CN1499047A - 用于冷却阀门的方法与装置 - Google Patents

Abstract

对于至少进行轴向往复运动、尤其是同时旋转的阀(6)通过该阀导过冷却剂的冷却，通过使通过阀(6)的冷却剂的通路在阀(6)的任一往复运动时在其行程的一部分上中断可以达到阀的紧凑的构造方式和可靠的导向并避免阀的过度冷却。

Description

用于冷却阀门的方法与装置

技术领域

本发明按第一发明构想涉及一种方法用以冷却至少进行轴向往复直线运动、尤其是同时旋转的阀，特别是大型二冲程柴油机的排气阀，其中流体冷却剂导过该阀。

另一发明构想涉及一种装置用以冷却这样的阀，它以其阀杆在一配置的阀壳体内移动并包括具有一进流支路和一回流支路的可输入流体冷却剂的轴向冷却导路(kühlleitung)，其中进流支路可经由一径向入口和回流支路可经由一径向出口与一配置的围绕阀杆的供给腔或返回腔相连接。

背景技术

在已知的这种型式的装置中阀不间断地供给以冷却剂。为此供给腔的轴向长度和返回腔的轴向长度相当于阀的行程长度连同入口或出口的直径，从而在总行程的过程中突现冷却剂流动。供给腔和返回腔的大的长度导致较大的结构高度，这在船用发动机中可能导致舱容的损失并因此是不符合要求的。减小结构高度必然减小导向长度，这可能降低可靠性。另一很特别的缺点在于，由于阀受冷却剂的持久的作用可能发生：阀受很强的冷却以致在其表面上降低了露点，这可能导致酸的形成，其可以造成腐蚀。

发明内容

因此由此出发，本发明的目的是，以简单而低成本的手段改进开头所述型式的方法，使其避免阀的过度过冷。

本发明的另一目的在于，提供一种上述型式的装置，其不仅适合于实施本发明的方法，而且还确保紧凑的构造方式同时有高度的可靠性。

关于方法的目的按照本发明这样来达到，通过阀的冷却剂的通路在阀的任一往复运动时在行程的一部分上中断。

关于装置的目的按照本发明这样来达到，即，使入口与供给腔的连接和/或出口与返回腔的连接在由阀实现的轴向行程的一部分上中断。

利用这些措施按简单而低成本的方式完全避免了开头所述现有技术的缺点。

以上设置的措施的有利构造和合乎目的进一步构成说明于诸从属权利要求中。由此可以使供给腔和/或返回腔的轴向长度至少近似于分别相连的入口或出口的直径。所述措施得到一按照滑阀型式的构造方式。其中阀杆起可轴向移动的控制滑阀的作用，借其可以关闭或打开入口或出口。将阀杆作为控制滑阀的应用以有利的方式导致简单而低成本的自动控制。入口与出口之间并因此在供给腔与返回腔之间的轴向距离均可以简单的方式显著小于阀升程。因此可以提供较大的导向长度而仍可达到较小的结构高度。

另一有利的措施可以在于，供给腔与返回腔之间的轴向距离小于入口的直径。这种措施以有利的方式导致在入口的打开(Absteuerung)的终止和关闭(Aufsteuerung)的起始时供给腔与排泄腔之间的短时的短接。借此避免流动的冲击式结束或冷却管受冷却剂作用的冲击式开始。

附图说明

以上设置的措施的其他有利构造和合乎目的的进一步构成说明于其余的诸从属权利要求中并且可由借助于附图的以下实例描述得知。其中：

图1    大型二冲程柴油机包括配置的排气阀的气缸的上面区域的剖面图；

图2    由图1以对其放大的视图示出包括阀壳体的上面区域的局部剖面图；

图3    下面的阀区域的剖面图；以及

图4    具有图2中的能够闭路流动的入口的实施例的相应视图。

具体实施方式

本发明的主要应用领域是大型二冲程柴油机的排气阀，前者例如用作为船的推进装置。这种发动机的构造和作用原理本身是已知的，因此在当前的方面不再需要更详细地说明。

根据图1的气缸包括一燃烧室1，其上边界由一安装在气缸套2上的气缸盖3构成。该气缸盖3包括中心的排气口4，为其配置一与阀座5配合作用的排气阀6，为了关闭和打开排气口4该阀可沿轴向上升和下降。图1中排气阀6处于其关闭位置，在该位置阀盘7以一密封面贴紧在阀座5的一对应的密封面上。

排气阀6具有一从阀盘7共轴向上伸出的阀杆8，其穿过安装在气缸盖3上的阀壳体9。阀壳体9包括一连接在排气口4上的、由阀杆8通过的排气通道10。在排气通道10的上方阀杆8可沿轴向方向移动地在阀壳体9中导向。后者为此在排气通道10的上方的区域内设有导向套装置11，其由阀杆8穿过，阀杆的上部的从阀壳体9伸出的末端配合作用一有安装在阀壳体9的操纵装置12用以实现阀6的轴向往复运动。

