ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ПАТРОН ДЛЯ УСТРОЙСТВА ПОДГОТОВКИ СЖАТОГО ВОЗДУХА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
MOISTURE TRAP CARTRIDGE FOR VEHICLE COMPRESSED AIR PREPARATION DEVICE

Изобретение относится к влагоотделительному патрону для устройства подготовки сжатого воздуха транспортного средства, в частности грузового автомобиля, с пружинной крышкой и несущим элементом, определяющими вместе в смонтированном положении влагоотделительного патрона объем влагоотделительного патрона, причем предусмотрена расположенная в пределах объема наполненная сорбентом-осушителем камера сорбент-осушителя и причем пружинная крышка и несущий элемент выполнены по существу как закрытые с одной стороны цилиндры, на открытых концах которых расположено средство или средства для установления защелкивающегося соединения, посредством которого можно соединять пружинную крышку и несущий элемент.
Кроме того, описан способ изготовления влагоотделительного патрона для устройства подготовки сжатого воздуха транспортного средства, в частности грузового автомобиля, причем влагоотделительный патрон содержит пружинную крышку и несущий элемент, определяющие вместе в смонтированном положении влагоотделительного патрона объем влагоотделительного патрона и причем в пределах объема расположена наполненная сорбентом-осушителем камера сорбент-осушителя.
Изобретение относится также к устройству подготовки сжатого воздуха для транспортного средства, в частности для грузового автомобиля, с соответствующим изобретению влагоотделительным патроном.
Влагоотделительные патроны используются как быстроизнашивающиеся элементы в процессе подготовки сжатого воздуха и соответственно подготовки для устройств подготовки сжатого воздуха, сокращенно - ЕАС, в частности, в области грузового автотранспорта. Там их используют для очистки произведенного сжатого воздуха от масляных и загрязняющих частиц и для высушивания сжатого воздуха.
Известный из уровня техники влагоотделительный патрон представлен на фиг.1. Показанный влагоотделительный патрон 10 состоит по существу из наполненной сорбентом-осушителем 38 камеры 20 сорбент-осушителя, расположенной в пружинной крышке 16. Пружинная крышка 16 закрыта в нижнем участке дна 42 с впуском 50 воздуха и выпуском 52 воздуха. Дно 42 и пружинная крышка 16 неподвижно соединены друг с другом швом 56 отбортовки. Дно 42 и камера 20 сорбент-осушителя уплотнены О-образным кольцом 44 и уплотняющим кольцом 40 с резиновой кромкой 48, причем резиновая кромка 48 работает как обратный клапан. Уплотняющее кольцо 40 соединено механически или химически с камерой 20 сорбент-осушителя, причем резиновая кромка 48 имеет определенные параметры открывания и закрывания. В частности, резиновая кромка 48 при избыточном давлении открывается во влагоотделительном патроне 10 и действует вследствие этого как предохранительный клапан. Камера 20 сорбент-осушителя ограничена в своем осевом направлении протяженности первым воздушным фильтром 30 и вторым воздушным фильтром 32, удерживающими сорбент-осушитель 38 внутри камеры 20 сорбент-осушителя. Кроме того, на верхнем участке влагоотделительного патрона 10 предусмотрена пружина 34 сжатия и крышка 36 гранулята, посредством которых сорбент-осушитель 38 уплотняют внутри камеры 20 сорбент-осушителя. Крышка 36 гранулята выполнена, в частности, воздухопроницаемой. Комбинированный фильтр, например, в виде фильтра коалесцирующего типа продолжается в осевом направлении вокруг нижней половины камеры 20 сорбент-осушителя и фиксируется в радиальном направлении на несущей конструкции 54 камеры 20 сорбент-осушителя манжетой 28. Фильтр 26 коалесцирующего типа делит на части влагоотделительный патрон 10: на участок предфильтра и участок постфильтра. Задача фильтра 26 коалесцирующего типа во время фазы нагнетания сжатого воздуха -задерживать масляные и загрязняющие частицы, а также капельки эмульсии на поверхности набегающего потока, накапливать жидкое масло и превращать мельчайшие капельки масла и аэрозоли посредством эффекта коалесценции в жидкое масло и отделять их. Расчет поверхности истекающего потока и конструкция фильтра вызывает при этом определенное отношение скорости истечения воздуха и величины капельки масла. Это отношение гарантирует, что капельки масла не попадают через участок постфильтра в камеру 20 сорбент-осушителя и не сокращают вследствие этого продолжительность службы влагоотделительного патрона 10 и подчиненных потребителей. Воздухонаправляющие элементы 46 выступают в радиальном направлении исходя от камеры 20 сорбент-осушителя вовнутрь фильтра 26 коалесцирующего типа и препятствуют обходу фильтра коалесцирующего типа проникающим воздухом. Уплотнение между участком предфильтра и участком постфильтра во время фазы нагнетания сжатого воздуха достигают, в частности, специальной формой уплотнения, состоящей из воздухонаправляющих элементов 46 в сочетании с находящейся снаружи манжетой 28.
