專利名稱：具有預(yù)過濾器的空氣干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及空氣干燥器，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有用于車 輛制動(dòng)系統(tǒng)的整體預(yù)過濾器的空氣干燥器。
背景技術(shù)：
美國專利6,719,825和5,525,143中記載釆用薄膜的空氣干燥器，該薄膜 包括能夠阻擋氮和氧分子通過但是允許水蒸汽分子通過的可滲透薄膜。在這 項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)變形方案中，將被干燥的空氣通過薄膜元件的中心。該薄膜允 許水蒸汽通過到薄膜的外部，但是防止空氣通過至薄膜的外部，由此干燥空
為了有效地工作，該薄膜的外部必須被保持干燥并且處于比內(nèi)部低的壓 力，產(chǎn)生局部壓差來驅(qū)動(dòng)水蒸汽向外。這是通過使得一部分干燥輸出空氣作 為逆流掠過空氣(sweep air)跨過薄膜外部而實(shí)現(xiàn)的。該掠過空氣可通過將 薄膜空氣干燥器出口中的干燥空氣連通至圍繞薄膜外部的掠過空氣腔的 (各)掠過空氣孔而實(shí)現(xiàn)。這些孔控制掠過空氣的體積， 一般為干燥器容量 10-20%，并且在掠過空氣體積中產(chǎn)生壓降。該掃過空氣和截留的濕氣被排出 至大氣。
美國專利6,719,825公開一種掠過空氣的入口處的控制閥。美國專利 5,375,620公開一種用于掠過空氣的自調(diào)節(jié)流量計(jì)裝置。包括凝聚和碳預(yù)過濾 器以及薄膜過濾器的空氣干燥器也記載在美國專利6，719，825中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意在提供一種空氣干燥器，例如，用于機(jī)車，被封裝從而裝配在 儲(chǔ)存器內(nèi)部，預(yù)過濾器在儲(chǔ)存器外部。該空氣干燥器大體為圓柱形， 一端上 具有環(huán)形安裝凸緣，栓接至焊接于儲(chǔ)存器端部的類似的安裝凸緣。這一結(jié)構(gòu) 解決了在機(jī)車上的主儲(chǔ)存器# 1與#2之間尋找用于空氣干燥器的空間的問題， 保護(hù)了空氣干燥器尤其是易受影響的薄膜元件在機(jī)車在隧道中操作期間免受非常高的環(huán)境溫度(高達(dá)300。F)的影響；保護(hù)空氣干燥器免受環(huán)境影響，例如飛來的碎石；不需要安裝管道，并且最小化重量。
一種預(yù)過濾器包括殼體，所述殼體具有空氣入口、空氣出口、第一腔、以及同心于并且位于所述第一腔內(nèi)部的第二腔。凝結(jié)器在第一腔中，第一過濾器在第二腔中。第 一腔的第 一入口位于凝結(jié)器的內(nèi)部并且連接至空氣入口，第一腔的第一出口位于凝結(jié)器外部。第二腔的第二入口位于第一過濾器的內(nèi)部并且連接至第一腔的第一出口 ，第二腔的第二出口位于第一過濾器的外部并且連接至空氣出口 。
所述第一過濾器可以是碳過濾器。第二過濾器在第一腔中，其與第一入口與第一出口之間的凝聚器同心。
第 一入口可以包括多個(gè)第 一入口 ；該殼體包括將空氣入口連接至第 一入口的第三腔。該第三腔是環(huán)形的并且空氣輸入處于該環(huán)形部件的外周上。所述第一出口可包括多個(gè)第一出口，第二入口可包括多個(gè)第二入口；并且該殼
體包括將第一出口連接至第二入口的第四腔。第二出口包括多個(gè)第二出口 ；該殼體包括將第二出口連接至空氣出口的第五腔。
該過濾器包括殼體中的薄膜分離器，將第二腔的第二出口連接至空氣出口。殼體上的第一排放管連接至第一腔，殼體上的第二排放管連接至薄膜分離器的掠過空氣出口。閥連接在薄膜分離器的掠過空氣出口與第二排放管之間的閥，用于控制液體和掠過空氣流通過薄膜分離器排放?？蛇x擇地，閥連接至薄膜分離器的掠過空氣入口 ，用于控制通過薄膜分離器的掠過空氣流。排放管也可設(shè)置于環(huán)形第三腔。
所述殼體包括可移除地彼此固緊的第一和第二部分。所述第一和第二腔處于所述殼體的第二部分，所述第一過濾器安裝至所述殼體的第一部分并且可與所述殼體的第一部分作為一個(gè)單元而拆卸。所述殼體包括可移除地固緊至所述殼體的第二部分的第三部分；并且薄膜分離器處于所述殼體的第三部分中，將第二腔的第二出口與空氣輸出相連。
另 一過濾器包括具有由中心部分分離的第 一和第二部分的殼體，所述殼體部分可拆卸地彼此固緊。所述過濾器的空氣入口處于所述中心部分上，所述過濾器的空氣出口處于所述第二部分的端面上。設(shè)置與所述第一腔同心并且位于所述第一腔內(nèi)部的第二腔和第一腔，凝結(jié)器處于所述第一腔中。所述第 一腔的第 一入口位于所述凝結(jié)器內(nèi)部并且經(jīng)由中心部分中的第 一通道連接至空氣入口 ，所述第一腔的第一出口位于所述凝結(jié)器外部并且連接至所述第二腔。第三腔處于所述第二殼體部分中，薄膜分離器處于所述第三腔中，其具有連接至空氣出口的出口并且具有入口 。所述中心部分中的第二通道將所述第二腔連接至所述薄膜過濾器入口 。
