CN109779731B - 一种用于双燃料发动机的废气排放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于双燃料发动机的废气排放系统，旨在提供一种可有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题的用于双燃料发动机的废气排放系统。它包括主排气管线，主排气管线包括与发动机相连的主排气管；备用排气管线，备用排气管线包括备用排气管；防爆连接装置，防爆连接装置包括连接主排气管与备用排气管的防爆连接管及用于隔断防爆连接管的防爆保护片，防爆保护片隔断防爆连接管，以使主排气管与备用排气管隔离；当主排气管内的压强大于设定值P1时，防爆保护片破裂，以使主排气管内的气体可以通过连接管道进入备用排气管。

Description

一种用于双燃料发动机的废气排放系统

技术领域

本发明涉及一种发动机的废气排放系统，具体涉及一种用于双燃料发动机的废气排放系统。

背景技术

双燃料发动机（天然气-柴油两用燃料发动机）在天然气模式运行过程中发生故障时，天然气可进入排气系统，使得天然气可能积聚在排气管路上，一旦排气管路内的天然气遇到火源就会被点燃发生爆炸，破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题。有鉴于此，如何设计一种双燃料发动机的废气排放系统，以解决上述问题，非常有重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种可有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题的用于双燃料发动机的废气排放系统。

本发明的技术方案是：

一种用于双燃料发动机的废气排放系统，包括：主排气管线，主排气管线用于排放发动机工作所排出的废气，主排气管线包括与发动机相连的主排气管；备用排气管线，备用排气管线包括备用排气管，备用排气管的一端封闭，备用排气管的另一端形成备用排气口；防爆连接装置，防爆连接装置包括连接主排气管与备用排气管的防爆连接管及用于隔断防爆连接管的防爆保护片，防爆保护片隔断防爆连接管，以使主排气管与备用排气管隔离；当主排气管内的压强大于设定值P1时，防爆保护片破裂，以使主排气管内的气体可以通过连接管道进入备用排气管。如此，在双燃料发动机在天然气模式运行过程中发生故障，使得天然气可能积聚在排气管路上，并且发生排气管路内的天然气遇被点燃爆炸时，防爆保护片将首先破裂，使主排气管内的部分气体通过连接管道进入备用排气管，并通过备用排气口排出，从而极大的降低主排气管内的压强，有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题。

作为优选，防爆连接装置还包括转动设置在船体上的主轴杆、同轴设置在主轴杆上的防爆保护片安装盘、N个绕轴杆周向均布在防爆保护片安装盘上的防爆保护片安装孔、通过单向轴承设置在主轴杆上的驱动齿轮、与驱动齿轮相啮合的齿条、设置在在船体上的切换缸体、设置在切换缸体的内侧面上的第一限位块与第二限位块、滑动设置在切换缸体内并位于第一限位块与第二限位块之间的活塞体、与活塞体相连接的活塞杆、设置在切换缸体外侧面上的第一接口、设置在主排气管外侧面上的第二接口及连接第一接口与第二接口的连接管道，所述防爆连接管包括第一连接管与第二连接管，所述第一连接管的第一端与主排气管相连，第一连接管的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘的一端面上，所述第二连接管的第一端与备用排气管相连，第二连接管的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘的另一端面上，所述防爆保护片与防爆保护片安装孔一一对应，且防爆保护片安装在对应的防爆保护片安装孔内并封遮对应的防爆保护片安装孔；所述主轴杆与切换缸体的轴线相垂直，所述切换缸体的第一端封闭，切换缸体的第二端设有活塞杆过口，所述切换缸体并位于活塞体与切换缸体的第二端之间设有预紧压缩弹簧，所述第一接口位于切换缸体的第一端与第一限位块之间，第一限位块位于切换缸体的第一端与活塞体之间，所述活塞杆的端部存过活塞杆过口并位于切换缸体的外侧，所述齿条的长度方向与活塞杆的长度方向相平行，齿条的一端与活塞杆的端部相连接。如此，当排气管路内的天然气发生点燃爆炸的过程，排气管路内的部分压力将通过连接管道进入到切换缸体内，克服预紧压缩弹簧的弹力，使活塞体往第二限位块移动，直至活塞体抵在第二限位块上，这个过程由于单向轴承可以自由转动，因而驱动齿轮不会带动主轴杆和防爆保护片安装盘旋转；当用于隔断防爆连接管的防爆保护片破裂，主排气管内的部分气体通过连接管道进入备用排气管，并通过备用排气口排出，使主排气管内的压强恢复到常压状态后，在预紧压缩弹簧的作用下，活塞体将由第二限位块往第一限位块移动，直至活塞体抵在第一限位块上，这个过程中，齿条带动驱动齿轮和主轴杆转动，从而带动防爆保护片安装盘旋转，使防爆保护片安装盘上的另一个完好的防爆保护片旋转至第一连接管与第二连接管之间，用于隔断防爆连接管，以使废气排放系统能够再次正常工作，并且再次发生排气管路内的天然气发生点燃爆炸时，仍旧可以有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题；另外，破裂的防爆保护片将位于防爆连接管的外侧，可以将破裂的防爆保护片拆卸，并更换新的防爆保护片。

作为优选，活塞体由第二限位块移动至第一限位块上时，齿条带动驱动齿轮旋转360/N度。

作为优选，当活塞体由第一限位块往第二限位块方向移动时，所述单向轴承可以自由转动，当活塞体由第二限位块往第一限位块方向移动时，所述单向轴承锁死。

作为优选，主排气管上设有膨胀节，备用排气管上也设有膨胀节。

作为优选，主排气管上设有消音器。

作为优选，还包括排气管通风装置，排气管通风装置包括风机及连接风机与主排气管的通风管道。在发动机天然气模式停止后，可以开启风机，来清除主排气管内的天然气，从而避免天然气可能积聚在排气管路上。

作为优选，主排气管的排气口上设有防雨罩。

作为优选，备用排气口上也设有防雨罩。

本发明的有益效果是：可有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题。

附图说明

图1是本发明的具体实施例一的一种用于双燃料发动机的废气排放系统的一种结构示意图。

图2是本发明的具体实施例二的一种用于双燃料发动机的废气排放系统的一种结构示意图。

图3是本发明的具体实施例二的防爆保护片安装盘的一种结构示意图。

图4是图2中A处的局部放大图。

图5是图2中B处的局部放大图。

图中：

主排气管1；

备用排气管2；

防爆连接装置3：

防爆连接管3.1，第一连接管3.11，第二连接管3.12，

防爆保护片3.2，主轴杆3.3，

防爆保护片安装盘3.4，防爆保护片安装孔3.41，

切换缸体3.5，第一限位块3.51，第二限位块3.52，活塞体3.53，活塞杆3.54，第一接口3.55，预紧压缩弹簧3.56，

单向轴承3.6，驱动齿轮3.7，齿条3.8，导向套3.9，第二接口3.10；

膨胀节4；

消音器5；

防雨罩6；

排气管通风装置7，风机7.1，通风管道7.2；

发动机8。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体:可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1所示，一种用于双燃料发动机的废气排放系统，包括主排气管线、备用排气管线及防爆连接装置3。主排气管线用于排放发动机工作所排出的废气，主排气管线包括与发动机8的废气排放口相连的主排气管1。备用排气管线包括备用排气管2，备用排气管的一端封闭，备用排气管的另一端形成备用排气口。防爆连接装置3包括连接主排气管与备用排气管的防爆连接管3.1及用于隔断防爆连接管的防爆保护片3.2，防爆保护片隔断防爆连接管，以使主排气管与备用排气管隔离。当主排气管内的压强大于设定值P1时，防爆保护片破裂，以使主排气管内的气体可以通过连接管道进入备用排气管。经测定，主排气管线内的各部件的通常都能承受至少200kpa的压力，因而本实施例中，设定值P1取值为150-200kpa，具体的，P1取值为150 kpa 或180 kpa 或200kpa。

如此，在双燃料发动机正常工作的过程中，发动机工作所排出的废气通过主排气管排出；在双燃料发动机在天然气模式运行过程中发生故障，使得天然气可能积聚在排气管路上，并且发生排气管路内的天然气遇被点燃爆炸时，防爆保护片将首先破裂，使主排气管内的部分气体通过连接管道进入备用排气管，并通过备用排气口排出，从而极大的降低主排气管内的压强，有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题。

进一步的，还包括排气管通风装置7，排气管通风装置包括风机7.1及连接风机与主排气管的通风管道7.2。通风管道上设有开关阀门。本实施例中，通风管道与主排气管之间的连接部位靠近主排气管与发动机之间的连接部位。在发动机天然气模式停止后，可以开启风机，来清除主排气管内的天然气，从而避免天然气可能积聚在排气管路上。