Фильтр 26 коалесцирующего типа наматывают в азимутальном направлении вокруг камеры 20 сорбент-осушителя, в частности, на воздухопроницаемую несущую конструкцию 54, являющуюся элементом камеры 20 сорбент-осушителя. При этом материал фильтра 26 коалесцирующего типа образует по меньшей мере один слой фильтра в радиальном направлении. Манжета 28, которая может быть выполнена, например, как эластичная резиновая манжета, фиксирует материал фильтра 26 коалесцирующего типа в радиальном направлении. Одновременно манжета 28 позволяет фильтру 26 коалесцирующего типа дышать во время отложения масляных и загрязняющих частиц внутри материала фильтра и защищает фильтр 26 коалесцирующего типа от разрушения. Материал фильтра 26 коалесцирующего типа непосредственно граничит с камерой 20 сорбент-осушителя.
Кроме того, из документа ЕР 0230991 А2 известен влагоотделительный патрон, в котором элементы корпуса влагоотделительного патрона соединены друг с другом защелкивающим соединением, содержащим одно пружинное стопорное кольцо.
Кроме того, из документов US 4,838,901 А и DE 19827566 A1 известен, соответственно, воздушный фильтр, корпус которого закрыт по меньшей мере одной эластичной парой типа «шип-зажим», и соответственно соединяемый с помощью защелкивающегося соединения.
Исходя из этого в основу данного изобретения положена задача упростить конструкцию влагоотделительного патрона.
Эта задача решена посредством группы изобретений, охарактеризованных признаками независимых пунктов формулы изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение основывается на известном влагоотделительном патроне, при этом средства для установления защелкивающегося соединения на пружинной крышке охватываются другими средствами для установления защелкивающегося соединения на несущем элементе с двух сторон вертикально к осевому направлению. Посредством двустороннего охвата защелкивающееся соединение получает такую достаточную герметичность, что можно отказаться от дополнительного уплотнения между пружинной крышкой и несущим элементом для уплотнения корпуса влагоотделительного патрона. Необходимые элементы крепятся, в частности, между пружинной крышкой и несущим элементом. Элементы влагоотделительного патрона могут содержать, например, крышку гранулята, пружину сжатия, камеру сорбент-осушителя, воздушный фильтр в виде нетканого полотна фильтра, сорбент-осушитель, обратный клапан и маленькое О-образное кольцо. Компактный сменный модуль патрона можно легко извлекать из устройства подготовки сжатого воздуха в виде элемента и заменять его. Защелкивающееся соединение с возможностью отделения позволяет повторно использовать пружинную крышку, несущий элемент и другие элементы влагоотделительного патрона, в то время как можно заменять изношенные составные части, в частности сорбент-осушитель и нетканое полотно фильтра.
Предпочтительно может быть предусмотрено, что фильтр коалесцирующего типа намотан на камеру сорбент-осушителя и фиксирован манжетой. Наматывание фильтра коалесценцирующего типа на камеру сорбент-осушителя делает возможным экономию на отдельном от камеры сорбент-осушителя несущем устройстве, позиционирующего фильтр коалесцирующего типа внутри влагоотделительного патрона в стороне от камеры сорбент-осушителя.
Особенно предпочтительно, если на верхнем и нижнем конце камеры сорбент-осушителя расположены воздушные фильтры. Воздушные фильтры препятствуют сорбент-осушителю, расположенному внутри камеры сорбент-осушителя, выходить из камеры сорбент осушителя.
Может быть предусмотрено, что затянутая посредством пружины сжатия относительно пружинной крышки крышка гранулята фиксирует сорбент-осушитель в камере сорбент-осушителя. Благодаря этому можно фиксировать, как правило, находящийся в качестве гранулята в камере сорбент-осушителя сорбент-осушитель наиболее возможно плотно упакованным, причем возникающие вследствие естественного износа потери сорбента-осушителя могут быть компенсированы уменьшением имеющегося в распоряжении объема для получения плотной упаковки.
Кроме того, может быть предусмотрено, что несущий элемент и камера сорбент-осушителя изготовлены неразделимо. Это делает возможным "непосредственное" соединение пружинной крышки с камерой сорбент-осушителя без других элементов, поэтому в целом упрощается конструкция влагоотделительного патрона.
В описанном способе может быть предусмотрено, что пружинная крышка и несущий элемент соединяют посредством защелкивающегося соединения.
Это относится также к особенно предпочтительным вариантам выполнения описанного способа.
