压缩空气供应系统.pdf

本发明公开了一种压缩空气供应系统，包括压缩机和连接成接收来自所述压缩机的压缩空气的空气干燥器。所述空气干燥器包括干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床以提供干燥的压缩空气，还包括可将干燥剂床和周围环境相连的放气阀。次储气罐和主储气罐远离空气干燥器设置，并且连接成接收连来自空气干燥器的干燥压缩空气。和所述空气干燥器一体的控制元件通过控制从空气压缩机流经空气干燥器的空气流来控制充气操作，从而为主储气罐和次储气罐充入干燥的压缩空气。所述控制元件还通过控制从次储气罐流经空气干燥器的干燥剂床和放气阀到周围环境的空气流来控制清洗操作，从而对所述空气干燥器进行清洗，同时在所述主储气罐中维持初始的气压。

1、  一种用于重型机动车辆的压缩空气供应系统，所述系统包括：
用于供应压缩空气的压缩机；
连接成接收来自所述压缩机的压缩空气的空气干燥器，所述空气干燥器包括干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床以提供干燥的压缩空气，所述空气干燥器还包括可将干燥剂床和周围环境相连的放气阀；
次储气罐，远离所述空气干燥器设置，并且连接成接收连来自所述空气干燥器的干燥压缩空气；
主储气罐，远离所述空气干燥器设置，并且连接成接收连来自所述空气干燥器的干燥压缩空气；
和所述空气干燥器一体的控制元件，通过控制从所述空气压缩机流经所述空气干燥器的空气流来控制充气操作，从而为所述主储气罐和所述次储气罐充入干燥的压缩空气；以及
所述控制元件还通过控制从所述次储气罐流经所述空气干燥器的干燥剂床和放气阀到周围环境的空气流来控制清洗操作，从而对所述空气干燥器进行清洗，同时在所述主储气罐中维持初始的气压。

2、  如权利要求1所述的系统，还包括连接在所述空气干燥器和所述主储气罐之间的单向止回阀，以便防止在清洗操作中在所述主储气罐中发生压力损失。

3、  如权利要求2所述的系统，其中，所述单向止回阀远离所述空气干燥器设置。

4、  如权利要求3所述的系统，其中，所述单向止回阀安装在所述主储气罐上。

5、  如权利要求1所述的系统，还包括连接在所述空气干燥器和所述次储气罐之间的压力保护阀，以便防止在充气操作中在所述次储气罐中发生压力损失，并且允许在清洗操作中在所述次储气罐中发生压力损失。

6、  如权利要求5所述的系统，其中，所述压力保护阀远离所述空气干燥器设置。

7、  如权利要求6所述的系统，其中，所述压力保护阀安装在所述次储气罐上。

8、  如权利要求1所述的系统，其中，所述控制元件包括调节器，所述调节器和所述空气干燥器是一体的。

9、  一种用于重型机动车辆的压缩空气供应系统，所述系统包括：
用于供应压缩空气的压缩机；
连接成接收来自所述压缩机的压缩空气的空气干燥器，所述空气干燥器包括干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床以提供干燥的压缩空气，所述空气干燥器还包括可将干燥剂床和周围环境相连的放气阀；
次储气罐，连接成接收连来自所述空气干燥器的干燥压缩空气；
主储气罐，连接成接收连来自所述空气干燥器的干燥压缩空气；
控制元件，通过控制从所述空气压缩机流经所述空气干燥器的空气流来控制充气操作，从而为所述主储气罐和所述次储气罐充入干燥的压缩空气；
所述控制元件还通过控制从所述次储气罐流经所述空气干燥器的干燥剂床和放气阀到周围环境的空气流来控制清洗操作，以便对所述空气干燥器进行清洗；
连接在所述空气干燥器和所述主储气罐之间的单向止回阀，防止在清洗操作中在所述主储气罐中发生压力损失；以及
连接在所述空气干燥器和所述次储气罐之间的压力保护阀，防止在充气操作中在所述次储气罐中发生压力损失，并且允许在清洗操作中在所述次储气罐中发生压力损失。

