CN112901375B - 一种lpg燃料供应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于LPG船舶技术领域，提供了一种LPG燃料供应系统，包括：供液管，用于供应LPG；控制阀块，与所述供液管连通，用于控制LPG进入到喷嘴，并控制多余的LPG回流到回液管；喷嘴，与所述控制阀块连通，用于将供液管供应的LPG喷射进主机气缸；回液管，与所述控制阀块连通，用于LPG的回液。与现有技术相比，本发明通过设置与控制阀块相连通的回液管，使得在主机气缸的每个冲程切换时，可通过控制阀块控制多余的LPG回流到回液管，从而避免了多余的液体在喷嘴内形成高压，适用于LPG动力船舶燃料供应系统的LPG液体直喷模式。

Description

一种LPG燃料供应系统
技术领域
本发明属于LPG船舶技术领域，尤其涉及一种LPG燃料供应系统。
背景技术
在LNG(液化天然气，简称LNG)动力船舶上，需要通过管路来对主机各个气缸进行供气以进行燃烧，一般为一路主管过去，再分别引出支管到各气缸。如附图1所示，是一般供气模式的示意图：
燃料从供气单元和阀组101进入到主管102，再由主管102引出一系列支管，支管与控制阀块103连接，通过控制阀块103从喷嘴104喷射进主机气缸105。
但现在采用LPG(液化石油气，简称LPG)动力主机的船舶，在喷嘴处采用LPG液体燃料喷射进气缸，为避免多余液体形成高压，需要设置回液管路。
有鉴于此，本发明申请人在实际使用中发现，一般供气模式的技术方案至少存在以下缺陷：
对于LPG动力船舶，液体进机需要回液，一般供气模式只有供气管，没有回路，不适合LPG液体直喷模式。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种LPG燃料供应系统，旨在解决背景技术中所提到的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种LPG燃料供应系统，包括：
供液管，用于供应LPG；
控制阀块，与所述供液管连通，用于控制LPG进入到喷嘴，并控制多余的LPG回流到回液管；
喷嘴，与所述控制阀块连通，用于将供液管供应的LPG喷射进主机气缸；
回液管，与所述控制阀块连通，用于LPG的回液。
优选的，所述控制阀块包括：
供液支管，用于连通供液管和喷嘴；
第一自力式压力控制阀，设置在所述供液支管上；
回液支管，用于连通回液管和喷嘴；
第二自力式压力控制阀，设置在所述回液支管上。
优选的，所述控制阀块还包括：
第一液压管；用于连通喷嘴和外界的液压单元；
第一电磁阀，设置在所述第一液压管上；所述第一电磁阀通过第一控制线路与外界的发动机控制系统连接；
第二液压管；用于连通喷嘴和外界的液压单元；
第二电磁阀，设置在所述第二液压管上；所述第二电磁阀通过第二控制线路与外界的发动机控制系统连接。
优选的，所述供液管和回液管均为双壁管；所述双壁管包括：
外管；
内管，设有所述外管的内部，用于LPG流通；所述外管与内管之间形成抽风管路。
优选的，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的3～8倍。
优选的，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的3倍、5倍或8倍。
优选的，所述控制阀块与所述喷嘴的设置数目一致，所述控制阀块和所述喷嘴均至少设有一件。
优选的，所述控制阀块和所述喷嘴均设有多件；多件所述控制阀块在供液管和回液管上呈链式连接。
优选的，所述回液管与供液单元和阀组连通。
本发明实施例提供的一种LPG燃料供应系统，包括：供液管，用于供应LPG；控制阀块，与所述供液管连通，用于控制LPG进入到喷嘴，并控制多余的LPG回流到回液管；喷嘴，与所述控制阀块连通，用于将供液管供应的LPG喷射进主机气缸；回液管，与所述控制阀块连通，用于LPG的回液。
与现有技术相比，本发明通过设置与控制阀块相连通的回液管，使得在主机气缸的每个冲程切换时，可通过控制阀块控制多余的LPG回流到回液管，从而避免了多余的液体在喷嘴内形成高压，适用于LPG动力船舶燃料供应系统的LPG液体直喷模式。
附图说明
图1为背景技术中提供的一般供气模式的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种LPG燃料供应系统的主视图；
图3为本发明实施例提供的一种LPG燃料供应系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种LPG燃料供应系统的俯视图。
附图中：101、供气单元和阀组；102、主管；103、控制阀块；104、喷嘴；105、主机气缸；210、供液管；220、回液管；230、控制阀块；231、供液支管；232、回液支管；233、第一自力式压力控制阀；234、第二自力式压力控制阀；235、第一液压管；236、第二液压管；237、第一电磁阀；238、第二电磁阀；240、喷嘴；250、主机气缸；261、第一控制线路；262、第二控制线路；300、供气单元和阀组；400、供液单元和阀组。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如附图2所示，为本发明一个实施例提供的一种LPG燃料供应系统，包括：
