделителя в соответствии с оригинальной версией, отличающемся тем, что уплотнение имеет u-образный профиль поперечного сечения с гибкой закраиной. Таким образом, необходимый для регенерации обратный клапан может заменяться вместе с патроном влагоотделителя. При этом в качестве особого преимущества выявляется то обстоятельство, что обратный клапан может быть осуществлен в виде простого уплотнения, причем одновременно патрон влагоотделителя, по-прежнему, обходится без ограничительного клапана в днище, для обеспечения повторного использования корпуса, в который помещена сушильная камера.
Также может быть предусмотрено, что гибкая закраина уплотнения в радиальном направлении подвижна перпендикулярно аксиальному направлению с целью обеспечения функционирования по типу обратного клапана.
В предпочтительном варианте может быть предусмотрено, что уплотнение перпендикулярно аксиальному направлению определяет плоскость и что служащая в качестве маслосборника зона в этой плоскости расположена с радиальным зазором относительно уплотнения. За счет такой конструкции вне фазы регенерации обратный клапан не нагружается осажденными в маслосборнике в течение некоторого времени частицами загрязнений.
Далее может быть предусмотрено, что маслосборник располагается в зоне соединительного фланца устройства обеспечения сжатым воздухом и что маслосборник в смонтированном состоянии закрыт патроном влагоотделителя. Таким образом, при замене патрона влагоотделителя возможен легкий доступ к маслосборнику, который в соответствии с этим может быть очищен простым образом, к примеру, посредством простой протирки.
Изобретение относится также к способу эксплуатации патрона влагоотделителя на устройстве обеспечения сжатым воздухом, в частности, на устройстве обеспечения сжатым воздухом грузового автомобиля, при котором расположенное на сушильной камере уплотнение, имеющее u-образный профиль поперечного сечения с гибкой закраиной, во время фазы транспортировки устройства обеспечения сжатым воздухом осуществляет герметизацию между сушильной камерой и соединительным фланцем устройства обеспечения сжатым воздухом и расположенное на сушильной камере уплотнение во время фазы продувки устройства обеспечения сжатым воздухом позволяет осуществлять контролированный выход воздуха между соединительным фланцем и сушильной камерой. Таким образом, преимущества и особенности патрона влагоотделителя в соответствии с изобретением используются и в рамках способа.
Это относится также и к описываемому далее особо предпочтительному варианту осуществления способа в соответствии с изобретением.
Этот способ выгонным образом усовершенствован посредством того, что уплотнение позволяет осуществлять контролированный выход воздуха в радиальном направлении перпендикулярно аксиальному направлению, в котором патрон влагоотделителя выполнен с возможностью соединения с устройством обеспечения сжатым воздухом. Под выходом воздуха понимается при этом перетекание или переход из одной зоны в другую зону через уплотнение.
Благоприятным образом может быть предусмотрено также, что при монтаже патрона влагоотделителя расположенный в зоне соединительного фланца маслосборник закрывается патроном влагоотделителя.
Краткое описание чертежей
Изобретение в качестве примера поясняется со ссылкой на приложенные чертежи, на основании предпочтительных вариантов осуществления, на которых представлено:
фиг.1 - патрон влагоотделителя в соответствии с изобретением, в разрезе;
фиг.2 - устройство обеспечения сжатым воздухом с патроном влагоотделителя в соответствии с уровнем техники, в разрезе, в перспективном изображении;
фиг.3 - схематичное изображение сопряжения между патроном влагоотделителя и корпусом клапана устройства обеспечения сжатым воздухом в соответствии с уровнем техники;
фиг.4 - патрон влагоотделителя в соответствии с изобретением, в разрезе, в увеличенном масштабе.
При последующем описании чертежей одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или сопоставимые компоненты.