10、  如权利要求9所述的系统，其中，所述主储气罐和所述次储气罐远离所述空气干燥器设置。

11、  如权利要求9所述的系统，其中，所述单向止回阀远离所述空气干燥器设置。

12、  如权利要求11所述的系统，其中，所述单向止回阀安装在所述主储气罐上。

13、  如权利要求9所述的系统，其中，所述压力保护阀远离所述空气干燥器设置。

14、  如权利要求13所述的系统，其中，所述压力保护阀安装在所述次储气罐上。

15、  如权利要求9所述的系统，其中，所述控制元件和所述空气干燥器是一体的。

16、  如权利要求9所述的系统，其中，所述控制元件包括调节器，所述调节器和所述空气干燥器是一体的。

压缩空气供应系统
技术领域
本发明大体涉及一种改进的、尤其适用于例如卡车的重型车辆的压缩空气供应系统，更具体地，涉及一种使空气干燥器带有整体放气(blow-through)能力的系统。
背景技术
多年来，已经将带有空气干燥器的压缩空气系统用于为重型车辆空气制动系统供应空气。已经认识到了将干燥清洁的空气应用于空气制动系统的优点，由于残留在空气制动系统中的湿气可能会在冷天操作中使空气制动系统的元件冻住，从而使系统不可操作。这些现有技术的空气干燥器通常包括去湿材料，压缩空气流过该去湿材料。当车辆的空气压缩机将车辆空气储气罐充气到足够的压力水平时，压缩机卸载，压缩机不再压缩空气。当压缩机卸载时，给清洗阀(purge valve)传递一个信号，从而导致储存的压缩空气以受控的速度经过干燥剂回流，从而再生干燥剂。用来再生干燥剂的空气可以来自储存在空气干燥器内的整体清洗空间中的压缩空气或者来自储存在分离的储气罐中的压缩空气。
大多数现有技术的用于重型车辆空气制动的压缩空气系统使用至少三个储气罐。如图1所示，典型的现有技术系统110包括将压缩空气馈送给空气干燥器114的压缩机112，所述压缩空气在流经干燥剂床之后被馈送给远处的供应储气罐116。该供应储气罐116通过连接将压缩空气馈送给主储气罐118、次储气罐120并且在某些时候还将压缩空气馈送给辅助储气罐122。该主储气罐118、次储气罐120和/或辅助储气罐122将空气馈送至气动管路124，该气动管路124能够控制车辆的空气制动系统。为了防止发生气压损失，主储气罐118、次储气罐120和辅助储气罐122各包括止回阀126、128和130，这些止回阀位于上述储气罐和供应储气罐116的气压连接装置上。辅助储气罐122的止回阀130还包括压力保护阀，供应储气罐116还可以包括安全阀132，以避免过压状态。气动控制线134从供应储气罐116延伸到空气压力调节器136，该调节器控制空气压缩机112的加载和卸载以及空气干燥器114的再次充气。
但是上述典型的现有技术设计具有很多缺点。该系统复杂，其具有四个储气罐、分离的调节器、空气干燥器、安全阀、三个止回阀(其中一个还具有压力保护阀)和控制线。如此，不仅系统在最初制造时相对造价高，并且维护起来也相对造价高且耗时。而且，由于可能失效的元件的数目，该复杂系统易于发生故障。因此非常需要一种简化的设计。
已经作出旨在克服上述现有技术系统的至少一些缺点的努力。US专利No.6074462(所谓“462专利”)体现出一种所述努力。该“462专利”公开了一种空气干燥器和储气罐系统210(参见图2)，用以通过重型车辆上的空气压缩机212提供压缩空气，该系统包括空气干燥器214和次储气罐216，其中，该空气干燥器214接收来自空气压缩机212的压缩空气，包括整体清洗空间的所述次储气罐216用以储存经过空气干燥器214的压缩空气，该空气干燥器214和该次储气罐216牢固地安装在外壳上，以形成整体式空气干燥器储气罐模块。用于储存来自空气干燥器214的压缩空气的主储气罐218远离所述空气干燥器储气罐模块设置。该空气干燥器214还集成有调节器，其用以控制空气压缩机212的加载和卸载。该空气干燥器214还集成有两个压力保护阀，分别用于主储气罐218和次储气罐216，从而允许使用主储气罐218和次储气罐216两者同时对空气干燥器214进行清洗。
虽然“462专利”公开的系统可以通过提供一种在某些方面简化了的系统来克服图1所示现有技术的一些缺点，但其自身也有缺点。由于将与主储气罐218和次储气罐216相关的压力保护阀和空气干燥器214集成在一起，不必要地使空气干燥器214复杂化并且使得压力保护阀的保养和/或更换更加困难。而且，为主储气罐218和次储气罐216两者设置压力保护阀(不论它们是否和空气干燥器214集成)，因此，两个储气罐218、216都用于对系统进行清洗，从而使系统复杂，并且不利地显示出，两个储气罐都在清洗操作中损失压力。
