CN103380288A - 管连接器和燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

管连接器(24)包括：连接器本体(28)；可连接到第一双壁管的第一装配件(25)，第一装配件(25)包括可连接到内流动空间的第一部分(45)和可连接到第一双壁管外流动空间的第二部分(46)；可连接到第二管的第二装配件(26)；包括第一部分(43)和第二部分(44)的第三装配件(27)，所述第一部分(43)可连接到第三管；以及被布置在连接器本体中的流动通道(29)，用于将第一装配件的第一部分(45)、第二装配件(26)、第三装配件的第一部分(43)互连。管连接器(24)包括：被布置为与第一装配件的第二部分(46)流动连接的泄漏通道(31)；用于从泄漏通道(31)排出流体的泄漏出口(32)；从第三装配件的第二部分(44)延伸到泄漏出口(32)并且在两者之间提供连续流动连接的排出通道(36)；以及具有第一位置和第二位置的封闭构件(34)，在第一位置阻止从泄漏通道(31)到泄漏出口(32)的流体流动，在第二位置允许从泄漏通道(31)到泄漏出口(32)的流体流动。封闭构件(34)被布置为当泄漏通道(31)中的流体压力高于某个极值时能从第一位置移向第二位置。

Description

管连接器和燃料喷射系统
本发明涉及一种用于将第一双壁管、第二管和第三管互连的管连接器。本发明还涉及一种燃料喷射系统。
公知的是将柴油发动机的燃料管布置在另一个管内，从而将可能的泄漏保持在所述外管内。如果发生泄漏，泄漏燃料可以顺着所述外管内侧从发动机附近被带走。为了检测这种方案中的泄漏，例如使用不同类型的插塞。因此所述泄漏可以通过拔出所述插塞被检测到。另一种被使用的方法是利用可脱开的软管，通过断开该软管的连接可以检测到所述泄漏。但是这种已知的方法是非常简单的，这是因为这种方法对泄漏的定位是非常迟缓而且麻烦的。
本发明的一个目标是提供一种用于连接双壁管的新的管连接器。本发明的另一目标是提供一种具有改进燃料泄漏检测系统的燃料喷射系统。
所述的目标如权利要求1和6所披露的那样被实现。
根据本发明的管连接器包括：连接器本体；可连接到第一双壁管的第一装配件；可连接到第二管的第二装配件；包含第一部分和第二部分的第三装配件；以及被布置在连接器本体中的用于连接所述第一装配件的第一部分、第二装配件和所述第三装配件的第一部分的流动通道，所述第一装配件包括可连接到所述第一双壁管的内流动空间的第一部分和可连接到所述第一双壁管的外流动空间的第二部分，第三装配件的第一部分可连接到第三管。所述管连接器包括与第一装配件的第二部分流体连通的泄漏通道、将流体排出所述泄漏通道的泄漏出口、从第三装配件的第二部分延伸到所述泄漏出口并在两者之间提供连续流体连通的排出通道、以及具有第一位置和第二位置的封闭构件，在该第一位置阻止从泄漏通道到泄漏出口的流体流动，在该第二位置允许从泄漏通道到泄漏出口的流体流动。所述封闭构件被布置为当泄漏通道中的流体压力超过某个极值时能从该第一位置移向该第二位置。
下面将参考附图以示例的方式描述本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的管连接器的截面图
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的燃料喷射系统。
图1示出了用于将第一双壁管、第二双壁管和第三管流体地互连的管连接器24。所述双壁管包括用于流体(比如燃料)的内流动空间、以及用于流体从该内流动空间泄漏的外流动空间。所述管连接器24被布置为能将所述第一双壁管的内流动空间、所述第二双壁管的内流动空间和所述第三管互连。所述管连接器24可以是一种T形连接器。
所述管连接器24包括三个装配件25、26、27。第一装配件25可连接到第一双壁管。所述第一装配件包括可连接到第一双壁管的内流动空间56的第一部分45和可连接到第一双壁管的外流动空间57的第二部分46。第二装配件26可连接到第二双壁管的内流动空间。第三装配件27包括第一部分43和第二部分44。所述第一部分43可连接到第三管。第三管可以是双壁管，其包括用于流体的内流动空间和用于可能泄漏的流体的外流动空间。在该情况下，所述第三装配件的第一部分43可连接到第三管的内流动空间，所述第三装配件的第二部分44可连接到第三管的外流动空间。
