旋装的过滤除油盒 发明背景
【技术领域】
本发明涉及用于与压缩空气、重型车辆制动系统组合的除油装置。更具体地讲，本发明涉及一种设置在空气制动压缩器下游的旋装的过滤除油盒，该除油盒便于组装和安装，并且便于维护。
背景技术
压缩空气系统被用在制动系统中，以便提供并且保持空气处在加压状态下，以便操纵车辆制动和相关的辅助空气系统。传统的系统包括一个用于产生高压空气的空气压缩器，和一个安装在所述压缩器下游，用于除去所述空气中所夹带的液体的干燥装置或空气千燥器。所述空气干燥器包括一种脱水材料，它能在空气通过它时除去空气中的水蒸气。
还可以理解的是，空气制动压缩器通常提供来自车辆发动机的油，以便润滑该压缩器的轴承和其他部件。不过，由于油通常是难于容纳的，它会进入排出所述压缩器的高压气体流。排出所述压缩器的空气通常直接进入下游部件。结果，下游部件的弹性密封装置和座，以及包装在空气干燥器中的脱水材料，通常会被所述高压空气中的油所污染。
为了减少下游部件的油污染，已经尝试在空气干燥器的入口部位或靠近入口部位的地方安装过滤部件。所述过滤部件或滤油器，能够在高压空气到达所述脱水材料之前，有效除去高压空气中的油。不过，当所述压缩空气到达所述空气干燥器时，大部分水蒸气和油将会凝聚，因为所述压缩器和空气干燥器间隔较远。凝聚的水蒸气和油地混合物，形成了一种具有类似于橄榄油的粘稠度的乳液。所述凝聚的油和水的乳液具有很高的粘度，并且需要经常更换过滤器。另外，所述过滤器必须装配一个排泄通道或系统，以便处理所述过滤材料。另外，由于大量的水蒸气在到达所述空气干燥器时已凝聚成液态水，需要较大的排泄能力。遗憾的是，这样一来增加了所述压缩空气系统的复杂性和成本。
另外，由凝聚的蒸汽所形成的水有可能结冰。为了防止结冰和因为凝聚水蒸气形成乳液，必须在该过滤装置上采用加热器，以便保持所述水处在液体状态。不过，增加加热部件，同样增加了所述压缩空气系统的复杂性和成本。在共同转让的题为“压缩器排油过滤器”的待批申请中(序列号09/_____，申请日为_____，律师案卷号59100-009)披露了一种系统，该系统解决了以上缺陷，即减少了对车辆空气制动压缩器下游的部件的污染，而又不使用复杂的排泄系统或分离加热装置。在该申请中，将一个排油过滤器直接安装在所述空气压缩器的下游，以便在所述空气到达并且污染下游部件之前，过滤其中的油。过滤器的这种策略性的定位能够在乳液有机会形成之前，以及在水蒸气冷却并且凝聚成液体之前，有效除去其中的油。所引用的申请被专门收做本文参考。
本发明涉及对上文所引用的专利申请的改进，特别涉及对除油装置的改进。用于与空气压缩系统组合的典型的油过滤器包括一个具有装有过滤部件的外壳的盒子。为了更换过滤部件，用户需要拆卸所述外壳，这项工作是繁重的，并且通常需要使用特殊工具。必须除去用过的或损坏的过滤部件，并且更换新的过滤部件。通常需要排空油底壳，这就产生了液体洒落或损坏所述系统的危险。在安装新的过滤部件之后，用户必须确保所述外壳是紧固的，并且是适当加压的。以上步骤需要花费相当长的时间，并且使得拆卸和安装过程相当复杂。因此，需要提供一种能够快速和便捷地拆卸和安装的除油盒。
【发明内容】
本发明提供了一种能以简单和经济的方式满足上述要求和其他要求的用于气动制动装置的空气压缩系统的旋装的过滤除油盒。
更具体地讲，本发明提供了一种用于空气制动系统的压缩空气系统，它具有一个用于产生压缩空气气流的压缩器。一个安装在所述压缩器下游的一次性除油盒，以便过滤压缩空气气流中的油。所述除油盒具有一个外壳，该外壳中装有过滤部件和用于支承所述过滤部件的承载板。所述承载板包括一个连接部分，其尺寸使得所述除油盒能够作为单个单元拆卸和安装。通常将一个空气干燥器安装在所述除油盒的下游，以便除去所述压缩空气气流中的水和水蒸气。
在一种优选实施方案中，所述连接部分是一个带螺纹的环形套筒。