因地，需要一种适于在例如卡车的重型车辆中使用的压缩空气供应系统，其较已知的系统简单，和已知系统相比，其最初制造成本较低、维护成本低且耗时更少，其较已知系统不易发生故障，其可以简单地保养和/或更换包括压力保护阀的各种不同系统元件，并且，其使得至少一个储气罐在清洗阶段可以保持其初始的压力。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种压缩空气供应系统，其适用于例如卡车的重型车辆。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征且较已知系统简单的压缩空气供应系统。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征且较已知系统最初制造成本低、维护成本低、维护耗时短的压缩空气供应系统。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征且较已知系统不易发生故障的压缩空气供应系统。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征且能够简单地保养和/或更换包括压力保护阀的各种系统元件的压缩空气供应系统。
本发明的另一目的是提供一种具有上述特征且使得至少一个储气罐在清洗阶段保持其最初压力的压缩空气供应系统。
本发明的这些和其他目地通过一种用于重型机动车辆的压缩空气供应系统实现。在一个实施例中，该系统包括用于供应压缩空气的压缩机和连接成用来接收来自空气压缩机的空气的空气干燥器。该空气干燥器包括：干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床，以提供干燥的压缩空气；以及，放气阀，该放气阀可以将干燥剂床和周围环境相连。远离空气干燥器设置的次储气罐连接成接收来自空气干燥器的干燥压缩空气，远离空气干燥器设置的主储气罐连接成接收来自空气干燥器的干燥压缩空气。设置和空气干燥器一体的控制元件，通过控制从空气压缩机流经空气干燥器的空气流来控制充气操作，从而为主储气罐和次储气罐充入干燥的压缩空气。该控制元件还通过控制从次储气罐流经空气干燥器的干燥剂床和放气阀到周围环境的空气流来控制清洗操作，从而对空气干燥器进行清洗，同时在主储气罐中维持最初的空气压力。
在一些实施例中，在空气干燥器和主储气罐之间连接有单向止回阀，以防止在清洗操作中在主储气罐中发生压力损失。在某些实施例中，该单向止回阀远离空气干燥器设置。在某些实施例中，该单向止回阀安装在主储气罐上。
在一些实施例中，在空气干燥器和次储气罐之间连接有压力保护阀，以防止在充气操作中在次储气罐中发生压力损失，并且允许在清洗操作中在次储气罐发生压力损失。在某些实施例中，压力保护阀远离空气干燥器设置。在某些实施例中，压力保护阀安装在次储气罐上。
在一些实施例中，控制元件包括调节器，该调节器和空气干燥器是一体的。
在本发明的其他实施例中，该系统包括用于供应压缩空气的压缩机和连接成用来接收来自空气压缩机的空气的空气干燥器。该空气干燥器包括：干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床，以提供干燥的压缩空气；以及，放气阀，该放气阀可以将干燥剂床和周围环境相连。次储气罐连接成接收来自空气干燥器的干燥压缩空气，主储气罐连接成接收来自空气干燥器的干燥压缩空气。设置控制元件，其通过控制从空气压缩机流经空气干燥器的空气流来控制充气操作，从而为主储气罐和次储气罐充入干燥的压缩空气。该控制元件还通过控制从次储气罐流经空气干燥器的干燥剂床和放气阀到周围环境的空气流来控制清洗操作，从而对空气干燥器进行清洗。在空气干燥器和主储气罐之间连接有单向止回阀，以防止在清洗操作中在主储气罐中发生压力损失。在空气干燥器和次储气罐之间连接有压力保护阀，以防止在充气操作中在次储气罐中发生压力损失，并且允许在清洗操作中在次储气罐发生压力损失。
在某些实施例中，主储气罐和次储气罐远离空气干燥器设置。在某些实施例中，单向止回阀远离空气干燥器设置。在某些实施例中，单向止回阀安装在主储气罐上。在某些实施例中，压力保护阀远离空气干燥器设置。在某些实施例中，压力保护阀安装在次储气罐上。
在某些实施例中，控制元件和空气干燥器是一体的。在一些实施例中，控制元件包括调节器，该调节器和空气干燥器是一体的。