所述管连接器24包括连接器本体28，其中流动通道29被布置为将第一装配件的第一部分45、第二装配件26、和第三装配件的第一部分43流体地互连。泄漏通道31被布置在连接器本体28中并且与第一装配件的第二部分46流体地连通。管连接器24包括将流体排出泄漏通道31的泄漏出口32。管连接器24包括排出通道36，所述排出通道从第三装配件的第二部分44延伸到泄漏出口32并在两者之间提供连续流体连接。排出通道36被布置在连接器本体28中。管连接器24不包括将第二双壁管的外流动空间流体连接到所述泄漏通道31的通道或其他装置。
管连接器24配置有用于检测流入泄漏通道31的流体(比如燃料)的泄漏检测器33。泄漏检测器33包括封闭构件，比如销34，其延伸进入泄漏通道31中。所述销34具有第一位置和第二位置，在第一位置中，阻止从泄漏通道31到泄漏出口32的流体流动，在第二位置中，允许从泄漏通道31到泄漏出口32的流体流动。所述封闭构件34被布置为当泄漏通道31中的流体压力超过某个极值时能从第一位置移动到第二位置。在第一位置，所述销34阻塞泄漏通道31并因此阻止从泄漏通道31到泄漏出口32的燃料流动。在第二位置，所述销34使得泄漏通道31畅通，以使得泄漏通道31和泄漏出口32之间存在流动连接。
所述销34配置有用于在泄漏通道31中的压力低时将销34保持在第一位置的保持构件。所述保持构件包括由橡胶或其他合适材料制成的并围绕销34的外表面设置的环35。所述环35紧靠泄漏通道31的内表面。导致所述销34开始从第一位置朝第二位置移动的压力能借助环35的正确设计被设定。在第二位置，所述销34从连接器本体28突出。因此销34的第二位置能从连接器24外部被检测到。因为泄漏通道31仅与一个装配件流体连接，所以突出的销34指示出发生泄漏的双壁供油管。
图2示意性地示出了大型往复式发动机(例如大型柴油发动机)的燃料喷射系统1。发动机气缸被布置为直列型或V型构造。这里所说的大型往复式发动机是指例如作为船舶或发电厂的主要发动机或辅助发动机以产生热能和电能的发动机。所述发动机可通过重燃油来运行。燃料喷射系统1包括用于将燃料喷入发动机气缸的燃料喷射器6。另外，燃料喷射系统还包括燃料源，例如燃料箱2，燃料通过低压泵3沿着燃料管4从燃料箱供入高压泵5。高压泵5将燃料压力提升到在喷射器6中可能获得足够喷射压力所在的水平。如果气缸被布置成V型构造，则燃料喷射系统1可包括用于两个气缸组的共用高压泵，或者每个气缸组可配置有单独的高压泵。高压泵5配置有用于测量燃料温度的温度传感器47。
燃料喷射系统1包括用于从高压泵5朝燃料喷射器6供给燃料的双壁供油管7。双壁供油管7的一端连接到高压泵5。双壁供油管7包括用于朝喷射器6供给燃料的内流动空间56、以及用于可能泄漏的燃料的外流动空间57。燃料通过内流动空间从高压泵5被朝着喷射器6供给。外流动空间作为可能泄漏的燃料的收集通道。每个喷射器6通过单独的供给管8连接到双壁供油管7。供给管8的第一端被连接到喷射器6。供给管8的第二端通过图1中所示的管连接器24被连接到双壁供油管7。供油管7设有被布置为测量内流动空间56中的燃料压力的压力传感器55。压力传感器55可沿着燃料流动方向被安装在高压泵5和第一管连接器24之间。
管连接器24的第一装配件25和第二装配件26被连接到双壁供油管7。第一装配件的第一部分45和第二装配件26被连接到双壁供油管7的内流动空间56。第一装配件的第二部分46被连接到双壁供油管7的外流动空间57。第三装配件的第一部分43被连接到供给管8。被连接到第二装配件26的双壁供油管7的外流动空间与泄漏通道31以及连接到第一装配件26的供油管7的外流动空间流体地隔开。由此，管连接器24将双壁供油管7的外流动空间划分为彼此流体地隔开的隔间30。
双壁供油管7设有用于将供油管7连接到燃料箱2的循环阀23。循环阀23使燃料在喷射系统1中循环，例如用于在发动机起动之前加热燃料。另外，双壁供油管7还设有保护燃料喷射系统1不超压的安全阀40。安全阀40保持供油管7中的压力低于预定的最大值。安全阀40还可以用作可使燃料喷射系统1减压的减压阀。安全阀40的出口侧设有从安全阀40排出的燃料所流经的排出容器48和节流阀49。节流阀49被设置在容器48的下游。排出容器48和节流阀49抑制燃料的压力脉动。另外，安全阀40的出口侧设有用于测量燃料温度的燃料温度传感器54，从而发现来自安全阀40的可能的燃料泄漏。循环阀23和安全阀40通过回流管41被连接到燃料箱2。循环阀23和安全阀40能被集成为单个阀模块50。而且，阀模块50包括排出容器48和节流阀49。阀模块50还可包括燃料温度传感器54。循环阀23和安全阀40在最后的管连接器下游的位置处被连接到双壁供油管7。高压容积51被连接到双壁供油管7的内流动空间。高压容积51的目的在于抑制内流动空间中的燃料压力脉动。高压容积51在最后的管连接器24的下游位置被连接到双壁供油管。阀模块50可设有压力传感器52，该压力传感器布置为测量双壁供油管7的内流动空间中的燃料压力。压力传感器55和燃料压力传感器52的压力测量值被用于内流动空间中的燃料压力的控制。基于传感器52、55所测得的较高压力来控制内流动空间中的燃料压力。
