用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置的制作方法

1.本发明涉及船用低速柴油机，具体涉及一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，属于柴油机技术领域。


背景技术：

2.随着双燃料柴油机在船用低速柴油机领域的普及，燃气安全稳定地进入气缸对于柴油机的正常运行及船舶安全而言至关重要。在双燃料柴油机正常运行中，燃气通过供气管路输送至双燃料低速柴油机，气缸的燃气控制装置将燃气持续稳定地送入各气缸的燃气阀，并根据柴油机控制系统的信号，精确控制燃气的喷射。相比于常规的柴油燃料，lpg、甲醇等气化燃料危险系数更高，一旦产生泄漏，引发机舱火灾的可能性更高，这将对船舶以及人身安全产生极为严重的后果。
3.因此，通过采用安全可靠的气缸燃气控制装置，以控制燃气进入气缸的开启和关闭，以及在紧急情况下实现主机和管路中剩余燃气的吹扫泄放是双燃料柴油机安全运行的至关重要的安全保障。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的问题是，提供一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，实现燃气的安全可靠供应，保障燃气阀的稳定燃气喷射，同时在异常情况下及时切断燃气的供应，实现管路内残余燃气的吹扫和泄放，达到保证船舶安全稳定运行的目的。
5.本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
6.一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，所述双燃料低速柴油机包括有主机控制系统、燃气进气管、燃气回气管、高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管、氮气管和燃气阀，该燃气阀包括活塞、止推杆、燃气阀进气管和燃气阀回气管；其特征在于，所述多功能燃气控制装置包括分配块，该分配块上连接安装有燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀、压力传感器和氮气控制阀；
7.所述燃气进气阀分别连接所述燃气进气管、燃气阀进气管、高压液压油管和液压油泄放管，用于所述燃气阀进气的控制，所述燃气回气阀分别连接所述燃气回气管、燃气阀回气管、高压液压油管和液压油泄放管，用于所述燃气阀回气的控制，所述第一多通阀分别连接高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管和活塞，用于控制高压液压油进入所述活塞，将所述燃气阀内的燃气加压至喷射压力，所述第二多通阀分别连接高压液压油管、液压油泄放管和止推杆，用于控制高压液压油进入所述止推杆，将所述燃气阀打开以实现燃气喷射，所述压力传感器设置于所述燃气进气阀出口处的燃气阀进气管上，与所述主机控制系统连接，用于监测燃气供气压力且反馈信号至该主机控制系统，所述氮气控制阀分别连接所述氮气管、燃气阀进气管和燃气阀回气管，用于控制氮气进入管路实现对剩余燃气的吹扫泄放，所述主机控制系统分别连接并控制所述燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀和氮气控制阀。
8.进一步地，所述的多功能燃气控制装置还包括有第一止回阀和第二止回阀，所述氮气控制阀的出口通过所述第一止回阀连接所述燃气阀进气管，通过所述第二止回阀连接所述燃气阀回气管。
9.进一步地，所述的多功能燃气控制装置还包括有燃气蓄压器和液压油蓄压器，所述燃气蓄压器连接于所述燃气进气阀出口处的燃气阀进气管上，用于维持燃气压力稳定，所述液压油蓄压器连接于所述第一多通阀入口处的高压液压油管上，用于维持液压油压力稳定。
10.进一步地，所述的分配块的内部设有连接各构件的通孔管道。
11.进一步地，所述的多功能燃气控制装置通过以下过程实现对所述双燃料低速柴油机气缸的燃气喷射和残余燃气的吹扫泄放：
12.正常运行和停机——在所述主机控制系统的控制下，所述燃气进气阀和燃气回气阀打开，所述燃气进气管中的燃气通过所述燃气进气阀和分配块进入所述燃气阀，所述第一多通阀控制高压液压油进入所述活塞，将所述燃气阀内的燃气加压至喷射压力，所述第二多通阀控制高压液压油进入所述止推杆，将所述燃气阀打开，燃气喷射入气缸，实现燃烧做功，多余燃气通过所述燃气回气阀返回所述燃气回气管，所述压力传感器始终持续监测燃气的供气压力，并反馈至所述主机控制系统，一旦燃气的供气压力偏离正常工作范围，则所述主机控制系统发出指令，关闭所述燃气进气阀和燃气回气阀，切断燃气供应；
13.正常停机时，所述主机控制系统控制所述燃气进气阀和燃气回气阀关闭，燃气无法进入气缸；
14.残气吹扫——在切断燃气供应的情况下，所述主机控制系统控制所述氮气控制阀打开，高压氮气进入所述多功能燃气控制装置，实现对装置和管路内的残余燃气的吹扫泄放。
15.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
16.1)多功能集成——实现了集燃气进出气缸的控制、燃气压力的监测和燃气吹扫功能于一体。
