具有小齿轮和正齿轮驱动布置的旋转再生洗涤器.pdf

一种旋转再生洗涤器，其包括转子组件和用于旋转所述转子组件的小齿轮和正齿轮驱动布置。所述驱动布置包括围绕所述转子组件的外表面周向延伸的正齿轮、以相互啮合驱动关系来接合所述正齿轮的小齿轮、以及用于驱动所述小齿轮的电机。

1.  一种用于将所选气体组分从待清洁气体流中去除的旋转再生洗涤器，所述洗涤器包括：
外壳，所述外壳限定具有用于待清洁气体流的第一流动通路和用于再生气体流的第二流动通路的腔室；
转子组件，所述转子组件设置在所述腔室内以旋转穿过所述第一流动通路和所述第二流动通路，所述转子组件运送能够去除所选气体组分的再生材料；以及
用于使所述转子组件围绕轴线旋转的小齿轮和正齿轮驱动布置。

2.  如权利要求1所述的旋转再生洗涤器，其中所述小齿轮和正齿轮驱动布置包括：
围绕所述转子组件的外表面周向延伸的正齿轮；
驱动电机，所述驱动电机被安装至所述外壳，所述转子具有进入所述腔室的驱动轴；以及
被安装至所述驱动轴的远端的小齿轮，所述小齿轮以相互啮合驱动关系来接合所述正齿轮。

