CN110514448A - 替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有技术中柴油机倒灌水试验多采用防到灌水舌阀而造成的成本问题，本发明提供一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置及试验方法，包括进口排气管和出口排气管，其特征在于，还包括设置在进口排气管和出口排气管之间的防倒灌组件；其中，所述的防倒灌组件包括低位水箱、阀门组件以及控制组件；该低位水箱的输入端与进口排气管连接且输出端与出口排气管连接；所述的阀门组件设置在低位水箱内或输出端与出口排气管上；阀门组件与控制组件电连接，用于根据管路正常排气或倒灌水时形成不同的关闭或开启的阀门组合。本发明可以安全、高效的实现在台架上完成柴油机的最低不倒灌水转速的试验。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机的试验领域，特别涉及一种特殊用途柴油机排气管路上安装的防倒灌水舌阀的台架试验替代装置。
背景技术
如今，柴油机的用途和种类越来越多，有一种特殊用途的船用柴油机，其在某些工况下，柴油机排气管出口位于水面以下，时刻存在水倒灌进柴油机缸内的风险。因此需要在试验台架上进行最低不倒灌水试验，得到柴油机排气管出口不倒灌水的最低运行转速。
船上为防止海水倒灌，在排气管上安装有内舌阀和外舌阀，该阀门必须满足耐海水腐蚀、能承受超高压力、完全密封、快速开闭的要求，因此造价极其昂贵。台架试验时，因使用淡水进行试验，且阀门前后压力仅为0.1MPa左右，仅使用了其防倒灌水和密封功能，因此为降低试验台架的施工成本，急需一种能满足防倒灌水和密封功能且不影响倒灌水试验的替代装置。
本发明提出一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置及其试验方法，在能确保试验安全性和试验有效性的前提下，大大降低了台架试验的成本。
发明内容
为了解决现有技术中柴油机倒灌水试验多采用防到灌水舌阀而造成的成本问题，本发明提供一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置及其试验方法。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，包括进口排气管和出口排气管，其特征在于，还包括设置在进口排气管和出口排气管之间的防倒灌组件；其中，所述的防倒灌组件包括低位水箱、阀门组件以及控制组件；该低位水箱的输入端与进口排气管连接且输出端与出口排气管连接；所述的阀门组件设置在低位水箱内或输出端与出口排气管上；阀门组件与控制组件电连接，用于根据管路正常排气或倒灌水时形成不同的关闭或开启的阀门组合。
阀门组件包括进口阀板、三通蝶阀、出口阀板、密封蝶阀以及排水阀；其中，所述的三通蝶阀设置在低位水箱内且该三通蝶阀的水平输入端与进口排气管连接；三通蝶阀的水平输出端与出口排气管连接；进口阀板设置在三通蝶阀的水平输入端内；密封蝶阀设置在出口排气管上；三通蝶阀的竖直输出端朝向低位水箱设置且其输出端内设置有出口阀板；排水阀以及排水管路设置在低位水箱的底部。
控制组件包括温度传感器、报警灯、水位测量部以及控制单元；其中，控制单元与温度传感器、报警灯、水位测量部、进口阀板、密封蝶阀、出口阀板以及排水阀均电连接；其中，所述的温度传感器设置在出口排气管的管路底部；水位测量部设置在低位水箱的内部，用于测量低位水箱内的水位。
一种如上述替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置的试验方法，其特征在于，温度传感器采集出口排气管的温度，在排气管的温度降低至阈值后，控制单元发出控制信号至报警灯，进行报警；同时，控制单元控制出口阀板打开，低位水箱收集倒灌水；当控制单元采集到水位测量部的信号后，控制单元控制进口阀板关闭，密封蝶阀关闭，排水阀打开；柴油机随后停机。