根据另一种推荐的实施方案，用于车辆空气制动系统的压缩空气系统中的一次性过滤除油盒包括一个外壳，该外壳具有一个第一端部和一个第二端部，所述过滤部件安装在所述外壳内，以便凝聚并且除去进入所述除油盒中的压缩空气气流中的油。在所述外壳内安装一个承载板，以便支承所述过滤部件。所述承载板包括一个连接部分，该连接部分的大小使得所述除油盒能够作为单个单元拆卸和安装。所述连接部分形成了使所述压缩空气气流排出除油盒的通道。
所述连接部分优选是带螺纹的环形套筒。
一种用于在车辆空气制动系统的压缩空气系统中安装和拆卸除油盒的方法，包括以下步骤：提供一个外壳，并且在安装在所述外壳内的承载板上安装一个过滤部件。然后，所述方法包括将所述带螺纹的环形套筒与主体组件的带螺纹的部件接合在一起的步骤，在所述承载板上形成一个通道。在需要更换所述除油盒时，将所述带螺纹的环形套筒从所述主体组件的带螺纹的部件上脱离螺纹接合。
本发明的主要优点是便于在车辆制动系统的空气压缩系统中拆卸和安装除油盒。
本发明的另一个优点是为车辆压缩系统提供了一种具有较小尺寸的除油盒，因此节省了车辆发动机舱室中的有价值的空间。
本发明的另一个优点是减少了油对车辆制动系统的空气压缩器下游的部件的污染。
通过阅读和理解以下详细说明，本领域技术人员可以理解本发明的其他特征和优点。
【附图说明】
图1是本发明的车辆制动系统的压缩空气系统的示意图；
图2是本发明旋装的过滤除油盒的正视图；和
图3是以部分剖切形式示出的空气干燥器的正视图。
【具体实施方式】
在图1中，示出了本发明的空气制动组件的压缩空气系统10。所述压缩空气系统包括一个压缩器12，它具有一个将所述压缩器的一部分包装在里面的曲轴箱14。所述压缩器以传统方式对空气加压，例如，通过使用可以在所述曲轴箱的一个孔(未示出)中滑动的活塞(未示出)。所述压缩器的动力学部件，如曲轴和活塞和孔，是通过由车辆发动机或其他装置(未示出)输送的油润滑的。油进入所述高压空气气流，所述气流通过压缩器上的口16排出该压缩器。由于所述压缩器具有较高的工作温度，排出所述口的油通常是气溶胶形式的。
参见图2，将一个除油盒20安装在靠近所述压缩器的口的部分，以便除去压缩空气气流中的油。所述除油盒包括一个外壳22，该外壳优选是用金属材料制成的，它具有一个第一上部密封端部24和一个第二下部开口端部26。
在所述外壳内安装一个过滤部件30，该过滤部件被设计成能凝聚从它里面通过的油。所述过滤部件的形状是环形的，它具有第一或内部壁面32和第二或外部壁面34，由它们共同构成了容纳过滤介质36的腔室。所述内部和外部壁面优选是用有孔的材料制成的，并且所述过滤介质优选是能够滤出小颗粒的纤维材料。所述过滤部件包括一个第一或上部轴向端部38和一个第二或下部轴向端部40。第一和第二端部盖42，44分别连接在所述过滤元件的第一和第二轴向端部上。所述端部盖优选是通过粘接剂固定在所述过滤部件上的，不过，也可以通过不超出本发明范围的任何其他合适的方式固定。
通过位于所述外壳下部端部26上的承载板46，在所述外壳内支承所述过滤部件30和端部盖。沿所述承载板的外周固定(例如，焊接)金属片材48，并且与所述外壳下端26的一个边缘一起卷曲，以便形成第一密封装置50。另外，所述承载板的一部分可以与所述外壳下端的边缘一起卷曲，以便形成所述第一密封装置。所述第一密封装置减少了通过所述压缩器产生的压力的泄露，并且将该压力用于高效车辆气动系统，如空气制动系统。在下表面上提供第二个密封装置52，以便进一步减少压力泄露。第二个密封装置优选是由弹性材料制成，它与另一个表面吻合，并且建立与它的有效密封。不过，也可以使用其他合适的密封材料。
在承载板上提供开口54，以便压缩空气和油能够进入并且排出所述除油装置。在一种优选实施方案中，有8个开口沿承载板周围间隔分布，不过，其他数量的开口也是可能的。所述承载板还包括一个用于将所述除油装置连接在头部组件58上的连接部分56。该连接部分优选是一个从所述承载板的上表面延伸出来的环状套筒，并且形成一个延伸通过其中的通道60。所述环状套筒包括设置在该环状套筒内表面上的螺纹62，所述螺纹优选是3/4”×20”的螺纹。不过，其他合适尺寸的螺纹也是可行的。
