CN111684152B - 用于低温燃料的燃料输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于低温燃料的燃料输送装置，包括具有壳体部件(2)的高压泵(1)，在所述壳体部件中构造有柱形的压缩室(3)，所述压缩室被可往复运动的活塞(4)限界。在此，所述活塞(4)的一个区段被低压室(5)包围，为了将在泄漏路径上从所述压缩室(3)流出的泄漏量引回，所述压缩室通过至少一个孔(6)和/或管路(7)与通到箱(8)中的回流管路(9)连接。根据本发明，所述压缩室(3)也能够通过冷启动阀(10)与所述回流管路(9)连接。此外，根据本发明，在所述至少一个孔(6)和/或管路(7)中构造有止回阀(11)，所述止回阀在冷启动阀(10)打开时防止，从所述压缩室(3)排出的冲刷量到达所述低压室(5)中。

Description

用于低温燃料的燃料输送装置
技术领域
本发明涉及一种用于低温燃料的燃料输送装置。燃料输送装置包括高压泵，借助该高压泵能够对低温燃料加载以高压。
背景技术
低温燃料尤其可以是天然气(“Natural Gas”＝NG)，天然气在车辆上以液态形式(“Liquefied Natural Gas”＝LNG)被储存在专门为其设计的箱中，用于运行内燃机。为了液化，天然气被冷却到大约-160℃的温度。
为了对液态气体加载以高压，由现有技术已知一种输送装置，该输送装置包括实施为活塞泵的高压泵。通过可往复运动的、限制压缩室的活塞能够对液态气体加载以高压。在用于LNG直接喷射的燃料喷射系统中达到超过300bar的压力。为了将由于泄漏而引起的损失保持得小，通常将泄漏量引回到箱中。
由US 7 293 418 B2已知一种用于液态天然气的高压泵，该高压泵至少区段式地布置在箱中，使得泄漏量可以直接泄漏到箱中。然而，高压泵的该布置导致显著的结构设计费事，因为箱必须向外密封。
此外，因此已知一种包括布置在箱外的高压泵的燃料喷射系统。在这种情况下，积累的泄漏量的回引通过单独的回流管路实现，该回流管路将高压泵与箱连接。高压泵在箱外的布置具有以下缺点：高压泵在较长的静止状态之后由于被加热而通常不能立即运行。因此，为了主动冷却，在“冷启动”时用来自箱的低温液态燃料冲刷高压泵。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的任务是给出一种用于低温燃料的燃料输送装置，该燃料输送装置尽可能简单地构造以及能够环保和高效地运行。
为了解决该任务，提出根据本发明的燃料输送装置。下面还给出本发明的有利扩展方案。
所提出的用于低温燃料的燃料输送装置包括具有壳体部件的高压泵，在该壳体部件中构造有柱形的压缩室，该压缩室被可往复运动的活塞限界。活塞的一个区段被低压室包围，为了将在泄漏路径中从压缩室流出的泄漏量引回，所述低压室通过至少一个孔和/或管路与通到箱中的回流管路连接。根据本发明，压缩室也可以通过冷启动阀与回流管路连接。此外，根据本发明，在至少一个孔和/或管路中构造有止回阀，该止回阀在冷启动阀打开时防止从压缩室排出的冲刷量到达低压室中。
通过所提出的将积累的泄漏量和冲刷量引回到箱中，降低了环境污染。因为低温燃料、尤其是天然气被视为对气候有害的，从而应避免排放到环境中或者至少将排放限制到最小值。此外，引回到箱中的燃料量保留给系统。
此外，为了将泄漏量和冲刷量引回而仅需要一个回流管路，使得降低了结构设计费事。在此，通过止回阀保证，冲刷量以尽可能直接的路径、尤其是不绕过低压室地被引导回到箱中。因为冲刷量就能够不太强烈地加热，由此减少了到箱中的热输入。
此外，如果低温燃料到达低压区域中，则存在以下危险：在邻接到低压室上的液压区域中发生液压介质的冻结。通过止回阀可以消除该危险。
