CN114109593A - 双燃料发动机惰性气体吹扫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双燃料发动机惰性气体吹扫装置，包括连接法兰、单向阀、单向阀压盖和压力传感器组件，连接法兰一端轴向延伸出上平台、中心平台和侧斜平台，双壁管单元一端固定在连接法兰另一端上。惰性气体连接管组件固定在上平台顶端上，单向阀压盖一端固定在中心平台上，单向阀嵌入在单向阀压盖的另一端中。压力传感器组件固定在侧斜平台一侧上，负压气源输入管一端与连接法兰另一端固定连接，并通过负压气源通道与双壁管单元的外壁管相通。本发明结构紧凑，实现了集成化、标准化和模块化，提高了安装工效，降低了安装成本，提高了双燃料发动机燃油模式与燃气模式之间互相切换的作业效率，确保双燃料发动机的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种双燃料发动机的安全运行装置，特别涉及一种使用惰性气体吹扫天然气管路的装置，属于内燃机安全技术领域。
背景技术
双燃料发动机既可以使用燃油又可以使用天然气，并可以在两种燃料间进行切换。双燃料发动机在使用天然气时，其排放的颗粒物几乎为零，NOX、CO和HC的排放也显著降低，可以明显改善空气质量，环保效果显著，其应用日益广泛。由于天然气是一种气体，容易滞留在供气管路中，遇到明火时存在爆炸的风险。因此在双燃料发动机运行过程中，尤其是在燃油模式与燃气模式之间互相切换之前，需要使用惰性气体（一般选用氮气）吹扫天然气供气管路，以排出管路中残存的天然气后才能进行燃油模式与燃气模式之间的切换，确保发动机安全运行。
双燃料发动机运行的燃油模式与普通柴油机基本相同，燃气模式由柴油压燃，引燃天然气做功。天然气管路采用外壁管包容内壁管的双壁管结构，内壁管的流体介质为天然气（切换成燃油模式前内壁管须通惰性气体），外壁管为空气负压管路，由负压风机在外壁管中形成－0.1MPa的负压，确保内壁管发生天然气泄漏时，泄漏的天然气由外壁管中的负压吸出系统外。在燃气模式和燃油模式的互相切换过程中，双燃料发动机上的天然气供气管路中难免存在残存的天然气，由于外壁管安装了天然气探测装置，在外壁管中存在天然气时可以发出报警信号。天然气管路虽然是双壁结构以加强安全性，但是残存的天然气遇到明火依然有爆炸的危险，因此在两种模式互相切换之前，使用惰性气体对天然气管路进行吹扫是非常必要的。
现有的惰性气体吹扫一般由吹扫阀完成，需要惰性气体进行吹扫时，吹扫阀打开，惰性气体经由吹扫阀进入双壁管的内管进行吹扫。但是，这种仅由吹扫阀组成的吹扫装置不具备单向功能，吹扫阀损坏时天然气可经由吹扫阀向惰性气体管路中逸散。此外，天然气管路中的外壁管所需的负压，需要在天然气管路上设置负压风机的气源接口，天然气管路中设置的压力传感器也需要设置取样接口。分散设置在天然气管路的上述接口造成连接管线较长，增大了安装和维护的工作量，且难以观察接口部位的运行情况。一旦出现泄漏和其他故障也难以直接知晓，影响双燃料发动机的正常运行。
发明内容
本发明目的是提供一种易于维护且集成化的双燃料发动机惰性气体吹扫装置，提高双燃料发动机工作的可靠性。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种双燃料发动机惰性气体吹扫装置，包括连接法兰、单向阀、单向阀压盖和压力传感器组件，所述连接法兰一端轴向延伸出连接成一体的上平台、中心平台和侧斜平台，双壁管单元一端固定在连接法兰另一端上，双壁管单元底部通过安装底座固定在机架上；惰性气体连接管组件固定在上平台顶端上，单向阀压盖一端通过数个紧固螺钉固定在中心平台上，单向阀压盖另一端伸进中心平台的中心孔中，单向阀嵌入在单向阀压盖的另一端中；压力传感器组件固定在侧斜平台一侧上；负压气源输入管一端与连接法兰另一端的卡套式管接头固定连接，并通过横穿过连接法兰的负压气源通道与双壁管单元的外壁管相通；压力传感器取样通道一端穿出连接法兰一端后与双壁管单元的内壁管相通，压力传感器取样通道另一端通向连接法兰一侧的压力传感器组件通道；单向阀泄漏测试通道一端通向连接法兰的空腔，且与单向阀相邻，单向阀泄漏测试通道另一端通向双壁管单元的外壁管。