Способ можно усовершенствовать, в частности, посредством того, что фильтр коалесцирующего типа наматывают на камеру сорбент-осушителя и фиксируют манжетой.
Предпочтительно может быть предусмотрено, что перед наполнением камеры сорбент-осушителя сорбентом-осушителем в нижнем конце камеры сорбент-осушителя располагают первый воздушный фильтр, причем после наполнения указанной камеры сорбентом-осушителем в верхнем конце камеры сорбент-осушителя располагают второй воздушный фильтр.
Кроме того, может быть предусмотрено, что сорбент-осушитель фиксируют в камере сорбент-осушителя посредством затянутой пружиной сжатия относительно пружинной крышки гранулята.
Также может быть предусмотрено, что несущий элемент и камеру сорбент-осушителя изготавливают неразделимо.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - влагоотделительный патрон, согласно уровню техники;
фиг.2 - транспортное средство с устройством подготовки сжатого воздуха, содержащим влагоотделитель с влагоотделительным патроном, схематично;
фиг.3 - разрез влагоотделительного патрона, согласно изобретению. На чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые или аналогичные элементы.
На фиг.1 показан влагоотделительный патрон 10 согласно уровню техники уже описанной конструкции.
На фиг.2 показано схематично транспортное средство 14 с устройством 12 подготовки сжатого воздуха, содержащим влагоотделитель 58 с влагоотделительным патроном 10. Устройство 12 подготовки сжатого воздуха получает сжатый воздух от компрессора 64 и распределяет подготовленный нагнетаемый воздух по трубопроводам 66 подачи сжатого воздуха отдельным потребителям. С этой целью предусмотрены различные клапаны, содержащие клапанное устройство 60 с воздуховыпускным клапаном 62, с возможностью управления при помощи неизображенного устройства управления. Клапанное устройство 60 может содержать, например, регулятор давления и многоконтурный предохранительный клапан. Схематично на фиг.2 показаны в качестве потребителей цилиндры гидравлического тормозного привода, приводимого в движение сжатым воздухом тормозного устройства без необходимых возможностей управления.
На фиг.3 показан разрез соответствующего изобретению влагоотделительного патрона. Принцип действия изображенного влагоотделительного патрона 10 соответствует известному по фиг.1 влагоотделительному патрону 10. Вместо дна 42, неподвижно соединенного посредством шва 56 отбортовки с пружинной крышкой 16 в представленной соответствующей изобретению форме выполнения выступает несущий элемент 18, соединяемый посредством защелкивающихся соединений 22, 24 с пружинной крышкой 16. Защелкивающиеся соединения 22, 24 образуют силовое соединение с геометрическим замыканием между пружинной крышкой 16 и несущим элементом 18, причем отдельные элементы защелкивающихся соединений 22, 24 могут быть выполнены, например, как крючки, выступы или утолщения в пружинной крышке 16 и/или в несущем элементе 18, заскакивающие после монтажа в соответствующие углубления или вырезы соответственно другого элемента 18, 16. При этом пружинная крышка 16 и несущий элемент 18 представляют собой защелкивающиеся посредством соединяемых стыкующихся элементов соединения 22, 24, перемещаемые во время монтажа влагоотделительного патрона 10 до фиксации в осевом направлении 74 друг в друга или друг на друга защелкивающихся соединений 22, 24, причем используемые крючки, выступы или утолщения проводят мимо соответствующих углублений или вырезов посредством эластичной деформации стыкующегося элемента или стыкующихся элементов и/или крючков, выступов и утолщений.
