DE2141084C2 - Einrichtung zum Trocknen der von einem Verdichter erzeugten Druckluft, insbesondere für Druckluftbremsanlagen an Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Trocknen der von einem Verdichter erzeugten Druckluft, insbesondere für Druckluftbremsanlagen an Kraftfahrzeugen, mit einer zwischen dem Verdichter und einem Druckluftspeicher angeordneten Kühlstrecke zur groben Flüssigkeitsabscheidung und einem mit Trocknungsmasse gefüllten Behälter zum Absorbieren dampfförmiger Restfeuchtigkeit, die nacheinander von der Druckluft durchströmt werden.

Druckluftsysteme, insbesondere Druckluftbremssysteme, bei denen die Funktionsfähigkeit und Betriebssicherheit oberstes Gebot sind, sind an ihren beweglichen Teilen besonders anfällig gegen die in der strömenden Druckluft normalerweise vorhandene Feuchtigkeit, welche die Schmierfähigkeit des an den gleitenden Teilen befindlichen Schmiermittels beeinträchtigt und dieses sogar fortreißt.

Um diese Mängel abzustellen, ist es erforderlich, die Feuchtigkeit möglichst restlos aus der Druckluft zu entfernen. Diese Forderung erfüllen bei stationären Druckluftanlagen sogenannte Trocknungsbehälter, von denen der Druckluftanlage im allgemeinen zwei Stück zugeordnet sind. Diese Behälter sind mit einem Trocknungsmaterial gefüllt, das besonders gut geeignet ist. Feuchtigkeit aus der durchströmenden Druckluft aufzunehmen. Der ununterbrochene Betrieb einer derartigen Druckluftanlage ist dadurch gewährleistet, daß jeweils einer der Trocknungsbehälter in Betrieb ist, während das Trocknungsmaterial des anderen Behälters mittels vorgewärmter bzw. trockener Luft aus sekundären Quellen regeneriert wird. Da zum Regenerieren eines derartigen Systems eine relativ aufwendige und umfangreiche Anordnung erforderlich ist, ist diese Anlage für den Fahrzeugbetrieb ungeeignet.

Bei einem anderen in der Praxis verwendeten System ist zwar nur ein einziger Trocknungsbehälter vorgesehen, der in der Leerlaufphase des Verdichters regeneriert wird, wobei jedoch die zum Regenerieren verwandte getrocknete Druckluft einem separaten Speicher entnommen wird, der wiederum für eine Unterbringung am Fahrzeug zu aufwendig ist und dessen Volumen oftmals für eine vollständige Regenerierung des Trocknungsmaterials nicht ausreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungseinrichtung zu schaffen, die im Betrieb einen hohen Trocknungsgrad der Druckluft bewirkt und damit zusätzliche Frosischutzeiniichtungen für den Winterbetrieb überflüssig macht, und die insbesondere ohne zusätzlichen Aufwand in jedem Fall ein vollständiges Regenerieren des Trocknungsmaterials ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Erreichen eines bestimmten Speicher-Abschaltdruckes die vom Verdichter geförderte. Leerlaufluft unter Umgehung der Kühlstrecke die Trocknungsmasse unter Aufrechterhaltung eines Leerlaufdruckes durchströmt, der niedriger ist als der Speicherdruck und höher ist als der Atmosphärendruck.

•V, yBei dkser Abbildung der Trocknungseinrichtung ^f wird die*voi» Veidichter geförderie L^eriaufluEt in- - "folge Öer Auftechterhdtuiig eines Diuckes erwäjrmt , und damit die Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme - ■ so weit gesteigert, daft innerhalb einer Leerlauf phase das Trocknungsmaterial weitestgehend regeneriert wird. Da die Leerlaufluft die kühlstrecke nicht durchströmt, isf iter zur Erhöhung der Temperatur erforderliche Leerlauf druck relativ gering, so daß eine zu hohe Belastung des Verdichters während der Leeriaufphase vermieden wird. Durch die erfindungsgemäße Leitung des Leerlaufluftstromes ist eine raumsparende und wirtschaftliche Anordnung der Trocknungseinrichtung möglich, welche sich besonders gut für die Unterbringung an Fahrzeugen eignet, bei denen darüber hinaus im Winterbetrieb zusätzliche Maßnahmen zur Verhütung des Einfrierens der Druckluftanlage überflüssig werden.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird der Leerlauf druck des Verdichters mit Hufe eines als Entwässerungsventil ausgebildeten druckbelasteten Auslaßventils aufrechterhalten. Auf diese Weise wird das während der Lastlaufphase des Verdichters angefallene Kondensat unter Mitwirkung des Leerlaufdrukkes restlos entfernt.