本发明的目的通过以下技术方案进一步实现：
进一步的，所述惰性气体连接管组件包括直角连接管件、扫气阀和惰性气体输入管件，所述扫气阀一端通过法兰分别与直角连接管件一端相连，直角连接管件另一端固定在连接法兰的上平台顶端上，通过连接法兰上部的垂直通道与连接法兰的中心平台的中心孔相连，所述中心孔与单向阀压盖的轴向通道一端相连，所述轴向通道一端与单向阀的止端相连，单向阀的通端通过轴向通道另一端与双壁管单元的内壁管相通。
进一步的，所述压力传感器组件包括变径接头、压力传感器和压力传感器防护罩，变径接头的小端固定在侧斜平台的中心螺纹沉孔中，压力传感器一端固定在变径接头的大端沉孔中，压力传感器组件通道一端与压力传感器取样通道另一端垂直相连；压力传感器防护罩底部盖板通过数个紧固螺钉固定在侧斜平台的一侧上，并通过O型密封圈密封压力传感器防护罩内腔；负压气源通道与压力传感器泄漏测试通孔一端垂直相交，压力传感器泄漏测试通孔另一端通向压力传感器防护罩内腔。
进一步的，所述单向阀的开启压力为10kPa，通径为25DN；所述压力传感器为通用型防爆式压力传感器，测压范围为0～1MPa。
本发明将单向阀、压力传感器、负压气源输入端、压力传感器取样通道、压力传感器泄漏测试通道和单向阀泄漏测试通道集成在连接发兰中，结构紧凑，大大节省了安装空间，有利于其他天然气相关零部件的布置。模块化的结构便于安装和维护，为本发明的标准化和系列化提供了保证，提高了本发明工作的可靠性。本发明实现了双燃料发动机双燃料模式运行过程及吹扫过程所需要的非标接口的集成化，提高了安装工效，降低了安装成本，提高了双燃料发动机燃油模式与燃气模式之间互相切换的作业效率，确保双燃料发动机的安全运行。
本发明的优点和特点，将通过下面优选实例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视放大图；
图3是连接法兰的立体图；
图4是图3的B向立体图；
图5是图2的C-C剖视旋转放大图；
图6是图5的D-D剖视旋转放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图6所示，本发明包括连接法兰1、单向阀2、单向阀压盖3和压力传感器组件4，连接法兰1右端轴向延伸出连接成一体的上平台11、中心平台12和侧斜平台13，双壁管单元10左端固定在连接法兰1右端上，双壁管单元10底部通过安装底座20固定在机架上。惰性气体连接管组件6固定在上平台11顶端上，单向阀压盖3右端通过4个紧固螺钉31固定在中心平台12上，单向阀压盖3左端伸进中心平台12的中心孔121中，单向阀2嵌入在单向阀压盖3的左端中。压力传感器组件4固定在侧斜平台13一侧上。负压气源输入管30右端与连接法兰1左端的卡套式管接头5固定连接，并通过横穿过连接法兰1的负压气源通道301与双壁管单元10的外壁管101相通。负压风机在天然气双壁管的外壁管101中形负压，当内壁管102上或内壁管102相关安装件处发生天然气泄漏时，泄漏的天然气由外壁管101中的负压吸出系统外，外壁管101上安装中天然气探测装置，在扫气过程中外壁管101中存在天然气时可以发出报警信号。
压力传感器取样通道411一端穿出连接法兰1的一端后与双壁管单元10的内壁管101相通，压力传感器取样通道411另一端通向连接法兰1一侧的压力传感器组件通道421，单向阀泄漏测试通道14左端通向连接法兰1的空腔，且与单向阀2相邻，单向阀泄漏测试通道14右端通向双壁管单元10的外壁管101。当单向阀2反向泄漏时，天然气从内壁管102通过单向阀泄漏测试通道14进入外壁管101中，与外壁管101相连的天然气探测装置探测到泄漏的天然气即发出报警信号，确保双燃料发动机的运行安全。
惰性气体连接管组件6包括直角连接管件61、扫气阀62和惰性气体输入管件63，扫气阀62左端通过法兰64分别与直角连接管件61右端相连，直角连接管件下端的法兰64固定在连接法兰1的上平台11顶端上，通过连接法兰1上部的垂直通道15与连接法兰1的中心平台12的中心孔121相连，中心孔121与单向阀压盖3的轴向通道32一端相连，轴向通道32一端与单向阀3左侧的止端相连，单向阀3右侧的通端通过轴向通道32另一端与双壁管单元10的内壁管102相通。单向阀3使得从直角连接管件61输入的惰性气体只能进入双壁管单元10的内壁管102中，内壁管102中的天然气不能逆向进入直角连接管件61中，从而确保双燃料发动机的安全运行。