所述過濾器包括中心部分中的環(huán)形第四腔，將所述空氣入口連接至所述第一入口，所述空氣輸入處于所述環(huán)形第四腔的外周上。排放管連接至所述第一腔，排放管連接至第四腔。另一排放管連接至所述薄膜分離器的掠過空氣出口 。
所述過濾器可安裝在儲(chǔ)存器中，具有入口。所述過濾器從儲(chǔ)存器入口延伸入所述儲(chǔ)存器的內(nèi)部，使得所述殼體的空氣入口是儲(chǔ)存器的入口，所述殼體的空氣出口處于儲(chǔ)存器內(nèi)部。
本方法的這些和其他方面將通過該方法的下述詳細(xì)描述并且結(jié)合附圖而變得清楚明了。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)車空氣供給和制動(dòng)控制器的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄膜空氣干燥器的實(shí)施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有可拆卸薄膜空氣干燥器模塊的薄膜空氣干燥器的實(shí)施例。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有可移除薄膜空氣干燥器模塊的空氣干燥器的實(shí)施例，包括整體式凝聚過濾器和顆粒過濾器以及兩個(gè)液體排放器。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的具有可移除薄膜空氣干燥器模塊的空氣干燥器的實(shí)施例，包括整體式凝聚過濾器和顆粒過濾器以及三個(gè)液體排放器。
圖6是具有整體式顆粒和凝聚過濾器的薄膜空氣干燥器的實(shí)施例，布置成空氣從內(nèi)向外流動(dòng)通過凝聚過濾器。
圖7是具有整體式顆粒、凝聚和碳預(yù)過濾器的薄膜空氣干燥器的實(shí)施例，布置成空氣從內(nèi)向外流動(dòng)通過凝聚過濾器。
圖8是具有整體式顆粒、凝聚和碳預(yù)過濾器的薄膜空氣千燥器的另一實(shí)施例，布置成空氣從內(nèi)向外流動(dòng)通過凝聚過濾器。
具體實(shí)施方式
圖1示出機(jī)車制動(dòng)供給和制動(dòng)控制器。由機(jī)車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)10
提供壓縮空氣的源，通過管線12至第一主儲(chǔ)存器MR16的入口 14。儲(chǔ)存器16的出口 18在管線20處連接至其他非制動(dòng)空氣消耗裝置。出口 18也經(jīng)由單向止回閥22連接至第二主儲(chǔ)存器26的入口 24。第二主儲(chǔ)存器MR 26的出口 28連接至制動(dòng)控制器，示出為CCB電腦控制制動(dòng)系統(tǒng)32。電腦控制制動(dòng)系統(tǒng)32的出口 34為機(jī)車和列車制動(dòng)提供適當(dāng)?shù)臍鈩?dòng)控制信號(hào)。
如下所討論的，電腦控制制動(dòng)系統(tǒng)32經(jīng)由管線36控制主儲(chǔ)存器26中的薄膜空氣過濾器40的排放器54。這不僅控制了排放器，而且控制了掃掠空氣通道中的空氣流。可選擇地，該控制器可設(shè)置在空氣掠過通道的輸入處上，如下所述。第一主儲(chǔ)存器MR16的排放閥19的控制可以通過電腦制動(dòng)控制系統(tǒng)32或者機(jī)車上的其他控制系統(tǒng)。
該主儲(chǔ)存器16包括其中的凝聚預(yù)過濾器60。凝聚預(yù)過濾器60,雖然示意性地示出在MR 16的出口 18中，可選擇地設(shè)置在MR 16的入口 14中。
薄膜空氣干燥器40如圖2所示，包括具有空氣入口 46、空氣出口 48和液體排放出口 54的殼體44。薄膜分離器42示意性地示出具有延伸于薄膜42的第一與第二端之間的外表面和內(nèi)表面。薄膜模塊的典型結(jié)構(gòu)是一捆小直徑的中空纖維(薄膜)，每個(gè)都具有延伸于薄膜的第一與第二端之間的外表面和內(nèi)表面。第一通道50在其相應(yīng)端部連4妻至空氣入口 46和空氣出口 48并且沿著薄膜的內(nèi)部和外部其中之一延伸于薄膜42的第一和第二端之間，
該第一通道由殼體44中的每個(gè)中空纖維薄膜的內(nèi)直徑組成。第二通道52包括殼體44中的每個(gè)中空纖維薄膜的外直徑，該第二通道在其相應(yīng)端部連接至掠過空氣/排放出口 54和與殼體的空氣出口 48相鄰的掠過空氣入口。第二通道52沿著該薄膜的內(nèi)部和外部的另一個(gè)延伸于該薄膜42的第一和第二端之間。閥56、 58連接在第二通道52與排放出口 54之間，從而控制液體和掠過空氣流通過第二通道52排放。
