Топливная система газопоршневого электроагрегата Российский патент 2025 года по МПК F02B43/00 F02M21/02 

Изобретение относится к области энергетики, в частности к топливным системам газопоршневых электроагрегатов, установленных на стационарных объектах в качестве источников электроэнергии трехфазного переменного тока.

Из уровня техники известна система топливоподачи, содержащая регулятор давления газа, связанный с газовым дозатором, плунжер которого соединен с тягой регулятора частоты вращения. Газовый дозатор соединен с газовыми форсунками, установленными в воздушном коллекторе. Топливный насос высокого давления соединен с форсунками, установленными в цилиндрах двигателя. Система подачи форкамерного газа через вентиль связана с магистралью подачи газа и содержит редуктор, связанный с ресивером, который в свою очередь через обратные клапаны связан с форкамерами. Форкамеры снабжены свечами зажигания. Между ресивером и обратными клапанами установлены пакеты дросселей с эффективным проходным сечением, эквивалентным одному дросселю, диаметром 1,0-1,2 мм (RU 2006655 C1, 30.01.1994).

Известен газопоршневой двигатель с турбонаддувом, включающий крышки цилиндров, снабженные свечами зажигания газовоздушной смеси, турбокомпрессор, приводимый выпускными газами газопоршневого двигателя, воздушный ресивер, коллектор выпускных газов, подводящий выпускные газы от крышек цилиндров к сопловому аппарату турбины турбокомпрессора и систему управления двигателем, отличающийся тем, что на двигателе установлены электрически соединенные с системой управления двигателем электроуправляемые газовые клапаны подачи газового топлива перед впускными клапанами цилиндров индивидуально для каждого цилиндра двигателя и электроуправляемая заслонка регулирования подачи наддувочного воздуха в ресивер двигателя и перепуска воздуха на всасывание компрессора турбокомпрессора, установленная после компрессора и управляемая по сигналам от датчика анализатора кислорода в выпускных газах, установленного после турбины турбокомпрессора газопоршневого двигателя (RU 2018141405 A, 26.05.2020).

Техническая проблема заявленного изобретения заключается в расширении арсенала средств топливных систем газопоршневых электроагрегатов.

Технический результат заключается в реализации топливной системы газопоршневого электроагрегата.

Указанный технический результат достигается в топливной системе газопоршневого электроагрегата, состоящей из внешнего оборудования и оборудования, расположенного внутри двигателя электроагрегата, при этом внешнее оборудование включает в себя установленные на трубопроводе первый ручной газовый кран, фильтр тонкой очистки газа, отсечные предохранительно-запорные электромагнитные клапаны, сетчатый газовый фильтр, счетчик газа, регулятор давления газа, датчик реле давления, манометры, выполненные с возможностью контроля давления топливного газа на входе в двигатель и перепада давления газа на указанных фильтрах, а внутреннее оборудование содержит сервомотор пневматический, второй ручной газовый кран, коллектор основного газа, распределяющий газ по электромагнитным газовым клапанам, установленным на каждый цилиндр двигателя и выполненным с возможностью регулирования количества топливного газа, подаваемого в цилиндры двигателя, регулятор давления форкамерного газа, коллектор форкамерного газа соединенного с установленными на каждый цилиндр двигателя форкамерами, датчики системы управления и дистанционного контроля, манометр топливного газа.

Дополнительная особенность заключается в том, что датчиками системы управления являются датчик давления топливного газа на входе в двигатель 42.2, датчик давления форкамерного газа 43.2, датчик температуры топливного газа на входе в двигатель 40.2, датчик давления воздуха наддува 41.2 и датчик температуры воздуха наддува 39.2.

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах, где на Фиг. 1 - схема топливной системы газопоршневого электроагрегата:

20 - кран шаровой; 21 - фильтр газовый (фильтр тонкой очистки газа); 22.1 и 22.2 - клапаны, электромагнитные нормально закрытые; 23.1 и 23.2 клапаны электромагнитные, нормально открытые; 24 - сетчатый газовый фильтр; 25 - счетчик газа; 26 - датчик-реле давления; 27 - регулятор давления газа; 28 - сервомотор пневматический; 29 - кран шаровой; 30.1…30.8 - электромагнитные клапаны подачи топливного газа; 31.1…31.8 - камеры сгорания цилиндров; 32.1…32.8 - форкамеры; 33.1…33.8 - клапаны обратные форкамер; 34 - электромагнитный клапан подачи форкамерного газа; 35.1…35.6 - манометры; 36.1…36.6 - вентили; 37 - панель приборов управления с блоком управления подачей топливного газа; 38 - панель приборов дистанционного контроля; 39.1, 39.2 - датчики температуры воздуха наддува; 40.1 и 40.2 - датчики температуры топливного газа; 41.1, 41.2 и 41.3 - датчики давления воздуха наддува; 42.1 и 42.2 - датчики давления топливного газа; 43.1 и 43.2 - датчики давления форкамерного газа.

