單向閥、燃氣發動機預燃室和燃氣發動機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單向閥、燃氣發動機預燃室和燃氣發動機，單向閥包括閥體、閥座和鋼球，鋼球設置在閥體的下端與閥座之間，閥座包括具有貫通孔的鋼球支撐部和具有氣流通道的氣流引導部，貫通孔與氣流通道相連通，并且貫通孔的縱軸線與氣流通道的縱軸線成一夾角。本實用新型還提供了包括上述單向閥的燃氣發動機預燃室以及包括該預燃室的燃氣發動機。本實用新型提供的單向閥能夠使鋼球在上升過程中產生周向旋轉運動，減小鋼球、閥座以及閥體的磨損，延長單向閥的使用壽命；在單向閥閥體的上端設置碟簧以壓緊單向閥與預燃室的密封錐面，顯著提高燃氣發動機預燃室以及包括該預燃室的燃氣發動機的性能。
【專利說明】
單向閥、燃氣發動機預燃室和燃氣發動機
技術領域
[0001]本實用新型涉及燃氣發動機機械設備領域，尤其涉及一種適用于燃氣發動機燃氣系統的單向閥。此外，本實用新型還涉及一種設置有該單向閥的燃氣發動機預燃室、以及具有該燃氣發動機預燃室的燃氣發動機。
【背景技術】
[0002]天然氣是化石能源中最清潔的能源，其主要成分是甲烷，被賦予大自然的“綠色能源”。天然氣發動機可以比柴油發動機減少90%的氮氧化物以及20%的二氧化碳排放，并能消除硫氧化物及顆粒物的排放。
[0003]天然氣發動機(俗稱:多點氣體機)一般采用預燃室點火方式。其中，單向閥的作用就是向天然氣發動機的預燃室內提供適量的天然氣，天然氣經火花塞點火，在預燃室內快速燃燒，火焰通過預燃室噴嘴噴入主燃室，點燃主燃室的天然氣。當預燃管路燃氣壓力大于預燃室壓力時，單向閥開啟，天然氣經單向閥進入預燃室。由于預燃室內的天然氣點火燃燒，當預燃室內壓力高于預燃管路天然氣壓力時，單向閥關閉，火焰不會向預燃管路傳播。
[0004]參照圖1，現有單向閥主要零部件由閥體9’、鋼球11’、球座12’、鎖緊螺母13’組成。單向閥作為一個獨立的組件安裝在預燃室內。當天然氣發動機處于吸氣沖程時，天然氣壓力大于缸內壓力，鋼球處于下部，單向閥開啟；當發動機處于壓縮、燃燒和排氣沖程時，缸內壓力大于天然氣進氣壓力，鋼球處于上部，單向閥關閉。
[0005]由于單向閥鋼球運動頻率和發動機的工作頻率直接相關，高頻的往復運動產生的沖擊力造成鋼球和閥座異常磨損，且鋼球的一側與低溫天然氣接觸，溫度約40°C;另一側與高溫高壓燃氣接觸，溫度最高達2100°C。機械沖擊力和熱應力的疊加，密封部位容易壓成深淺不一的坑，這會造成了密封失效，單向閥的壽命大大縮減。一旦單向閥密封失效，高溫高壓的燃氣將竄入天然氣管路，后果不堪設想。
[0006]此外，單向閥的密封錐面是非常重要的部分，一旦密封失效，高溫高壓的燃氣將進入單向閥和預燃室的間隙，點燃間隙中的天然氣，后果不堪設想。加工過程中，單向閥密封錐面和預燃室的密封錐面采用研配的加工方式，非常精密。參照圖1，現有單向閥的安裝是通過螺紋8’擰入預燃室的，在安裝過程中，單向閥密封錐面會與預燃室的密封錐面產生扭轉擠壓撕裂，多次拆裝極容易造成密封錐面失效。
【實用新型內容】
[0007]鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本實用新型提供一種單向閥、燃氣發動機預燃室和預燃發動機。
[0008]本實用新型提供了一種單向閥，包括:閥體、閥座和鋼球，所述鋼球設置在所述閥體的下端與所述閥座之間，所述閥座包括具有貫通孔的鋼球支撐部和具有氣流通道的氣流引導部，所述貫通孔與所述氣流通道相連通，并且所述貫通孔的縱軸線與所述氣流通道的縱軸線成一夾角。
[0009]基于上述單向閥，本實用新型還提供了一種燃氣發動機預燃室，包括:預燃室體以及與所述預燃室體的下端連接的預燃室噴嘴，所述預燃室噴嘴內設置有預燃腔，所述預燃室體內安裝有上述單向閥，所述單向閥的氣流通道與所述預燃腔相連通。