該閥可以是電動(dòng)-氣動(dòng)閥或電磁控制隔膜式(或者傳統(tǒng)式)排放閥56、58。蓋板47可拆卸地安裝至相鄰于薄膜42的殼體44,允許該薄膜42從殼體44卸下?？諝馊肟?46和排放出口 54偏移離開薄膜42和蓋板47的軸線。這樣允許通過移除蓋或蓋板47而對(duì)薄膜元件42進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)不干擾采用管道輸送或者從儲(chǔ)存器26移除完整單元。
殼體44可通過襯環(huán)45安裝在儲(chǔ)存器的入口 24中，該村環(huán)45可焊接至
8伸入 主儲(chǔ)存器26的內(nèi)部，使得殼體入口 46為主儲(chǔ)存器26的入口 24。該殼體出 口 48在儲(chǔ)存器26的內(nèi)部，殼體44的排放出口 54在儲(chǔ)存器26的外部。
工業(yè)使用的大多數(shù)薄膜干燥器具有恒定的掠過流。如果機(jī)車空載并且動(dòng) 力關(guān)閉，那么這在機(jī)車上是不理想的，因?yàn)槠淅速M(fèi)空氣并且會(huì)耗盡儲(chǔ)存器中 的空氣。此外，不同于許多工業(yè)應(yīng)用，空氣僅通過氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)間歇地從儲(chǔ) 存器16和26消耗。主儲(chǔ)存器26 —般地受到單向閥22的保護(hù)并且專門地由 制動(dòng)器使用。機(jī)車用薄膜空氣干燥器40通過將電磁控制隔膜式(或者傳統(tǒng) 式)排放閥56、 58添加至圖2所示的掠過空氣腔52的輸出來解決由于恒定 掠過流而浪費(fèi)空氣的這一問題。雖然掠過空氣或排放閥56、 58示意性地示 出在掠過空氣腔的排放處，但是其也可布置成控制掠過空氣流進(jìn)入掠過空氣 腔的入口 ，同時(shí)仍然將掠過空氣排放至MR 26的外部，如圖2所示。
當(dāng)關(guān)閉時(shí)，閥56關(guān)閉掠過空氣通過通道52而與大氣的連通，由此防止 掠過空氣的排放。排放閥56受到電;茲閥58的控制，該電磁閥由機(jī)車上的 CCB電腦控制制動(dòng)系統(tǒng)32控制。CCB 32能夠確定制動(dòng)器何時(shí)消耗來自于 MR26的空氣，因?yàn)槠涫蔷哂袀鞲衅骱椭苿?dòng)操作所必要的其他控制器的電腦 控制制動(dòng)系統(tǒng)。在操作中，不論何時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)消耗來自于MR 26的空氣， CCB 32將打開干燥器排放閥56，這允許收回通道52中圍繞薄膜元件42的 外部的掠過空氣流，同時(shí)充滿濕氣的空氣流入空氣干燥器40的入口 46從而 補(bǔ)充由制動(dòng)器使用的空氣。因此，當(dāng)需要掠過空氣來使得流過空氣干燥器的 空氣干燥時(shí)，空氣干燥器40僅消耗掠過空氣。
此外，CCB 32可在制動(dòng)系統(tǒng)不再消耗來自于MR 26的空氣之后、在將 排放閥56關(guān)閉以確定MR 26完全填滿干燥空氣之前的時(shí)間段內(nèi)保持掠過 流，進(jìn)一步地，其能夠保持掠過流一段額外的預(yù)定時(shí)間，從而確保掠過空氣 體積不具有水分。該滯后時(shí)間為掠過流在空氣由制動(dòng)器消耗之后所保持的時(shí) 間，該滯后時(shí)間可根據(jù)由CCB 32測(cè)量的氣流和氣流持續(xù)時(shí)間、壓縮機(jī)10 開啟-關(guān)閉壓力切換點(diǎn)的信息以及壓縮機(jī)輸出能力的信息而算得。隨著MR26 由空氣供給系統(tǒng)充滿，該滯后時(shí)間可選擇地或者同時(shí)地通過監(jiān)視MR 26中 的壓力增加而確定。當(dāng)MR 26中的壓力增加率降〗氐至某預(yù)定水平和/或MR 26 中的壓力達(dá)到壓縮機(jī)控制上限壓力時(shí)，掠過空氣被終止。選擇性地，該滯后 時(shí)間計(jì)算可通過CCB 32而進(jìn)行優(yōu)化，從壓縮機(jī)控制器讀取數(shù)字信息，表示壓縮一幾是否進(jìn)行泵送。
掠過流可被實(shí)現(xiàn)，不論1 )制動(dòng)系統(tǒng)消耗空氣，2 )壓縮機(jī)10打開，MR 26中的壓力小于壓縮機(jī)壓力上限控制， 一般為145psi, 3)在空氣由制動(dòng)器 的消耗停止之后的一段滯后時(shí)間中，直到MR 26被實(shí)質(zhì)上地填充并且掠過 空氣體積被實(shí)質(zhì)上地清洗掉潮濕空氣。
圖2示出殼體44限定成適當(dāng)?shù)耐ǖ?，從而使得過濾器元件42從殼體44 移除。變形方法示出在圖3中并且示出薄膜過濾器元件42和其殼體44，作 為一個(gè)模塊從殼體44卸下。殼體44連接至MR25的凸緣45并且包括空氣 入口 46。薄膜殼體44A包括薄膜部件42并且具有空氣入口 46A和出口 48。 殼體44A的襯套41容納在殼體44中。通過示出為O形環(huán)的密封裝置43其 ^皮密封于此。0形環(huán)43對(duì)在排》文通道54A的每側(cè)上，該排i文通道54A通過 殼體44與通道54B對(duì)齊，將其連接至排放出口 54進(jìn)行排放。閥56、 58設(shè) 置在排放出口 54。為了維護(hù)，蓋板47被移除，包括殼體44A、襯套41和薄 膜42的薄膜過濾器40被移除。然后可安裝新的薄膜空氣干燥器或過濾器40。 通道50和52也存在，但是未示出。