为了实现阀6的旋转运动为其配置一旋转装置。在所示实例中为此阀杆8穿过排气通道10的部分设有径向伸出的螺旋浆叶片13，其在流过的废气的作用下产生旋转运动。

阀6借助于流体冷却剂，优选以冷却水的形式冷却，其导通过阀6。为此阀杆8，如由图2可最好看出的，设有一轴向冷却孔，其通过一管状中间壁14分成一中心的圆筒状区域和一围绕其的环形通道状区域。在阀盘7内在中心区域的下端与围绕其的区域的下端之间设有流动连通。

构成中间壁14的下端的管突入由一环与冷却孔隔开的、在阀盘7的区域内设置的空腔30，如图3中所示。阀盘7设有一在其外圆周的区域内。即底座附近的环形冷却通道31，其一方面经由一径向分支与空腔30连通，空腔30与构成中间壁14的管的内腔相连通，而另一方面经由另一分支与位于构成中间壁14的管的外面的环形通道状区域连通。构成中间壁14的管可以以与空腔30的底面间隔开终止。在所示实例中该管安置在空腔30的底面上并设有一径向出口32。

在中间壁14内的中心区域在其中起可从上向下穿流的进流支路15的作用，环形的外面区域起可从下向上穿流的回流支路16的作用。进流支路15在其上端的区域内经由一穿过阀杆8的径向进入孔17从阀杆8周边是可通入的。从回流支路16分出一穿过阀杆8的径向排出孔18。

在所示特别优选的实施例中用于将冷却剂输入阀6中或从阀6中排出冷却剂的装置结合于阀壳体9或其导向套装置11中，这形成特别紧凑的构造方式。其中导向套装置11设有一环形包围阀杆8的进流腔19，其经由一穿过阀壳体9的分支20可连接到一冷却剂供给装置上并且将该进流腔19定位成使其在为阀6关闭位置配置的进入孔17的位置时与该进入孔17连通。排出孔18通向一在导向套装置11内设置的环形包围阀杆8的返回腔21，其经由一连通导路22与一在阀壳体9内设置的围绕排气通道10的冷却腔23连通，由其分出一排泄导路24。进流腔19和返回腔21构成为导向套装置11的径向向内敞开的凹槽。

经由分支20供给冷却剂，如由入口箭头所示。经由排泄导路24排出冷却剂，如由出口箭头所示。经由分支20和排泄导路24为阀6和阀壳体9配置的冷却装置连接到一冷却剂循环装置上。

在根据图1和2的阀6的位置时来自供给腔19的冷却剂经由进入孔17进入进流支路15。由进流支路15的下端冷却剂经由在阀盘7内设置的通道系统进入回流支路16，由其经由排出孔18进入返回腔21并由此经由连通导路22进入冷却腔23，由那里经由排泄导路24排出。上述的通过阀6和阀壳体9的冷却剂循环由流动箭头表示。

环形包围阀杆8的供给腔19的轴向长度相对于已知的装置大大地减小并且在这里近似于进入孔17的直径。在根据图1和2的实施形式中供给腔19的轴向长度等于进入孔17的直径。因此只要进入孔17完全或部分地与相连的供给腔19相合就保持着上述的冷却剂在阀6中的穿流。其中，如以上所述，将供给腔19定位成使其在根据图1和2的阀6的关闭位置时与进入孔17连通。一旦阀6已向下移过进入孔17的直径，则供给腔19与进入孔17分离。因此中断通过阀6的冷却剂循环。

返回腔21的轴向长度在所示实例中相当于阀6的行程连同排出孔18的直径，从而其在阀的整个行程的过程中与相连的返回腔21连通。但由于供给腔19与进入孔17之间连接的中断仍不发生通过阀6的冷却剂循环。

也可以设想，为了中断所述冷却剂循环将返回腔21配置和构成使其只在阀6的轴向往复运动的一选定的区域内与排出孔18连通。也可设想，将两腔、即供给腔17和返回腔18配置和构成使它们同时只在阀6的轴向往复运动的一选定的区域内与所配的进入孔17或排出孔18连通而在其他区域是封闭的。

为了保持阀壳体9的结构高度尽可能窄小，使供给腔19和返回腔21接近到使其轴向间距a小于阀6的行程。在根据图1和2的实例中该间距a相当于进入孔17的直径连同一小的密封宽度。由于供给腔19与返回腔21之间的小的间距和由于供给腔19和/或返回腔21的小的轴向长度，尽管阀壳体9较小的结构高度仍可设置导向套装置11的较长的导向区域25，如图2清楚示出的。其中导向区域25实际上接近沿导向套装置11的半长延伸，后者在导向区域25的上面包括返回腔21和其上面的供给腔19连同为这两腔配置的密封装置。