При этом пружинная крышка 16 и несущий элемент 18 вместе защелкиваются с помощью защелкивающихся соединений 22, 24. В несущем элементе 18 расположен выступ 72, охваченный первой уплотнительной прокладкой 68, создающей уплотнение между несущим элементом 18 и неизображенным корпусом патрона, и второй уплотнительной прокладкой 70 - между несущим элементом 18 и неизображенным корпусом устройства подготовки сжатого воздуха (ЕАС). Эта компоновка может быть предусмотрена, например, для монтажа влагоотделительного патрона 10 при помощи неизображенного кольца со штыковым замком в устройстве 12 подготовки сжатого воздуха. Обе уплотнительные прокладки 68, 70 представляют собой, таким образом, уплотнения, герметизирующие от внешней среды внутреннюю часть системы снабжения нагнетаемым воздухом, имеющую, как правило, во время эксплуатации повышенный по сравнению с внешней окружающей средой уровень давления. Пружинная крышка 16 и несущий элемент 18 могут образовываться, в частности, по существу открытыми с одной стороны цилиндрическими структурами, причем несущий элемент 18 предоставляет впуск 50 воздуха и выпуск воздуха 52. Тем не менее также предполагается, что несущий элемент 18, что не изображено, скорее похож на круглую шайбу, посредством которой камеру 20 сорбент-осушителя 20 прижимают к пружинной крышке 16. В этом случае впуск 50 воздуха и выпуск 52 воздуха могут быть образованы непосредственно камерой 20 сорбент-осушителя. Также возможно, что несущий элемент 18 изготовлен неразделимо с камерой 20 сорбент-осушителя. В этом случае пружинная крышка 16 "непосредственно" соединилась бы с камерой 20 сорбент-осушителя, так как отсутствовал бы отдельный несущий элемент 18 и соответственно камеру 20 сорбент-осушителя нужно было бы рассматривать как составную часть. Диаметр пружинной крышки 16 перпендикулярно к осевому направлению 74 можно выбирать больше или меньше, чем диаметр несущего элемента 18 и соответственно, чтобы делать возможным по меньшей мере частичное задвигание друг в друга пружинной крышки 16 и несущего элемента 18 до "фиксации", в частности, до замыкания защелкивающихся соединений 22, 24. Также предполагается, что диаметр пружинной крышки 16 соответствует диаметру несущего элемента 18, причем в этом случае для создания соединения защелкивающиеся соединения 22, 24 входят при сборке в зацепление с попадающими друг на друга краями стенок цилиндра. Конструктивную высоту несущего элемента 18 можно просто изменять в осевом направлении 74. Далее приводится краткое описание изготовления соответствующего изобретению влагоотделительного патрона 10.
Фильтр 26 коалесцирующего типа наматывают на камеру 20 сорбент-осушителя и фиксируют манжетой 28. О-образное кольцо 44 монтируют на стороне дна камеры 20 сорбент-осушителя. Затем сверху в открытую камеру 20 сорбент-осушителя кладут первый воздушный фильтр 30 и наполняют камеру сорбент-осушителя гранулированным сорбентом-осушителем 38. Второй воздушный фильтр 32 кладут сверху на сорбент-осушитель 38 и закрывают сверху крышкой 36 гранулята, чтобы сорбент-осушитель 38 не мог высыпаться из камеры 20 сорбент-осушителя. Для предотвращения относительных перемещений внутри сорбента-осушителя 38 крышку 36 гранулята прижимают пружиной 34 сжатия относительно надеваемой пружинной крышки 16 и нажимают вследствие этого на сорбент-осушитель 38. Это предотвращает механическое расщепление гранулята из-за вибрации и в то же время делает возможным автоматически фиксировать сорбент-осушитель 38 при опускающемся от износа уровне наполнения внутри камеры 20 сорбент-осушителя посредством опускания крышки 36 гранулята. Затем несущий элемент 18 оснащают уплотняющим кольцом 40, первой уплотняющей прокладкой 68 и второй уплотняющей прокладкой 70. Наполненный предварительно смонтированный узел емкости, состоящий из пружинной крышки 16 и наполненной камеры сорбент-осушителя 20, вставляют в оснащенный уплотняющими прокладками 68, 70 и уплотняющим кольцом 40 несущий элемент 18 и зажимают камеру 20 сорбент-осушителя посредством защелкивающихся соединений 22, 24 между пружинной крышкой 16 и несущим элементом 18. Альтернативно также предполагается фиксировать уплотняющее кольцо 40 на камере 20 сорбент-осушителя. В обеих возможностях компоновки существенным является соответственно работоспособность рабочей кромки 48 уплотнения в качестве предохранительного клапана, открывающейся при наличии избыточного давления во влагоотделительном патроне 10. Вследствие этого также возможна промывка отделенных частиц масла и загрязнений во время фазы регенерации влагоотделительного патрона 10 в обход фильтра 26 коалесцирующего типа.
Защелкивающиеся соединения 22, 24 позволяют временно складировать или транспортировать влагоотделительный патрон 10 в пределах времени для монтажа, разбирая весь конструктивный узел и без высыпания сорбент-осушителя 38. Этот узел можно также поместить на склад при соответствующей неизображенной внешней упаковке и в случае ремонта использовать для незатруднительной замены фильтрующего патрона. При этом внешняя упаковка служит по существу для защиты сорбента-осушителя 38 от влажности. Особенно предпочтительно в соответствующей изобретению конструкции то, что сборку можно осуществлять простым соединением пружинной крышки 16 и несущего элемента 18, причем не требуются никакие дополнительные рабочие этапы или инструменты. По мере необходимости можно отказаться от компоновки фильтра 26 коалесцирующего типа во влагоотделительном патроне 10.
Представленные в предыдущем описании, на чертежах, а также в формуле изобретения признаки изобретения могут быть существенными для осуществления изобретения как по отдельности, так и в любой комбинации.