用于機(jī)車的空氣千燥器可選擇性地包括凝聚預(yù)過濾器60，從而在通過薄 膜42之前從空氣流中移除液體水和油蒸汽，以及一般安裝在MR 16與26 之間的后流單向閥22。凝聚預(yù)過濾器60可同樣地封裝成具有圓形安裝凸緣 的圓柱形，用于安裝在MR16的入口 14或排放18端部，其供給MR26。
可選4奪地，凝聚預(yù)過濾器60可安裝在MR16的入口 14中，而不是(或 者除了 ) MR16的出口 18。后流單向閥22可被移除或者可包括為薄膜空氣 干燥器組件的一部分。當(dāng)空氣流從內(nèi)部導(dǎo)向至過濾器元件的外部時(shí)，凝聚過 濾器一般地優(yōu)化地工作，已凝聚液體被允許從該元件的外部排放。將入口 14 中的凝聚預(yù)過濾器定位至MR 16帶來內(nèi)部至外部的空氣流的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)不 需要在過濾器殼體中進(jìn)行迂回的空氣導(dǎo)通，并且不需要壓力密封過濾器殼 體。采用這種結(jié)構(gòu)，已凝聚液體可滴下至MR 16的底部，在那里，其被預(yù) 先存在的自動(dòng)排放閥19排出。
作為進(jìn)一步的選擇，凝聚預(yù)過濾器60可安裝在外部以及兩個(gè)儲(chǔ)存器16 和26之間。排放閥可設(shè)置并且由電腦控制制動(dòng)系統(tǒng)32或其他機(jī)車電腦控制。 凝聚預(yù)過濾器60可以是具有薄膜過濾器40的整體單元或者安裝至儲(chǔ)存器26 外部的薄膜過濾器40的入口 。凝聚預(yù)過濾器60也可與薄膜空氣干燥器40相結(jié)合地設(shè)置在MR26中， 如圖4-7所示。殼體44被增大從而包括腔49，用于容納凝聚元件62本身或 者與顆粒過濾器80相結(jié)合。它們安裝在殼體44與蓋板47之間。適當(dāng)?shù)陌?槽或者臺(tái)肩設(shè)置在殼體44和蓋板47上從而將過濾器62和80對(duì)齊并且固緊 在殼體44中。如圖4所示，殼體44被改進(jìn)從而設(shè)置集存槽45，排放閥82、 84連4妄至該集存槽45。這些閥與閥56、 58相同，并且也可受到CCB32控 制，使得它們?cè)诓僮鳈C(jī)車時(shí)和/或空氣從空氣供給中流動(dòng)時(shí)以適當(dāng)時(shí)間開啟。
在圖4、 5和7中，過濾器62和80彼此同心并且同軸于薄膜空氣干燥 器40。通過入口 46的空氣通過過濾器62和80，之后容納在薄膜干燥器40 的空氣入口 46A。如公知的那樣，凝聚過濾器元件62沉淀來自于空氣流的 空氣傳播的水和油蒸汽。顆粒過濾器80從污染薄膜干燥器模塊40的柴油燃 燒物或其他污染物或其他顆粒濾除掉非常精細(xì)的空氣傳播的灰塵和固體物 質(zhì)，諸如碳顆粒。
本設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，現(xiàn)有技術(shù)的凝聚過濾器62、顆粒過濾器 和空氣干燥器40都是串聯(lián)連接于儲(chǔ)存器26的外部。本設(shè)計(jì)對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的 改善在于，僅移除蓋板47即可允許替換和維護(hù)過濾器62和80以及干燥器 40。不需要較多的拆卸操作。雖然凝聚過濾器元件62和顆粒過濾器80需要 進(jìn)行年度維護(hù)，但是薄膜干燥器40將根據(jù)實(shí)際的維護(hù)狀態(tài)每六至八年進(jìn)行 更換。
圖4的組合模塊的變化方案示出于圖5。除了用于凝聚過濾器元件62 和顆粒過濾器80的常用排放閥82、 84，每個(gè)過濾器具有其本身的閥組。腔 49的相鄰于凝聚過濾器的底部包括兩個(gè)串聯(lián)的閥84A和84C，其由集存槽 84B分離開。分離的端口設(shè)置在顆粒過濾器80的內(nèi)表面。串聯(lián)的閥組86A 和86C由集存槽86B分離。閥84A和84C以及86A和86C由CCB 32控制， 如圖4的閥58和84描述的那樣。閥84A、 86A操作成從殼體腔49移除水、 油等，以空狀態(tài)進(jìn)入相應(yīng)的集存槽84B、 86B。閥84C、 86C使得集存槽84B、 86B變空，并且以不同于閥84A、 86A的時(shí)間進(jìn)行操作。
作為另一改進(jìn)，穿孔管84設(shè)置在薄膜干燥器40的入口 46A與蓋板47 之間。這將薄膜干燥器固緊在殼體44中。