17.2)安全性高——对燃气进入气缸采用两级串联的双保险控制，确保了运行的安全，同时所述多功能燃气控制装置带有压力监测，实现了对燃气及主机运行的实时监测及控制。
18.3)可靠性高——控制阀件采用液压动力，结构简单，可靠性高，无易损零部件，经久耐用，使用寿命长。
19.4)控制精准——控制阀件根据主机控制系统指令动作，实时性高，动作控制精准。
20.5)通用性好——仅需对压力传感器、止回阀等适当调整型号，即可广泛适用于lpg、甲醇、氨等多种类型的双燃料低速柴油机。
21.6)结构紧凑——装置集成度高，体积小巧，安装空间少，维护方便。
22.7)经济环保——测试装置的动力采用柴油机本身的液压油控制，能耗低，安全环保。
23.总之，本发明具有多功能集成、安全性高、性能可靠、控制精准、通用性好、结构紧凑、维护方便、节能环保等优点。
附图说明
24.图1是本发明的结构原理图。
25.图2是本发明的外形示意图。
26.图中，1——分配块，2——燃气进气阀，3——燃气回气阀，4——第一多通阀，5——第二多通阀，6——压力传感器，7——燃气蓄压器，8——液压油蓄压器，9——氮气控制阀，10——第一止回阀，11——第二止回阀。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都应属于本发明的保护范围。
28.本发明用于双燃料低速柴油机气缸的燃气运行的控制，对燃气喷射采用两级串联控制，同时对各缸燃气供应的压力进行监测，以及实现对管路内剩余燃气的吹扫泄放，以保证船舶的安全稳定运行。
29.所述双燃料低速柴油机包括有主机控制系统、燃气进气管、燃气回气管、高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管、氮气管和燃气阀；该燃气阀包括活塞、止推杆、燃气阀进气管和燃气阀回气管。
30.如图1所示，本实施例提供一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，其包括分配块1、燃气进气阀2、燃气回气阀3、第一多通阀4、第二多通阀5、压力传感器6、燃气蓄压器7、液压油蓄压器8、氮气控制阀9、第一止回阀10和第二止回阀11。
31.如图2所示，所述燃气进气阀2、燃气回气阀3、第一多通阀4、第二多通阀5、压力传感器6、燃气蓄压器7、液压油蓄压器8、氮气控制阀9、第一止回阀10和第二止回阀11连接安装于所述分配块1上，该分配块1的内部设有连接各构件的通孔管道。
32.如图1所示，所述燃气进气阀2用于对所述燃气阀进气的开启和截断的控制，分别连接所述燃气进气管、燃气阀进气管、高压液压油管和液压油泄放管。
33.所述燃气回气阀3用于对所述燃气阀回气的开启和截断的控制，分别连接所述燃气回气管、燃气阀回气管、高压液压油管和液压油泄放管。
34.所述第一多通阀4用于控制高压液压油进入所述燃气阀的活塞，将该燃气阀内的燃气加压至喷射压力，该第一多通阀4分别连接高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管和活塞。
35.所述第二多通阀5用于控制高压液压油进入所述燃气阀的止推杆，将该燃气阀打开以实现燃气喷射，该第二多通阀5分别连接高压液压油管、液压油泄放管和止推杆。
36.所述压力传感器6设置于所述燃气进气阀2出口处的燃气阀进气管上，与所述主机控制系统连接，用于监测燃气供气压力且反馈信号至该主机控制系统。
37.所述燃气蓄压器7连接于所述燃气进气阀2出口处的燃气阀进气管上，用于吸收燃气产生的脉冲压力波动，维持燃气压力稳定，减少压力波动对设备及仪器的冲击。
38.所述液压油蓄压器8连接于所述第一多通阀4入口处的高压液压油管上，用于吸收液压油产生的脉冲压力波动，维持液压油压力稳定，减少压力波动对设备及仪器的冲击。
39.所述氮气控制阀9连接所述氮气管，用于控制氮气进入管路实现对剩余燃气的吹
扫泄放，该氮气控制阀9的出口通过所述第一止回阀10连接所述燃气阀进气管，通过所述第二止回阀11连接所述燃气阀回气管。
40.所述主机控制系统分别连接并控制所述燃气进气阀2、燃气回气阀3、第一多通阀4、第二多通阀5和氮气控制阀9。
41.所述用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置的工作原理如下：
42.正常运行——在所述主机控制系统的控制下，所述燃气进气阀2和燃气回气阀3打开，所述燃气进气管中的燃气通过所述燃气进气阀2和分配块1进入所述燃气阀；所述第一多通阀4收到所述主机控制系统的“开启”指令后，控制高压液压油进入所述活塞，将所述燃气阀内的燃气加压至喷射压力；所述第二多通阀5收到所述主机控制系统的“开启”指令后，控制高压液压油进入所述止推杆，将所述燃气阀内的针阀打开，燃气喷射入气缸，实现燃烧做功；多余燃气通过所述燃气回气阀3返回所述燃气回气管，回到供气系统；
43.运行过程中所述压力传感器6始终持续监测燃气的供气压力，并反馈至所述主机控制系统，一旦燃气的供气压力偏离正常工作范围，则所述主机控制系统发出指令，关闭所述燃气进气阀2和燃气回气阀3，切断燃气供应。
44.正常停机——所述主机控制系统控制所述燃气进气阀2和燃气回气阀3关闭，燃气无法进入气缸，主机正常停止运行。
45.残气吹扫——在切断燃气供应的情况下，所述主机控制系统发出指令，控制所述氮气控制阀9打开，高压氮气进入所述多功能燃气控制装置，实现对装置和管路内的残余燃气的吹扫泄放。

