阅读说明：本技术 十字头式二冲程发动机的自动清洁排放管道系统、具有固定安装在管道系统中的缓慢旋转的无心柔性螺旋钻 (Self-cleaning exhaust duct system for crosshead two-stroke engine, having slowly rotating centerless flexible auger fixedly mounted in duct system ) 是由 汉萨·马利亚·彼德森 于 2018-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明的目的是在正常操作期间持续避免在排放管内积聚沉淀物。本发明将会防止排放管道的部分或完全堵塞。本发明将有助于二冲程十字头式发动机无故障、可靠、且安全地连续操作。本发明将大大节省手动管道清洁期间使用的工时、清洁化学品、以及材料。本发明适用于新型发动机的建造期间的安装,还适用于翻新。非常缓慢旋转的螺旋钻的目的是仅保持重质颗粒、固体颗粒、以及缓慢流动的颗粒与自由流动的油一起移动,从而避免在管内积聚沉淀物。螺旋钻在管内的缓慢旋转速度对管内壁的下部产生刮削作用,从而保持重质颗粒、固体颗粒、以及缓慢流动的颗粒运动。(The object of the invention is to continuously avoid the accumulation of sediment in the discharge pipe during normal operation. The invention will prevent partial or complete blockage of the discharge conduit. The present invention will facilitate a trouble-free, reliable, and safe continuous operation of a two-stroke crosshead engine. The present invention will greatly save labor hours, cleaning chemicals, and materials used during manual pipe cleaning. The invention is suitable for installation during construction of new engines, and also for retrofitting. The purpose of the very slowly rotating auger is to keep only heavy particles, solid particles, and slow flowing particles moving with the free flowing oil, thereby avoiding the build up of sediment inside the tube. The slow rotational speed of the auger within the tube produces a scraping action against the lower portion of the inner wall of the tube, thereby maintaining the movement of heavy, solid, and slow-flowing particles.)

十字头式二冲程发动机的自动清洁排放管道系统、具有固定 安装在管道系统中的缓慢旋转的无心柔性螺旋钻

背景技术

排放管的清洁对于发动机的安全可靠操作至关重要。发动机上的排放管道被设计用于通过重力流来排放混合有重质/固体成分的相对少量(在管内缓慢流动)的润滑油。相同的排放管道具有另一个重要的与安全相关的用途。在异常操作条件期间，发动机可能会出现燃油、冷却水、或润滑油的大量泄漏(在管内快速流动)。最重要的是排放管道是洁净并且空的，准备用于通过重力流排走此类异常的大量泄漏。在此类异常条件下，安全高效的排放对人员安全和发动机保护至关重要。

本发明的目的是，在正常操作期间持续避免在排放管内积聚沉淀物。本发明将会防止排放管道部分或完全堵塞。本发明将有助于使发动机无故障、可靠、且安全地连续操作。本发明将大大节省手动管道清洁期间使用的工时、清洁化学品、以及材料。

发明内容

根据权利要求书的系统实现了该目的，这包括一种自动清洁系统，具有旋转柔性无心螺旋钻，该螺旋钻固定安装在从发动机的活塞杆填料函排放的管道系统中、在从该发动机的扫气空间和活塞底侧空间排放的排放管道中、在从该发动机的扫气接收器排放的排放管道中，其特征在于，具有固定安装在该管道系统中的无心柔性螺旋钻，其中穿过该管道的主要运输是液体的自由流动，该液体在该无心柔性螺旋钻的中空部分中以及在该螺旋钻与该管的内径之间的空间中流动。

在实施例中，安装轴封以使加压管道起作用。

在实施例中，集成有用于使固体材料和缓慢流动的材料沉淀和聚集的可移除沉淀池。

在实施例中，集成有用于使固体材料和缓慢流动的材料沉淀和聚集的可移除沉淀池。

在实施例中，集成有电子旋转监控装置，用于给出警报并且具有用于外部警报的警报输出。

在实施例中，用于驱动该螺旋钻的装置是电动马达/致动器。

在实施例中，用于驱动该螺旋钻的装置是液压马达/致动器。

在实施例中，用于驱动该螺旋钻的装置是气动马达/致动器。

在实施例中，用于驱动该螺旋钻的装置是机械装置/致动器。

在实施例中，用于驱动该螺旋钻的方法是手动激活。

在实施例中，该发动机是二冲程十字头式。

在实施例中，柔性螺旋钻的旋转速度可以独立于安装它的发动机而调节。

附图说明

图1是驱动单元的版本。

图2是驱动单元的版本的一部分的放大图。

图3是被设计用于固定安装在非承压(开放式)排放系统中的驱动单元的版本。

图4是(从端部看到的)排放管内的柔性螺旋钻。

具体实施方式

应该理解的是，详细说明和具体实例虽然表明了本发明的实施例，但是仅以展示的方式给出，因为从该详细说明中，本领域技术人员将了解在本发明的精神和范围内的各种变化和修改。

