CN217481419U - 一种气体燃料发动机用燃气阀组单元 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，包括气密壳体、管路系统和控制系统；管路系统包括燃气供应管路、吹扫管路和放散管路，可利用吹扫管路向部分燃气供应管路内通入惰性气体进行吹扫，通过放散管路排空燃气供应管路和吹扫管路内的残余气体，有效提高了管路系统的安全性；控制系统能够对管路系统的供气过程进行严格地监测和控制，操作简便的同时有效保证了供气过程的安全性和稳定性。

Description

一种气体燃料发动机用燃气阀组单元

技术领域

本实用新型涉及船舶能源利用技术领域，具体涉及一种气体燃料发动机用燃气阀组单元。

背景技术

航运业是一个对石油资源严重依赖的行业，船舶动力提高天然气资源的利用力度，对保障国家能源安全、实现节能减排具有战略意义。相比于传统船舶动力，LNG(液化天然气)动力船具有三大优势：一是符合国家能源战略，有利于调整能源结构；二是拥有低排放优势，符合节能减排需要；三是具有经济效益优势。因此，随着支持政策的不断完善，技术水平的不断进步，海洋船舶、内河航运船舶对LNG等清洁能源的应用需求日益高涨，我国LNG动力船必将迎来一个高速发展的黄金时期。

燃气阀组单元是船用气体燃料发动机供气系统的关键零部件之一，布置于供气系统与发动机之间，能够根据发动机负载调节发动机进气口上游的燃气压力，以向气体燃料发动机提供符合压力、流量要求的天然气。考虑到LNG的化学特性，LNG在船舶能源的应用上具有较高的安全规范要求，目前的燃气阀组单元的安全性还有待提高。

因此，实有必要开发一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，用以解决上述技术问题。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的实施例提供了一种安全性更可靠的气体燃料发动机用燃气阀组单元。

本实用新型实施例提供的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，包括：

气密壳体，所述气密壳体限定出一密闭的容纳空间；以及

管路系统，所述管路系统设置在所述容纳空间内；

其中，所述管路系统包括燃气供应管路、吹扫管路以及放散管路；所述燃气供应管路用于向气体燃料发动机提供符合要求的可燃气体；所述吹扫管路能够向部分所述燃气供应管路内通入惰性气体进行吹扫；所述放散管路用于排空所述燃气供应管路、所述吹扫管路内的残余气体。

可选地，所述燃气供应管路由上游端至下游端依次设置有燃气进口、燃气供应阀、燃气过滤器、第一燃气截止阀、第二燃气截止阀、调压阀和燃气出口；所述气密壳体上设有与所述燃气进口和所述燃气出口相对应的通孔。

可选地，所述燃气过滤器的上游端和下游端、所述第一燃气截止阀和所述第二燃气截止阀之间、所述调压阀和所述燃气出口之间均设置有第一压力变送器。

可选地，所述第二燃气截止阀和所述调压阀之间依次设置有温度变送器和流量计。

可选地，所述燃气供应阀为手动阀，所述燃气供应阀连接有手动延伸杆，所述气密壳体上设有供所述手动延伸杆穿出的通孔。

可选地，所述吹扫管路由上游端至下游端依次设置有惰性气体进口、惰性气体供应阀、惰性气体过滤器、第一惰性气体截止阀、第二惰性气体截止阀和截止止回阀，所述截止止回阀的下游端连接至所述第二燃气截止阀和所述温度变送器之间。

可选地，所述惰性气体过滤器和所述第一惰性气体截止阀之间设置有第二压力变送器。

可选地，所述气密壳体上设有供所述吹扫管路穿出的通孔，所述惰性气体进口、所述惰性气体供应阀、所述惰性气体过滤器以及所述第二压力变送器均设置在所述气密壳体外。

可选地，所述放散管路的上游端分三路分别连接有第一透气阀、第二透气阀和惰性气体透气阀；所述第一透气阀连接至所述燃气过滤器和所述第一燃气截止阀之间，所述第二透气阀连接至所述第一燃气截止阀和所述第二燃气截止阀之间，所述惰性气体透气阀连接至所述第一惰性气体截止阀和所述第二惰性气体截止阀之间；所述放散管路的下游端设有气体放散出口，所述气密壳体上设有与所述气体放散出口相对应的通孔。

可选地，还包括控制系统；所述控制系统包括电控箱和阀组驱动箱，所述电控箱能够实时监测所述管路系统的供气过程，并通过所述阀组驱动箱控制所述管路系统中的阀件。

可选地，所述流量计、所述第一压力变送器、所述温度变送器以及所述第二压力变送器分别与所述电控箱电性连接。

可选地，所述阀组驱动箱包括驱动空气进口和多个电磁阀，所述驱动空气进口分别与所述调压阀及多个所述电磁阀连接，所述调压阀及多个所述电磁阀均与所述电控箱电性连接；所述电磁阀分别连接至所述第一透气阀、第一燃气截止阀、第二透气阀、第二燃气截止阀、惰性气体透气阀、第一惰性气体截止阀和第二惰性气体截止阀。