供液管210，用于供应LPG；
控制阀块230，与所述供液管210连通，用于控制LPG进入到喷嘴240，并控制多余的LPG回流到回液管220；
喷嘴240，与所述控制阀块230连通，用于将供液管210供应的LPG喷射进主机气缸250；
回液管220，与所述控制阀块230连通，用于LPG的回液。
本发明实施例的工作原理如下：
在主机气缸250的一个冲程开始时，LPG通过供液管210进入到控制阀块230，喷嘴240内部的燃料进入通道开启，控制阀块230控制LPG进入到喷嘴240内；然后，喷嘴240内部的活塞将进入到其内的LPG压向喷嘴240口，使LPG喷射进主机气缸250进行燃烧做功，为LPG船舶提供动力；与此同时，喷嘴240内部的燃料进入通道关闭，主机气缸250的一个冲程结束，控制阀块230控制自身内部多余的LPG回流到回液管220内，避免供液管210继续向喷嘴240供应LPG时，控制阀块230内多余的LPG也进入到喷嘴240内，在喷嘴240内形成高压。
与现有技术相比，本发明通过设置与控制阀块230相连通的回液管220，使得在主机气缸250的每个冲程切换时，可通过控制阀块230控制多余的LPG回流到回液管220，从而避免了多余的液体在喷嘴240内形成高压，适用于LPG动力船舶燃料供应系统的LPG液体直喷模式。
如附图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述控制阀块230包括：
供液支管231，用于连通供液管210和喷嘴240；
第一自力式压力控制阀233，设置在所述供液支管231上；
回液支管232，用于连通回液管220和喷嘴240；
第二自力式压力控制阀234，设置在所述回液支管232上。
具体的，来自供气单元和阀组300的LPG通过供液管210进入到供液支管231，供液支管231上设有第一自力式压力控制阀233，当供液支管231内LPG的压力达到某一设定压力时第一自力式压力控制阀233打开，喷嘴240内部的燃料进入通道开启，LPG进入到喷嘴240内；喷嘴240将进入到其内的LPG喷射进主机气缸250进行燃烧做功，为LPG船舶提供动力；与此同时，喷嘴240内部的燃料进入通道关闭，供液支管231内多余的LPG进入到回液支管232内，回液支管232上设有第二自力式压力控制阀234，当回液支管232内的压力达到某一设定值时，第二自力式压力控制阀234打开，多余的LPG回流到回液管220内，从而避免了供液支管231内多余的LPG进入到喷嘴240内，在喷嘴240内形成高压。
例如，供液管210和回液管220的正常工作压力为55±5bar，设定第一自力式压力控制阀233的开启压力为50bar，第二自力式压力控制阀234的开启压力为60bar。当供液管210压力到达50bar时，第一自力式压力控制阀233开启，供液支管231供液给喷嘴240；当一个冲程结束，喷嘴240内部的燃料进入通道关闭，供液支管231内液体压力升高，当达到60bar时，第二自力式压力控制阀234开启，液体通过回液支管232回流到回液管220内。
本实施例中，第一自力式压力控制阀233和第二自力式压力控制阀234都带有单向止回功能，能够避免供液支管231和回液支管232内的LPG发生倒流现象。
如附图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述控制阀块230还包括：
第一液压管235；用于连通喷嘴240和外界的液压单元；
第一电磁阀237，设置在所述第一液压管235上；所述第一电磁阀237通过第一控制线路261与外界的发动机控制系统连接；
第二液压管236；用于连通喷嘴240和外界的液压单元；
第二电磁阀238，设置在所述第二液压管236上；所述第二电磁阀238通过第二控制线路262与外界的发动机控制系统连接。
具体的，液压单元(HPU)和发动机控制系统(ECS)都是LPG动力船舶的发动机自带的，并不属于本发明LPG燃料供应系统的组成。当然，在某些情况下，如果发动机自带的HPU和ECS无法供本发明LPG燃料供应系统使用时，本发明LPG燃料供应系统也可自带HPU和ECS，此时，HPU和ECS属于本发明LPG燃料供应系统的组成。
本实施例中，LPG通过供液管210进入到供液支管231，当供液支管231内LPG的压力达到某一设定压力时第一自力式压力控制阀233打开，喷嘴240内部的燃料进入通道开启，LPG进入到喷嘴240内；LPG在喷嘴240内腔充装到一定程度后通过ECS和第一控制线路261开启第一电磁阀237，此时，来自HPU的液压油经第一液压管235驱动喷嘴240内部的活塞将LPG压向喷射口，同时关闭喷嘴240内部的燃料进入通道，于是供液支管231内多余的LPG经回液支管232和第二自力式压力控制阀234回流到回液管220内。接前所述，喷嘴240内部的活塞将LPG压向喷射口时，ECS通过第二控制线路262控制第二电磁阀238开启，液压油经第二液压管236进入喷射口部位的切断轴，LPG于是喷入气缸燃烧做功。当一个冲程结束时，ECS控制第二电磁阀238切断液压供给，喷射口切断轴失去液压压力关闭，喷射于是停止。
