CN110195667A - 一种新型增压器系统 - Google Patents

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张建明
姬广存
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Abstract

本发明属于内燃机燃料喷射系统技术领域，具体涉及一种新型增压器系统。该新型增压器系统，包括增压器体、活塞和复位弹簧，所述增压器体内设有活塞，活塞通过复位弹簧，压紧于增压器体内部的密封锥面上，并形成密封交线，隔离第二容腔与第一通道，所述活塞内部设置第二通道，连通增压器体内的第一容腔与第二容腔，增压器体上设置第三通道，使LNG罐中容腔与第二容腔相通，增压器体上设置第四通道，使第三容腔与外部低压环境相通。其有益效果是：采用LNG罐气化后的压缩天然气为气源，依附于LNG罐，无需额外的气源和动力源，可以快速有效的调节LNG罐中的压力；且增压器，整体结构简单，通过机械结构控制，可靠性好，生产成本低。

Description

一种新型增压器系统
技术领域
本发明属于内燃机燃料喷射系统技术领域，具体涉及一种新型增压器系统。
背景技术
当前市场上，采用天然气作为燃料的内燃机车辆中，天然气在车辆上的携带方式分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种。压缩天然气（CNG）是高压气态的天然气，通常1体积转化为200标准体积的天然气。液化天然气（LNG）是液态的天然气，通常1体积转化为600标准体积的天然气。CNG车辆的持续行驶能力不足，适合出租车等小型车辆使用。相对CNG车辆，LNG车辆的持续行驶能力大大增加，中重型货车也有足够的空间来存储设备。
在使用LNG燃料的车辆中，LNG罐中的液化天然气可以通过自重流出或低温泵泵出两种方式，进行液化天然气对内燃机的供给。在工作过程中，随着液化天然气的消耗，LNG罐的上部空间会越来越大，压力逐步降低，甚至出现负压状况，导致液化天然气无法从LNG罐中流出或者泵出。所以，在车辆工作过程中，需要给LNG罐增加一个增压系统，保证LNG罐中有足够的压力，使液化天然气能顺利流出或泵出。目前市场上的LNG罐增压系统，是一套独立工作的系统，控制LNG罐中的压力时波动范围大，可靠性差，且增压器系统结构十分复杂，生产加工的成本高，泄漏点多，不利于LNG燃烧技术的推广。
综上所述，亟需开发一种全新的，完善的增压器系统，简化增压系统的结构，增压工作的可靠性，降低生产的成本，满足市场和社会发展的需求。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种新型增压器系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种新型增压器系统，包括增压器体、活塞和复位弹簧，所述增压器体内设有活塞，活塞通过复位弹簧，压紧于增压器体内部的密封锥面上，并形成密封交线，隔离第二容腔与第一通道，所述活塞内部设置第二通道，连通增压器体内的第一容腔与第二容腔，增压器体上设置第三通道，使LNG罐中容腔与第二容腔相通，增压器体上设置第四通道，使第三容腔与外部低压环境相通。
进一步，所述活塞的第一直径处设置第一密封圈，第二直径处设置第二密封圈。
进一步，所述增压器体端部设有限位紧帽，复位弹簧位于限位紧帽和活塞之间的第一容腔内。
进一步，所述第二容腔与第一通道之间设有节流孔。
进一步，所述增压器体上的第三通道与LNG罐连通，LNG罐上设有放气阀。
进一步，所述活塞端部与节流孔之间设有钢球。
本发明的有益效果是：采用LNG罐气化后的压缩天然气为气源，依附于LNG罐，无需额外的气源和动力源，可以快速有效的调节LNG罐中的压力；且增压器，整体结构简单，通过机械结构控制，可靠性好，生产成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明增压器系统布局图；
附图2为本发明增压器系统工作原理图；
附图3为本发明增压器平面密封变型结构示意图；
附图4为本发明增压器球面密封变型结构示意图。
图中，1增压器体，2活塞，3复位弹簧，4限位紧帽，5 LNG罐，6放气阀，7第二密封圈，8第一密封圈，9密封交线，10第一直径，11第二直径，12第一通道，13节流孔，14第二通道，15第三通道，16第四通道，17第一容腔，18第二容腔，19第三容腔，20钢球。
具体实施方式
附图1-4为本发明的一种具体实施例。该发明一种新型增压器系统，包括增压器体1、活塞2和复位弹簧3，所述增压器体1内设有活塞2，活塞2通过复位弹簧3，压紧于增压器体1内部的密封锥面上，并形成密封交线9，隔离第二容腔18与第一通道12，所述活塞2内部设置第二通道14，连通增压器体1内的第一容腔17与第二容腔18，增压器体1上设置第三通道15，使LNG罐5中容腔与第二容腔18相通，增压器体1上设置第四通道16，使第三容腔19与外部低压环境相通。