Es ist ferner von Vorteil, wenn die Trocknungseinrichtung einen Behälter aufweist, in dem die Kühlstrecke durch einen von der Innenwandung des Behälters begrenzten, den die Trocknungsmasse enthaltenden Behälter konzentrisch umschließenden Ringkanal gebildet ist. Durch diese Ausbildung ist ein besonders kompaktes Gerät geschaffen, das auch in vorhandene Druckluftbremsanlagen an Fahrzeugen schnell und leicht eingefügt werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist am Eingangsanschluß des äußeren Behälters ein von einer Abschalteinrichtung betätigtes Prallflächen-Labyrinth angeordnet, das beim Leerlauf des Verdichters den Ringkanal absperrt und in der Strömungsrichtung des Labyrinthes eine direkte Verbindung zur Trocknungsmasse herstellt. Auf diese Weise werden Fremdsloffe, insbesondere auch ölige Bestandteile, vor dem Eintritt der Luft . ι die zu regenerierende Trorknungsmasse ausgeschieden, so daß eine Verölung der Oberfläche der Trocknungsmas.se verhindert wird und deren Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme bzw. Feuchtigkeitsabgabe für lange Zeit erhalten bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung im Schnitt dargestelllen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Trocknungseinrichtung besteht aus einem zweiteiligen Behalter 1,2, dessen Teile mittels einer Klammer 3 abgedichtet zusammengehalten werden. Das Oberteil 1 des Behälters weist einen Eingangsanschluß 4 auf. der über eine Leitung S mit dem Druckstutzen eines Verdichters 6 in Verbindung steht. Ein Ausgangsanschluß 7 des Oberteils 1 ist über eine Leitung 8 und einen Druckregler 9 bekannter Bauart an einen Druckluftspeicher 10 angeschlossen. Der Druckregler 9 ist darüber hinaus über eine Leitung 11 mit einem Regelanschluß 12 des Behälters 1.2 verbunden. Am unteren Ende des Behälterteils 2 ist ein Entwässerungsstutzen 13 angeordnet.

Der Behälter 1,2 umschließt einen weiteren Behälter 14, der eine Feuchtigkeit aufnehmende Trocknungsmasse 15 enthält, die andeutungsweise dargestellt ist. Die Trocknungsmasse IS ist am oberen und unteren Ende des Behälters 14 von einem Filter 16 bzw. 17 eingeschlossen,, die zur Staub- bzw. ölab-.s&teidung dienen. Die axiale Ausdehnung der Trocknungsmasse 15 infolge Volumenzunahme durch

S Feuchtigkeitsaufnahme sowie ein fester Sitz der Anordnung, werden durch, eine am oberen Ende des Behälters 14 abgestützte Feder 18 erreicht. Der Behälter 14 ist am oberen und unteren Stirnende außerdem mit Durchtrittsöffnungen 19 bzw. 20 für die Druckluft

ίο versehen.

Zwischen dem äußeren Behälter 1,2 und dem inneren Behälter 14 ist ein Ringkanal 21 freigelassen, der eine von der Druckluft in Längsrichtung durchströmte Kühlstrecke bildet

is Das Oberteil 1 des Behälters 1,2 ist zu diesem Zweck außerdem noch am äußeren Umfang mit Kühlrippen 22 versehen.