燃料喷射系统1不具有被连接到一个或多个供给管8的蓄压器(共轨)。常规的共轨燃料喷射系统包括从高压泵往其中供入燃料的蓄压器，然后燃料通过供给管从蓄压器被供入一个或多个喷射器。图1所示的喷射系统1不包括这种蓄压器，即连接一个或多个供给管8的蓄压器。在燃料喷射领域中公知的是，蓄压器必须储存大量的加压燃料，即燃料被积蓄在蓄压器中。依据蓄压器的外形，蓄压器的截面流动面积典型地明显大于它所连接的燃料排出管的截面流动面积。在附图所示的实施例中，供油管7(内流动空间)的截面流动面积和它所连接的供给管8的截面流动面积一样大或者稍大。
燃料喷射器6的基本结构在图1中更详细地示出。燃料喷射器6被安装在发动机的气缸盖9上。气缸盖9包括将供给管8布置在其中的孔20。燃料喷射器6包括喷射器本体10，燃料腔12和阀针11被布置在所述喷射器本体中。阀针11控制燃料从燃料腔12喷入发动机气缸13。根据阀针11的位置，从燃料腔12进入气缸13的燃料喷射被允许或阻止。喷射器6包括用于燃料的蓄压器14。蓄压器14是喷射器6的一体部分。蓄压器14能被布置在喷射器本体10中。蓄压器14的容积至少是在发动机满负荷(100％)下的一次喷射期间喷射器6所喷射燃料的数量(体积)的40倍，典型地是50到70倍。
蓄压器14借助连接通道15与燃料腔12流体连通。流动保险件16被布置在连接通道15中。在喷射器6故障的情况下，例如当阀针11不能正确关闭时，流动保险件16阻止从喷射器蓄压器14到燃料腔12的燃料流动。
喷射器6包括燃料经供给管8流入其中的控制腔17。控制腔17的入口设有节流阀18，该节流阀限制流入控制腔17的燃料。控制腔17中的燃料压力作用在阀针11上。控制腔17中的燃料压力所产生的作用力朝关闭位置驱动阀针11。通过调节控制腔17中的燃料压力可控制阀针11的移动以及进入气缸13的燃料喷射。从控制腔17排出燃料的回流管19被连接到喷射器6。回流管19被布置在气缸盖9的第二孔53中或被连接到气缸盖9的第二孔53。控制阀21被布置在回流管19中，用于控制燃料从控制腔17的排出。控制阀21能是电磁阀。喷射器6还设有朝关闭位置驱动阀针11的弹簧22。
为了起动燃料喷射，控制阀21被打开。燃料从控制腔17流入回流管19，并且控制腔17中的燃料压力降低。燃料流过第二孔53和回流管21而进入燃料箱2。当控制腔17中的压力足够低时，控制腔17中的燃料压力所产生的作用力克服弹簧22的作用力朝打开位置驱动阀针11。所以，阀针11被从阀座上提起，并且燃料被从燃料腔12喷入气缸13。当控制阀21被关闭时，控制腔17中的燃料压力升高。所以，阀针11回到抵靠阀座的关闭位置，从而使得从燃料腔12到气缸13中的燃料喷射停止。
供给管8被布置在气缸盖9的孔20中。管连接器24被连接到气缸盖9，从而使得孔20的开口包围第三装配件27和排出通道的开口。管连接器24包括安装支架42，管连接器借助该安装支架被附接于气缸盖9。供给管8的外表面和孔20的内表面之间的间隙用作用于燃料从喷射器6泄漏的泄流通道。孔20借助排出通道36与泄漏出口32流体连接。因此，从喷射器6泄漏的燃料经过泄漏出口32被排出。
图1示出了一种正常的状态，其中没有发生泄漏，且销34位于连接器本体28中的第一位置。如果泄漏的燃料流到泄漏通道31，则泄漏通道中的压力开始升高。当泄漏通道31中的压力高于某个值时，销34开始从连接器本体28朝外移动，直到抵达第二位置。在第二位置，燃料从泄漏通道31流到泄漏出口32。因为泄漏通道31仅与一个隔间30流体连通，因此突出的销31也指示发生泄漏的供油管段。