圖6示出另 一改進(jìn)方案，由此顆粒過濾器80和凝聚過濾器元件62沿軸 向布置，這實(shí)現(xiàn)穿過凝聚器的簡(jiǎn)化的內(nèi)部-夕卜部空氣流。殼體44的腔49通過壁部100和102分為三個(gè)腔49A、 49B和49C。由箭頭104示出的空氣從 入口 46流動(dòng)并且通過顆粒過濾器80和腔49A中的一部分穿孔管88至腔 49B?？諝馊缓罅鬟^穿孔管88的一部分以及腔49B中的凝聚過濾器元件62。 接下來，空氣流入腔49C并且穿過腔49C中的穿孔管106至薄膜干燥器40 的入口 49A。
雖然圖6示出用于顆粒過濾器腔49A和凝聚腔49B的分離排放閥，但 是單獨(dú)一個(gè)排放閥可用于排放圖4所描述的兩個(gè)腔。
儲(chǔ)存器26的內(nèi)部可包括焊接或者采用其他方式適當(dāng)?shù)馗街诖说闹С?支架90。座92容納薄膜干燥器50的端部蓋41A。 O形環(huán)可設(shè)置在端部蓋 41A上從而將端部蓋41A固緊在座92中并且最小化兩個(gè)之間的有害振動(dòng)。 凸輪面94設(shè)置成將端蓋41A導(dǎo)引入并且對(duì)齊座92。在所有所示的實(shí)施例中， 都可設(shè)置支架90。
雖然在圖l-6中未示出，但是空氣入口 46進(jìn)入腔49的面積成形為或者 包括擾流器從而分配圍繞過濾器62和80的空氣。這一結(jié)構(gòu)的一部分示出在 圖7中。
圖7示出預(yù)過濾器殼體的一種變形方案，其組合了圖5和6中所示的預(yù) 過濾器的概念。其提供同心過濾器，具有穿過凝聚器過濾器62的進(jìn)/出流。
空氣干燥器殼體44包括容納薄膜元件42的殼體部分44A和安裝在儲(chǔ)存 器26的入口 24中的開口中的殼體部分44B，預(yù)過濾器殼體部分44C和連接 殼體部分44D。如前文所討論的那樣，薄膜過濾器殼體部分44A可從殼體部 分44B移除，該殼體部分44B采用焊接的方式安裝至儲(chǔ)存器26或者如圖7 所示或者釆用焊接的方式或連接至儲(chǔ)存器26的出口 24的外部上的凸緣。固 緊件lll,如螺栓所示，將殼體部分44C固緊至殼體部分44B。該殼體部分 44D安裝在蓋板47上，蓋板47通過固緊件113固緊至殼體部分44C，該固 緊件也示出為螺栓。
柱狀壁110將殼體部分44C分為內(nèi)腔114和同心外腔112。凝聚器62 和過濾器80同心地安裝在外腔112中。第三過濾器118可以是例如碳過濾 器，安裝在內(nèi)腔114中。蓋115通過檸至螺紋軸117上的螺母119將過濾器 118固緊至蓋板47。殼體44D在其本身與蓋板47之間形成腔116。
用于儲(chǔ)存器和空氣干燥器的空氣入口 46通過殼體部分44C的壁部中的 孔120連接。其被引入環(huán)形腔122的壁部。橢圓形孔120提供大概切向的入
12口從而產(chǎn)生旋渦或圓環(huán)氣流。環(huán)形腔122中的輸入空氣通過過濾器80和凝 結(jié)器62內(nèi)部的殼體部分44C的多個(gè)入口 124提供。用于腔112的出口通過 凝結(jié)器62外部的多個(gè)出口 126進(jìn)入腔116。這產(chǎn)生通過凝結(jié)器62的向內(nèi)/ 向外流。腔116中的已過濾空氣通過多個(gè)入口 128^皮導(dǎo)入過濾器118內(nèi)部。 腔114中的三重過濾空氣然后通過襯墊或歧管41中的多個(gè)出口 130提供至 用于薄膜過濾器4 0的入口的入口腔131 。
如圖所示的殼體的結(jié)構(gòu)允許在不改變儲(chǔ)存器26的情況下分解和移除四 個(gè)過濾器元件。固緊件113的移除允許蓋板47和殼體部分44D的移除。這 允許操作和移除凝結(jié)器62、過濾器80以及操作過濾器118。螺母119的移 除允許替換過濾器118。固緊件111的移除允許移除殼體部分44C,這允許 操作村墊41和薄膜過濾器殼體44A和薄膜過濾器42本身。圖7的預(yù)過濾器 可包括少于所有三個(gè)過濾器62、 80和118。例如，可移除一個(gè)或多個(gè)過濾器 62和118，預(yù)過濾器將仍具有穿過凝結(jié)器62的向內(nèi)/向外流。
如先前的圖5和6那樣，閥84A和84C以及集存槽84B控制液體排放 離開凝結(jié)器62外部的腔112的集存部分45。
圖7的實(shí)施例的另一變形方案是掠過空氣在掠過空氣入口 51處受到控 制，而不是掠過空氣出口和排放口 54。排放口 54開啟并且暴露至大氣。控 制閥58處于入口 51。殼體部分44B與襯墊41相組合地構(gòu)成為歧管，由此 提供適當(dāng)?shù)南嗷ミB接。
