КЛАПАН ДЛЯ ВПРЫСКИВАНИЯ МАСЛА ДЛЯ СМАЗКИ/ПРОМЫВКИ ЦИЛИНДРОВ БОЛЬШИХ ДВИГАТЕЛЕЙ Российский патент 2008 года по МПК F01M3/04 

Настоящее изобретение касается клапана для использования при впрыскивании масла для смазки/промывки цилиндров в больших двигателях, который выполнен с установочным средством для крепления в стенке цилиндра штока клапана, проходящего через стенку цилиндра, и с, по меньшей мере, одним выпускным отверстием сопла у внутреннего конца штока клапана.

Изобретение, в частности, касается клапана или инжектора, предназначенного для использования при смазке рабочих цилиндров в больших дизельных двигателях, в частности в судовых двигателях. В таких системах клапан или инжектор может содержать дозирующее устройство, установленное непосредственно на отдельном клапане. В таких системах смазки клапан прежде предназначался для ввода впрыскиваемой струи в виде направленно ориентированного масляного тумана для связки. Описания примеров этих устройств известны, например, из международных публикаций заявок WO 00/28194 и WO 02/35068, описания которых включены сюда посредством ссылки.

Следует отметить, что в настоящей заявке используется термин «клапан». Под этим термином, используемым в настоящей заявке, подразумевается устройство, которое может быть также названо инжектором. Такой инжектор, по выбору, может содержать дозирующее устройство или может быть выполнен без дозирования в самом клапане/инжекторе. Таким образом, термин «клапан» относится к части механизма, проходящего через стенку цилиндра и соединяющего одно или большее число выпускных отверстий сопел или отверстий для впрыскивания масла на конце внутри цилиндра с отверстиями соединений для масла на части снаружи стенки цилиндра.

Известно много примеров клапанов типа, упомянутого в вводной части. Таким образом, клапан соединен с источником подачи масла, которое под давлением распыляют во внутреннее пространство цилиндра в определенный момент времени, определяемый рабочим ходом поршня в цилиндре.

По окружности цилиндра расположено некоторое количество клапанов. Клапаны обычно расположены в радиально или по существу радиально ориентированных установочных отверстиях в стенке цилиндра и проходят через эту стенку цилиндра. Клапаны прикрепляют к стенке цилиндра установочными средствами, например, винтовой резьбой на самом штоке клапана, или установочными втулками, которые ввинчены в снабженные резьбой отверстия, образованные в стенке цилиндра. Клапан зажимают и закрепляют в данном положении, затягивая соединение с винтовой резьбой. Это может создать определенные неточности конечного углового положения клапана при его креплении в стенке цилиндра.

Клапаны снабжают одним или большим числом выпускных отверстий сопел, которые поперечно ориентированы относительно клапана и которые направлены в одном или более направлениях, требуемых для фактического установочного отверстия, для обеспечения смазки/промывки с заданным расположением внутри цилиндра. Таким образом, существуют разные расположения клапанов в различных установочных отверстиях. Соответственно, каждый клапан изготавливается с индивидуальной формой, приспособленной для намеченного установочного отверстия.

Ранее известные клапаны, которые после монтажа имеют заданную установку направления струи, требовали большой механической обработки цилиндра, причем существовал риск того, что клапаны могли быть неправильно повернуты. Это неудобно, так как в данном случае требуется отдельная регулировка. Это не подходит и с производственной точки зрения. Кроме того, не существует никакой возможности для установки направления струи после монтажа клапана.

Целью настоящего изобретения является создание клапана, который устраняет эти недостатки и выполнен таким образом, что можно определить направление (направления) струй из клапана после установки клапана в установочное отверстие в стенке цилиндра, и который предпочтительно выполнен таким образом, что он может быть использован при минимальной механической обработке существующих установочных отверстий, вместо клапана, известного из предшествующего уровня техники.

Согласно настоящему изобретению эта цель достигается посредством создания клапана для впрыскивании масла для смазки/промывки цилиндров больших двигателей, который выполнен с установочным средством для крепления его в стенке цилиндра и со штоком, проходящим через стенку цилиндра, имеет наружную и внутреннюю части штока клапана и, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла непосредственно у внутренней поверхности стенки цилиндра, при этом, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла расположено во внутренней части штока клапана, которая выполнена с возможностью вращения относительно наружной части, при этом наружная часть штока клапана скреплена или выполнена за одно целое с установочным средством.

Предпочтительно во вращающейся части штока клапана расположены патрубки для подачи масла в клапан и выпуска масла из него.