[0010]此外，本實用新型還提供一種燃氣發動機，該燃氣發動機包括上述燃氣發動機預燃室。
[0011]通過上述技術方案，本實用新型提供的單向閥的氣流通道的縱軸線與閥座的貫通孔的縱軸線之間具有一夾角的設計，能夠使鋼球在上升過程中產生周向旋轉運動，故鋼球在高頻上下往復運動中，可減小鋼球、閥座以及閥體的磨損，避免鋼球表面砸出坑的情況，延長單向閥的使用壽命;并且改變單向閥在預燃室體內的安裝方式，通過在單向閥閥體的上端設置碟簧以壓緊單向閥與預燃室體的密封錐面，避免多次拆裝造成密封錐面的損壞，有效延長單向閥的使用壽命，顯著提高包括該單向閥的燃氣發動機預燃室以及包括該預燃室的燃氣發動機的性能。
【附圖說明】
[0012]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本申請的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0013]圖1為現有技術的單向閥的結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型提供的單向閥的結構示意圖；
[0015]圖3為圖2中單向閥閥座部分的局部放大圖；
[0016]圖4為本實用新型提供的燃氣發動機預燃室的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關的部分。
[0018]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0019]參照圖2和圖3，本實用新型提供的單向閥的主要結構與現有技術的單向閥的結構是類似地，具體的，本實用新型提供的單向閥包括:閥體9、閥座12和鋼球11，鋼球11設置在閥體9的下端與閥座12之間，閥座12包括具有貫通孔的鋼球支撐部和具有氣流通道121的氣流引導部，貫通孔與氣流通道121相連通，并且貫通孔的縱軸線與氣流通道的縱軸線成一夾角。參照圖2和圖3，鋼球11和閥座12從上至下設置在鎖緊螺母13內，閥體9的下端的螺紋旋入鎖緊螺母13內，實現單向閥的安裝。
[0020]進一步地，閥體9與閥座12的貫通孔位于同一軸線上。
[0021]進一步地，氣流通道121的截面直徑小于貫通孔與氣流通道連通處的直徑。
[0022]進一步地，閥體9內設有腔室，腔室的下部設有開口，鋼球11能夠部分進入開口以關閉所述單向閥，閥體9的中部、上部或中上部設有進氣口 1，進氣口 1與腔室相連通。
[0023]與現有的單向閥不同的是，如圖3所示，本實用新型的單向閥的氣流通道的縱軸線和貫通孔的縱軸線成一夾角。顯然地，單向閥的作用在于通過與閥座的貫通孔成一夾角的氣流通道，使得燃氣通過具有該氣流通道的氣流引導部作用于鋼球時，鋼球在上升過程中產生周向旋轉運動，鋼球在上升過程中其與單向閥的閥體開口的密封部位逐步變化，鋼球在高頻上下的往復運動中，鋼球與閥座、鋼球與閥體之間的磨損減小且磨損均勻，避免了鋼球表面砸出坑的情況，可靠性增加，從而延長單向閥的使用壽命，單向閥的使用壽命從幾百小時提升到上千小時。
[0024]參照圖4，本實用新型還提供了一種燃氣發動機預燃室，包括:預燃室體3以及與預燃室體3的下端連接的預燃室噴嘴1，預燃室噴嘴I內設置有預燃腔2，預燃室體3內安裝有上述單向閥，單向閥的氣流通道與預燃腔2相連通。
[0025]進一步地，結合圖2和圖3，預燃室體3還設有火花塞安裝孔4，與預燃腔2相連通;預燃室體3的上端連接一個火花塞套管5，火花塞套管5對應上述單向閥的部位設置一個盲孔；單向閥的閥體9的上端伸出預燃室體3，插入上述盲孔中，單向閥的底端與預燃室體之間形成密封錐面14，通過火花塞套管5壓緊單向閥與預燃室體3之間的密封錐面。其中，火花塞套管通過4個螺栓和預燃室體連接。