进一步的，主排气管上设有膨胀节4，备用排气管上也设有膨胀节。

进一步的，主排气管上设有消音器5。

进一步的，主排气管的排气口上设有防雨罩6。本实施例中，主排气管的一端与发动机相连，主排气管的另一端形成排气口，主排气管的排气口往上延伸至船体的甲板上方，且主排气管的排气口与甲板之间的间距大于2米。

进一步的，备用排气口上也设有防雨罩。本实施例中，备用排气口往上延伸至船体的甲板上，且备用排气口与甲板之间的间距大于2米。

具体实施例二：本实施例的具体结构参照具体实施例一，其不同之处在于：如图2、图3、图4、图5所示，防爆连接装置还包括通过轴承转动设置在船体上的主轴杆3.3、同轴设置在主轴杆上的防爆保护片安装盘3.4、N个绕轴杆周向均布在防爆保护片安装盘上的防爆保护片安装孔3.41、通过单向轴承3.6设置在主轴杆上的驱动齿轮3.7、与驱动齿轮相啮合的齿条3.8、设置在在船体上的切换缸体3.5、设置在切换缸体的内侧面上的第一限位块3.51与第二限位块3.52、滑动设置在切换缸体内并位于第一限位块与第二限位块之间的活塞体3.53、与活塞体相连接的活塞杆3.54、设置在切换缸体外侧面上的第一接口3.55、设置在主排气管外侧面上的第二接口3.10及连接第一接口与第二接口的连接管道。

如图2 、图4所示，述防爆连接管包括第一连接管3.11与第二连接管3.12，第一连接管的第一端与主排气管相连，第一连接管3.11的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘3.4的一端面上，本实施例中，第一连接管的第二端的端面与防爆保护片安装盘的一端面之间形成硬密封结构，或者第一连接管的第二端的端面上固定有密封圈，第一连接管的第二端的端面上的密封圈紧贴在防爆保护片安装盘的一端面上。第二连接管3.12的第一端与备用排气管相连，第二连接管的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘3.4的另一端面上，本实施例中，第二连接管的第二端的端面与防爆保护片安装盘的另一端面之间形成硬密封结构，或者第二连接管的第二端的端面上固定有密封圈，第二连接管的第二端的端面上的密封圈紧贴在防爆保护片安装盘的另一端面上。

如图3、图4所示，防爆保护片3.2与防爆保护片安装孔3.41一一对应，且防爆保护片安装在对应的防爆保护片安装孔内并封遮对应的防爆保护片安装孔。本实施例中，防爆保护片安装孔为台阶孔，防爆保护片安装在防爆保护片安装孔的台阶面上。

如图2、图5所示，主轴杆3.3与切换缸体3.5的轴线相垂直。切换缸体的第一端封闭，切换缸体的第二端设有活塞杆过口。切换缸体并位于活塞体与切换缸体的第二端之间设有预紧压缩弹簧3.56。第一接口位于切换缸体的第一端与第一限位块之间，第一限位块位于切换缸体的第一端与活塞体之间。活塞杆的端部存过活塞杆过口并位于切换缸体的外侧。齿条的长度方向与活塞杆的长度方向相平行，齿条的一端与活塞杆的端部相连接。

本实施例中，防爆连接装置还包括与活塞杆同轴的导向套3.9，导向套位于切换缸体的外侧，导向套通过连接件与切换缸体的外表面相连，活塞杆穿过导向套，活塞杆的外侧面上设有沿活塞杆轴线延伸的限位凸块，导向套的内侧面上设有与限位凸块相配合的限位通槽，限位通槽沿导向套的轴向延伸，限位凸块的一部分伸入限位通槽内，以限制活塞杆转动。

活塞体由第二限位块移动至第一限位块上时，齿条带动驱动齿轮旋转360/N度；本实施例中N取值为6，即防爆保护片安装盘上具有6个防爆保护片安装孔；因而本实施例中，活塞体由第二限位块移动至第一限位块上时，齿条带动驱动齿轮旋转60度。

当活塞体由第一限位块往第二限位块方向移动时，齿条带动驱动齿轮旋转，由于单向轴承可以自由转动（单向轴承在这个方向上可以自由转动），因而驱动齿轮不会带动主轴杆和防爆保护片安装盘旋转。当活塞体由第二限位块往第一限位块方向移动时，齿条带动驱动齿轮旋转，由于单向轴承锁死（单向轴承在这个方向上锁死），因而驱动齿轮将带动主轴杆和防爆保护片安装盘旋转。