图1和图2示出了驱动单元的一种版本。示出的版本被设计用于固定安装在加压管道系统中(从扫气空间和活塞底侧以及从发动机的扫气接收器的排放管道)。

图2示出了使用轴封(1)构造的版本。轴封的功能是对管道中的扫气压力进行密封。在十字头式二冲程发动机的正常操作期间，这些排放管道中出现扫气压力。轴(2)将齿轮马达(6)的缓慢旋转运动传递到无心柔性螺旋钻(3)。壳体(4)既用作本发明的坚固基座，又用作排放管的端部法兰。轴承壳(5)经由滚珠轴承传递轴的轴向力和径向力。齿轮马达(6)使轴和无心柔性螺旋钻旋转。经由(穿过孔安装的)安全销(7)传递齿轮马达的旋转力。安全销的功能是保护齿轮马达和无心柔性螺旋钻免受过载力。

滑动轴承(8)的功能是传递轴(2)的径向力并且压紧轴封(1)。通过拧紧螺栓(9)来获得轴封的压紧。拧紧螺栓将使滑动轴承(8)向壳体(4)移动，从而压紧轴封。这样，轴封将提供固定壳体(4)与旋转轴(2)之间的密封。通过将螺钉(10)、例如皮诺尔螺钉(pinolscrew)拧紧到轴的凹槽中而将无心柔性螺旋钻(3)固定到轴(2)上。电感传感器(11)检测/监控轴的期望旋转。

图3示出了被设计用于固定安装在非承压(开放式)排放系统中的驱动单元的版本。(从发动机的活塞杆填料函的管道排放)。这个版本设计有用于使固体材料和缓慢流动的材料沉淀和聚集的可移除沉淀池(1)。齿轮马达(2)用螺栓固定到驱动单元的壳体(3)上。无心柔性螺旋钻(4)安装在齿轮马达的轴上。经由安全销(5)将齿轮马达的旋转传递到轴。电感传感器(6)检测/监控轴的期望旋转。

无心柔性螺旋钻(4)使物质的重质部分和固体部分(主要是烟灰/污泥)缓慢移动穿过管道。这确保了物质的重质部分和固体部分不被允许沉淀并且粘到内管壁上。当排放管的倾斜度很低或没有倾斜度时，这尤其重要。物质的液体部分(主要是润滑油)在无心柔性螺旋钻的中空部分中以及在螺旋钻与管的内径之间的空间中流动。液体与重质固体物质的混合物从管(7)下降到沉淀池(1)中。沉淀池将溢出，并且相对清洁的油将经由出口管(8)从驱动单元流出。物质的重质部分和固体部分(主要是烟灰/污泥)将沉淀并且聚集在沉淀池(1)中。当沉淀池被重质/固体物质几乎装满时，可以通过从驱动单元中提起该沉淀池而将其排空。盖(9)通常通过带螺纹的球形手把(10)保持关闭。当排空沉淀池时，气弹簧(11)将盖保持在打开位置。当盖(9)打开时，安全开关(12)防止螺旋钻和齿轮马达旋转。

根据十字头式二冲程发动机的操作经验，在正常操作期间排放管道部分或完全堵塞是众所周知的。这个现象由于所排放的物质构成而出现。所排放的物质由混合有重质颗粒和固体颗粒(主要是烟灰/污泥以及其他未燃烧的成分)的润滑油构成，这些固体颗粒和成分或缓慢流动的颗粒和成分具有沉淀并且粘到排放管道的内壁上的倾向。由此，沉淀物从管底部开始逐层积聚。这发生得相对快并且造成排放管道在正常操作期间堵塞。沉淀在管中的沉淀物变得非常坚硬并且非常难以去除。这种现象出现的原因是，在正常发动机操作期间排放的相对少量的润滑油不足以保持固体/缓慢流动的成分流过管。存在新清洁的管道在仅3周的正常操作之后就堵塞的实例。