根据本发明的一个优选实施方式，止回阀构造在所述壳体部件与另一壳体部件的接触区域中。该措施使止回阀的构造变得容易，因为接触区域在装配高压泵之前可容易地接近。在这种情况下，接收止回阀的孔延伸通过两个壳体部件。所述另一壳体部件优选轴向地安装到第一壳体部件上和/或轴向地与第一壳体部件夹紧，以便确保所需的密封。
如果泄漏量从低压室至少区段地通过管路被引回到箱中，则根据本发明的另一优选实施方式，止回阀构造在所述管路连接到第一壳体部件上的连接区域中。在连接区域中的布置简化了止回阀的构造，因为连接区域也是容易接近的。在第一壳体部件中优选构造有孔，泄漏路径和冲刷路径经由该孔合并。此外，回流管路可以以简单的方式连接到所述孔上。
根据本发明的另一优选实施方式，止回阀集成到第一壳体部件中。因此，接收止回阀的孔至少区段地实施在第一壳体部件中。该孔同时可以用于连接回流管路，使得在装配回流管路之前能够以简单方式将止回阀从外部装入到孔中。为了简化回流管路的装配，该回流管路可以具有连接套管，该连接套管能够被插入、优选被压入或旋入到孔中。在止回阀和回流管路之间，将通过冷启动阀从压缩室排出的燃料量导入到孔中。
通过将止回阀集成到壳体部件中，在接口区域中提供了用于实现所需的密封的自由度。
此外优选地，压缩室可以通过入口阀与流入口连接，所述流入口通过流入管路与箱和/或另一泵连接。通过入口阀可以向压缩室供给来自箱的液态天然气，然后，在压缩运行中借助泵活塞对压缩室加载以高压。以相同的路径，在冷启动时可以将低温的液态天然气供应给压缩室用于冲刷，其中，冲刷量通过冷启动阀和回流管路被引导回到箱中。通过例如可以布置在箱中的泵，可以控制供应给高压泵的液态天然气的量。
为了从压缩室排出被加载以高压的量，该压缩室优选能够通过出口阀与高压出口连接。出口阀优选构造为止回阀，使得被加载以高压的燃料不能从高压出口流回到压缩室中。
此外提出，接收泄漏量的低压室通过至少一个密封元件向外密封。该密封件防止天然气到达周围环境中。此外，以这种方式保证，以泄漏方式到达低压室中的燃料量不会损失。密封元件例如可以实施为波纹管密封件。该波纹管密封件一方面可以固定在活塞上，而另一方面可以固定在壳体侧上，使得实现密封，而不限制活塞的可运动性。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的优选实施方式。附图示出了：
图1根据第一优选实施方式的根据本发明的燃料输送装置的示意性纵截面，
图2在冷启动阀和止回阀的区域中的图1的放大图，
图3根据第二优选实施方式的根据本发明的燃料输送装置的示意性纵截面，和
图4根据第三优选实施方式的根据本发明的燃料输送装置的示意性纵截面。
具体实施方式
从图1得到根据本发明的用于低温燃料的燃料输送装置的高压泵1。低温燃料尤其可以是天然气，天然气以液态形式储存在箱8中。高压泵1包括第一壳体部件2，在该第一壳体部件中构造有柱形压缩室3。压缩室3被可往复运动的活塞4限界，该活塞为此也区段式地被接收在第一壳体部件2中。
在箱8中布置有泵16，借助该泵能够将燃料供应给高压泵1。为此，泵16经由流入管路15与高压泵1的流入口14连接。流入口14能够通过入口阀13与压缩室3连接，使得在入口阀13打开时并且在活塞4的抽吸行程期间，燃料从流入口14流到压缩室3中。在活塞4的工作行程期间，在压缩室3中存在的燃料被压缩并且随后通过出口阀17被供应给高压出口18。
为了实现高压泵1的冷启动，用低温燃料冲刷压缩室3。为此，借助泵16将深冷的燃料从箱8经由流入管路15、流入口14和入口阀13供应给压缩室3。为了冲刷而供应的燃料经由冷启动阀10离开压缩室3，压缩室3可以通过冷启动阀10与构造在第一壳体部件2中的孔6连接。回流管路9连接到孔6上，所述回流管路引导回到箱8中。因此，用于冲刷所需的燃料量不会损失。