可选地，所述驱动空气进口的下游依次设置有驱动空气供应阀、驱动空气过滤器、驱动空气调节阀以及第三压力变送器；所述第三压力变送器与所述电控箱电性连接。

可选地，所述气密壳体内安装有负压传感器，所述负压传感器与所述电控箱电性连接；所述气密壳体上设有通风口，所述通风口外接负压通风系统。

可选地，所述气密壳体包括箱体以及与箱体盖合的盖体，所述箱体和所述盖体之间采用密封圈密封。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：一方面将管路系统设置在密闭的气密壳体内，利用气密壳体对管路系统进行安全隔离；另一方面，由于管路系统包括燃气供应管路、吹扫管路和放散管路，当燃气供应管路发生故障或者需要检修时，可利用吹扫管路向部分燃气供应管路内通入惰性气体进行吹扫，还可通过放散管路排空燃气供应管路和吹扫管路内的残余气体，从而有效提高了管路系统的安全性。

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下有益效果：由于控制系统能够对管路系统的供气过程进行严格地监测和控制，操作简便的同时还能有效保证供气过程的安全性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的管道仪表流程图；

图中数字表示：

1、气密壳体10、箱体11、盖体12、通风口13、负压传感器

2、电控箱

3、阀组驱动箱30、驱动空气进口31、驱动空气供应阀32、驱动空气过滤器33、驱动空气调节阀34、第三压力变送器35、电磁阀

4、固定框架

5、燃气供应管路50、燃气进口51、燃气供应阀52、燃气过滤器53、第一燃气截止阀54、第二燃气截止阀55、流量计56、调压阀57、燃气出口58、第一压力变送器59、温度变送器

6、吹扫管路60、惰性气体进口61、惰性气体供应阀62、惰性气体过滤器63、第一惰性气体截止阀64、第二惰性气体截止阀65、截止止回阀66、第二压力变送器

7、放散管路70、第一透气阀71、第二透气阀72、惰性气体透气阀73、气体放散出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上游”和“下游”等通常是指装置实际使用或工作状态下的上游和下游；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1所示，本实用新型的实施例提供了一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，包括气密壳体1、管路系统以及控制系统。其中，气密壳体1能够限定出密闭的容纳空间，将管路系统设置在该容纳空间内，可以对管路系统进行安全隔离。在本实施例中，气密壳体1包括箱体10以及与箱体10盖合的盖体11，箱体10和盖体11之间采用特制密封圈密封，以保证盖体11盖合后气密壳体1无泄漏。

本实施例中的控制系统包括电控箱2和阀组驱动箱3。电控箱2包括主控模块、显示单元、防爆隔离栅等，能够实时监测管路系统的供气过程(压力、温度、流量、有无泄漏等)，判断危险源，自动发出报警信号并配合主机控制器(ECU)执行预定的安保动作。阀组驱动箱3用于为管路系统中的阀件提供驱动空气(压缩空气作为驱动气源)，电控箱2能够通过阀组驱动箱3控制管路系统中的阀件，从而保证供气过程的安全性和稳定性，操作简便。

作为一些可选的实施方式，可以将气密壳体1、电控箱2和阀组驱动箱3安装至固定框架4。固定框架4的底部和背部设有可以和船舶固定连接的安装底板，从而可以将气密壳体1、电控箱2和阀组驱动箱3稳定地安装在船舶上。电控箱2、阀组驱动箱3和固定框架4的连接处还可以设置减震垫，以避免船舶振动损坏箱内的电气元件。

管路系统包括燃气供应管路5、吹扫管路6以及放散管路7，燃气供应管路5、吹扫管路6和放散管路7分别与控制系统连接。其中，燃气供应管路5能够向气体燃料发动机提供符合要求(压力、流量、温度)的可燃气体；吹扫管路6能够向部分燃气供应管路5内通入惰性气体进行吹扫惰化，以确保维护时燃气供应管路5中没有残余燃气；放散管路7能够排空燃气供应管路5、吹扫管路6内的残余气体，以保证管路系统的安全性。

具体的，请参照图1、图2所示，本实施例中的燃气供应管路5(如图2中的A1-B1所示)由上游端至下游端依次设置有燃气进口50、燃气供应阀51、燃气过滤器52、第一燃气截止阀53、第二燃气截止阀54、流量计55、调压阀56和燃气出口57。可燃气体由燃气进口50进入管路，经燃气过滤器52过滤、调压阀56调压后，从燃气出口57输送给下游的气体燃料发动机。第一燃气截止阀53和第二燃气截止阀54能够在燃气供应发生故障时及时关闭，以保证供气的安全性。