Oberhalb des Ringkanals 21 bzw. des inneren Behälters 14 befinden sich labyrinthartig ineinandergrei-

ao fende Prallbleche 23 und 24, wobei das Prallblech 23 Durchtrittsöffnungen 25 zum Ringkanal 21 sowie Durchtrittsöffnungen 26 zum Ausgangsanschluß 7 aufweist. Die Prallbleche 23 und 24 bilden eine äußere Ringkammer 27 und eine innere Kammer 28.

as Das Prallblech 23 ist darüber hinaus auf später noch genauer zu beschreibende Weise gegen die Kraft einer Feder 29 axial verschiebbar, was durch einen Kolben 30 bewirkt wird, der in einem sich an den Regelanschluß 12 anschließenden Zylinder 31 angeordnet ist.

Der Kolben 30 ist außerdem mit einer Betätigungsstange 32 versehen, die abgedichtet in einem Führungsrohr 33 geführt ist, welches die Behälter 1,2 und 14 koaxial durchsetzt. Die Betätigungsstange 32 trägt an ihrem freien Ende ein Dichtelement 34, das die Betätigungsstange 32 verschiebbar umschließt und zusammen mit einem gehäusefesten Ventilsitz 35 ein Auslaßventil bildet. Der öffnungsdruck dieses Auslaßventils 34, 35 wird dabei durch eine Feder 36 bestimmt, die das relativ zur Betätigungsstange 32 verschiebbare Dichtelcment 34 in der Schließstellung hält. Darüber hinaus ist das Auslaßventil 34,35 durch die Betätigungsstange 32 in der Schließstellung verricgelbar. die zu diesem Zweck einen Mitnehmerring 37 aufweist. Der Ventilsitz 35 des Auslaßventils 34, 35 ist Teil einer Stützhülse 38, die Auslaßöffnungen 39 aufweist und abgedichtet in das Behälterteil 2 eingesetzt ist.

Es sei erwähnt, daß das Dichtelement 34 auch fest mit der Betätigungsstange 32 verbunden sein kann und von dieser zwangläufig in die Offenstcllung bewegt wird, wobei eine Düsenöffnung für eine später noch zu beschreibende Druckerhöhung bei geöffnetem Auslaßventil vorgesehen sein kann.

Nachfolgend sei die Wirkungsweise der Trocknungseinrichtung näher erläutert·

Die Trocknungseinrichtung ist in der 1 astlaufpha.se des Verdichters 6 dargestellt, in der die vom Verdichter 6 geförderte Druckluft über den Eingangsanschluß4 und die äußere Ringkammer 27 des Prallflächen-Labyrinthes 23, 24 durch die Durchtrittsöffnungen 25 des Prallbleches 23 in den Ringkanal 21 der Kühlstrecke eintritt. Beim Durchströmen des Ringkanals 21 in Längsrichtung wird die Druckluft, unterstützt durch die Kühlrippen 22, so weit abgekühlt, daß ein großer Teil der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit kondensiert und ausgeschieden wird und sich im unteren Teil des Behälters 1,2 absetzt. Die auf

diese Weise grob entwässerte Druckluft strömt an- chen-Labyrinthes 23, 24 bewirkt somit eine vorteilschließend durch die unteren Durchtrittsöffnungen 20 hafte Doppelfunktion einerseits als ölabscheider und des inneren Behälters 14 zunächst durch das Filterge- andererseits als Umsteuereinrichtung für die Druckstrick des Filters 17, wo die Druckluft von öl und luft.

staubartigen Fremdstoffen befreit wird, um danach in 5 Die auf diese Weise von ölbeimengungen befreite

die eigentliche Trocknungsmasse 15 überzutreten. Leerlaufluft strömt danach aus der inneren Kammer

Hier wird der Druckluft die jetzt noch in ihr enthal- 28 über die Durchlrittsöffnungen 19 in der oberen

tene Restfeuchtigkeit entzogen. Sie strömt danach Stirnwand des Behälters 14 und den Filter 16, wo wei-

durch das Filter 16 und die oberen DurchtriUsöfi'nun- lere Staubteile u. dgl. ausgeschieden werden, in die

gen 19 des Behälters 14 in die innere Kammer 28 des io Trocknungsmasse 15 ein, welche die während der