用于來自于儲(chǔ)存器26內(nèi)部的掠過空氣通道的入口 51并非相鄰于薄膜過 濾器40的出口 48，而是進(jìn)入相鄰于薄膜過濾器40的入口 44的通道132。 通道132連接至閥58的輸出。閥58的出口連接至殼體部分44B中的通道 134，進(jìn)入村墊歧管41中的外周通道136。多個(gè)徑向通道138將外周通道136 連接至襯墊41中的對(duì)中入口 140。管道142將入口 140連接至管道150的內(nèi) 部。管道142的端部144呈擴(kuò)張形并且密封至管道150的內(nèi)部。這將管道150 分為入口部分150A和出口部分150B。入口部分150A通過多個(gè)孔154排氣， 徑向伸入薄膜過濾器40并且流過第一掠過空氣腔或通道52(未示出)。管道 142和管道部分150A形成具有相鄰于空氣入口 46、 120的入口 140和相鄰 于空氣出口48的出口 154的第二掠過空氣通道。
空氣在腔52中的循環(huán)相對(duì)于或者相反于入口 130處進(jìn)入薄膜過濾器的 空氣。掠過空氣通道52的出口通過多個(gè)開口 156進(jìn)入管道區(qū)段150B。管道區(qū)段150B的出口在158連接至多個(gè)徑向通道160，這些通道又連接至環(huán)形 通道162,該環(huán)形通道直接地連接至排放管54。
入口 51處的掠過通道空氣由閥58控制從而循環(huán)通過管道142和管道區(qū) 段150A至入口開口 154進(jìn)入薄膜過濾器，這一部分基本上為薄膜過濾器40 的長度。,人入口 154通過掠過空氣通道52至出口 156的逆流然后通過管道 區(qū)段150B排出至排放管54。雖然外部掠過空氣入口 51和空氣出口 54相鄰 于用于薄膜過濾器的空氣入口，但是內(nèi)部開口 154和156提供薄膜過濾器所 需的適當(dāng)?shù)哪媪鳌?br> 雖然圖7的預(yù)過濾器如圖所示在入口處具有獨(dú)一無二的掠過空氣控制， 但是這一預(yù)過濾結(jié)構(gòu)可在圖5和6的出口處采用薄膜控制。
應(yīng)當(dāng)指出的是，通過控制薄膜過濾器的入口處的掠過空氣，其消除薄膜 捆的壓力循環(huán)，這可導(dǎo)致薄膜纖維的疲勞故障。這將限制它們的使用壽命。 因此，出口和薄膜連續(xù)地暴露至14.7 psi的大氣壓力。當(dāng)掠過空氣流動(dòng)時(shí)， 該薄膜周圍的掠過空氣壓力小于2psi。壓力的這一小改變最小化薄膜的循環(huán) 或壓力波動(dòng)。同樣，通過相對(duì)于出口控制入口處的掠過空氣，來自于儲(chǔ)存器 26內(nèi)部的干燥空氣流過控制閥58。這不僅延長了控制閥58的壽命，而且也 不需要在控制閥58處設(shè)置加熱器來防止凍結(jié)。
圖7的三個(gè)預(yù)過濾器的構(gòu)造的變形方案如圖8所示。具有相同功能的那 些元件包括圖7所述的相同數(shù)量。如圖7所示，圖6的預(yù)過濾器提供同心過 濾器，具有通過凝聚器過濾器62的流入/流出。
圖7的主要改進(jìn)是殼體部分44C和44D已經(jīng)-故改進(jìn)。殼體部分44C棊 本上較短，而殼體部分44D形成為基本上較大。殼體部分44C仍然包括環(huán) 形腔122和在其側(cè)壁中的孔120。其也包括內(nèi)腔114,將來自于碳過濾器118 的輸出連接至襯墊41中的輸入130。殼體部分44C也包括進(jìn)入具有過濾器 62和80的腔112的多個(gè)入口 124。
在腔112和116中，大體圓柱形的凸緣壁110將殼體部分44D的內(nèi)部分 開。凸緣壁IIO具有大體S形的橫截面。凸緣部分190采用焊接或其他方式 在192處固定至殼體44D內(nèi)部。凸緣壁194包括腔112與116之間的出口 126。端部壁194通過壁196連接至端部凸緣198，該端部凸緣198在墊片 200處鄰接殼體部分44C的表面181。
過濾器62和80上的端帽202包括墊片204并且位于壁110的凸緣194
14與殼體部分44C的表面181之間。過濾器118包括具有墊片208的端帽206, 該墊片接合壁110的面凸緣198，以及端壁199。過濾器118的其他端部容 納在殼體部分44D中的凹槽210中。
殼體部分44C包括由其延伸的凸緣或凸起182。殼體部分44D包括凸緣 或凸起180。這兩個(gè)凸起180和182與凸起182的表面中的密封件184配合。 V形帶186接合凸起180和182二者并且將它們彼此固緊。夾持螺栓188拉 緊V形帶186。
殼體部分44D包括安裝在其中位于殼體部分44D與凸緣199和198之 間的過濾器210。圓柱形過濾器62和80然后插入腔112。這一整體預(yù)過濾 器封裝然后安裝在中心殼體區(qū)段44C上，并且凸起180和182相配合。V形 帶186將它們固緊到一起。這允許所有這三個(gè)組裝過濾器作為一個(gè)單元移除。 如圖7所示，固緊件111必須被移除從而斷開殼體部分44C和44B的連接從 而移除和維護(hù)薄膜過濾器40。
通過放大殼體部分44D并且采用片金屬制造殼體部分44D的壁部和壁 110，得到成本非常低的預(yù)過濾器結(jié)構(gòu)。因此，可設(shè)置殼體部分44D和過濾 器62、 80和118,而不是重新使用。