Фиг. 2 - схема сервомотора пневматического: 1 - фланец; 2 - корпус сервомотора; 3 - крышка; 4 - мембрана; 5 - кольцо уплотнительное; 6 - направляющая; 7 - диск; 8 - шток; 9 - прокладка медная; 10 - кольцо уплотнительное;11 - прокладка; 12 - седло клапана; 13 - фланец нижний; 14 - кольцо уплотнительное; 15 - седло; 16 - кольцо уплотнительное; 17 - прокладка; 18 - корпус клапана; 19 - пружина.

Заявленная топливная система предназначена для подачи топливного газа в цилиндры и форкамеры газопоршневого электроагрегата (двигателя).

Топливная система состоит из внешнего оборудования (установленного вне двигателя) и оборудования, установленного на двигателе.

К внешнему оборудованию топливной системы относятся: ручной газовый кран, фильтр тонкой очистки, два предохранительно-запорных электромагнитных клапана, два электромагнитных клапана, сетчатый газовый фильтр, счетчик газа, регулятор давления газа, датчик-реле давления, манометры.

К оборудованию топливной системы, установленному на двигателе, относятся: сервомотор пневматический, ручной газовый кран, коллектор основного газа, электромагнитные клапаны подачи топливного газа (по одному на каждый цилиндр), электромагнитный клапан подачи форкамерного газа, блок управления подачей топливного и форкамерного газа, коллектор форкамерного газа, форкамеры (по одной на каждый цилиндр), датчики системы управления, манометр топливного газа.

Топливный газ через предварительно открытый вручную газовый кран 20 поступает на фильтр 21 для очистки газа от механических примесей.

Далее топливный газ через открытые отсечные клапаны 22.1 и 22.2 поступает на сетчатый газовый фильтр 24, счетчик газа 25, регулятор давления газа 27 и далее в двигатель.

Предохранительно-запорные клапаны 22.1 и 22.2 - нормально закрытые; электромагнитные клапаны 23.1 и 23.2 - нормально открытые.

При работе двигателя клапаны 22.1, 22.2, 23.1, 23.2 всегда находятся под напряжением. Топливный газ проходит через открытые клапаны 22.1 и 22.2 и запирается в клапанах 23.1 и 23.2.

Напряжение с клапанов снимается только при аварийной остановке двигателя. Клапаны 22.1 и 22.2 закрываются, топливный газ отсекается от двигателя. Клапаны 23.1 и 23.2 открываются и соединяют топливные трубопроводы со свечой безопасности, оставшийся во внешних трубопроводах топливный газ стравливается в атмосферу.

Счетчик газа 25 предназначен для определения количества израсходованного газа при работе двигателя.

Регулятор давления газа 27 поддерживает необходимое заданное от местного щита управления давление топливного газа после себя на всех режимах работы двигателя.

По манометрам на внешних трубопроводах контролируется:

- давление топливного газа на входе в двигатель,

- перепад давления газа на фильтрах.

В двигателе топливный газ через открытый сервомотор пневматический 28, открытый второй ручной газовый кран 29 поступает в коллектор основного газа. По коллектору газ поступает к электромагнитным клапанам подачи газа 30.1…30.8, установленным на каждом цилиндре.

Сервомотор пневматический установлен на верхней плоскости блок-картера двигателя со стороны основного отбора мощности на кронштейне. На корпусе сервомотора имеется стрелка, определяющая вход и направление потока топливного газа.

На фиг. 2 показано устройство сервомотора пневматического.

Сервомотор состоит из корпуса 2, в котором перемещается шток 8. В середине штока находится клапан. Он состоит из корпуса клапана 18, расположенного между двумя седлами 15 с уплотнительными кольцами 10. Клапан поджат через медную прокладку к торцевому упору штока гайкой. В нижней части корпуса сервомотора на двух винтах установлено седло клапана 12, которое через прокладку 17 поджимается к корпусу сервомотора ответным фланцем 13 с помощью болтов. Сверху на штоке между диском 7 и направляющей 6 установлена мембрана 4, которая по периметру прижата болтами к корпусу сервомотора крышкой 3. Пружина 19, перемещая шток клапана вверх до упора клапана в корпус сервомотора, отсекает полость А от полости Б. Когда топливный газ подается в полость А, он удерживается там за счет большей площади мембраны 4, чем седла клапана 15, при этом полость Б сообщается со свечой безопасности.

Когда от щита управления в полость В поступит управляющий пневматический сигнал, шток сервомотора вместе с направляющей 6 опустится по крышке вниз, мембрана прогнется и диск сожмет пружину.

Клапан сядет на седло, перекроет сообщение полости Б со свечой безопасности и откроет проход топливного газа из полости А в полость Б, далее в коллектор основного газа.

При снятии управляющего сигнала шток переместится в верхнее положение, клапан сервомотора перекроет проход топливного газа из полости А в полость Б, полость Б соединится со свечой безопасности.