Labyrinthes 23, 24 und über dessen Durchtrittsoff- Lastlaufphase des Verdichters 6 absorbierte Feuchtig-

nungen 26 in die vom Ausgangsanschluß 7 des Behäl- keit nunmehr wieder an die durchströmende Druck-

tersl,2 abzweigende Leitung 8 zum Druckregler 9 luft abgibt. Um zu diesem Zweck eine hohe Feuchtig-

und weiter in den Druckluftspeicher 10. kcitsaufnahme der Leerlaufluft des Verdichters 6 zu

Sobald der am Dnickregler 9 eingestellte Druck im 15 erreichen, strömt sie über die Durchtrittsöffnungen 20 Druckluftspeicher 10 erreicht ist, schaltet der Druck- am unteren Ende des Behälters 14 und die Auslaßöffregler 9 um, so daß der Speicherdruck nunmehr auch nungen 39 der Stützhülse 38 gegen das von der Feder über die Leitung 11 am Regelanschlu3 12 ansteht. 36 in der Schließstellung gehaltene, aber durch die Be-Auf diese Weise wird der Kolben 30 beaufschlagt und tätigungsstange 32 entriegelte Dichtelement 34, wobei nach unten bewegt, wobei einerseits die Betätigungs- ao durch die Federkraft ein bestimmter öffnungsdruck stange 32 relativ zum Dichtelement 34 verschoben des Auslaßventils 34, 35 erreicht und während der wird, so daß der Mitnehmerring 37 das Dichtelement Leerlaufphase des Verdichters 6 aufrechterhalten 34 freigibt und andererseits das Prallblech 23 des wird. Diese Druckerhöhung der Leerlaufluft, die nun-Prallflächen-Labyrinthes 23, 24 so weit nach unten mehr durch den Entwässcrungsstutzen 13 in die Atbewegt wird, daß es sich gegen die obere Stirnwand «5 mosphäre austritt, bewirkt eine Erwärmung der Leerdesinneren Behälters 14 legt und somit die Durchtritts- lauf luft, die wiederum eine erhöhte Feuchtigkeitsauföffnungen 25 zum Ringkanal 21 verschlossen wer- nähme zur Folge hat.

den. Andererseits werden cvÄ diese Weise die äußere Da dieser Leerlauf druck erheblich niedriger ist als Ringkammer 27 und die innere Kammer 28 des Laby- der am Druckregler 9 eingestellte Lastlaufdruck, wird rinthes 23, 24 über die Durchtrittsöffnungen 26 des 30 der Druckluftspeicher 10 nicht weiter aufgefüllt. Der vom Gehäuseanschlag des Oberteils 1 abgehobenen durch das Auslaßventil 34, 35 bestimmte Leerlauf-Prallbleches 23 direkt miteinander verbunden. druck kann, um die gewünschte Temperatur der Leer-

Die während des beschriebenen Vorgangs weiter- lauOuft zu erreichen, deshalb relativ niedrig gehalten hin vom Verdichter 6 geförderte Druckluft ist nun- werden, weil die in der Lastlaufphase wirksame Kühlmehr von dem die Kühlstrecke bildenden Ringkanal 35 strecke in der Leerlaufphase nicht durchströmt wird. 21 abgesperrt, wobei noch erwähnt sei, daß die Kühl- Auf diese Weise ist auch der Verdichter in der Leerstrecke auch (oder zusätzlich) als eine außerhalb des laufphase weitgehend entlastet.
Behälters 1,2 in der Leitung 5 angeordnete Rohr- Sobald der Druck im Druckluftspeicher infolge schlange od. dgl. ausgebildet sein kann, die ebenfalls Druckluftentnahme sinkt, schaltet der Druckregler9 in der Leerlaufphase des Verdichters 6 absperrbar ist, 40 wieder um, wobei die Leitung 11 entlüftet wird und wobei die Druckluft beispielsweise über einen kurzen der Kolben 30, das Auslaßventil 34, 35 sowie das Kunststoff- oder Gummischlauch mit geringer Kühl- Prallblech 23 des Labyrinthes 23, 24 durch die Kraft wirkung direkt in den Behälter 14 geleitet werden der Feder 29 die in der Zeichnung dargestellte Lage könnte. wieder einnehmen. Damit fördert der Verdichter6