圖8所示的另一改進(jìn)是在中心殼體部分44C中設(shè)置用于環(huán)形腔122的額 外排放管。通道212將腔112的集存槽45連接至閥84。在該中心殼體部分 44C中的通道214將環(huán)形腔122連接至閥84。閥84基本上打開和關(guān)閉兩個(gè) 通道212和214從而清空或排放兩個(gè)腔。殼體部分44D的壁可稍微傾斜從而 輔助寄存器45中的冷凝流到達(dá)通道122。
如圖7所討論的，圖8的預(yù)過濾器可包括少于三個(gè)過濾器。
雖然已經(jīng)詳細(xì)說明并且示出本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚理解的是，這僅僅是 示意性的和舉例的，并不是意在進(jìn)行限制。雖然在列車空氣供給系統(tǒng)中已經(jīng) 示出存在干燥器，但是其也可用在卡車制動(dòng)系統(tǒng)中。顆粒過濾器結(jié)構(gòu)即使沒 有安裝在儲(chǔ)存器內(nèi)部，也可使用。本方法的范圍僅僅通過所附的權(quán)利要求進(jìn) 行限制。
權(quán)利要求
1、一種過濾器，包括殼體，所述殼體具有空氣入口、空氣出口、第一腔、以及同心于并且位于所述第一腔內(nèi)部的第二腔，第一腔中的凝結(jié)器和第二腔中的第一過濾器；第一腔的第一入口位于凝結(jié)器的內(nèi)部并且連接至空氣入口，第一腔的第一出口位于凝結(jié)器外部；以及第二腔的第二入口位于第一過濾器的內(nèi)部并且連接至第一腔的第一出口，第二腔的第二出口位于第一過濾器的外部并且連接至空氣出口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，其中，所述第一過濾器是碳過濾器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，包括第一腔中的第二過濾器，其與 第一入口與第一出口之間的凝聚器同心。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，包括將空氣入口連接至第一入口的 環(huán)形形狀第三腔，所述空氣輸入處于該環(huán)形第三腔的外周上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾器，包括連接至第一腔的第一排放管， 以及連接至第三腔的第二排放管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，其中，所述第一出口包括多個(gè)第一 出口，第二入口包括多個(gè)第二入口；并且包括將第一出口連接至第二入口的第四腔。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，其中，第二出口包括多個(gè)第二出口； 并且包括將第二出口連接至空氣出口的第五腔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，包括所述殼體上的并且連接至第一 腔的排放管。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，包括所述殼體中的薄膜分離器，將 第二腔的第二出口與空氣出口連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過濾器，包括所述殼體上的并且連接至第一 腔的第一排放管，以及所述殼體上的并且連接至所述薄膜分離器的掠過空氣 出口的第二排放管。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的過濾器，包括連接在薄膜分離器的掠過空 氣出口與第二排放管之間的閥，用于控制液體和掠過空氣流通過薄膜分離器排放。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的過濾器，包括連接至薄膜分離器的掠過空氣入口的閥，用于控制通過薄膜分離器的掠過空氣流。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，其中，所述殼體包括可移除地彼此固緊的第一和第二部分，所述第一和第二腔處于所述殼體的第二部分，所迷第一過濾器安裝至所述殼體的第一部分并且可與所述殼體的第一部分作為一個(gè)單元而拆卸。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的過濾器，其中，所述殼體包括可移除地固緊至所述殼體的第二部分的第三部分；并且包括所述殼體的第三部分中的薄膜分離器，將第二腔的第二出口與空氣輸出相連。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器，其中，所述殼體包括可移除地彼此固緊的第一和第二部分；所述空氣入口和空氣出口處于第一部分；所述第一和第二腔、凝結(jié)器和第一過濾器處于所述殼體的第二部分。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的過濾器，其中所述第一和第二殼體部分包括配合凸起，帶夾將所述配合凸起彼此固緊。