作为一些可选的实施方式，本实施例中的燃气供应阀51为手动阀，燃气供应阀51设有加长手动延伸杆，气密壳体1密闭时，可在壳体外手动关闭燃气供应(气密壳体1上设有供手动延伸杆穿出的通孔)。手动延伸杆和燃气供应阀51之间通过万向节连接，安装定位方便。

进一步地，燃气过滤器52的上游端和下游端、第一燃气截止阀53和第二燃气截止阀54之间、调压阀56和燃气出口57之间均设置有第一压力变送器58(防爆型)，第一压力变送器58与电控箱2电性连接，用以监测燃气进口50、供应管路中段以及燃气出口57的压力是否正常。其中，燃气过滤器52上游端和下游端的第一压力变送器58还可以监测燃气过滤器52的前后压差，当压差达到一定值时，电控箱2能够报警提醒及时更换滤芯。管路检修时，还可以通过各个阀件上、下游的第一压力变送器58之间的差值来判断对应阀件是否存在泄漏。

流量计55与电控箱2电性连接，用以监测燃气供给流量。第二燃气截止阀54和流量计55之间还可以设置温度变送器59，温度变送器59同样与电控箱2电性连接，用以监测燃气供给温度，保证供气温度正常。

具体的，本实施例中的吹扫管路6(如图2中的C所示)由上游端至下游端依次设置有惰性气体进口60、惰性气体供应阀61、惰性气体过滤器62、第一惰性气体截止阀63、第二惰性气体截止阀64和截止止回阀65，截止止回阀65的下游端连接至第二燃气截止阀54和温度变送器59之间。由惰性气体进口60进入的惰性气体(例如氮气)经惰性气体过滤器62过滤后，能够进入燃气供应管路5中，对第二燃气截止阀54(第二燃气截止阀54关闭)下游的燃气供应管路5进行吹扫，以将下游管路中残余的燃气吹入气体燃料发动机中烧除。

进一步地，惰性气体过滤器62和第一惰性气体截止阀63之间设置有第二压力变送器66，第二压力变送器66与电控箱2电性连接，用以监测输入的惰性气体的压力是否正常。

作为一些可选的实施方式，本实施例中，吹扫管路6上游的惰性气体进口60、惰性气体供应阀61(手动阀)、惰性气体过滤器62以及第二压力变送器66(非防爆型)均布置在气密壳体1外(气密壳体1上设有供吹扫管路6穿出的通孔)，方便连接和操作；下游的第一惰性气体截止阀63、第二惰性气体截止阀64和截止止回阀65则设置在气密壳体1内，安全性高。

本实施例中的放散管路7(如图2中的D1所示)的上游端分三路分别连接有第一透气阀70、第二透气阀71和惰性气体透气阀72。其中，第一透气阀70连接至燃气过滤器52和第一燃气截止阀53之间，第二透气阀71连接至第一燃气截止阀53和第二燃气截止阀54之间，惰性气体透气阀72连接至第一惰性气体截止阀63和第二惰性气体截止阀64之间。放散管路7的下游端设有气体放散出口73，当燃气供应发生故障时，第一燃气截止阀53和第二燃气截止阀54关闭，第一透气阀70和第二透气阀71开启，第一燃气截止阀53上游以及第一燃气截止阀53和第二燃气截止阀54之间残余的燃气能够经第一透气阀70和第二透气阀71进入放散管路7，并从气体放散出口73排出。惰性气体透气阀72开启后，放散管路7能够与吹扫管路6连通，从而将吹扫管路6内残余的惰性气体排出。

如图2中的X所示，本实施例中的阀组驱动箱3包括依次设置的驱动空气进口30、驱动空气供应阀31、驱动空气过滤器32、驱动空气调节阀33(驱动空气过滤器32和驱动空气调节阀33也可以为总成的过滤减压阀)、第三压力变送器34以及多个电磁阀35。驱动空气进口30的下游端分别与调压阀56及多个电磁阀35连接，多个电磁阀35分别连接至第一透气阀70、第一燃气截止阀53、第二透气阀71、第二燃气截止阀54、惰性气体透气阀72、第一惰性气体截止阀63和第二惰性气体截止阀64。同时，第三压力变送器34、调压阀56以及多个电磁阀35均与电控箱2电性连接。电控箱2能够根据监测到的气体供应情况(供给压力、温度、流量、有无泄漏等)，通过调压阀56调整供气压力、通过各个电磁阀35控制对应管路系统的阀件的开闭，从而控制整个管路系统的供气过程，有效保证了供气的安全性和稳定性。