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel 45 wieder Druckluft über den Ringkanal 21. Das bei

umströmt die Druckluft die Prallbleche 23 und 24 des Lastlauf des Verdichters 6 im Ringkanal 21 ausge-

Labyrinthes, wobei die Prallflächen als ölabscheider schiedene Wasser, das sich unten im Behälter 1,2

wirken, und gelangt auf diese Weise von der äußeren sammelt, wird jeweils in der Leerlaufphase über das

Ringkammer 27 über die Durchtrittsöffnungen 26 in sich öffnende Auslaßventil 34, 35, unterstützt durcli

äieihnerö^rEämmer28. Die Konstruktion desPrallflä- 50 den Druck der Leerlaufluft, ausgestoßen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. * !Patentansprüche:

   ^r 1. Einrichtung zum trocknen dec von einem Verdichter erzeugten Druckluft, insbesondere für Druckluftbremsanlagen an Kraftfahrzeugen, mit einer zwischen dem Verdichter und einem Druckluftspeicher angeordneten Kühlstrecke zur groben Flüssigkeitsabscheidung und einem mit Tracknungsmasse gefüllten Behälter zum Absorbieren dampfförmiger Restfeuchtigkeit, die nacheinander von der Druckluft durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichui eines bestimmten Speicher-Abschaltdruckes die vom Verdichter (6) geförderte Leerlaufluft unter Umgehung der Kühlstrecke (Ringkanal 21) die Trocknungsmasse (15) unter Aufrechterhaltung eines Leerlaufdruckes durchströmt, der niedriger ist als der Speicherdruck und höher ist als der Atmosphärendruck.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufdruck des Verdichters (6) mit Hilfe eines als Entwässerungsventil ausgebildeten druckbelasteten Auslaßventils (34, 35) aufrechterhalten wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufluft die Trocknungsmasse (15) in umgekehrter Richtung durchströmt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter (1,2) aufweist, in dem die Kühlstrecke durch einen von der Innenwandung des Behälters begrenzten, den die Trocknungsmasse (15) enthaltenden Behälter (14) konzentrisch umschließenden Ringkanal (21) gebildet ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des äußeren Behälters (1,2) Kühlrippen (22) angeordnet sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trocknungsmasse (15) enthaltende Behälter (14) an beiden Stirnseiten Durchtrittsöffnungen (19; 20) aufweist, die beim Lastlauf des Verdichters (6) mit dem Ringkanal (21) und beim Leerlauf des Verdichters in entgegengesetzter Richtung mit dem an der tiefsten Stelle des äußeren Behälters (1,2) angeordneten druckbelasteten Auslaßventil (34, 35) in Wirkverbindung stehen.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (34, 35) während des Lastlaufes des Verdichters (6) durch eine vom Speicher-Abrchaltdruck beaufschlagbare, kolbenbetätigte Abschalteinrichtung (29. 30. 36) in der Schließstellung verriegelt ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingangsanschluß (4) des äußeren Behälters (1,2) ein von der Abschalteinrichtung (29, 30, 36) betätigtes Prallflächen-Labyrinth (23, 24) angeordnet ist, das beim Leerlauf des Verdichters (6) den Ringkanal (21) absperrt und in der Strömungsrichtung des Labyrinthes eine direkte Verbindung zur Trocknungsmasse (15) herstellt.
9. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiocknungsmasse (15) an der Eintrittsseite der Leerlaufluft und an der Eiotnttsseite der Lastlaufluft jeweils ein Filter (liTbzw. 17) zur Staub- bzw. ölabscheidung vorgeschaltet ist.