[0026]進一步地，插入盲孔中的閥體的上端為安裝六角6，安裝六角的外表面具備六個均等的銑面，與盲孔相配合，方便火花塞套管壓緊單向閥與預燃室體之間的密封錐面。
[0027]在一種可選的實施方式中，閥體9的上端與盲孔之間還設置有壓緊部件，用于壓緊所述單向閥與所述預燃室體的密封錐面。
[0028]可選的，上述壓緊部件優選為碟簧15，主要利用其不同于傳統彈簧的特性，負荷大，行程短，所需空間小，組合使用方便，維修換裝容易，非常適用于通過火花塞套管壓緊單向閥與預燃室體的密封錐面的情況，起到進一步的壓緊作用，改善單向閥與預燃室體的之間的密封性能。
[0029]可選的，單向閥的上部，且在安裝六角6的下部設置有O型圈7。當向單向閥內輸送天然氣時會有少許的天然氣進入單向閥和預燃室體的間隙內，設置O型圈以防天然氣向上流竄，形成進一步的密封。
[0030]此外，本實用新型還提供了一種燃氣發動機，包括上述燃氣發動機預燃室，密封性能好、使用壽命長，穩定性能好，使得該燃氣發動機的性能得到提高。
[0031]以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的實用新型范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述實用新型構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。
【主權項】
1.一種單向閥，包括:閥體、閥座和鋼球，所述鋼球設置在所述閥體的下端與所述閥座之間，其特征在于: 所述閥座包括具有貫通孔的鋼球支撐部和具有氣流通道的氣流引導部，所述貫通孔與所述氣流通道相連通，并且所述貫通孔的縱軸線與所述氣流通道的縱軸線成一夾角。2.根據權利要求1所述的單向閥，其特征在于:所述閥體與所述閥座的貫通孔位于同一縱軸線上。3.根據權利要求2所述的單向閥，其特征在于:所述氣流通道的截面直徑小于所述貫通孔與所述氣流通道連通處的直徑。4.根據權利要求1所述的單向閥，其特征在于: 所述閥體內設有腔室，所述腔室的下部設有開口，所述鋼球能夠部分進入所述開口以關閉所述單向閥， 所述閥體的中部、上部或中上部設有進氣口，所述進氣口與所述腔室相連通。5.一種燃氣發動機預燃室，包括:預燃室體以及與所述預燃室體的下端連接的預燃室噴嘴，所述預燃室噴嘴內設置有預燃腔，其特征在于:所述預燃室體內安裝有權利要求1-4任一項所述的單向閥，所述單向閥的氣流通道與所述預燃腔相連通。6.根據權利要求5所述的燃氣發動機預燃室，其特征在于: 所述預燃室體還設有火花塞安裝孔，與所述預燃腔相連通;所述預燃室體的上端連接一個火花塞套管，所述火花塞套管對應所述單向閥的部位設置一個盲孔； 所述單向閥的閥體的上端伸出所述預燃室體，插入所述盲孔中，所述單向閥的底端與所述預燃室體之間形成密封錐面，通過所述火花塞套管壓緊所述單向閥與所述預燃室體之間的密封錐面。7.根據權利要求6所述的燃氣發動機預燃室，其特征在于: 所述閥體的上端與所述盲孔之間還設置有壓緊部件，用于壓緊所述單向閥與所述預燃室體的密封錐面。8.根據權利要求7所述的燃氣發動機預燃室，其特征在于:所述壓緊部件為碟簧。9.根據權利要求6-8任一項所述的燃氣發動機預燃室，其特征在于:插入所述盲孔中的所述閥體的上端為安裝六角，所述安裝六角的外表面具備六個均等的銑面，與所述盲孔相配合。10.一種燃氣發動機，其特征在于，包括權利要求5-9任一項所述的燃氣發動機預燃室。
【文檔編號】F02B19/18GK205446824SQ201520922563
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年11月18日
【發明人】浦衛華, 平濤, 李翔, 郭立君
【申請人】中國船舶重工集團公司第七研究所, 中國船舶重工集團公司第七一一研究所