CN1512056A - 公用干线系统用的压力罐 - Google Patents

Abstract

一种用于内燃机的公用干线系统的压力罐(1)，它具有一个管体(2)，其管壁(3)界定一个位于管体(2)的内部用于储存介质的储存容(4)，还具有至少一个用于导出介质的通孔(5)，该通孔(5)穿过管壁(3)，并通向分支件(7)内的直通道(7)，其中，管壁(3)的外表面上具有两个用于承接分支件(7)的凹槽(8)，上述分支件(7)设计和安装成可通过其直通道(7)导出介质。

Description

公用干线系统用的压力罐

技术领域

本发明涉及用于公用干线系统的压力罐，并涉及具有公用干线系统的大型柴油机，所述的公用干线系统具有压力罐。

背景技术

本发明具体涉及适用于公用干线系统尤其是大型柴油机的伺服油系统的压力罐。大型柴油机用作例如船舶或地面发电设备的主传动机组，它们大多数做成低速运转的两冲程十字头发动机或做成四冲程发动机。按照近年来的发展情况，在现代的大型柴油机中，以公用干线系统操纵燃油喷射装置、用于例如气体交换的伺服油系统、喷水装置以及必要时用于控制油的辅助装置。在这些装置中，将例如喷入的燃油、控制出口阀的液压介质或控制喷射燃料的工作介质等各种流体通过泵送设备在高压下供入压力罐(又称为储蓄器)，然后供入内燃机的所有气缸或阀，并以来自相应储蓄器的高压流体控制燃料喷射装置。

上述的压力罐相应地做成两端封闭的管状部件，它大致在气缸头的水平线上沿发动机延伸。压力罐的管体通常有几个孔，压力罐的储存室则通过这些孔与相应的供油装置或各气缸的作动机构相连接。

用于喷燃油的公用干线系统内通常有最高的压力。在与其连接的压力罐内的压力可达例如2000巴，在工作时，它是由例如压力波动引起的动态负荷，这就要求压力罐具有高的机械强度。由于压力罐实际上具有径向孔而使其抗高压能力有限，这就会由于3～4个或更多的因素(也称缺口因数)而增大压力尤其是比较应力。在例如内径大于50mm和压力大于100巴的大型管体中，为了保持管壁内的容许应力，当采用工业材料例如52钢时，必须具有不相称地高的管壁强度。

在DE-A-19949962中建议，为了提高公用干线系统中压力罐的抗高压能力，将管体的用作储存室的内部之开孔部位做成平坦部分，以减小孔与管体之间的交叉区内的最大应力。上述的平坦部分通过局部切削除去一些材料而依序制成。

发明概述

本发明的目的是提供一种用于内燃机的公用干线系统的压力罐，在该压力罐内，通过尽可能最简单的措施来减轻其在动态载荷下的高内部压力，而无需为此增大外部尺寸或管壁强度，并且不存在为此提出的压力罐的空间和材料的要求。具体地说，上述压力罐应当适用于大型柴油机的公用干线系统尤其适用于伺服油系统。

实现上述目的的压力罐由独立权利要求1的特征来表征。

相应的独立权利要求涉及本发明的特别有利的实施例。

因此，本发明涉及的用于内燃机的公用干线系统的压力罐具有一个带有管壁的管体，上述管壁界定一个位于管体内部用于储存介质的储存室，并且具有至少一个用于导出介质的通孔。该通孔穿过管壁并通向分支件的直通道，其中，管壁的外表面上具有两个用于承接分支件的凹槽，上述分支件设计和安装成可通过上述直通道导出介质。

本发明的压力罐通常具有一个带有管壁的管体，上述管壁界定一个用于储存一种介质尤其是高压下的伺服油的储存室。因此，管壁至少具有一个用于导出介质的通孔，其中，上述通孔与一个分支件(最好做成连接法兰)的直通道互相连接，从而可通过通孔和分支件的直通道从压力罐的储存室抽出介质，上述通孔和/或分支件的直通道最好是空心筒体设计并相对于压力罐的纵轴线沿径向方向延伸。显然，通孔和/或直通道也可以按不同于上述的方法做出来，并且也可以在压力罐的管壁上按不同于上述的方法安置。

本发明的重要之处在于，在管体的管壁外表面上具有至少两个用于承接分支件的凹槽。因此，在优选实施例中，上述凹槽做成在管体的相当大的长度范围内沿纵轴线延伸的纵向凹槽，这一点对于制造工程尤其有利。当然，上述凹槽也可仅在分支件的区域内做出。

在一个实际上很重要的实施例中，分支件具有两个支承导轨，该导轨设计和安装成在分支件上与管体的管壁的凹槽相配合，从而在工作状态下使分支件对压力罐的管体产生一个预应力。这样，在工作状态下由于管体内部储存室与外部环境之间的高的压力差所造成的管体上的(也就是管体的管壁上的)应力可明显降低。就是说，业已表明，在工作状态下，由于分支件在管体上(即其管壁上)产生的预应力(它是由于通孔造成的在很靠近通孔的管壁上的应力增高的结果)可以大致得到补偿。这样，对于制造管体用的具有给定疲劳强度的材料来说，所容许的内部压力可大大提高。即使在动态载荷下也如此，而且/或者，压力罐的外部尺寸(具体说是其直径)可以减小，因为例如其管壁可以做得薄一些。

采用一种固定机构，具体说是螺纹连接件，来固定分支件。因此，分支件在预先确定的预应力下固定在管体的管壁上。在这种结构中，预先确定的预应力可通过设置在凹槽内的支承导轨和/或通过管体壁二的螺纹连接件来传递，为此，在管体与分支件之间形成一个间隙以便使分支件与管体壁隔开，从而可均衡地调节管体内的预应力，所以，压力罐也可以在整体上灵活地适应管体储存室内的动态压力变化。

在上述特定的情况下，分支件的直通道与管壁的通孔之间设置一种用于密封的密封件，该密封件最好(但不一定)做成一种弹性金属密封圈，例如做成中空的双凸面式密封圈。为此，上述的弹性金属密封圈最好做成可重复使用的密封圈。

在本发明的压力罐的一个具体实施例中(在实践中是很重要的)，在管体的管壁外表面上做出一个平面，该平面至少在通孔区域内是平坦的。该平面也可沿管体的几乎全长范围做出。这对于制造工程尤其有利。

另外，本发明涉及一种具有公用干线系统的大型柴油机，所述的轨道式系统具有上面参考一些实施例所说明的压力罐。

附图简述

根据下列附图更详细地说明本发明：

图1是通过本发明的压力罐的一个具体实施例沿图2的I-I线的横剖视图；

图1a是图1的压力罐的垂直于II-II线的视图；

图2是通过图1的实施例沿其II-II线的纵剖视图。

优选实施例说明

图1简单示出本发明的压力罐的一个具体实施例的横剖视图，下面全都用标号1表示所述的压力罐。上述剖视图是沿图2的I-I线剖切的，它与沿图1的II-II线的纵剖视图示出同一个实施例。

图1、1a、和2示出的本发明的压力罐1的具体实施例具有一个大致为管状的带有管壁3的管体2，上述管壁3界定一个用于储存介质尤其是高压流体的储存室4，上述流体的压力为例如2000巴，或小于1000巴，在特殊情况下为小于500巴，或小于200巴。管壁3具有一个导出介质的通孔5，该通孔5与设置在用作连接法兰7的分支件7上的直通道6相配合，从而可通过通孔5和直通道6从储存室4抽出介质。

在通孔5与直通道6之间设置一种用于密封的弹性密封圈10。

通孔5和直通道6最好做成空心筒体并相对于中心轴线D径向向外，这就意味着通孔5的中心轴线D大致垂直于管体2的纵轴线L，并形成一个相对于管体2的横截面对称的具有纵轴线L的剖面。显然，通孔5和/或直通道6也可设计和安装成另一种样子，具体地说，通孔5和直通道6不一定做成空心筒体，例如，中心轴线D与纵向轴线L不相垂直，和/或将通孔5和/或直通道6相对于管壁设置而使中心轴线D和纵向轴线L不构成一个共同的剖面。