供给腔19和返回腔21通过接触在阀杆8上的各密封圈26侧面密封，其确保各腔相互间以及供给腔19向上的和返回腔21向下的可靠密封。由于两腔的小的轴向间距在两腔之间的区域内为两腔配置一个密封圈是足够的。下面的密封圈26，也如图2所示，由于导向区域25的大的长度较远地离开排气通道10，从而该密封圈的温度负荷是微小的。连通导路22通过在导向套装置11的外圆周上环绕的密封圈27向上或向下密封。

为了防止污物侵入由密封圈26形成的密封包，在阀杆8与导向区域25之间的间隙内加入油。它在其中同样受较小的温度负荷。围绕阀杆8的间隙的这种油封也可以在密封包的上端的区域内设置，如图2中通过一未标记的供油导路所指示的。

按照图4的装置在其基本结构方面相当于根据图1和2的装置。因此对于相同的部件采用相同的标记。

不同于按照图1和2的装置，根据图4的实例在供给腔19与返回腔21之间的轴向间距a’小于进入孔17的直径。因此如图4中所示，在阀6下降的起始和上升的终止产生一种情况，即进入孔17不仅与供给腔19连通而且与返回腔21连通。按这种方式防止通过阀6的冷却剂循环的冲击式关闭或打开。

在两实施形式中供给腔19和返回腔21构成为环状的，从而进入孔17或排出孔18可以与阀的转位无关地与其连通。因此由一适合的旋转装置实现的阀6的旋转运动并不影响通过阀6的冷却剂循环。

在所示各实例中供给腔19和返回腔21结合于安装于阀壳体9内的导向套装置11中。但还可以设想，将供给腔19和返回腔21设置在阀壳体9的上面。为此可以例如提供一大致在阀壳体9与阀操纵装置12之间设置的包含两腔的壳体块。在这种情况下供给腔和返回腔的轴向长度可以相当于在上述各实例中的长度。当然在这种情况下阀侧的入口和出口也必须相应较高地设置。

虽然本发明并不限于所述的实施例。

Claims (16)

1.一种用于冷却至少进行轴向往复运动、尤其是同时旋转的阀(6)的方法，特别是大型二冲程柴油机的排气阀，其中流体冷却剂导过该阀；其特征在于，通过阀(6)的冷却剂的通路在阀(6)的任一往复运动时在行程的一部分上中断。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却剂的通路借助于阀(6)的往复运动在行程的一部分上中断。

3.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，在相应于阀(6)的关闭位置的往复运动的起点通过阀(6)产生冷却剂的通路，其在往复运动的进程中中断。

4.一种装置用以冷却至少进行轴向往运动、尤其是同时旋转的阀(6)，特别是大型二冲程柴油机的排气阀，它以其阀杆(8)在一配置的阀壳体(9)内移动并包括具有一进流支路(15)和一回流支路(16)的可输入流体冷却剂的轴向冷却导路，其中进流支路(15)可经由一径向入口(17)和回流支路(16)可经由一径向出口(18)与一配置的围绕阀杆(8)的供给腔(19)或返回腔(21)相连通，其特征在于，入口(17)与供给(19)腔的连接和/或出口(18)与返回腔(21)的连接在由阀(6)实现的轴向行程的一部分上中断。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，入口(17)和/或出口(18)由于阀(6)的往复运动相对于供给腔(19)或返回腔(21)在行程的一部分上关闭。

6.按照权利要求3所述的装置，供给腔(19)和/或返回腔(21)的轴向长度至少近似于分别配属的入口(17)或出口(18)的直径。

7.按照权利要求3或4所述的装置，其特征在于，供给腔(19)与返回腔(21)之间的轴向距离小于阀(6)的轴向行程。

8.按照权利要求3至5之一项所述的装置，其特征在于，一腔的轴向长度相当于相连的入口的直径，优选供给腔(19)的轴向长度相当于相连的入口(17)的直径。

9.按照上述权利要求3至6之一项所述的装置，其特征在于，一腔，优选返回腔(21)的轴向长度相当于阀(6)的行程连同所配属的入口的直径。

10.按照上述权利要求3至7之一项所述的装置，其特征在于，供给腔(19)在阀(6)的关闭位置设置在入口(17)的轴向区域内。

11.按照上述权利要求3至8之一项所述的装置，供给腔(19)与返回腔(21)之间的轴向距离小于入口(17)的直径。

12.按照上述权利要求3至9之一项所述的装置，其特征在于，供给腔(19)和返回腔(21)由环绕的各密封圈(26)侧面密封，其中为供给腔(19)和返回腔(21)均配置一中间的密封圈(26)。

13.按照上述权利要求3至10之一项所述的装置，其特征在于，供给腔(19)和返回腔(21)连接到一冷却剂循环装置上。

14.按照上述权利要求3至11之一项所述的装置，其特征在于，阀杆(8)设有一中心冷却孔，其通过一环形的隔壁(14)分成一中心的构成进流支路(15)的区域和一包围其的构成回流支路(16)的区域。

15.按照上述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，供给腔(19)和返回腔(21)设置在阀壳体(9)的导向套装置(11)的邻接导向区域(25)的区域内。

16.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，返回腔(21)邻接导向区域(25)。

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