Фиг.1 демонстрирует в разрезе патрон влагоотделителя в соответствии с изобретением. Ввиду, в основном, осесимметричной конструкции патрона влагоотделителя представлена лишь левая половина патрона. В отличие от уже известного патрона влагоотделителя с фиг.2, представленный на фиг.1 патрон 14 влагоотделителя, смонтированный на корпусе 12 клапана устройства 10 обеспечения сжатым воздухом, имеет уплотнение 22', рассчитанное по типу обратного клапана. Для этой цели уплотнение 22' снабжено u-образным профилем и включает в себя гибкую закраину 58, которая выполнена с возможностью перемещения в радиальном направлении 60 перпендикулярно аксиальному направлению 54, в котором патрон 14 влагоотделителя может быть смонтирован на соединительном фланце 56 корпуса 12 клапана устройства 10 обеспечения сжатым воздухом. Во время фазы транспортировки сжатого воздуха предварительно обработанный сжатый воздух проходит по фильтру 36 предварительной очистки через фильтрующее устройство 16 в патрон 14 влагоотделителя, как уже было описано в связи с фиг.2. Возникающий при этом перепад давления прижимает u-образный профиль уплотнения 22' в радиальном направлении 60 к соединительному фланцу 56, так что реализованный посредством уплотнения 22' между сушильной камерой 26 и соединительным фланцем 56 обратный клапан оказывается закрыт. Сепарированные в фильтрующем устройстве 16 частицы масла и загрязнений опускаются вниз под действием силы тяжести на обращенную к корпусу 28 сторону фильтрующего устройства 16 и собираются в зоне маслосборника 62, который расположен в плоскости уплотнения 22' между уплотнением 30 и уплотнением 22'.
Во время фазы регенерации режим движения потока внутри патрона 14 влагоотделителя меняется на обратный, и уже предварительно обработанный сжатый воздух течет в обратном направлении через фильтрующее устройство 16 и удаляется через не изображенный выход из корпуса 12 клапана, причем имеющиеся в фильтрующем устройстве 16 частицы масла или мусора увлекаются следом. Такой поворот воздушных потоков одновременно способствует тому, что гибкая закраина 58 уплотнения 22' не прижимается более в радиальном направлении 60 к соединительному фланцу 56, так что выполненное в виде обратного клапана уплотнение 22' открывается, и осажденные в маслосборнике 62 частицы масла и загрязнений в обход фильтрующего устройства 16 также могут подаваться к вытекающему потоку воздуха.
Если патрон 14 влагоотделителя после удаления байонетного кольца 32 с соединительного фланца 56 в радиальном направлении 54 приподнимается, то в аксиальном направлении 54 можно непосредственным образом взяться за маслосборник 62, к примеру, чтобы вручную произвести его очистку.
Уплотнение 22' закреплено на сушильной камере 26, к примеру, посредством простого насаживания с защелкиванием. В представленном патроне 14 влагоотделителя сушильная камера 26 вместе с закрепленным на ней уплотнением 22' может быть вынута из корпуса 28, который снова может быть использован.
Фиг.2 и 3 уже были описаны во вступлении.
Фиг.4 демонстрирует увеличенный разрез патрона влагоотделителя в соответствии с изобретением. На фиг.4 включающая в себя маслосборник 62 зона соединительного фланца 56 представлена в увеличенном масштабе. Как и на фиг.1, представлена лишь одна сторона, в основном, осесимметрично выполненного в аксиальном направлении 54 соединительного фланца 56. Во время фазы транспортировки сжатого воздуха гибкая закраина 58 уплотнения 22' в силу господствующего режима давления прижимается в радиальном направлении 60 наружу, то есть на фиг.4 вправо, к соединительному фланцу 56. Таким образом, уплотнение 22' осуществляет герметизацию между сушильной камерой 26 и соединительным фланцем 56. Во время фазы регенерации режим давления изменяется, так что гибкая закраина 58 прижимается внутрь в радиальном направлении 60, что на фиг.4 соответствует отклонению гибкой закраины 58 влево, так что сжатый воздух контролируемым образом может удаляться между сушильной камерой и соединительным фланцем 56, причем осажденные в маслосборнике 62 частицы масла и загрязнений увлекаются следом.
Признаки изобретения, выявленные в выше представленном описании, в чертежах, а также в формуле изобретения, как по отдельности, так и в любой совокупности могут быть важны для осуществления изобретения.
Перечень ссылочных позиций
10 устройство обеспечения сжатым воздухом
12 корпус клапана
14 патрон влагоотделителя
16 фильтрующее устройство
18 зона фильтра предварительной очистки
20 зона фильтра дополнительной очистки
22 обратный клапан
22' уплотнение
24 коллектор
26 сушильная камера
28 корпус
30 уплотнение
32 байонетное кольцо
34 вход
36 фильтр предварительной очистки
38 свободное пространство
40 отверстия
42 первая зона лабиринта
44 вторая зона лабиринта
46 центральная зона лабиринта
48 продувочный канал
50 сжатый воздух
52 уплотнение
54 аксиальное направление
56 соединительный фланец
58 гибкая закраина
60 радиальное направление
62 маслосборник