压力传感器组件4包括变径接头41、压力传感器42和压力传感器防护罩43，变径接头41的小端固定在侧斜平台13的中心螺纹沉孔131中，压力传感器42左端固定在变径接头41的大端沉孔412中，压力传感器组件通道421一端与压力传感器取样通道411另一端垂直相连。压力传感器防护罩43的底部盖板431通过4个紧固螺钉31固定在侧斜平台13的右侧上，并通过O型密封圈44密封压力传感器防护罩内腔431。负压气源通道301与压力传感器泄漏测试通孔132一端垂直相交，压力传感器泄漏测试通孔132另一端通向压力传感器防护罩内腔431。
当双燃料发动机运行燃气模式时，天然气双壁管的内壁管中充满天然气，压力传感器42用于测量天然气压力。在双燃料发动机从燃气模式切换到燃油模式运行前，必须通入惰性气体进行吹扫，天然气管路中充满了惰性气体，压力传感器42可以测量惰性气体压力。当压力传感器42发生泄漏时，天然气从压力传感器防护罩内腔431通过压力传感器泄漏测试通孔132进入负压气源通道301，再从负压气源通道301进入进入外壁管101中，与外壁管101相连的天然气探测装置探测到泄漏的天然气时即发出报警信号，天然气不会逸散到双燃料发动机外部，确保双燃料发动机的运行安全。
在惰性气体吹扫过程开始后，图1中的吹扫阀62打开，惰性气体如图1的箭头所指方向，从惰性气体输入管件63依次通过扫气阀62和直角连接管件61进入连接法兰1中，再由连接法兰1经单向阀2和双壁管单元10对天然气双壁管的内壁管进行吹扫，内壁管中的天然气不能逆向进入惰性气体输入管件63，确保惰性气体吹扫过程的安全。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种双燃料发动机惰性气体吹扫装置，其特征在于：包括连接法兰、单向阀、单向阀压盖和压力传感器组件，所述连接法兰一端轴向延伸出连接成一体的上平台、中心平台和侧斜平台，双壁管单元一端固定在连接法兰另一端上，双壁管单元底部通过安装底座固定在机架上；惰性气体连接管组件固定在上平台顶端上，单向阀压盖一端通过数个紧固螺钉固定在中心平台上，单向阀压盖另一端伸进中心平台的中心孔中，单向阀嵌入在单向阀压盖的另一端中；压力传感器组件固定在侧斜平台一侧上；负压气源输入管一端与连接法兰另一端的卡套式管接头固定连接，并通过横穿过连接法兰的负压气源通道与双壁管单元的外壁管相通；压力传感器取样通道一端穿出连接法兰一端后与双壁管单元的内壁管相通，压力传感器取样通道另一端通向连接法兰一侧的压力传感器组件通道；单向阀泄漏测试通道一端通向连接法兰的空腔，且与单向阀相邻，单向阀泄漏测试通道另一端通向双壁管单元的外壁管。
2.如权利要求1所述的双燃料发动机惰性气体吹扫装置，其特征在于：所述惰性气体连接管组件包括直角连接管件、扫气阀和惰性气体输入管件，所述扫气阀一端通过法兰分别与直角连接管件一端相连，直角连接管件另一端固定在连接法兰的上平台顶端上，通过连接法兰上部的垂直通道与连接法兰的中心平台的中心孔相连，所述中心孔与单向阀压盖的轴向通道一端相连，所述轴向通道一端与单向阀的止端相连，单向阀的通端通过轴向通道另一端与双壁管单元的内壁管相通。
3.如权利要求1所述的双燃料发动机惰性气体吹扫装置，其特征在于：所述压力传感器组件包括变径接头、压力传感器和压力传感器防护罩，变径接头的小端固定在侧斜平台的中心螺纹沉孔中，压力传感器一端固定在变径接头的大端沉孔中，压力传感器组件通道一端与压力传感器取样通道另一端垂直相连；压力传感器防护罩底部盖板通过数个紧固螺钉固定在侧斜平台的一侧上，并通过O型密封圈密封压力传感器防护罩内腔；负压气源通道与压力传感器泄漏测试通孔一端垂直相交，压力传感器泄漏测试通孔另一端通向压力传感器防护罩内腔。
4.如权利要求1所述的双燃料发动机惰性气体吹扫装置，其特征在于：所述单向阀的开启压力为10kPa，通径为25DN；所述压力传感器为通用型防爆式压力传感器，测压范围为0～1MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |