CN109404167B - 燃气喷射阀及采用其的气体或双燃料发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了燃气喷射阀及采用其的气体或双燃料发动机，燃气喷射阀的壳体外侧设计两层密封结构，电磁铁外壳外侧设计两层密封结构，密封座外侧设计两层密封结构；在两层密封结构之间设置贯通的燃气安全通道，燃气安全通道由壳体上设置的第一通气孔，电磁铁外壳和壳体之间设置的环形空腔，电磁铁外壳上设置的第二通气孔依次连通构成；燃气安全通道与发动机双壁管扫气夹层接通，在一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管扫气夹层并触发发动机的安保措施，使得采用该燃气喷射阀的气体发动机或双燃料发动机使用安全性提高。满足响应速度快，燃气计量准确，覆盖单缸功率范围广等要求。

Description

燃气喷射阀及采用其的气体或双燃料发动机
技术领域
本发明涉及气体或双燃料发动机零部件，具体涉及燃气喷射阀及采用其的气体或双燃料发动机。
背景技术
新的排放法规对废气中的NOx、SOx和颗粒物含量限值定义严格。随着市场对清洁动力的强烈追求，船舶动力行业正大力发展气体燃料发动机技术。与传统燃油相比，气体燃料更容易实现清洁燃烧，且成本更低。因此，气体发动机或双燃料发动机技术已成为各大主机厂竞相研发的前沿技术。
为方便储藏和运输，行业内通常利用低温压缩的方法将气体燃料液化，然后经过减压使用。在气体发动机和双燃料发动机的燃气供应管道内，燃气的压力仍然高达2～6个大气压。为避免燃气泄漏到机舱引起燃烧和爆炸的风险，最新的船检要求，气体燃料发动机需要设计成本质安全型，即气体燃料发动机上凡是气体燃料经过的通道均应设计成双壁管结构，双壁管内腔需要用惰性气体通风，其中的传感器一旦探测到有气体燃料进入双壁管内腔，立即发出报警或停机。燃气喷射阀是气体机和双燃料发动机燃气供应的核心零部件，也是燃气泄漏的重要隐患点之一。因此，有必要研发一种燃气喷射阀，适应与其连接的双壁管结构，当燃气喷射阀出现燃气密封泄漏时，燃气可以进入发动机双壁管内腔，并被传感器探测到，发出报警或发动机停机。
发明内容
本发明公开了燃气喷射阀，用于气体发动机或双燃料发动机使用，在密封结构处设置燃气安全通道，在密封结构失效后，通过燃气检测触发发动机安全措施。
本发明还公开了采用燃气喷射阀的气体发动机，在密封结构处设置燃气安全通道，在密封结构失效后，通过燃气检测触发发动机安全措施。
本发明还公开了采用燃气喷射阀的双燃料发动机，在密封结构处设置燃气安全通道，在密封结构失效后，通过燃气检测触发发动机安全措施。
本发明公开的燃气喷射阀，包括壳体、电磁铁组件和阀芯组件；所述壳体包覆住电磁铁组件和阀芯组件；
所述电磁铁组件包括电磁铁外壳、密封座、铁芯和线圈；所述线圈装配在铁芯中，所述铁芯由密封座隔绝并布置在电磁铁外壳中；
所述阀芯组件包括衔铁、回位弹簧、阀片和阀座；
线圈通电时，衔铁受电磁力作用而拉动阀片脱离阀座开启；
线圈断电时，在回位弹簧作用下，阀片落座贴合阀座；
壳体外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计第一两层密封结构，电磁铁外壳外侧壁与壳体内腔侧壁包覆密封处设计第二两层密封结构，密封座外侧壁与电磁铁外壳内腔侧壁密封处设计第三两层密封结构；在第一、第二和第三两层密封结构之间设置贯通的燃气安全通道，所述燃气安全通道用于与发动机双壁管内腔接通，在第一、第二和第三两层密封结构中靠燃气处的一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管内腔并触发发动机的安保措施。
进一步地，壳体上设置第一通气孔，电磁铁外壳上设置第二通气孔，电磁铁外壳和壳体之间设置环形空腔，密封座设置通气槽，第一通气孔、环形空腔、第二通气孔及通气槽依次连通构成燃气安全通道；所述第一通气孔用于连接双壁管内腔；
进一步地，壳体外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计两层第一密封圈槽；电磁铁外壳外侧壁与壳体内侧侧壁壁包覆密封处设计两层第二密封圈槽并通过橡胶塞密封；密封座由上密封座和下密封座组成，所述上密封座与下密封座外侧分别设计第三密封圈槽并通过橡胶塞与电磁铁外壳内侧壁密封。
进一步地，所述上密封座设置凹槽，所述下密封座设置凸台，凸台高度小于凹槽深度，装配后形成密封座的通气槽。
进一步地，上密封座与下密封座纵向贯通有穿线孔，所述线圈的引线通过穿线孔并被引至电磁铁外壳外部。
进一步地，壳体外腔被用于插装在发动机上，壳体内腔通过插装方式包覆住电磁铁组件和阀芯组件。
进一步地，所述阀片和所述阀座之间为窄密封带配合。
采用上述燃气喷射阀的气体发动机。
采用上述燃气喷射阀的双燃料发动机。
本发明有益技术效果为：壳体外腔侧壁设计两层密封结构，电磁铁外壳外腔侧壁设计两层密封结构，密封座外侧壁设计两层密封结构；在两层密封结构之间设置贯通的燃气安全通道，燃气安全通道由壳体上设置的第一通气孔，电磁铁外壳和壳体之间设置的环形空腔，电磁铁外壳上设置的第二通气孔依次连通构成；燃气安全通道与发动机双壁管扫气夹层接通，在一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管内腔并触发发动机的安保措施，使得采用该燃气喷射阀的气体发动机或双燃料发动机使用安全性提高。满足响应速度快，燃气计量准确，覆盖单缸功率范围广等要求。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明燃气泄漏流向图；
图3为本发明的密封座示意图；
图4为本发明的外形示意图；
其中，1-电磁阀外壳、2-密封座、3-铁芯、4-线圈、5-阀架、6-衔铁、7-阀片、8-阀座、9-壳体、21-第二通气孔、22-环形空腔、23-第一通气孔、24-第一密封圈槽、25-第二密封圈槽、31-上密封座、32-下密封座、41-穿线孔、42-第三密封圈槽、45-通气槽。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
如图1至图4所示，本发明公开的燃气喷射阀，包括壳体9、电磁铁组件和阀芯组件。
壳体9 外腔为插接结构，被用于插装在发动机上。壳体9内腔通过插装方式包覆住电磁铁组件和阀芯组件。
电磁铁组件包括电磁铁外壳1、密封座2、铁芯3和线圈4。线圈4套装在铁芯3上，铁芯3由密封座2隔绝并安装在电磁铁外壳1中。线圈4的引线依次穿过密封座2的穿线孔43、41引出电磁阀外壳1外部，然后在电磁阀外壳1和铁芯3之间的空腔内灌入热封胶固定。
阀芯组件包括阀架5、衔铁6、回位弹簧、阀片7和阀座8。阀架5固定在壳体9内，用于托起电磁阀外壳1下端，阀架5下端开孔用于衔铁6伸出。线圈4通电时，衔铁6受电磁力作用而拉动阀片7脱离阀座8开启。线圈4断电时，在回位弹簧作用下，阀片7落座贴合阀座8。阀片7和阀座8之间为窄密封带配合，密封带预紧力压比高，密封性好，且开启便利。
如图2所示，燃气可能泄漏的部位（向上行走的剪头方向）。由于壳体9外侧壁用于与燃气进气道密封，此处会有一定燃气，此处若密封松动容易出现燃气泄漏。壳体9内腔侧壁与电磁铁外壳1外侧壁密封处若松动，将导致壳体9出的部分燃气从密封结构处泄漏。在电磁铁外壳1内腔，铁芯3是用热封胶封装在电磁阀外壳1内腔，此处燃气可能渗漏，因此需要密封座2与电磁铁外壳1的密封来封堵渗漏燃气，若此处密封结构松动，将导致部分燃气泄漏。
针对这些泄漏风险，壳体9外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计第一两层密封结构，既壳体9外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计两层第一密封圈槽24；电磁铁外壳1外侧壁与壳体9内腔侧壁包覆密封处设计第二两层密封结构，既电磁铁外壳1外侧壁与壳体9内侧侧壁壁包覆密封处设计两层第二密封圈槽25并通过橡胶塞密封；密封座2外侧壁与电磁铁外壳1内腔侧壁密封处设计第三两层密封结构，既密封座2由上密封座31和下密封座32组成，上密封座31与下密封座32外侧分别设计第三密封圈槽42、44并通过橡胶塞与电磁铁外壳1内侧壁密封。上密封座31与下密封座32纵向贯通有穿线孔41，所述线圈4的引线通过穿线孔41并被引至电磁铁外壳1外部。
在第一、第二和第三两层密封结构之间设置贯通的燃气安全通道，燃气安全通道用于与发动机双壁管内腔接通，在第一、第二和第三两层密封结构中靠燃气处的一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管内腔并触发发动机的安保措施。
燃气安全通道结构为：壳体9上设置第一通气孔23，电磁铁外壳1上设置第二通气孔21，电磁铁外壳1和壳体9之间设置环形空腔22，密封座2设置通气槽45。第一通气孔23、环形空腔22、第二通气孔21及通气槽45依次连通构成燃气安全通道。第一通气孔23用于连接双壁管内腔。
通气槽45构成：上密封座31设置凹槽，所述下密封座32设置凸台，凸台高度小于凹槽深度，装配后形成密封座2的通气槽45。
在工作过程中，在第一、第二和第三两层密封结构中靠燃气处的一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管内腔并触发发动机的安保措施，使用安全性较高。

Claims (9)

1.燃气喷射阀，包括壳体（9）、电磁铁组件和阀芯组件；所述壳体（9）包覆住电磁铁组件和阀芯组件；
所述电磁铁组件包括电磁铁外壳（1）、密封座（2）、铁芯（3）和线圈（4）；所述线圈（4）装配在铁芯（3）中，所述铁芯（3）由密封座（2）隔绝并布置在电磁铁外壳（1）中；
所述阀芯组件包括衔铁（6）、回位弹簧、阀片（7）和阀座（8）；
线圈（4）通电时，衔铁（6）受电磁力作用而拉动阀片（7）脱离阀座（8）开启；
线圈（4）断电时，在回位弹簧作用下，阀片（7）落座贴合阀座（8）；
其特征在于：
壳体（9）外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计第一两层密封结构，电磁铁外壳（1）外侧壁与壳体（9）内腔侧壁包覆密封处设计第二两层密封结构，密封座（2）外侧壁与电磁铁外壳（1）内腔侧壁密封处设计第三两层密封结构；在第一、第二和第三两层密封结构之间设置贯通的燃气安全通道，所述燃气安全通道用于与发动机双壁管内腔接通，在第一、第二和第三两层密封结构中靠燃气处的一层密封结构失效时，燃气通过安全通道进入发动机双壁管内腔并触发发动机的安保措施。
2.根据权利要求1所述燃气喷射阀，其特征在于：壳体（9）上设置第一通气孔（23），电磁铁外壳（1）上设置第二通气孔（21），电磁铁外壳（1）和壳体（9）之间设置环形空腔（22），密封座（2）设置通气槽（45），第一通气孔（23）、环形空腔（22）、第二通气孔（21）及通气槽（45）依次连通构成燃气安全通道；所述第一通气孔（23）用于连接双壁管内腔。
3.根据权利要求2所述燃气喷射阀，其特征在于：壳体（9）外侧壁用于与燃气进气道密封接触处设计两层第一密封圈槽（24）；电磁铁外壳（1）外侧壁与壳体（9）内侧壁包覆密封处设计两层第二密封圈槽（25）并通过橡胶塞密封；密封座（2）由上密封座（31）和下密封座（32）组成，所述上密封座（31）与下密封座（32）外侧分别设计第三密封圈槽（42、44）并通过橡胶塞与电磁铁外壳（1）内侧壁密封。
4.根据权利要求3所述燃气喷射阀，其特征在于：所述上密封座（31）设置凹槽，所述下密封座（32）设置凸台，凸台高度小于凹槽深度，装配后形成密封座（2）的通气槽（45）。
5.根据权利要求4所述燃气喷射阀，其特征在于：上密封座（31）与下密封座（32）纵向贯通有穿线孔（41，43），所述线圈（4）的引线通过穿线孔（41，43）并被引至电磁铁外壳（1）外部。
6.根据权利要求5所述燃气喷射阀，其特征在于：壳体（9）被用于插装在发动机上，壳体（9）内腔通过插装方式包覆住电磁铁组件和阀芯组件。
7.根据权利要求6所述燃气喷射阀，其特征在于：所述阀片（7）和所述阀座（8）之间为窄密封带配合。
8.采用权利要求1至7任一项所述的燃气喷射阀的气体发动机。
9.采用权利要求1至7任一项所述的燃气喷射阀的双燃料发动机。
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