17、 一種具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器和入口的儲(chǔ)存器，從儲(chǔ)存器入口延伸進(jìn)入所述儲(chǔ)存器內(nèi)部，使得所述殼體的空氣入口作為所述儲(chǔ)存器的入口，所述殼體的空氣出口處于所述儲(chǔ)存器內(nèi)部。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的儲(chǔ)存器，其中，所述殼體包括固緊至所述儲(chǔ)存器的第一部分和可拆卸地固緊至所述第一部分的第二部分，所述第 一和第二腔處于所述殼體的第二部分中并且可與所述殼體的第二部分作為一個(gè)單元拆卸。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的儲(chǔ)存器，包括所述殼體的第一部分中的薄膜分離器，將所述第二腔的第二出口與所述空氣輸出相連。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的儲(chǔ)存器，其中，所述殼體包括可移除地固緊至所述殼體的第二部分的第三部分，所述第一過濾器安裝至所述殼體的第三部分并且可與所述殼體的第三部分作為一個(gè)單元拆卸。
21、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的過濾器，其中，所述第一和第二殼體部分括配合的凸起，帶夾將配合的凸起彼此固緊。
22、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的儲(chǔ)存器，包括所述殼體中的薄膜分離器，將所述第二腔的第二出口與所述殼體的空氣出口相連。
23、 一種過濾器，包括具有由中心部分分離的第 一和第二部分的殼體，所述殼體部分可拆卸地 彼此固緊，所述中心部分上的所述過濾器的空氣入口以及所述第二部分的端面上 的所述過濾器的空氣出口；與所述第一腔同心并且位于所述第 一腔內(nèi)部的第二腔和第一腔， 所述第一腔中的凝結(jié)器；所述第 一腔的第一入口位于所述凝結(jié)器內(nèi)部并且經(jīng)由中心部分中的第 一通道連接至空氣入口 ，所述第一腔的第一出口位于所述凝結(jié)器外部并且連 接至所述第二腔；所述第二殼體部分中的第三腔，和所述第三腔中的薄膜分離器，其具有 連接至空氣出口的出口并且具有入口；以及所述中心部分中的第二通道，將所述第二腔連接至所述薄膜過濾器入c 。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的過濾器，包括中心部分中的環(huán)形第四腔， 將所述空氣入口連接至所述第一入口 ，所述空氣輸入處于所述環(huán)形的外周 上。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的過濾器，包括連接至所述第一腔的第一排 放管以及連接至第四腔的第二排放管。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的過濾器，包括所述殼體上的并且連接至所 述第一腔的第一排放管，以及所述殼體上的并且連接至所述薄膜分離器的掠 過空氣出口的第二排放管。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的過濾器，包括連接在所述薄膜分離器的所 述掠過空氣出口與所述第二排放管之間的閥，用于控制所述液體和掠過空氣 流通過薄膜分離器排放。
28、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的過濾器，包括連接至所述薄膜分離器的掠 過空氣入口的閥，用于控制掠過空氣流通過所述薄膜分離器。
全文摘要
一種過濾器包括殼體(44)，所述殼體具有空氣入口(46)、空氣出口(48)、第一腔(112)、以及同心于并且位于所述第一腔(112)內(nèi)部的第二腔(114)。凝結(jié)器(62)在第一腔(112)中。第一過濾器(118)在第二腔(114)中。第一腔(112)的第一入口(124)位于凝結(jié)器(62)的內(nèi)部并且連接至空氣入口(46)，第一腔(112)的第一出口(126)位于凝結(jié)器(62)外部。第二腔(114)的第二入口(118)位于第一過濾器(118)的內(nèi)部并且連接至第一腔(112)的第一出口(126)，第二腔(225)的第二出口(130)位于第一過濾器(118)的外部并且連接至空氣出口。該過濾器包括殼體(44)中的薄膜分離器(40)，將第二腔(114)的第二出口(130)與空氣出口(48)相連。該過濾器可安裝在儲(chǔ)存器(26)中，薄膜分離器(40)延伸入儲(chǔ)存器(26)。
文檔編號(hào)B60T17/00GK101678270SQ200880012688
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者埃里克·賴特, 理查德·科爾 申請(qǐng)人:紐約氣閘公司