专利名称：压缩机的阀板和用于冷却其中压缩空气的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有冷却介质管道的阀板，该冷却介质管道用于产生压缩空气的 压缩机。此外本发明涉及一种用于冷却压缩机的阀板中压缩空气的方法，其中，阀板包括 冷却介质管道。
背景技术：
使用于轨道或道路交通中的现代载货车辆配备了许多消耗压缩空气的子系统。例 如利用压缩空气运转的常用制动器和空气弹簧属于这些子系统。借助于包括压缩机的压缩 空气供给装置为这些压缩空气消耗设备供给压缩空气。外界空气由压缩机吸入、压缩并在 消耗设备中使用之前，将外界杂质，例如油和水在压缩空气供给装置的另外的组件中清除掉。压缩机压缩空气时会将空气大幅度加热。这种加热随着压缩机升高的输送压力和 升高的转数而增长。考虑到对压缩空气的进一步处理，例如空气干燥，这是非常不利的。通 常空气中的湿气在压缩机下游的空气过滤芯中被抽出。该空气过滤芯包括干燥剂，该干燥 剂只能抽出直至80°C的空气中的水分。因此，一般情况下给出更低的允许温度60°C，从而 可以实现有效的干燥。然而在压缩机中压缩空气时，压缩空气在活塞室的出口处的温度达 到320°C。压缩机的出口本身允许的温度最大才为220°C。由此必须使空气在压缩机和空 气过滤芯之间进行冷却。为了实现这个目的在现有技术中使用了一种长达几米的压力管 道，其中，被加热的压缩空气可以在流过从压缩机到空气过滤芯的压力管道期间进行冷却， 而无需其它的冷却措施。在此，缺点在于通过较长的管道造成的压力损耗以及通过压力管 道自身造成的结构浪费。为了可以缩短压缩机和过滤芯之间的较长的压力管道，必要的是通过主动冷却措 施对压缩空气进行冷却。为了实现此目的，可在压缩机的气缸盖中的阀板上面插入所谓的 过冷板(Supercooling-Platte)，该冷却板由冷却介质流过并用作热交换器。通过该过冷板 可以使压缩空气在压缩机出口的排气温度降低到140°C至150°C，由此使随后的压力管道 缩短5%至30%。在DE 19535079C2中示出了这种过冷板的实例。在此其缺陷特别在于，该过冷板作为独立的构件被组装在压缩机的气缸头中形成 成本较高的结构形式，这是因为需要附加的密封件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阀板，该阀板不配有过冷板却能产生与传统的阀板和 过冷板的结合物相比至少相同的冷却效果。该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。优选的设计和改进方案由从属权利要求给出。根据本发明由此构建这种类型的阀板，即自压缩机的活塞室出发往外看，冷却介质管道至少部分地在活塞室和设置在阀板中的排气阀之间延伸。通过该冷却介质管道的这 种延伸可以将整个阀板均勻地冷却，其中特别可以在排气阀区域中降低阀板的温度，这以 一致的方式提高了可达到的冷却能力。因此，被加热的压缩空气已经从到达排气阀开始由 在冷却介质管道中的冷却介质进行冷却。特别是如果从活塞室垂直看向阀板，还可能的是， 冷却介质管道至少部分地在排气阀前延伸。 在此，有利地提出，冷却介质管道至少部分地在阀板的底部中蜿蜒曲折地延伸。通 过冷却介质管道在阀板的底部中的这种蜿蜒曲折的延伸增大了冷却介质管道与阀板的接 触面，由此可以提供更高的冷却能力。此外也可以提出，空气导流部蜿蜒曲折地在阀板的板体中延伸。空气导流部的蜿 蜒曲折的延伸也增强了可达到的冷却能力，这是因为需要冷却的介质与已冷却的阀板的接 触面增大了。也优选地提出，在阀板的板体中设置多个排气阀。同时使用多个排气阀降低了节 流损耗，其通过受限制的阀门横截面造成。在此也降低了在排气阀上的热增长。此外本发明涉及一种具有根据本发明的阀板的压缩机。这种方法由此进一步实现，即自压缩机的活塞室往外看，将冷却介质至少部分地 在活塞室和设置在阀板中的排气阀之间输送。根据这种方式，根据本发明的阀板的优点和 特点也转用到方法中。该方法也同样适用于根据本发明的方法在下面给出的特别优选的实 施方式。将该方法以有利的方式由此改进，即将冷却介质蜿蜒曲折地在阀板的底部中输送。此外优选地提出，将压缩空气在阀板的板体中蜿蜒曲折地输送。此外可以提出，压缩空气通过多个排气阀流入阀板的板体中。