本发明提出的可替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置及试验方法，可以实现内外舌阀的防倒灌水和密封功能，最大程度上确保倒灌水试验安全顺利的进行，大大降低了台架试验的成本，使台架低成本进行柴油机最低不倒灌水试验成为可能。
有益效果：本发明提出的柴油机最低不倒灌水转速试验的试验台和试验方法，通过对排气管路相关的布置优化，可以安全、高效的实现在台架上完成柴油机的最低不倒灌水转速的试验，解决实船进行相关试验风险高、困难大的问题，将陆上进行柴油机最低不倒灌水试验成为可能。
附图说明
图1为替代装置总体布置示意图；
图2为低位水箱剖视图；
图中：1进口排气管，2水箱连通管，3低位水箱，4排水阀，5密封蝶阀，6连通管，7温度传感器，8出口排气管，9三通蝶阀，10进口阀板，11出口阀板，12红色报警灯，13黄色报警灯，14不锈钢浮阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1和2所示，试验方法如下：
正常排气状态下，排气依次经过进口排气管1，进口阀板10，三通蝶阀9，密封蝶阀5，出口排气管8，最终排出；当水倒灌时，水将沿排气的反方向逐渐发展。
出现倒灌水时，倒灌水首先出现在出口排气管8的管路底部，此时壁面温度会降低，温度传感器7测量值会迅速降低，当降低到温度阈值，如40摄氏度时，此时黄色报警灯12将发出信号，提醒操控室和低位水箱3附近试车人员。连通管6内则会指示排气管内水位高度，试车人员巡视过程中可以实时观察，共同确保第一时间发现出口排气管8中的倒灌水。
此时，出口排气管8中的倒灌水将朝低位水箱内流,3，可以通过控制单元控制三通蝶阀9的出口阀板11打开，角度为15～90度，倒灌水将通过出口阀板11的开口流入低位水箱3。当低位水箱3内水位达到设定高度，触发不锈钢浮阀14的报警信号时，红色报警灯13将发出报警信号，控制单元控制进口阀板10关闭，出口阀板11完全打开，密封蝶阀5关闭，排水阀4打开，共同阻止倒灌水越过低位水箱3。低位水箱3侧面还安装有水箱连通管2，试车人员可实时观察低位水箱3内的水位高度，共同确保试验安全。连通管6和水箱连通管2在耐高温橡胶管连接处设有弯折结构，阻止空气流通但确保水能顺利通过，以降低透明玻璃管处的温度。
出口阀板11打开后，倒灌水将流入到低位水箱3内，排水阀4打开排出低位水箱3内倒灌水，密封蝶阀5关闭，阻止倒灌水的涌入，进口阀板10关闭，进一步阻止倒灌水，柴油机随后停机。
如此，通过多重检测和保护措施，可确保第一时间发现倒灌水，第一时间排出倒灌水，并阻止倒灌水继续向柴油机方向发展，有效保护了柴油机的安全，大大降低了试验成本。
本发明将原有内外舌阀取消，在外舌阀位置安装相同规格的密封蝶阀5，密封蝶阀5后段的出口排气管8上安装有温度传感器7，用于测量密封蝶阀5的管壁面温度，可以在操控室显示温度传感器7采集的温度的数值，当检测到温度突降低于温度阈值时，利用控制单元发出报警信号。温度传感器7附近的出口排气管8底部和顶部位置开孔引出接头，两接头连接耐高温橡胶管，橡胶管引出适当距离后，用透明玻璃管连接，玻璃管位置固定，其底部高度低于出口排气管8的底部接口。
原有内外舌阀中间位置布置一个大容积的低位水箱3，进口排气管1贯通低位水箱，低位水箱3内部的进口排气管1上安装有三通蝶阀9。三通蝶阀9反向安装，开口向下，进口带进口阀板10。倒灌的水可以通过朝下微开的出口阀板11流入低位水箱3。
低位水箱3可根据现场条件布置外形尺寸，容量要大，低位水箱3底部设置有排水阀4，该排水阀4排水流量不小于倒灌水流量。低位水箱3内部布置有不锈钢浮阀14，不锈钢浮阀14设置为当低位水箱3内水位达到一定高度时发出报警信号，该信号在低位水箱3发送至控制单元，控制单元控制红色报警灯工作，告知试车人员。不锈钢浮阀14发出的同时，控制单元控制控制低位水箱3底部排水阀4开启、低位水箱3内部三通蝶阀9切换、低位水箱3后的密封蝶阀5关闭。低位水箱3侧面还安装有水箱连通管6，采用耐高温橡胶管连接玻璃管，用于实时观测低位水箱3内水位。