所述带螺纹的环状套筒具有小于所述过滤元件的直径。所述带螺纹的环状套筒的尺寸，使得所述除油装置可以拧在从主体组件58上延伸的中空的带螺纹的柱状部件64上。尽管已经作为优选的连接部分披露了带螺纹的环状套筒，必须理解的是，本发明还涉及其他合适的连接部件。例如，所述连接部分可以与所述头部组件卡接或摩擦接合。
将一个诸如弹簧的偏压部件68安装在所述过滤部件的相反一端，以便将所述过滤部件持续压向所述承载板。所述偏压部件优选是一个具有中间部分70的弹簧部件，该中间部分接合在上部端部盖子42的凹槽72内。当然，应当理解的是，所述过滤部件可以通过诸如干涉配合的其他方式固定，而又不超出本发明的范围和意图。
对所述除油盒10进行策略性定位，以便在不使用复杂的排泄系统或加热部件的情况下有效地过滤掉油。更具体地讲，车辆的空气制动压缩器和其他热发生部件，在足以保持水处在蒸汽状态的较高温度下工作。本发明的除油盒是靠近所述发热部件之一安装的，如靠近图1所示的压缩器，以便空气气流中的水保持蒸汽状态。换句话说，根据本发明，所述除油盒优选使用由所述压缩器或任何其他合适的发热部件产生的热，能防止水蒸气凝聚。
如图1所示，所述发热部件优选是压缩器12。不过，任何发热部件都可以使用，如发动机组。在一种优选实施方案中，所述除油盒是靠近所述压缩器安装的，以便通过过滤部件的空气气流的温度高到足以减少水的凝聚。因此，该过滤部件主要能够过滤油，而不是同时过滤油和水或油/水乳液。
在主要过滤油时，消除了对复杂的排泄系统的需求。另外，通过优选使用由压缩器或其他热源提供的热能消除了对独立加热部件的需要。另外，在油过滤期间，保持所述空气气流处在较高的温度下，避免了水结冰，并因此避免了与之相关的问题。
另外参见图3，所述压缩空气系统通常还包括一个空气干燥器80，以及位于所述除油盒下游的其他部件(未示出)。所述空气干燥器具有一个外壳82，该外壳具有一个入口84，压缩空气从该入口进入，以及一个出口86，压缩空气从这里排出。干燥剂或脱水材料88是由所述外壳包围的，并且起着以传统的已知方式从压缩空气中除去水和水蒸气的作用。所述空气干燥器选择性地包括一个靠近其入口的过滤器90，以便除去有可能夹带在压缩空气气流中的任何残余的油或其他杂质。不过，由于空气干燥器距离压缩器的距离较远，过滤器90本身可能不能有效实现本发明的目的。
在工作时，压缩器12压缩由口16排出的空气。在排出该口16时，压缩空气通过孔54进入除油盒10。所述压缩空气在所述外壳中沿轴向运动，并且径向通过过滤部件30，在这里，由过滤介质36除去压缩空气中的油。尽管这是优选方向，相反的流动方向也是可以接受的。当所述油进入油过滤器时，它基本上被分离掉，即以气溶胶形式分离。所述气溶胶是由所述除油介质过滤的，并且凝聚成较大的颗粒或油滴。所述凝聚的油滴随后从该系统中排出，或者将所述油滴转移到发动机油底壳(未示出)或循环返回到所述空气压缩器。
当所述除油盒10的一个部件(即过滤部件30)需要更换时，只需要简单地旋转所述除油盒，并且将它从主体组件上拧下来即可。然后更换整个除油盒，并且简单地将新的除油盒拧上去。这样，与通常除油装置相比就提供了显著的优点，传统的除油装置更为复杂，并且在拆卸和安装时需要花费更多时间。更具体地讲，更换常规的过滤部件，需要用户拆卸有关装置，这通常需要使用特殊工具。用过的或有缺陷的过滤部件必须除去，并且适当地更换新的过滤部件。通常，需要排空油底壳，这样产生了洒落液体和损坏系统的危险。在已经安装了新的部件之后，用户必须确定所述外壳装置是紧固的并且是适当加压的。以上步骤需要相当长的时间，并且使得拆卸和安装过程相当复杂。另外，所述除油盒通常较大并且浪费有价值的空间。本发明的除油盒在安装/拆卸时很简单，并且与现有的模型相比具有较小的体积。
已经结合优选实施方案对本发明进行了说明。很显然，通过阅读和理解以上详细说明，可以提出其他改进和改变。本发明意在包括所有这样的改变和改进，只要这些变化属于所附权利要求书和它的等同方案的范围。