Предпочтительно, вращающаяся часть штока клапана содержит две кольцевые зажимные поверхности, расположенные с каждой стороны кольцевого фланца на неподвижной части штока клапана, при этом шток клапана снабжен средством для прижатия зажимных поверхностей к фланцу для закрепления взаимного положения двух частей штока клапана.

Предпочтительно имеется, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования поперек штока клапана одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов.

Предпочтительно клапан имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов, расположенных симметрично относительно штока клапана.

Предпочтительно наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для размещения с возможностью вращения внутренней части штока клапана.

Предпочтительно клапан содержит масляный фильтр.

Предпочтительно, имеется, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования поперек штока клапана одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов.

Клапан согласно изобретению сконструирован таким образом, что требуется минимальная механическая обработка существующих установочных отверстий на существующих двигателях, так как механическая обработка уменьшается по сравнению с ранее известными соответствующими клапанами. В то же самое время клапан имеет преимущество в том, что после установки клапана можно регулировать направление (направления) его струй.

Новый клапан может быть, в частности, использован для смазки/промывки отдельно ориентированной или асимметрично ориентированной впрыскиваемой струей (струями) в тех случаях, когда угловая установка выпускного отверстия (выпускных отверстий) сопел регулируется только после установки клапана в установочное отверстие. Это осуществляется вращением внутренней части штока клапана относительно его наружной части и последующим взаимным скреплением двух частей штока клапана посредством крепежных средств, предпочтительно винтами, для сжатия вместе частей штока клапана. Регулирование внутренней части штока клапана осуществляют вращением части, которая с возможностью вращения скреплена с внутренней частью штока клапана и которая расположена снаружи стенки цилиндра.

Когда наружная часть штока клапана закреплена в стенке цилиндра, направление впрыскиваемой струи или струй можно регулировать очень простым способом с заданной ориентацией после того, как клапан установлен в фактическом положении в стенке цилиндра. Однако клапан может быть также использован для впрыска масла в виде симметрично ориентированной впрыскиваемой струи (струй), так что не требуется регулировка ориентации/угла клапана после его установки.

Таким образом, новый клапан требуется изготавливать только в одном варианте его выполнения, который не нужно отдельно приспосабливать в соответствии с предназначенным положением.

В тех случаях, когда на вращающейся части штока клапана будут расположены патрубки для подачи масла в клапан и удаления из него, после регулирования клапана будут установлены маслопроводы как к источнику подачи масла, так и для удаления масла. Это легко осуществить, используя гидравлические трубки и гибкие масляные шланги.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения клапан характеризуется тем, что вращающаяся часть штока клапана содержит две кольцевые зажимные поверхности, расположенные с каждой стороны кольцевого фланца на неподвижной части клапана, и что клапан снабжен средством для прижатия зажимных поверхностей к фланцу для закрепления взаимного положения двух частей штока клапана. Посредством этого достигается технически простое решение для клапана с возможностью взаимного вращения двух частей штока клапана, так как в несжатом состоянии зажимные поверхности могут функционировать как поверхности скольжения.

При использовании клапана согласно изобретению для смазки/промывки в требуемом направлении необходимо лишь ослабить пару винтов и отрегулировать/повернуть клапан.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения клапан характеризуется тем, что наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для вращательного помещения внутренней части клапана. Таким образом, благодаря винтовой резьбе клапан может быть прочно ввинчен в имеющееся резьбовое отверстие в стенке цилиндра.

Клапан может содержать многочисленные выпускные отверстия сопел, так что он тем самым может охватывать большую площадь стенки цилиндра масляным туманом или впрыскиваемыми струями, выпускаемыми поперек относительно клапана и направленными к стенке цилиндра вокруг клапана.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения клапан характеризуется тем, что он содержит масляный фильтр. Таким образом, в клапане можно фильтровать масло до того, как оно достигнет выпускного отверстия/выпускных отверстий сопла.

Теперь изобретение будет более подробно объяснено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематический вид с частичным сечением системы смазки, в которой используется клапан согласно изобретению,

фиг.2 - вид с торца клапана согласно изобретению,

фиг.3 - первый вид в разрезе через клапан, показанный на фиг.2,

фиг.4 - второй вид в разрезе через клапан, показанный на фиг.2,

фиг.5 - вид в разрезе через стенку цилиндра с примерами расположений установочных отверстий для клапана согласно изобретению,

фиг.6 - вид с торца другого варианта выполнения клапана согласно изобретению,

фиг.7 - первый вид в разрезе через клапан, показанный на фиг.6,

фиг.8 - второй и частичный в разрезе виды через клапан, показанный на фиг.6,

фиг.9 - третий и частичный в разрезе виды через клапан, показанный на фиг.6, и

фиг.10 - четвертый вид в разрезе клапана, показанного на фиг.6.