需要明确的是：所述的控制单元可以是PLC等各类型能满足相应要求的控制组件；三通蝶阀(9)是可以具有连锁机构的三通阀；密封蝶阀(5)是满足排气和排水要求的水密封蝶阀；排水阀(4)是普通的排水蝶阀。
其中，所述的控制单元的P0～P7端口中的6个端口与温度传感器(7)、报警灯、水位测量部、进口阀板(10)、密封蝶阀(5)、出口阀板(11)以及排水阀(4)连接。其中，进口阀板(10)、密封蝶阀(5)、出口阀板(11)以及排水阀(4)还可以是电磁阀。当以上部件为电磁阀时，控制单元的端口连接对应的继电器从而控制电磁阀的动作。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，包括进口排气管(1)和出口排气管(8)，其特征在于，还包括设置在进口排气管(1)和出口排气管(8)之间的防倒灌组件；
其中，所述的防倒灌组件包括低位水箱(3)、阀门组件以及控制组件；该低位水箱(3)的输入端与进口排气管(1)连接且输出端与出口排气管(8)连接；所述的阀门组件设置在低位水箱(3)内或输出端与出口排气管(8)上；阀门组件与控制组件电连接，用于根据管路正常排气或倒灌水时形成不同的关闭或开启的阀门组合。
2.根据权利要求1所述的一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，其特征在于，阀门组件包括进口阀板(10)、三通蝶阀(9)、出口阀板(11)、密封蝶阀(5)以及排水阀(4)；
其中，所述的三通蝶阀(9)设置在低位水箱(3)内且该三通蝶阀(9)的水平输入端与进口排气管(1)连接；三通蝶阀(9)的水平输出端与出口排气管(8)连接；进口阀板(10)设置在三通蝶阀(9)的水平输入端内；密封蝶阀(5)设置在出口排气管(8)上；三通蝶阀(9)的竖直输出端朝向低位水箱(3)设置且其输出端内设置有出口阀板(11)；排水阀(4)以及排水管路设置在低位水箱(3)的底部。
3.根据权利要求1所述的一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，阀门组件包括进口阀板(10)、三通蝶阀(9)、出口阀板(11)、密封蝶阀(5)以及排水阀(4)；其中，所述的三通蝶阀(9)设置在低位水箱(3)内且该三通蝶阀(9)的水平输入端与进口排气管(1)连接；三通蝶阀(9)的水平输出端与出口排气管(8)连接；进口阀板(10)设置在三通蝶阀(9)的水平输入端内；密封蝶阀(5)设置在出口排气管(8)上；三通蝶阀(9)的竖直输出端朝向低位水箱(3)设置且其输出端内设置有出口阀板(11)；排水阀(4)以及排水管路设置在低位水箱(3)的底部；其特征在于，控制组件包括温度传感器(7)、报警灯、水位测量部以及控制单元；
其中，控制单元与温度传感器(7)、报警灯、水位测量部、进口阀板(10)、密封蝶阀(5)、出口阀板(11)以及排水阀(4)均电连接；
其中，所述的温度传感器(7)设置在出口排气管(8)的管路底部；水位测量部设置在低位水箱(3)的内部，用于测量低位水箱(3)内的水位。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，其特征在于，出口排气管(8)上设置有用于指示其内部水位的连通器(6)。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置，其特征在于，低位水箱(3)上设置有用于观察其内水位的水箱连通管(2)。
6.一种如权利要求3所述替代柴油机防倒灌水舌阀的台架试验装置的试验方法，其特征在于，温度传感器(7)采集出口排气管(8)的温度，在排气管(8)的温度降低至阈值后，控制单元发出控制信号至报警灯，进行报警；同时，控制单元控制出口阀板(11)打开，低位水箱(3)收集倒灌水；当控制单元采集到水位测量部的信号后，控制单元控制进口阀板(10)关闭，密封蝶阀(5)关闭，排水阀(4)打开；柴油机随后停机。
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