Электромагнитные клапаны подачи газа 30.1…30.8 предназначены для регулирования количества топливного газа, подаваемого в цилиндры двигателя на различных режимах работы. Клапан подачи газа (не показано) - индивидуальный для каждого цилиндра, с электромагнитным управлением от блока управления подачей топлива. Патрубок устанавливается на верхней горизонтальной полке блока цилиндров над его ресивером со стороны выхлопного коллектора и крепится тремя винтами. Фланец позволяет снять патрубок без демонтажа крышки цилиндра. Уплотнение патрубка с блоком цилиндров и с крышкой обеспечивается установкой уплотнительных колец. Клапан подачи газа крепится к патрубку через фланец патрубка четырьмя винтами. Фланец патрубка с патрубком уплотняется прокладкой, а с монтажным торцом клапана по дачи газа резиновым кольцом из комплекта клапана. Подвод топливного газа к клапану подачи газа выполняется через штуцер, который ввернут во фланец. Фланец крепится к корпусу клапана подачи газа четырьмя винтами и уплотняется резиновым кольцом. Управление клапаном подачи газа осуществляется по кабелю.

Одновременно из коллектора основного газа часть газа через электромагнитный клапан подачи форкамерного газа 34 поступает в коллектор форкамерного газа. Электромагнитный клапан подачи форкамерного газа 34 изменяет давление форкамерного газа в зависимости от режима работы двигателя. Из коллектора форкамерного газа газ поступает через автоматические клапаны 33.1…33.8 в форкамеры каждого цилиндра.

Сервомотор пневматический 28 во время работы двигателя всегда открыт (присутствует управляющий пневматический сигнал).

При любой остановке двигателя (рабочей и аварийной) снимается управляющий пневматический сигнал, сервомотор пневматический закрывается. Тем самым топливный газ отсекается от коллектора основного газа, сам коллектор соединяется со свечой безопасности, топливный газ из коллектора стравливается в атмосферу.

Второй ручной газовый кран 29 предназначен для различных технологических операций при ремонтах и технических обслуживаниях двигателя. Кран 29 при работе электроагрегата должен быть всегда открыт.

По манометру 35.6 в местном щитке приборов визуально контролируется давление топливного газа в коллекторе основного газа.

Датчики 41.1 и 41.3 - датчики давления воздуха наддува, 42.1 - датчик давления топливного газа на входе в двигатель, 43.1 - датчик давления форкамерного газа, 39.1 - датчик температуры воздуха наддува, 40.1 - датчик температуры топливного газа на входе в двигатель, 26 - датчик-реле давления, предназначены для работы системы предупреждения аварийных ситуаций и контроля работы двигателя.

Изобретение относится к топливным системам газопоршневых электроагрегатов, устанавливаемых на стационарных объектах в качестве источников электроэнергии. Предложена топливная система газопоршневого электроагрегата, включающая установленное вне двигателя оборудование, включающее установленные на трубопроводе первый ручной газовый кран (20), фильтр тонкой очистки газа (21), отсечные предохранительно-запорные электромагнитные клапаны (22.1, 22.2), сетчатый газовый фильтр (24), счетчик газа (25), регулятор давления газа (27), датчик реле давления (26), манометры (35.1-35.5), выполненные с возможностью контроля давления топливного газа на входе в двигатель и перепада давления газа на указанных фильтрах. Система включает расположенное на двигателе оборудование, содержащее сервомотор пневматический (28), управляющий потоком топливного газа, второй ручной газовый кран (29), коллектор топливного газа, распределяющий газ по установленным на каждый цилиндр (31.1-31.8) двигателя электромагнитным газовым клапанам (30.1-30.8), электромагнитный клапан подачи форкамерного газа (34), коллектор форкамерного газа, из которого топливный газ поступает в форкамеры (32.1-32.8) каждого цилиндра двигателя, датчики системы управления, манометр топливного газа (35.6). 2 ил.

Топливная система газопоршневого электроагрегата, состоящая из внешнего оборудования, установленного вне двигателя и оборудования, расположенного на двигателе электроагрегата, при этом внешнее оборудование включает в себя установленные на трубопроводе первый ручной газовый кран, фильтр тонкой очистки газа, отсечные предохранительно-запорные электромагнитные клапаны, сетчатый газовый фильтр, счетчик газа, регулятор давления газа, датчик реле давления, манометры, выполненные с возможностью контроля давления топливного газа на входе в двигатель и перепада давления газа на указанных фильтрах, а оборудование, расположенное на двигателе, содержит сервомотор пневматический, выполненный с возможностью управления потоком топливного газа, второй ручной газовый кран, коллектор топливного газа, распределяющий газ по электромагнитным газовым клапанам, установленным на каждый цилиндр двигателя и выполненным с возможностью регулирования количества топливного газа, подаваемого в цилиндры двигателя, электромагнитный клапан подачи форкамерного газа, коллектор форкамерного газа, из которого топливный газ поступает в форкамеры каждого цилиндра двигателя, датчики системы управления, манометр топливного газа.