На разных чертежах одинаковые или соответствующие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Следовательно, не будет дано никакого подробного объяснения таких элементов для каждого из чертежей.

На фиг.1 показана система с рядом клапанов 1, помещенных в стенке 2 цилиндра. Клапаны 1 установлены в установочных отверстиях 27, которые в этом варианте осуществления изобретения радиально расположены в стенке цилиндра.

Клапаны 1 гидравлическими трубами или гибкими масляными шлангами 3 соединены с масляным насосом 4, который содержит отдельные насосные устройства для каждого клапана 1 и соединен с масляным баком 5.

Каждый клапан 1 на одном конце имеет выпускное отверстие 6 сопла, расположенное в стенке цилиндра непосредственно у внутренней поверхности стенки 2 цилиндра. Масло распыляется через выпускное отверстие 6 сопла, когда давление в маслопроводе 3 достигает заданного уровня. В части, расположенной снаружи стенки цилиндра, клапаны соединены с гидравлическими трубами или с гибкими шлангами 7 для возврата масла в масляный бак 5. Из клапанов выпускается масляный туман или впрыскиваемая струя 8, поперечная относительно клапана и охватывающая площадь 9 стенки цилиндра, к которой направлен масляный туман.

На фиг.2-4 показан клапан 10, отличный от клапана 1, показанного на фиг.1. Конструкция клапана 10 в основном соответствует конструкции клапана, описанной в WO 02/35068.

Клапан 10, по выбору, может быть соединен с двигателем (не показан здесь) для установки давления закрывания упорного блока 11 в клапане 10.

В показанном варианте осуществления изобретения упорный блок 11 и установочный винт 26 закрыты крышкой 24, прикрепленной винтом 25 к клапану. Крышку 24 устанавливают после того, как вращением снабженного резьбой установочного винта 26 установлено давление закрывания упорного блока 11.

Принцип действия и конструкция отдельных частей клапана 10 описаны в WO 02/35068, которая включена сюда посредством ссылки. Поэтому здесь не повторяется подробное описание этой публикации.

Клапан 10 имеет наружную часть 12 штока клапана и внутреннюю часть 13 штока клапана, поддерживаемую с возможностью вращения в первой части, при этом часть 13 может находиться в произвольном угловом положении, так что выпускное отверстие 6 сопла может быть расположено в требуемом положении углового поворота относительно наружной части 12, прикрепленной к стенке 2 цилиндра. Наружная часть 12 штока клапана имеет установочное средство в виде наружной резьбы 14, взаимодействующей с резьбой в установочном отверстии в стенке 2 цилиндра.

Наружная часть 12 штока клапана имеет кольцевой фланец 15, расположенный между двумя зажимами 16, 17 с зажимными поверхностями 18 и 19 соответственно с каждой стороны фланца 15. Зажимные поверхности 18, 19 могут быть сдавлены посредством винтов 20 для закрепления фланца 15 и тем самым внутренней части 13 клапана в определенном угловом положении относительно наружной части 12 штока клапана и тем самым также относительно стенки 2 цилиндра. Посредством этого обеспечивается желательная ориентация выпускного отверстия 6 сопла для охвата желательной площади 9 внутренней поверхности стенки цилиндра.

В части 21 внутренней части 13 штока клапана, расположенной снаружи стенки цилиндра, имеются патрубки 22, 23 для присоединения маслопроводов или гибких масляных шлангов 3, 7 для соответственно подачи и отвода масла. Штифтом 29 внутренняя часть 13 клапана скреплена с возможностью вращения с зажимом 17, образующим часть части 21, расположенной снаружи стенки цилиндра. Таким образом, поворачивая зажим 17, можно вращать внутреннюю часть 13 штока клапана относительно наружной части 12 штока клапана после того, как она установлена в стенке 2 цилиндра.

На фиг.5 показан разрез через стенку 2 цилиндра. В данном случае установочные отверстия 28 показаны ориентированными под разными углами к радиальной ориентации, показанной для установочных отверстий 27 на фиг.1.

На фиг.6-10 показан клапан 100 с конструкцией, в основном соответствующей конструкции клапана, показанного на фиг.2-4 и описанного в WO 02/35068.