作为一些可选的实施方式，本实施例中的气密壳体1上还设置有通风口12，通风口12外接负压通风系统(如图2中的D2所示)，能够将气密壳体1内抽风至负压状态。气密壳体1内安装有负压传感器13，负压传感器13与电控箱2电性连接。当管路系统发生泄漏时，电控箱2能够监测到气密壳体1内的气压变化，自动发出报警信号并执行预定的安保动作。

进一步地，由于气密壳体1上设有与燃气进口50、燃气出口57和气体放散出口73等相对应的通孔，为保证气密壳体1的密闭性，气密壳体1上的各个通孔处应当采用填料函进行密封。另外，气密壳体1内的各阀件和传感器的电气连接汇集在气密壳体1的法兰凸缘处，并同样采用填料函密封。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例的技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于，包括：

气密壳体，所述气密壳体限定出一密闭的容纳空间；以及

管路系统，所述管路系统设置在所述容纳空间内；

其中，所述管路系统包括燃气供应管路、吹扫管路以及放散管路；所述燃气供应管路用于向气体燃料发动机提供符合要求的可燃气体；所述吹扫管路能够向部分所述燃气供应管路内通入惰性气体进行吹扫；所述放散管路用于排空所述燃气供应管路、所述吹扫管路内的残余气体。

2.根据权利要求1所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述燃气供应管路由上游端至下游端依次设置有燃气进口、燃气供应阀、燃气过滤器、第一燃气截止阀、第二燃气截止阀、调压阀和燃气出口；所述气密壳体上设有与所述燃气进口和所述燃气出口相对应的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述燃气过滤器的上游端和下游端、所述第一燃气截止阀和所述第二燃气截止阀之间、所述调压阀和所述燃气出口之间均设置有第一压力变送器。

4.根据权利要求3所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述第二燃气截止阀和所述调压阀之间依次设置有温度变送器和流量计。

5.根据权利要求4所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述燃气供应阀为手动阀，所述燃气供应阀连接有手动延伸杆，所述气密壳体上设有供所述手动延伸杆穿出的通孔。

6.根据权利要求4所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述吹扫管路由上游端至下游端依次设置有惰性气体进口、惰性气体供应阀、惰性气体过滤器、第一惰性气体截止阀、第二惰性气体截止阀和截止止回阀，所述截止止回阀的下游端连接至所述第二燃气截止阀和所述温度变送器之间。

7.根据权利要求6所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述惰性气体过滤器和所述第一惰性气体截止阀之间设置有第二压力变送器。

8.根据权利要求7所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述气密壳体上设有供所述吹扫管路穿出的通孔，所述惰性气体进口、所述惰性气体供应阀、所述惰性气体过滤器以及所述第二压力变送器均设置在所述气密壳体外。

9.根据权利要求7所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述放散管路的上游端分三路分别连接有第一透气阀、第二透气阀和惰性气体透气阀；所述第一透气阀连接至所述燃气过滤器和所述第一燃气截止阀之间，所述第二透气阀连接至所述第一燃气截止阀和所述第二燃气截止阀之间，所述惰性气体透气阀连接至所述第一惰性气体截止阀和所述第二惰性气体截止阀之间；所述放散管路的下游端设有气体放散出口，所述气密壳体上设有与所述气体放散出口相对应的通孔。

10.根据权利要求9所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括电控箱和阀组驱动箱，所述电控箱能够实时监测所述管路系统的供气过程，并通过所述阀组驱动箱控制所述管路系统中的阀件。

11.根据权利要求10所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述流量计、所述第一压力变送器、所述温度变送器以及所述第二压力变送器分别与所述电控箱电性连接。

12.根据权利要求11所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述阀组驱动箱包括驱动空气进口和多个电磁阀，所述驱动空气进口分别与所述调压阀及多个所述电磁阀连接，所述调压阀及多个所述电磁阀均与所述电控箱电性连接；所述电磁阀分别连接至所述第一透气阀、第一燃气截止阀、第二透气阀、第二燃气截止阀、惰性气体透气阀、第一惰性气体截止阀和第二惰性气体截止阀。

13.根据权利要求12所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述驱动空气进口的下游依次设置有驱动空气供应阀、驱动空气过滤器、驱动空气调节阀以及第三压力变送器；所述第三压力变送器与所述电控箱电性连接。

14.根据权利要求10所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述气密壳体内安装有负压传感器，所述负压传感器与所述电控箱电性连接；所述气密壳体上设有通风口，所述通风口外接负压通风系统。

15.根据权利要求1-14任意一项所述的一种气体燃料发动机用燃气阀组单元，其特征在于：所述气密壳体包括箱体以及与箱体盖合的盖体，所述箱体和所述盖体之间采用密封圈密封。

Images