现在参照附图根据特别优选的实施方式示例性地说明本发明。图中示出图1是具有切开的活塞壳体的压缩机的外视图；图2是根据本发明的阀板的分解视图；图3是根据本发明的阀板的底部的俯视图；以及图4是根据本发明的阀板的板体的俯视图。
具体实施例方式在下面的附图中相同的参考标号代表相同的或同类的部件。图1示出具有切开的活塞壳体的压缩机的外视图。所示的压缩机14包括气缸盖 16和活塞壳体18，其中阀板10设置在活塞壳体18和气缸盖16之间。压缩机通过轴26进 行驱动。活塞壳体18在阀板10的附近被切开，从而可看见活塞室40。在图中未示出的活 塞在活塞室40内部上下运动。图2示出根据本发明的阀板的分解视图。示出的阀板10自下而上地包括底部28， 板体30，密封件32以及盖部34。盖部34和板体30通过密封件32相互密封地连接，同时 板体30和底部28通过焊接或粘合相互密封地连接。然而也可考虑在底部28和板体30之间安装密封件。冷却介质管道20嵌入底部28中，该冷却介质管道在底部28的内部蜿蜒曲 折地延伸。冷却介质管道20由板体30向上进行限制。此外排气阀36在底部28的中心区 域中可见。在板体30中设置了两个排气阀22，24，压缩空气通过这两个排气阀流入阀板10 中。自底部28向板体30观察，冷却介质管道20在此遮盖排气阀22、24的一部分。最后， 压缩空气通过阀板10的盖部34中的排气阀38离开阀板10。图3示出根据本发明的阀板的底部的俯视图。带有蜿蜒曲折地延伸的冷却介质管 道的示出的底部28具有多个孔，空气可通过这些孔从底部28穿出。在中心区域中设置了 空气入口 46，其属于这里未示出的进气阀36。此外冷却管道20围绕两个活塞室空气出口 48流动，这些活塞室空气出口属于这里未示出的排气阀22，24。在冷却介质管道20中的箭 头描述了在底部28内部的冷却介质的示例性的流动方向。活塞室空气出口 48连同未示出 的薄膜一起构成排气阀22，24，其中如图2中所示自活塞室40看，该薄膜部分地由冷却介质 管道20遮盖。这在视线垂直于阀板的平面时特别可以观察清楚。图4示出根据本发明的阀板的板体的俯视图。示出的板体30具有空气导流部12， 穿过活塞室空气出口 48流动的空气在空气导流部中导向空气出口 38。正如空气入口 46那 样，活塞室空气出口 48也是穿过板体30的孔。与此相反，空气出口 38不具有板体30中的 孔，而是具有在阀板的未示出的盖部34中的孔。空气导流部12用于将压缩空气自活塞室 空气出口 48导向空气出口 38。此外，在板体30中标出了冷却介质入口 42和冷却介质出口 44，冷却介质可通过它们在图3所示的冷却介质管道20中进行循环。前述说明、附图以及权利要求所公开的本发明的特征基本上不仅可以单独而且可 以在任意组合中实现本发明。参考标号表10阀板
12空气导流部
14压缩机
16气缸盖
18活塞壳体
20冷却介质管道
22排气阀
24排气阀
26轴
28底部
30板体
32密封件
34盖部
36进气阀
38空气出口
40活塞室
42冷却介质入口
44冷却介质出口
46空气入口48活塞室空气出口
权利要求
一种具有冷却介质管道(20)的阀板(10)，所述冷却介质管道(20)应用于产生压缩空气的压缩机(14)，其特征在于，自所述压缩机(14)的活塞室(40)往外看，所述冷却介质管道(20)至少部分地在所述活塞室(40)和设置在所述阀板(10)中的排气阀(22、24)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的阀板(10)，其特征在于，所述冷却介质管道(20)至少部分地 在所述阀板(10)的底部(28)中蜿蜒曲折地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的阀板(10)，其特征在于，空气导流部(12)蜿蜒曲折地在 所述阀板(10)的板体(30)中延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀板(10)，其特征在于，多个排气阀(22、24)设 置在所述阀板(10)的所述板体(30)中。
5.一种压缩机(14)具有根据前述权利要求中任一项所述的阀板(10)。
6.一种用于冷却压缩机(14)的阀板(10)中的压缩空气的方法，其中，所述阀板(10) 包括冷却介质管道(20)，其特征在于，自所述压缩机(14)的活塞室(40)往外看，将所述冷 却介质至少部分地在所述活塞室(40)和设置在所述阀板(10)中的排气阀(22、24)之间输 送。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述冷却介质蜿蜒曲折地在所述阀板 (10)的底部(28)中输送。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述压缩空气在所述阀板(10)的 板体(30)中蜿蜒曲折地输送。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩空气通过多个排气 阀(22,24)流入所述阀板(10)的板体(30)中。
全文摘要
本发明涉及一种具有冷却介质管道(20)的阀板(10)，该冷却介质管道应用于产生压缩空气的压缩机(14)。根据本发明提出，自压缩机(14)的活塞室(40)往外看，冷却介质管道(20)至少部分地在活塞室(40)和设置在阀板(10)中的排气阀(22、24)之间延伸。此外，本发明涉及一种用于冷却压缩机(14)的阀板(10)中压缩空气的方法。
文档编号F04B39/10GK101952591SQ200980106213
公开日2011年1月19日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年4月11日
发明者伊万·巴蒂斯特, 让-路易斯·梅扎 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司
技术领域：
本发明涉及一种具有冷却介质管道的阀板，该冷却介质管道用于产生压缩空气的 压缩机。此外本发明涉及一种用于冷却压缩机的阀板中压缩空气的方法，其中，阀板包括 冷却介质管道。
背景技术：
使用于轨道或道路交通中的现代载货车辆配备了许多消耗压缩空气的子系统。例 如利用压缩空气运转的常用制动器和空气弹簧属于这些子系统。借助于包括压缩机的压缩 空气供给装置为这些压缩空气消耗设备供给压缩空气。外界空气由压缩机吸入、压缩并在 消耗设备中使用之前，将外界杂质，例如油和水在压缩空气供给装置的另外的组件中清除掉。压缩机压缩空气时会将空气大幅度加热。这种加热随着压缩机升高的输送压力和 升高的转数而增长。考虑到对压缩空气的进一步处理，例如空气干燥，这是非常不利的。通 常空气中的湿气在压缩机下游的空气过滤芯中被抽出。该空气过滤芯包括干燥剂，该干燥 剂只能抽出直至80°C的空气中的水分。因此，一般情况下给出更低的允许温度60°C，从而 可以实现有效的干燥。然而在压缩机中压缩空气时，压缩空气在活塞室的出口处的温度达 到320°C。压缩机的出口本身允许的温度最大才为220°C。由此必须使空气在压缩机和空 气过滤芯之间进行冷却。为了实现这个目的在现有技术中使用了一种长达几米的压力管 道，其中，被加热的压缩空气可以在流过从压缩机到空气过滤芯的压力管道期间进行冷却， 而无需其它的冷却措施。在此，缺点在于通过较长的管道造成的压力损耗以及通过压力管 道自身造成的结构浪费。为了可以缩短压缩机和过滤芯之间的较长的压力管道，必要的是通过主动冷却措 施对压缩空气进行冷却。为了实现此目的，可在压缩机的气缸盖中的阀板上面插入所谓的 过冷板(Supercooling-Platte)，该冷却板由冷却介质流过并用作热交换器。通过该过冷板 可以使压缩空气在压缩机出口的排气温度降低到140°C至150°C，由此使随后的压力管道 缩短5%至30%。在DE 19535079C2中示出了这种过冷板的实例。在此其缺陷特别在于，该过冷板作为独立的构件被组装在压缩机的气缸头中形成 成本较高的结构形式，这是因为需要附加的密封件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阀板，该阀板不配有过冷板却能产生与传统的阀板和 过冷板的结合物相比至少相同的冷却效果。该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。优选的设计和改进方案由从属权利要求给出。根据本发明由此构建这种类型的阀板，即自压缩机的活塞室出发往外看，冷却介质管道至少部分地在活塞室和设置在阀板中的排气阀之间延伸。通过该冷却介质管道的这 种延伸可以将整个阀板均勻地冷却，其中特别可以在排气阀区域中降低阀板的温度，这以 一致的方式提高了可达到的冷却能力。因此，被加热的压缩空气已经从到达排气阀开始由 在冷却介质管道中的冷却介质进行冷却。特别是如果从活塞室垂直看向阀板，还可能的是， 冷却介质管道至少部分地在排气阀前延伸。 在此，有利地提出，冷却介质管道至少部分地在阀板的底部中蜿蜒曲折地延伸。通 过冷却介质管道在阀板的底部中的这种蜿蜒曲折的延伸增大了冷却介质管道与阀板的接 触面，由此可以提供更高的冷却能力。此外也可以提出，空气导流部蜿蜒曲折地在阀板的板体中延伸。空气导流部的蜿 蜒曲折的延伸也增强了可达到的冷却能力，这是因为需要冷却的介质与已冷却的阀板的接 触面增大了。也优选地提出，在阀板的板体中设置多个排气阀。同时使用多个排气阀降低了节 流损耗，其通过受限制的阀门横截面造成。在此也降低了在排气阀上的热增长。此外本发明涉及一种具有根据本发明的阀板的压缩机。这种方法由此进一步实现，即自压缩机的活塞室往外看，将冷却介质至少部分地 在活塞室和设置在阀板中的排气阀之间输送。根据这种方式，根据本发明的阀板的优点和 特点也转用到方法中。该方法也同样适用于根据本发明的方法在下面给出的特别优选的实 施方式。将该方法以有利的方式由此改进，即将冷却介质蜿蜒曲折地在阀板的底部中输送。此外优选地提出，将压缩空气在阀板的板体中蜿蜒曲折地输送。此外可以提出，压缩空气通过多个排气阀流入阀板的板体中。
现在参照附图根据特别优选的实施方式示例性地说明本发明。图中示出图1是具有切开的活塞壳体的压缩机的外视图；图2是根据本发明的阀板的分解视图；图3是根据本发明的阀板的底部的俯视图；以及图4是根据本发明的阀板的板体的俯视图。
具体实施例方式在下面的附图中相同的参考标号代表相同的或同类的部件。图1示出具有切开的活塞壳体的压缩机的外视图。所示的压缩机14包括气缸盖 16和活塞壳体18，其中阀板10设置在活塞壳体18和气缸盖16之间。压缩机通过轴26进 行驱动。活塞壳体18在阀板10的附近被切开，从而可看见活塞室40。在图中未示出的活 塞在活塞室40内部上下运动。图2示出根据本发明的阀板的分解视图。示出的阀板10自下而上地包括底部28， 板体30，密封件32以及盖部34。盖部34和板体30通过密封件32相互密封地连接，同时 板体30和底部28通过焊接或粘合相互密封地连接。然而也可考虑在底部28和板体30之间安装密封件。冷却介质管道20嵌入底部28中，该冷却介质管道在底部28的内部蜿蜒曲 折地延伸。冷却介质管道20由板体30向上进行限制。此外排气阀36在底部28的中心区 域中可见。在板体30中设置了两个排气阀22，24，压缩空气通过这两个排气阀流入阀板10 中。自底部28向板体30观察，冷却介质管道20在此遮盖排气阀22、24的一部分。最后， 压缩空气通过阀板10的盖部34中的排气阀38离开阀板10。图3示出根据本发明的阀板的底部的俯视图。带有蜿蜒曲折地延伸的冷却介质管 道的示出的底部28具有多个孔，空气可通过这些孔从底部28穿出。在中心区域中设置了 空气入口 46，其属于这里未示出的进气阀36。此外冷却管道20围绕两个活塞室空气出口 48流动，这些活塞室空气出口属于这里未示出的排气阀22，24。在冷却介质管道20中的箭 头描述了在底部28内部的冷却介质的示例性的流动方向。活塞室空气出口 48连同未示出 的薄膜一起构成排气阀22，24，其中如图2中所示自活塞室40看，该薄膜部分地由冷却介质 管道20遮盖。这在视线垂直于阀板的平面时特别可以观察清楚。图4示出根据本发明的阀板的板体的俯视图。示出的板体30具有空气导流部12， 穿过活塞室空气出口 48流动的空气在空气导流部中导向空气出口 38。正如空气入口 46那 样，活塞室空气出口 48也是穿过板体30的孔。与此相反，空气出口 38不具有板体30中的 孔，而是具有在阀板的未示出的盖部34中的孔。空气导流部12用于将压缩空气自活塞室 空气出口 48导向空气出口 38。此外，在板体30中标出了冷却介质入口 42和冷却介质出口 44，冷却介质可通过它们在图3所示的冷却介质管道20中进行循环。前述说明、附图以及权利要求所公开的本发明的特征基本上不仅可以单独而且可 以在任意组合中实现本发明。参考标号表10阀板
12空气导流部
14压缩机
16气缸盖
18活塞壳体
20冷却介质管道
22排气阀
24排气阀
26轴
28底部
30板体
32密封件
34盖部
36进气阀
38空气出口
40活塞室
42冷却介质入口
44冷却介质出口
46空气入口48活塞室空气出口
权利要求
一种具有冷却介质管道(20)的阀板(10)，所述冷却介质管道(20)应用于产生压缩空气的压缩机(14)，其特征在于，自所述压缩机(14)的活塞室(40)往外看，所述冷却介质管道(20)至少部分地在所述活塞室(40)和设置在所述阀板(10)中的排气阀(22、24)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的阀板(10)，其特征在于，所述冷却介质管道(20)至少部分地 在所述阀板(10)的底部(28)中蜿蜒曲折地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的阀板(10)，其特征在于，空气导流部(12)蜿蜒曲折地在 所述阀板(10)的板体(30)中延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的阀板(10)，其特征在于，多个排气阀(22、24)设 置在所述阀板(10)的所述板体(30)中。
5.一种压缩机(14)具有根据前述权利要求中任一项所述的阀板(10)。
6.一种用于冷却压缩机(14)的阀板(10)中的压缩空气的方法，其中，所述阀板(10) 包括冷却介质管道(20)，其特征在于，自所述压缩机(14)的活塞室(40)往外看，将所述冷 却介质至少部分地在所述活塞室(40)和设置在所述阀板(10)中的排气阀(22、24)之间输 送。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述冷却介质蜿蜒曲折地在所述阀板 (10)的底部(28)中输送。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述压缩空气在所述阀板(10)的 板体(30)中蜿蜒曲折地输送。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩空气通过多个排气 阀(22,24)流入所述阀板(10)的板体(30)中。
全文摘要
本发明涉及一种具有冷却介质管道(20)的阀板(10)，该冷却介质管道应用于产生压缩空气的压缩机(14)。根据本发明提出，自压缩机(14)的活塞室(40)往外看，冷却介质管道(20)至少部分地在活塞室(40)和设置在阀板(10)中的排气阀(22、24)之间延伸。此外，本发明涉及一种用于冷却压缩机(14)的阀板(10)中压缩空气的方法。
文档编号F04B39/10GK101952591SQ200980106213
公开日2011年1月19日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年4月11日
发明者伊万·巴蒂斯特, 让-路易斯·梅扎 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司
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