第二壳体部件12轴向地安装到第一壳体部件2上，使得形成共同的接触区域。该接触区域被孔6中断，该孔穿过第二壳体部件12延伸至低压室5，该低压室包围活塞4的一个区段并且用作用于从压缩室3通过活塞引导部流出的泄漏量的收集室。布置在活塞4上的呈波纹管密封件形式的密封元件19防止泄漏量向外流出。通过孔6可以将泄漏量引回到箱8中。
因为孔6不但用于从压缩室3引回冲刷量，而且用于从低压室5引回泄漏量，所以应可靠地分离这两个流体。尤其应防止，被用于冲刷的低温燃料到达低压区域5中、在那里加热并且然后被引回到箱8中。因为由此将提高到箱8中的热输入。
为了防止这种情况，在孔6中，具体而言在两个壳体部件2、12的接触区域中构造有止回阀11(尤其参见图2)。因此，孔6的从止回阀11延伸至低压室5的区段仅可以被用于从低压室5引回泄漏量。相反地，从压缩室3通过冷启动阀10排出的冲刷量尽可能直接通过孔6和回流管路9被引导回到箱8中。
从图3可得到图1的高压泵1的变型方案。该变型方案在于，孔6仅构造在第一壳体部件2中。因此，低压室5与孔6和回流管路9的所需连接通过管路7建立。为此，管路7在连接区域中连接到第一壳体部件2上，其中，在连接区域中也布置有止回阀11。
从图4可得到在图1中所示的高压泵的另一变型方案。在此，止回阀11集成到壳体部件2中。为此，孔6实施为阶梯孔，使得能够从外部将止回阀11装入到孔6中。此外，孔6可以被用于连接回流管路9。

Claims (9)

1.一种用于低温燃料的燃料输送装置，所述燃料输送装置包括具有第一壳体部件(2)的高压泵(1)，在所述壳体部件中构造有柱形的压缩室(3)，所述压缩室被能往复运动的活塞(4)限界，其中，所述活塞(4)的一个区段被低压室(5)包围，为了将在泄漏路径上从所述压缩室(3)流出的泄漏量引回，所述低压室通过至少一个孔(6)和/或管路(7)与通到箱(8)中的回流管路(9)连接，
其特征在于，所述压缩室(3)也能够通过冷启动阀(10)与所述回流管路(9)连接，并且，在所述至少一个孔(6)和/或管路(7)中构造有止回阀(11)，所述止回阀在冷启动阀(10)打开时防止，从所述压缩室(3)排出的冲刷量到达所述低压室(5)中。
2.根据权利要求1所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述止回阀(11)构造在所述第一壳体部件(2)与第二壳体部件(12)的接触区域中。
3.根据权利要求1所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述止回阀(11)构造在所述管路(7)连接到所述第一壳体部件(2)上的连接区域中。
4.根据权利要求1所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述止回阀(11)集成到所述第一壳体部件(2)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述压缩室(3)能够通过入口阀(13)与流入口(14)连接，所述流入口通过流入管路(15)与所述箱(8)和/或与另一泵(16)连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述压缩室(3)能够通过出口阀(17)与高压出口(18)连接。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述低压室(5)通过至少一个密封元件(19)向外密封。
8.根据权利要求2所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述第二壳体部件(12)轴向地安装到所述第一壳体部件(2)上和/或轴向地与所述第一壳体部件(2)夹紧。
9.根据权利要求7所述的燃料输送装置，
其特征在于，所述密封元件(19)实施为波纹管密封件。
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