排出管37被连接到泄漏出口32。来自管连接器24的排出管37被连接到公共收集管38。从排出管37泄漏的燃料流被引导到收集管38。收集管38设有泄漏检测装置39。泄漏检测装置39在所有来自排出管37的燃料都流经的位置处被连接到收集管38。因为在喷射器6的正常运行状态下，少量的燃料从喷射器6泄漏，所以只检测较大的泄漏燃料流量是有利的。因此，泄漏检测装置39被布置为仅检测其流率超过预定值的燃料流。当超过预定流率时，泄漏检测装置39被布置为触发警报或者以其他方式提示存在从喷射器6或双壁供油管7的燃料泄漏。如果泄漏检测装置提示泄漏，且所有的销34都处于所述的位置，则燃料是从喷射器6和/或供给管8泄漏。相应地，如果至少一个销34处于第二位置，则燃料是从双壁供油管7泄漏。销34还指示发生泄漏的供油管段。

Claims (10)

1.一种用于将第一双壁管的内流动空间、第二管和第三管互连的管连接器(24)，该管连接器包括：
-连接器本体(28)；
-第一装配件(25)，其能够连接到所述第一双壁管，所述第一装配件(25)包括能够连接到所述内流动空间的第一部分(45)以及能够连接到所述第一双壁管的外流动空间的第二部分(46)；
-第二装配件(26)，其能够连接到所述第二管；
-第三装配件(27)，其包括第二部分(44)以及能够连接到所述第三管的第一部分(43)；以及
-流动通道(29)，其被布置在连接器本体(29)中，以用于将所述第一装配件的第一部分(45)、所述第二装配件(26)、以及所述第三装配件的第一部分(43)互连，其特征在于，所述管连接器(24)包括：
-泄漏通道(31)，其被布置为与所述第一装配件的第二部分(46)流动连接；
-泄漏出口(32)，用于从所述泄漏通道(31)排出流体；
-排出通道(36)，其从所述第三装配件的第二部分(44)延伸到所述泄漏出口(32)并且在所述第三装配件的第二部分(44)与所述泄漏出口(32)之间提供连续流动连接；以及
-封闭构件(34)，其具有第一位置和第二位置，在第一位置，阻止从所述泄漏通道(31)到所述泄漏出口(32)的流体流动，在第二位置，允许从所述泄漏通道(31)到所述泄漏出口(32)的流体流动；
所述封闭构件(34)被布置为当所述泄漏通道(31)中的流体压力高于预定极值时从所述第一位置移向所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的管连接器(24)，其特征在于，所述封闭构件(34)的位置能从所述管连接器(24)外部被检测到。
3.根据权利要求1或2所述的管连接器(24)，其特征在于，所述封闭构件(34)被布置为在所述第二位置时从所述连接器本体(28)突出。
4.根据前述权利要求中任一项所述的管连接器(24)，其特征在于，所述第二管是双壁管，并且所述第二装配件(26)能够连接到所述第二管的内流动空间。
5.根据权利要求4所述的管连接器(24)，其特征在于，所述管连接器(24)不包括将所述第二双壁管的外流动空间与所述泄漏通道(31)流体连接的装置。
6.一种用于往复式发动机的燃料喷射系统(1)，所述燃料喷射系统包括：
-喷射器(6)，用于将加压燃料喷入发动机的气缸(13)；
-高压泵(5)，用于加压将被喷射的燃料；
-双壁供油管(7)，其包括用于从所述高压泵(5)朝着所述喷射器(6)供给燃料的内流动空间以及用于可能泄漏的燃料的外流动空间；
-供给管(8)，用于将燃料从所述双壁供油管(7)供给到所述喷射器(6)；
其特征在于，所述双壁供油管(7)借助根据权利要求1至5中任一项所述的管连接器(24)被连接到所述供给管(8)，并且所述管连接器的所述第一装配件(25)和所述第二装配件(26)被连接到所述双壁供油管(7)，并且所述第三装配件(27)被连接到所述供给管(8)。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射系统(1)，其特征在于，排出管(37)与所述泄漏出口(32)连接，收集管(38)被布置为与所述排出管(37)流动连接。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述收集管(38)设有泄漏检测装置(39)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述燃料喷射器(6)包括用于燃料的控制腔(17)，并且借助调节所述控制腔(17)中的燃料压力来控制所述喷射器(6)的燃料喷射。
10.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射系统，其特征在于，用于从所述控制腔(17)排出燃料的回流管(41)被连接到所述喷射器(6)。
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