作为一个本质的特征，在管壁3的外表面上设置两个与通孔5径向相对的凹口8，该凹口8沿壳体2的纵向轴线L延伸而成为纵向凹槽8。

分支件7具有两个支承导轨71，该导轨71以压力传递和/或成形装配方式与管壁上的纵向凹槽8相配合，从而在压力罐1的管体上产生预应力。通过螺纹连接式的固定机构9将上述分支件7固定到管体2上，也产生压缩预应力。实际上，如图1a所示，采用了多个螺钉9，该螺钉有利地沿纵轴线L的方向并沿径向相对于直通道6的两条平行的螺钉排列路线设置，通过这种机构便可按预定的方案理想地设定通孔5处管壁3内的预应力。

在图1所示的具体实施例中(该实施例在实践中很重要)，在分支件7与管件2之间的外表面上做出一个平坦部分12，因此在管体2与分支件7之间形成一个间隙11，通过这个间隙11可使管体2内的预应力按预定的模式分布。从而使压力罐1能在总体上对管体2的储存室4内的动态压力变化作出反应。

图2示出图1所示实施例沿其II-II线的纵剖视图，在所示的具体实施例中，仅在分支件7处做出平坦部分12。当然也可以使平坦部分12大致沿管体2的全长延伸。

显然，压力罐1实际上可具有多个具有相应的分支件7的通孔5。上述的通孔5沿管体2的圆周分布设置，故可沿不同方向容易地将压力介质导出储存室4之外。

按照本发明可以以简单的方式显著减小公用干线系统的压力罐管体由于大的压差和通过系统中的动态压力波动而发生的张拉现象。具体地说，在导出高压介质的通孔区内，压力罐管壁的应力增长可显著减小。用这种方法，对于制造压力罐管体的具有一定疲劳强度的材料来说，便可明显增大容许的内部压力和动态压力波动范围，并且/或者可减小压力罐的外部尺寸(即直径)，因为，例如可将管体的壁做得薄些。因此，不仅显著增大工作状态下的空间并大大减轻重量达几百公斤，而且可使压力罐的制造成本明显降低。

Claims (10)

1.一种用于内燃机公用干线系统的压力罐，它具有一个管体(2)，其管壁(3)界定一个置于管体(2)的内部用于储存介质的储存室(4)，还具有至少一个用于导出介质的通孔(5)，该通孔穿过管壁(3)并通入分支件(7)的直通道(6)，其特征在于，上述管壁(3)的外表面上具有两个用于承接上述分支件(7)的凹槽(8)，其中，上述分支件(7)设计和安装成可通过直通道(6)导出介质。

2.根据权利要求1的压力罐，其特征在于，采用连接构件(9)将上述与件(7)固定在管体(2)的管壁(3)上。

3.根据权利要求1或2的压力罐，其特征在于，在上述分支件(7)的直通道(6)与上述管壁(3)的通孔(5)之间设置用于密封的密封件(10)。

4.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，上述的密封件(10)做成一种弹性密封圈(10)。

5.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，在上述分支件(7)与管体(2)的管壁(3)之间形成一个间隙(11)将分支件(7)与管体(2)的管壁(3)隔开。

6.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，在上述管体(2)的管壁(3)的外表面上做出一个平坦部分(12)，该平坦部分(12)至少在通孔(5)区内是平坦的。

7.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，上述的平坦部分(12)大致沿管体(2)的相当大的长度延伸。

8.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，上述通孔(5)和/或直通道(6)沿径向延伸。

9.根据上述权利要求之一的压力罐，其特征在于，上述的每个凹槽(8)被设计成沿管体(2)的纵轴线(L)延伸的纵向凹槽(8)。

10.一种具有共用干线系统的大型柴油机，所述的干线系统具有一个按照上述权利要求之一的尤其用于伺服油的压力罐(1)。

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