技术特征：
1.一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，所述双燃料低速柴油机包括有主机控制系统、燃气进气管、燃气回气管、高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管、氮气管和燃气阀，该燃气阀包括活塞、止推杆、燃气阀进气管和燃气阀回气管；其特征在于，所述多功能燃气控制装置包括分配块，该分配块上连接安装有燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀、压力传感器和氮气控制阀；所述燃气进气阀分别连接所述燃气进气管、燃气阀进气管、高压液压油管和液压油泄放管，用于所述燃气阀进气的控制，所述燃气回气阀分别连接所述燃气回气管、燃气阀回气管、高压液压油管和液压油泄放管，用于所述燃气阀回气的控制，所述第一多通阀分别连接高压液压油管、低压液压油管、液压油泄放管和活塞，用于控制高压液压油进入所述活塞，将所述燃气阀内的燃气加压至喷射压力，所述第二多通阀分别连接高压液压油管、液压油泄放管和止推杆，用于控制高压液压油进入所述止推杆，将所述燃气阀打开以实现燃气喷射，所述压力传感器设置于所述燃气进气阀出口处的燃气阀进气管上，与所述主机控制系统连接，用于监测燃气供气压力且反馈信号至该主机控制系统，所述氮气控制阀分别连接所述氮气管、燃气阀进气管和燃气阀回气管，用于控制氮气进入管路实现对剩余燃气的吹扫泄放，所述主机控制系统分别连接并控制所述燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀和氮气控制阀。2.根据权利要求1所述的用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，其特征在于，所述的多功能燃气控制装置还包括有第一止回阀和第二止回阀，所述氮气控制阀的出口通过所述第一止回阀连接所述燃气阀进气管，通过所述第二止回阀连接所述燃气阀回气管。3.根据权利要求1所述的用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，其特征在于，所述的多功能燃气控制装置还包括有燃气蓄压器和液压油蓄压器，所述燃气蓄压器连接于所述燃气进气阀出口处的燃气阀进气管上，用于维持燃气压力稳定，所述液压油蓄压器连接于所述第一多通阀入口处的高压液压油管上，用于维持液压油压力稳定。4.根据权利要求1所述的用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，其进一步地，特征在于，所述的分配块的内部设有连接各构件的通孔管道。5.根据权利要求1所述的用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，其特征在于，所述的多功能燃气控制装置通过以下过程实现对所述双燃料低速柴油机气缸的燃气喷射和残余燃气的吹扫泄放：正常运行和停机——在所述主机控制系统的控制下，所述燃气进气阀和燃气回气阀打开，所述燃气进气管中的燃气通过所述燃气进气阀和分配块进入所述燃气阀，所述第一多通阀控制高压液压油进入所述活塞，将所述燃气阀内的燃气加压至喷射压力，所述第二多通阀控制高压液压油进入所述止推杆，将所述燃气阀打开，燃气喷射入气缸，实现燃烧做功，多余燃气通过所述燃气回气阀返回所述燃气回气管，所述压力传感器始终持续监测燃气的供气压力，并反馈至所述主机控制系统，一旦燃气的供气压力偏离正常工作范围，则所述主机控制系统发出指令，关闭所述燃气进气阀和燃气回气阀，切断燃气供应；正常停机时，所述主机控制系统控制所述燃气进气阀和燃气回气阀关闭，燃气无法进入气缸；残气吹扫——在切断燃气供应的情况下，所述主机控制系统控制所述氮气控制阀打
开，高压氮气进入所述多功能燃气控制装置，实现对装置和管路内的残余燃气的吹扫泄放。

技术总结
一种用于双燃料低速柴油机气缸的多功能燃气控制装置，包括分配块，该分配块上安装有燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀、压力传感器和氮气控制阀；主机控制系统分别连接并控制燃气进气阀、燃气回气阀、第一多通阀、第二多通阀和氮气控制阀，燃气进气阀用于燃气阀进气的控制，燃气回气阀用于燃气阀回气的控制，第一多通阀用于控制液压油进入活塞，将燃气阀内的燃气加压至喷射压力，第二多通阀用于控制液压油进入止推杆，将燃气阀打开以实现燃气喷射，压力传感器用于监测燃气压力且反馈信号至主机控制系统，氮气控制阀用于控制氮气进入管路实现残余燃气的吹扫泄放。本发明具有多功能集成、安全可靠、控制精准、通用性好、结构紧凑、维护方便等优点。维护方便等优点。维护方便等优点。


技术研发人员：陈世林 魏守刚 王勇 陈怡然 史超
受保护的技术使用者：上海中船三井造船柴油机有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/4