附图说明
本发明及其具体特征和优点将会通过以下结合附图的详细描述变得更加明了。附图中：
图1是示出典型的用于重型车辆空气制动的现有技术压缩空气系统的示意图；
图2是示出另一个典型的用于重型车辆空气制动的现有技术压缩空气系统的示意图，其克服了图1所示系统的一些缺点，但是其自身具有其他缺点；以及
图3是示出根据本发明一个实施例的压缩空气供应系统的示意图。
具体实施方式
参照图3，其示出根据本发明一个实施例的压缩空气供应系统10。压缩空气供应系统10特别适用于例如卡车的重型车辆，更具体地，适用于和重型车辆的刹车系统相连。压缩空气供应系统10包括用以供应压缩空气的压缩机12和连接成接收来自空气压缩机12的压缩空气的空气干燥器14。
空气压缩机12是已知的设计，其根据指示需要加载状态还是卸载状态的控制信号供应压缩空气。由于这种类型的空气压缩机是已知的，因此省略其详细说明。
空气干燥器14是如下类型的：包括干燥剂床，压缩空气流经该干燥剂床，以提供干燥的压缩空气。如所知的，干燥剂床还可以提供从压缩空气除去各种杂质的清洁功能。由于这种带有干燥剂床的空气干燥器是已知的，因此省略其设计和干燥剂床的操作的详细描述。空气干燥器14还可以包括放气阀16，该阀可以根据控制信号将干燥剂床和周围环境相连，以下有更全面的描述。
次储气罐18和主储气罐20连接成接收来自空气干燥器14的干燥压缩空气。次储气罐18和主储气罐20两者都远离空气干燥器14设置。“远离设置”的含义是：次储气罐18和主储气罐20以一定距离和空气干燥器14分开(即，次储气罐18和主储气罐20都没有和空气干燥器14一体或者直接相连)。
和空气干燥器14一体的控制元件22被设置用来通过控制从空气压缩机12流经空气干燥器14的空气流来控制充气操作，从而为次储气罐18和主储气罐20充入干燥的压缩空气。控制元件22还通过控制从次储气罐18流经空气干燥器14的干燥剂床和放气阀16到周围环境的空气流来控制清洗操作，从而对空气干燥器14进行清洗，通过在主储气罐20中保持最初的气压。优选地，控制元件22包括调节器，该调节器和空气干燥器14集成。
单向止回阀24连接在空气干燥器14和主储气罐20之间，以便防止主储气罐20在清洗操作中发生压力损失。优选地，单向止回阀24远离空气干燥器14设置，最优选地，单向止回阀24安装在主储气罐20上。
压力保护阀26连接在空气干燥器14和次储气罐18之间，以防止次储气罐18在充气过程中发生压力损失，并且允许次储气罐18在清洗操作中发生压力损失。压力保护阀26可以用来向气动管路28供应气体，该气动管路控制车辆系统中的空气制动系统。优选地，压力保护阀26远离空气干燥器14设置，最有选地，压力保护阀26安装在次储气罐18上。
所以，通过比较图3和图1可以看出，图1所示现有技术系统110包括很多元件：四个储气罐，单独的调节器，空气干燥器，安全阀，三个止回阀(其中一个还具有压力保护阀)以及控制线；而如图3所示的本发明的系统10非常简单，其集成或者省略了图1所示已知系统110的许多元件。如此，和图1所示已知系统110相比，根据本发明的系统10不仅最初制造成本低，而且维护成本低、耗时少。而且，根据本发明的简化系统10和图1所示已知系统相比更不容易发生故障，因为可能失效的元件数量少。
而且，比较图3和图2可以看出，尽管图2所示现有技术系统210通过设置在某些方面简化了的系统210克服了图1所示现有技术系统110的一些缺点，但是在其他方面，系统210仍然不利地比根据本发明的系统10复杂。更具体地，将与主储气罐218和次储气罐216相关的压力保护阀和空气干燥器214集成在一起不必要地使空气干燥器214复杂并且使压力保护阀的保养和/或更换更加困难。而且，通过为主储气罐218和次储气罐216两者设置压力保护阀(不论其与空气干燥器214集成与否)，使得主储气罐218和次储气罐216两者都用来对系统进行清洗，从而使系统复杂，并且两个储气罐都不利地在清洗操作中发生压力损失。
所以，本发明提供了一种压缩空气供应系统，其适用于例如卡车的重型车辆，其较已知的系统简单，和已知系统相比，其最初制造成本较低、维护成本低且耗时更少，其较已知系统不易发生故障，其可以简单地保养和/或更换包括压力保护阀的各种不同系统元件，并且，其使得至少一个储气罐在清洗阶段可以保持其初始的压力。
尽管以上参照部件的具体布置和特征等对本发明进行了描述，但是这些描述并不意于穷举所有可能的布置或特征，实际上，许多其他修改和变形对本领域技术人员来讲都是显然的。