在排气管路内的天然气发生点燃爆炸的过程，排气管路内的部分压力将通过连接管道进入到切换缸体内，克服预紧压缩弹簧的弹力，使活塞体往第二限位块移动，直至活塞体抵在第二限位块上，这个过程由于单向轴承可以自由转动，因而驱动齿轮不会带动主轴杆和防爆保护片安装盘旋转；当用于隔断防爆连接管的防爆保护片破裂，主排气管内的部分气体通过连接管道进入备用排气管，并通过备用排气口排出，使主排气管内的压强恢复到常压状态后，在预紧压缩弹簧的作用下，活塞体将由第二限位块往第一限位块移动，直至活塞体抵在第一限位块上，这个过程中，齿条带动驱动齿轮和主轴杆转动，从而带动防爆保护片安装盘旋转，使防爆保护片安装盘上的另一个完好的防爆保护片旋转至第一连接管与第二连接管之间，用于隔断防爆连接管，以使废气排放系统能够再次正常工作，并且再次发生排气管路内的天然气发生点燃爆炸时，仍旧可以有效避免因排气管路内的天然气发生点燃爆炸，而破坏排气系统，甚至导致发动机部件损坏等问题；另外，破裂的防爆保护片将位于防爆连接管的外侧，可以将破裂的防爆保护片拆卸，并更换新的防爆保护片。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，包括：

主排气管线，主排气管线用于排放发动机工作所排出的废气，主排气管线包括与发动机相连的主排气管；

备用排气管线，备用排气管线包括备用排气管，备用排气管的一端封闭，备用排气管的另一端形成备用排气口；

防爆连接装置，防爆连接装置包括连接主排气管与备用排气管的防爆连接管及用于隔断防爆连接管的防爆保护片，防爆保护片隔断防爆连接管，以使主排气管与备用排气管隔离；

当主排气管内的压强大于设定值P1时，防爆保护片破裂，以使主排气管内的气体可以通过防爆连接管进入备用排气管；

所述防爆连接装置还包括转动设置在船体上的主轴杆、同轴设置在主轴杆上的防爆保护片安装盘、N个绕主轴杆周向均布在防爆保护片安装盘上的防爆保护片安装孔、通过单向轴承设置在主轴杆上的驱动齿轮、与驱动齿轮相啮合的齿条、设置在船体上的切换缸体、设置在切换缸体的内侧面上的第一限位块与第二限位块、滑动设置在切换缸体内并位于第一限位块与第二限位块之间的活塞体、与活塞体相连接的活塞杆、设置在切换缸体外侧面上的第一接口、设置在主排气管外侧面上的第二接口及连接第一接口与第二接口的连接管道，

所述防爆连接管包括第一连接管与第二连接管，所述第一连接管的第一端与主排气管相连，第一连接管的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘的一端面上，所述第二连接管的第一端与备用排气管相连，第二连接管的第二端的端面紧贴在防爆保护片安装盘的另一端面上，所述防爆保护片与防爆保护片安装孔一一对应，且防爆保护片安装在对应的防爆保护片安装孔内并封遮对应的防爆保护片安装孔；

所述主轴杆与切换缸体的轴线相垂直，所述切换缸体的第一端封闭，切换缸体的第二端设有活塞杆过口，所述切换缸体内设有预紧压缩弹簧，预紧压缩弹簧位于活塞体与切换缸体的第二端之间，所述第一接口位于切换缸体的第一端与第一限位块之间，第一限位块位于切换缸体的第一端与活塞体之间，所述活塞杆的端部穿过活塞杆过口并位于切换缸体的外侧，所述齿条的长度方向与活塞杆的长度方向相平行，齿条的一端与活塞杆的端部相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，所述活塞体由第二限位块移动至第一限位块上时，齿条带动驱动齿轮旋转360/N度。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，当活塞体由第一限位块往第二限位块方向移动时，所述单向轴承可以自由转动，当活塞体由第二限位块往第一限位块方向移动时，所述单向轴承锁死。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，所述主排气管上设有膨胀节，备用排气管上也设有膨胀节。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，所述主排气管上设有消音器。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，还包括排气管通风装置，排气管通风装置包括风机及连接风机与主排气管的通风管道。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，所述主排气管的排气口上设有防雨罩。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于双燃料发动机的废气排放系统，其特征是，所述备用排气口上设有防雨罩。

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