3.  如权利要求2所述的旋转再生洗涤器，其中所述正齿轮与所述转子组件的转子是整体形成。

4.  如权利要求2所述的旋转再生洗涤器，其中所述驱动电机包括DC无刷电机。

5.  如权利要求1所述的旋转再生洗涤器，其中所述电机组件运送能够吸附二氧化碳气体的再生吸附材料。

具有小齿轮和正齿轮驱动布置的旋转再生洗涤器
背景
本公开总体上涉及驱动一种旋转再生装置，并且更具体地，涉及一种用于使得旋转再生洗涤器旋转以将气体流的所选组分从密闭空间中去除、例如将二氧化碳从冷藏运输集装箱的货物空间内的大气中去除的驱动布置。
通常在密闭空间(如卡车、拖车、海运集装箱或联运集装箱的货箱)内的受控环境中运输易腐物品。某些易腐农产品(如新鲜水果、蔬菜和花)产生二氧化碳作为呼吸作用过程的产物。在密闭环境中，由于收获后呼吸，在密闭环境内的大气中，二氧化碳浓度升高并且氧浓度降低。如果氧浓度变得过低或二氧化碳浓度变得过高，那么农产品可能会腐烂。另外，某些水果和蔬菜以及花释放乙烯和/或乙烯化合物作为成熟过程的副产物。已知在货箱的密闭空间内存在基于乙烯的气体会使成熟过程加快。
已知的是，通过使来自密闭空间内的气体经过二氧化碳吸附剂的非再生床以便从经过吸附床的气体中洗涤去二氧化碳来从密闭空间内的大气中去除二氧化碳。然而，当吸附床变得饱和而必须更换二氧化碳吸附材料时，非再生系统失去洗涤效率。因此，此类非再生系统的应用受限，尤其是在易腐农产品的长途运输中。
概述
在一方面，提供一种用于将所选气体组分从待清洁气体流中去除的旋转再生洗涤器，其为一种紧凑包装。
所述旋转再生洗涤器包括：外壳，所述外壳限定具有用于待清洁气体流的第一流动通路和用于再生气体流的第二流动通路的腔室；转子组件，所述转子组件设置在所述腔室内以旋转穿过所述第一流动通路和所述第二流动通路；以及用于使所述转子组件围绕轴线旋转的小齿轮和正齿轮驱动布置。在一个实施方案中，所述小齿轮和正齿轮驱动布置可包括：围绕所述转子组件的外表面周向延伸的正齿轮；驱动电机，所述驱动电机被安装至所述外壳，所述转子具有进入所述腔室的驱动轴；以及被安装至所述驱动轴的远端并以相互啮合驱动关系来接合所述正齿轮的小齿轮。所述正齿轮与所述转子组件的转子可整体形成。所述驱动电机可为DC无刷电机。
附图简述
为了进一步理解本公开，将会参考待结合附图阅读的以下详细描述，其中：
图1为旋转再生洗涤器的实施方案的透视图；
图2为图1中描绘的旋转再生洗涤器的实施方案的分解透视图；以及
图3为图1的旋转再生洗涤器的截面正视图。
详述
首先参考图1和图2，在此描绘具有设置在外壳26内的转子组件20的旋转再生洗涤器10的示例性实施方案。转子组件20是由本文中公开的并在下文中进一步详细描述的驱动布置来驱动成围绕轴线28旋转。
外壳26包括第一外壳区段40和第二外壳区段50。在其中旋转再生洗涤器10被示出为竖直定向的所描绘的实施方案中，第一外壳区段40形成下部外壳，并且第二外壳区段50形成上部外壳。然而，应当理解，根据需要，旋转再生洗涤器10可定向成围绕除了竖直轴线外的轴线(如水平轴线或另外定向轴线)旋转。
当第一外壳区段40和第二外壳区段50以图1所描述的配合关系组装时，相应腔室壁44、54会聚在一起以限定外壳26内其中设置转子组件20的内部腔室25(参见图2)。在所描绘的竖直定向实施方案中，第一外壳区段40也限定了定位在内部腔室下的气体歧管42(参见图2)。类似地，在所描述的竖直定向实施方案中，第二外壳区段限定定位在内部腔室25上方的气体歧管52(参见图2)。第一外壳区段40还包括与气体歧管42内用于再生气体的第一气室流体连通的连接器62开口和与气体歧管42内用于待清洁的气体的第二气室流体连通的第二连接器64开口，所述第二气室与所述第一气室是分开的。类似地，第二外壳区段50还包括与气体歧管52内用于再生气体的第一气室流体连通的连接器66开口和与气体歧管52内用于待清洁的气体的第二气室流体连通的第二连接器68开口，所述第二气室与所述第一气室是分开的。当第一外壳区段40和第二外壳区段50组装在一起时，用于再生气体的相应第一气室通过穿过其中设置转子22的腔室25的第一气流通路流体连通。类似地，用于待清洁的气体的相应第二气室通过穿过腔室25的第二气流通路流体连通。
现也参考图3，转子组件20包括安装至轴24的转子22(也称为圆盘传送带)。转子组件20设置在固定外壳26内以围绕轴24的纵向轴线28随轴24旋转。转子22运送能够从经过吸附材料的气体流中吸附一种或多种所选气体组分的吸附材料。转子22包括中心轮毂30、周向壁32和从轮毂30延伸至周向壁32的多个径向导向隔板34。轮毂30具有轴向延伸穿过其的中心孔36以接收轴24，转子22安装至所述轴24以随轴24旋转。多个隔板34将由转子22限定的体积划分成多个楔形扇区38。能够吸附待去除的一种或多种所选气体组分的吸附材料设置在每个扇区38中。端面密封垫圈60可设置在转子组件20的每端与第一外壳区段40和第二外壳区段50中的每个的介接表面之间。