如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述供液管210和回液管220均为双壁管；所述双壁管包括：
外管；
内管，设有所述外管的内部，用于LPG流通；所述外管与内管之间形成抽风管路。
具体的，现有一般供气模式的技术方案还存在的缺点是：双壁管抽风系统运行或惰气进行紧急吹除时，仅到供气单元和阀组101前，位于供气单元和阀组101和控制阀块103之间的这部分管路需要单独吹除。
本实施例中，双壁管内管为LPG液体燃料输送管，内外管之间为抽风管路。在双壁管抽风系统运行或惰气进行紧急吹除时，可通过控制阀块230内部形成循环管路，方便整体抽风或吹除，避免泄漏的LPG可燃挥发物残留于内而引起燃烧或爆炸事故。
作为本发明的一种优选实施例，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的3～8倍。
作为本发明的一种优选实施例，所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的3倍、5倍或8倍。
具体的，现有一般供气模式的技术方案还存在的缺点是：管路为直管，减震效果差。实施例采取环形双壁管连接主机气缸250，利用环形双壁管的大弯曲半径，消减管内高压液体输送时冲击力，减震效果佳。
双壁管制备时，根据主机气缸250安装间距，定好双壁管长度，采用大半径环形弯管制作，最小为3D，即3倍外管直径的弯曲半径，如气缸间距足够大，亦可采用5D、8D弯曲半径制作。
例如，双壁管采用304L不锈钢管制作而成，外管的DN＝65cm，外径为76mm，内管的DN＝15cm，那么双壁管可采用3D即228mm的大半径弯管制作，也可采用更大弯曲半径，如5D即380mm、8D即608mm的大半径弯管制作。
作为本发明的一种优选实施例，所述控制阀块230与所述喷嘴240的设置数目一致，所述控制阀块230和所述喷嘴240均至少设有一件。
如附图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述控制阀块230和所述喷嘴240均设有多件；多件所述控制阀块230在供液管210和回液管220上呈链式连接。
具体的，双壁管在主机气缸250间安装，组成链式连接，主机气缸250间双壁管尺寸规格一致，可形成标准配件生产，根据主机气缸250的数量进行批量制作和预留备件，方便生产并有利于节省成本。
如附图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述回液管220与供液单元和阀组400连通。
具体的，回流到回液管220内的LPG进入到供液单元和阀组400内，形成循环供液，起到节约LPG的有益效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种LPG燃料供应系统，其特征在于，包括：
供液管，用于供应LPG；
控制阀块，与所述供液管连通，用于控制LPG进入到喷嘴，并控制多余的LPG回流到回液管；
喷嘴，与所述控制阀块连通，用于将供液管供应的LPG喷射进主机气缸；
回液管，与所述控制阀块连通，用于LPG的回液；
所述控制阀块包括：
供液支管，用于连通供液管和喷嘴；
第一自力式压力控制阀，设置在所述供液支管上；
回液支管，用于连通回液管和喷嘴；
第二自力式压力控制阀，设置在所述回液支管上；
所述控制阀块还包括：
第一液压管；用于连通喷嘴和外界的液压单元；
第一电磁阀，设置在所述第一液压管上；所述第一电磁阀通过第一控制线路与外界的发动机控制系统连接；
第二液压管；用于连通喷嘴和外界的液压单元；
第二电磁阀，设置在所述第二液压管上；所述第二电磁阀通过第二控制线路与外界的发动机控制系统连接；
LPG通过供液管进入到供液支管，当供液支管内LPG的压力达到某一设定压力时第一自力式压力控制阀打开，喷嘴内部的燃料进入通道开启，LPG进入到喷嘴内；LPG在喷嘴内腔充装到一定程度后通过发动机控制系统和第一控制线路开启第一电磁阀，此时，来自液压单元的液压油经第一液压管驱动喷嘴内部的活塞将LPG压向喷射口，同时关闭喷嘴内部的燃料进入通道，于是供液支管内多余的LPG经回液支管和第二自力式压力控制阀回流到回液管内；
喷嘴内部的活塞将LPG压向喷射口时，发动机控制系统通过第二控制线路控制第二电磁阀开启，液压油经第二液压管进入喷射口部位的切断轴，LPG于是喷入气缸燃烧做功；
当一个冲程结束时，发动机控制系统控制第二电磁阀切断液压供给，喷射口切断轴失去液压压力关闭，喷射于是停止；
所述供液管和回液管均为双壁管；所述双壁管包括：
外管；
内管，设有所述外管的内部，用于LPG流通；所述外管与内管之间形成抽风管路；
所述双壁管的弯曲半径为双壁管外径的3～8倍。
2.根据权利要求1所述的一种LPG燃料供应系统，其特征在于，所述控制阀块与所述喷嘴的设置数目一致，所述控制阀块和所述喷嘴均至少设有一件。
3.根据权利要求2所述的一种LPG燃料供应系统，其特征在于，所述控制阀块和所述喷嘴均设有多件；多件所述控制阀块在供液管和回液管上呈链式连接。
4.根据权利要求2所述的一种LPG燃料供应系统，其特征在于，所述回液管与供液单元和阀组连通。
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