进一步，所述活塞2的第一直径10处设置第一密封圈8，第二直径11处设置第二密封圈7。
进一步，所述增压器体1端部设有限位紧帽4，复位弹簧3位于限位紧帽4和活塞2之间的第一容腔17内。
进一步，所述第二容腔18与第一通道12之间设有节流孔3。
进一步，所述增压器体1上的第三通道15与LNG罐5连通，LNG罐5上设有放气阀6。
进一步，所述活塞2端部与节流孔3之间设有钢球20。
该发明一种新型增压器系统， 使用时第一通道12中为高压缩天然气，假设压力为P0；假设第二容腔18中压力为P1，第一容腔17中压力为P2，LNG罐5中容腔压力为P4，在活塞2关闭，压力趋于稳定时，LNG罐5容腔，第一容腔17，第二容腔18中的压力趋于相等；第三容腔19直接与外部环境接通，为低压状态，假设压力为P3。
在LNG罐5中容腔的压力P4、第一容腔17压力P2，第二容腔18压力P1较大时，复位弹簧3的弹簧力与活塞2所受的气压力大于密封交线9处的气压力，活塞2被压紧于增压器体1内部的密封锥面上。活塞2关闭并处于稳定状态时，LNG罐5容腔，第一容腔17，第二容腔18中的压力相等，即P1=P2=P4。
随着液化天然气的消耗或其他原因，导致LNG罐5中的压力P1逐渐降低时，复位弹簧3的弹簧力与活塞2所受的气压力小于密封交线9处的气压力，活塞2脱离增压器体1的密封锥面，向上运动。第一通道12中的压缩天然气，经过节流孔13，压力转换后的压缩天然气流向第二容腔18，在初始阶段，第二容腔18处的压力P1较大，第二容腔18处的压缩天然气通过第二通道14流向第一容腔17，通过第三通道15流向LNG罐5容腔。此时，活塞2上端面受的弹簧力和气压力的合力小于活塞2下端面受的气压力。
进一步，随着第二容腔18处压缩天然气向LNG罐5容腔和第一容腔17中流动，LNG罐5中压力P4逐渐升高，从而实现为LNG罐5增压的目的。第一容腔17中压力P2逐渐升高，随着活塞2的上升运动，复位弹簧3的弹簧力也会逐渐增大，活塞2上下端面的受力逐渐达到平衡状态。
进一步，当第二容腔18中的压缩天然气，继续向第一容腔17中流动时，活塞2上端面的受力大于活塞2下端面的受力，活塞2逐渐向下运动。
进一步，随着活塞2的向下运动，活塞2下端锥面逐渐被压紧于增压器体1内部的密封锥面上，第二容腔18与第一通道12隔离。活塞2关闭并处于稳定状态时，LNG罐5容腔，第一容腔17，第二容腔18中的压力相等，即P1=P2=P4。增压器完成对LNG罐5的增压。
当LNG罐5中的压力P4过大时，放气阀6开启，使LNG罐5容腔中的压力稳定在规定的范围内。
增压器系统中的增压器存在平面密封变形结构。增压器体1与活塞2的密封通过平面密封实现。其工作原理与上文所述锥面密封结构相同。
增压器系统中的增压器存在钢球密封变型结构，钢球20与活塞2固定在一起，复位弹簧3安装于活塞2的内部。钢球20与增压器体1内部密封锥面形成密封交线。其工作原理与上文所述锥面密封结构相同。
本发明涉及到的新型增压器系统中，天然气不仅可以以液化天然气方式存储，还可以以压缩天然气方式存储。压缩天然气存储在CNG罐30中，在发动机工作时，CNG罐30中的压缩天然气，经平衡阀19平衡后，输送至气轨18中，喷射系统的工作原理与上文表述内容相同。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种新型增压器系统，包括增压器体、活塞和复位弹簧，其特征在于，所述增压器体内设有活塞，活塞通过复位弹簧，压紧于增压器体内部的密封锥面上，并形成密封交线，隔离第二容腔与第一通道，所述活塞内部设置第二通道，连通增压器体内的第一容腔与第二容腔，增压器体上设置第三通道，使LNG罐中容腔与第二容腔相通，增压器体上设置第四通道，使第三容腔与外部低压环境相通。
2.根据权利要求1所述的一种新型增压器系统，其特征在于：所述活塞的第一直径处设置第一密封圈，第二直径处设置第二密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种新型增压器系统，其特征在于：所述增压器体端部设有限位紧帽，复位弹簧位于限位紧帽和活塞之间的第一容腔内。
4.根据权利要求1所述的一种新型增压器系统，其特征在于：所述第二容腔与第一通道之间设有节流孔。
5.根据权利要求1所述的一种新型增压器系统，其特征在于：所述增压器体上的第三通道与LNG罐连通，LNG罐上设有放气阀。
6.根据权利要求1所述的一种新型增压器系统，其特征在于：所述活塞端部与节流孔之间设有钢球。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112696514A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 上海百图低温阀门有限公司 车用lng绝热气瓶增压调压阀

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