第二气室中的一个用作用于接收待清洁气体流的入口气室，并且第二气室中另一个用作待清洁气体流通过其排放的出口气室。第一气室中的一个用作用于接收再生气体流的入口气室，并且第一气室中另一个用作再生气体通过其排放的出口气室。在附图中描绘的实施方案中，第一外壳区段40的气体歧管42的第一气室是接收穿过连接器管62的再生气体流的入口气室，第一外壳区段40的气体歧管42的第二气室为接收穿过连接器管64的待清洁气体流的入口气室，第二外壳区段50的气体歧管52的第一气室为再生气流通过连接器66从中排放的出口气室，并且第二外壳区段50的气体歧管52的第二气室为清洁的气体通过连接器68从中排放的出口气室。
本文中描述的旋转再生洗涤器10的另外细节在2012年7月11日提交的标题为“旋转再生洗涤器和密封布置(ROTATING REGENERATIVE SCRUBBER AND SEALING ARRANGEMENT)”的共同待审的国际专利申请号PCT/US2012/46138中呈现，所述申请的全部公开内容以引用方式并入本文。前述国际专利申请被转让给开利公司(Carrier Corporation)，这个公司也是这份申请转让至的实体。
如前指出，旋转再生洗涤器10的转子22运送能够吸附将从待清洁的气体中去除的一种或多种所选气体组分的再生吸附材料。再生吸附材料是吸附能力可通过从吸附材料中解吸所吸附的气体组分来恢复的吸附材料。吸附材料可为任何形式，并以适于在转子22的楔形扇区38中运送的任何方式设置在转子中。
本文中公开的旋转再生洗涤器10适于但不限于应用于从冷藏运输集装箱(如卡车、拖车、航海集装箱或联运集装箱)的货箱抽出的货箱气流中去除二氧化碳。因此，例如，旋转再生洗涤器10的操作将描述为应用于从运输散发二氧化碳作为呼吸副产物的易腐农产品的集装箱的货箱抽出的空气中去除二氧化碳。在此类应用中，吸附材料可包括可通过使新鲜空气与二氧化碳吸附材料接触以解吸所吸附的二氧化碳并运送所解吸的二氧化碳离开来再生的任何二氧化碳吸附材料。
在图1-3中描绘的旋转再生洗涤器10的操作中，其中转子22运送再生二氧化碳吸附材料，含二氧化碳的空气从货箱内的密闭环境中抽出并且经过连接器64进入第一外壳区段40的气体歧管42的第二气室，从中穿过转子22进入第二外壳区段50的气体歧管52的第二气室，以便通过连接器68排放。同时，为了再生二氧化碳吸附材料，新鲜空气经过连接器62进入第一外壳区段40的气体歧管42的第一气室，从中穿过转子22进入第二外壳区段50的气体歧管52的第一气室中，以便通过连接器66排放。
当再生气体和待清洁的气体经过洗涤器10时，转子22被驱动成随着轴24围绕纵向延伸穿过轴24的轴线28旋转。为有助于转子组件20旋转，轴24的远端分别由安装在第一外壳区段40和第二外壳区段50中的轴承27、29支撑。当转子组件20围绕轴线28旋转时，设置在隔室34内的吸附材料经过所选气体的待清洁流，并且随后经过用于通过从吸附材料中去除所吸附的所选气体来再生吸附材料的气流。
现在具体参考图3，其中描绘一种驱动布置，所述驱动布置提供用于驱动腔室25内的转子组件20围绕轴线28旋转。驱动布置包括具有驱动轴86的驱动电机84、被安装在驱动轴86的远端的小齿轮88、以及位于转子22的外壁上的正齿轮90。正齿轮90围绕转子26的外圆周壁的整个圆周延伸，如图2所示。正齿轮90可与转子26例如通过基础、熔模铸造、模铸或以其它方式整体形成，或可分别制造并且随后例如另外通过焊接结合至转子26的外圆周壁，这取决于形成正齿轮和转子的一种或多种具体材料。
小齿轮88接合正齿轮90，其中小齿轮的齿部与正齿轮的齿部为相互啮合关系，由此小齿轮88的旋转驱动了正齿轮90，从而导致转子组件20旋转。小齿轮88具有第一多个齿部，并且正齿轮90具有第二多个齿部，第二多个齿部在数目上大于第一多个齿部。驱动电机84安装在第二外壳区段50的底部的外表面上，其中驱动轴86穿过第二外壳区段50的底部并延伸至腔室25之中。然而，虽然在所描述的实施方案中示出安装在第二外壳区段50的底部上，但应理解，驱动轴84可代替地安装在第一外壳区段40的底部上。
驱动电机84可为任何合适电机。在一个实施方案中，电机84可为DC无刷电机。当待清洁的气体为乙烯(在运输某些产品如香蕉期间，呼吸的副产物)时，DC无刷电机、或其它无火花电机可为期望的。在旋转再生洗涤器10的实施方案中，转子84可为一种12伏或24伏DC、50转/分DC无刷电机。在一个实施方案中，在正齿轮90与小齿轮88之间的齿轮比例可为25:1，但可根据需要选择其它的齿轮比。
比起常规驱动布置，本文中公开的小齿轮和正齿轮驱动布置具有多个益处，其中转子轴24延伸穿过外壳26以由安装在驱动轴上的转子直接驱动。例如，本文中公开的小齿轮和正齿轮驱动布置允许旋转再生洗涤器10的总体高度减小，从而得到更紧凑的包装。
本文所使用的术语是出于描述而非限制的目的。本文所公开的特定结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员采用本发明的基础。本领域技术人员还将认识到可替代参照本文所公开的示例性实施方案所描述的元件而不脱离本发明范围的等效物。
虽然本发明已参照如在所述图中所示的示例性实施方案进行了具体展示和描述，但本领域技术人员将认识到，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改。
因此，希望本公开不限于所公开的一个或多个特定实施方案，而是本公开将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方案。