На фиг.6 показан вид с торца клапана при рассмотрении с наружной стороны стенки цилиндра. На этом чертеже показана часть 21, расположенная снаружи стенки цилиндра, с патрубками 22, 23 для присоединения маслопроводов или гибких масляных шлангов 3, 7 для соответственно подачи масла и его отвода. Кроме того, показаны линии разреза для видов в разрезе на фиг.7-10.

Клапан 100 содержит два выпускных отверстия 6 сопел, которые видны на фиг.8 и 9 и на соответствующих увеличенных подробных видах. Однако следует отметить, что клапан может содержать больше чем два выпускных отверстия 6 сопел. Таким образом, показанные варианты с одним и двумя выпускными отверстиями 6 сопел не ограничивают фактическое количество выпускных отверстий сопел, которое может быть использовано в клапане согласно изобретению.

Клапан снабжен фильтром 30, расположенным в клапане в непосредственной связи с патрубком 22, который предназначен для присоединения маслопроводов или гибких масляных шлангов 3 для подачи масла. Подаваемое масло фильтруется до того, как оно достигает выпускных отверстий сопел. Благодаря этому устраняется риск полной или частичной закупорки выпускных отверстий 6 сопел. Полная или частичная закупорка может привести к недостаточному охвату желательной площади 9 внутренней поверхности стенки цилиндра. Благодаря использованию фильтра 30 исключается этот риск. Фильтр 30 может быть соответственно использован в вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.1-4.

Ориентации или расположения для установочных отверстий, показанных на фиг.5, как раз выбраны наугад, и, таким образом, могут быть также другие ориентации установочных отверстий 28. В эти различно ориентированные установочные отверстия могут быть помещены клапаны 1, 10, которые являются одинаковыми для каждого установочного отверстия. При рассматриваемой отдельной ориентации установочных отверстий еще осуществляют угловые регулировки клапана.

Клапан выполнен с установочным средством для крепления его в стенке цилиндра и снабжен штоком, проходящим через стенку цилиндра, и имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла, которое расположено во внутренней части штока клапана. Внутренняя часть клапана выполнена с возможностью вращения относительно наружной части штока клапана. Наружная часть штока клапана скреплена или выполнена за одно целое с установочным средством. Такое выполнение клапана позволяет производить минимальную механическую обработку установочных отверстий. 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Клапан для впрыскивания масла для смазки/промывки цилиндров больших двигателей, который выполнен с установочным средством для крепления его в стенке цилиндра и со штоком, проходящим через стенку цилиндра, имеет наружную или внутреннюю части штока клапана и, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла непосредственно у внутренней поверхности цилиндра, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла расположено во внутренней части штока клапана, которая выполнена с возможностью вращения относительно наружной части, при этом наружная часть штока клапана скреплена или выполнена за одно целое с установочным средством.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что во вращающейся части штока клапана расположены патрубки для подачи масла в клапан и выпуска масла из него.3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что вращающаяся часть штока клапана содержит две кольцевые зажимные поверхности, расположенные с каждой стороны кольцевого фланца на неподвижной части штока клапана, при этом шток клапана снабжен средством для прижатия зажимных поверхностей к фланцу для закрепления взаимного положения двух частей штока клапана.4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что предусмотрено, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования поперек штока клапана одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов.5. Клапан по п.3, отличающийся тем, что он имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов, расположенных симметрично относительно штока клапана.6. Клапан по п.3, отличающийся тем, что наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для размещения с возможностью вращения внутренней части штока клапана.7. Клапан по п.3, отличающийся тем, что он содержит масляный фильтр.8. Клапан п.1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрено, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования поперек штока клапана одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов.9. Клапан по п.8, отличающийся тем, что наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для размещения с возможностью вращения внутренней части штока клапана.10. Клапан по п.8, отличающийся тем, что он содержит масляный фильтр.11. Клапан по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сопла для образования одной или большего числа впрыскиваемых струй или масляных туманов, расположенных симметрично относительно штока клапана.12. Клапан по п.11, отличающийся тем, что наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для размещения с возможностью вращения внутренней части штока клапана.13. Клапан по п.11, отличающийся тем, что он содержит масляный фильтр.14. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что наружная часть штока клапана/установочное средство содержит втулку, снабженную наружной винтовой резьбой и внутренним каналом для размещения с возможностью вращения внутренней части штока клапана.15. Клапан по п.14, отличающийся тем, что он содержит масляный фильтр.16. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит масляный фильтр.