清洁目前主要通过拆卸管道系统并且使用长铁棒和其他已知的管清洁工具执行手动清洁来完成的。这需要大量的工时并且消费各种化学品和清洁材料。

一些发动机每年需要手动清洁这些管超过1000个工时。该工作很不舒适，因为它通常发生在不便且危险的位置。此外，清洁通常包含使用可能危害健康和环境的化学品和柴油。

排放管的清洁对于发动机的安全可靠操作至关重要。发动机上的排放管道被设计用于通过重力流来排放混合有重质/固体成分的相对少量(在管内缓慢流动)的润滑油。相同的排放管道具有另一个重要的与安全相关的用途。在异常操作条件期间，发动机可能会出现燃油、冷却水、或润滑油的大量泄漏(在管内快速流动)。最重要的是排放管道是洁净并且空的，准备用于通过重力流排走此类异常的大量泄漏。在此类异常条件下，安全高效的排放对人员安全和发动机保护至关重要。

本发明的目的是，在正常操作期间持续避免在排放管内积聚沉淀物。本发明将会防止排放管道部分或完全堵塞。本发明将有助于使发动机无故障、可靠、且安全地连续操作。本发明将大大节省手动管道清洁期间使用的工时、清洁化学品、以及材料。

由于设计灵活，无心柔性螺旋钻能够随管弯曲和转弯。

在本发明中，无心柔性螺旋钻可以被优化以获得最大的柔性。期望在发动机排放管道中存在最大的柔性，因为它们通常具有相对尖锐的弯曲(相对小的弯曲直径)。为了优化螺旋钻以获得最大柔性，需要使用相对薄且细长的螺旋设计。这将会削弱螺旋钻，并且在扭矩和纵向力方面的能力将减少。在本发明中，对扭矩和纵向力要求低，因为螺旋钻不需要进行任何实际的运输。非常缓慢旋转的螺旋钻的目的是仅保持重质颗粒、固体颗粒、以及缓慢流动的颗粒与自由流动的油一起移动，从而避免在管内积聚沉淀物。

图1示出了混合物质从顶部(1)进入排放管道。螺旋钻(3)在管内的缓慢旋转速度对管内壁的下部产生刮削作用，从而保持重质颗粒、固体颗粒、以及缓慢流动的颗粒(12)朝向管出口(13)运动。因此，取决于污染程度，螺旋钻的旋转速度可以极低并且也可以考虑旋转的开始/停止。如图4中展示的，穿过管道的主要运输是液体(油或水)的自由流动，其在无心柔性螺旋钻的中空部分(1)中以及在螺旋钻与管(2)的内径之间的空间中流动。液体的自由流动通常由于管倾斜造成的重力或管入口与出口之间的压力差而出现。在一些系统中，液体的流动由于重力和压力差的组合而出现。

本发明安装在保持洁净的管的任一端中。在驱动单元中可以改变旋转方向，因此允许将其推离驱动单元或将重质颗粒、固体颗粒、以及缓慢流动的颗粒拖向驱动单元。螺旋钻的旋转可以通过电动马达/致动器、液压马达/致动器、气动马达/致动器、机械装置、或手动(通过手)执行。

在其他应用中，例如，农业部门的谷物和颗粒的运输或从大型锅炉运送灰渣和煤渣，使用无心柔性螺旋钻是已知的。在这些应用中通常需要运输。因此通过使用相对厚且强壮的螺旋设计来优化螺旋钻以用于运输。强壮的螺旋设计损害了螺旋钻的柔性，并且仅可以施加相对柔软的管弯曲。这些运输应用通常对螺旋钻施加相对高的旋转速度。

GB 468813 A(GEORGE S.)描述了一种具有固定安装在槽(管)系统中的螺旋钻的自动清洁系统。当螺旋钻旋转并且刮削槽(管)底部内壁时，发生固体材料(灰渣、熔渣、以及煤渣)的运输。该文件还描述了槽(管)中充满水(以熄灭灰渣/熔渣中的任何余烬或火焰)。这个技术用于锅炉。

GB 468813 A(GEORGE S.)与本发明明显不同，因为本发明固定安装在十字头式二冲程发动机上。此外，GB 468813 A(GEORGE S.)有偏差，因为本发明中的目的是保持管为空、并且准备用于处理异常泄漏。

而且，各种管清洁工具和装置是已知技术。它们的特征在于经由管道中的开口将各种带或线类型推入管中。这些装置通常是手持/便携式的。它们都需要管道中的开口才能***。这些管清洁装置和工具是临时使用的。它们通常用于发现管道部分或完全堵塞的时候。使用它们的目的是穿过并且打开管内的堵塞区域(封堵)。这些装置不是设计用于固定安装在管道系统中或用于连续预防操作。

本发明：

一种用于二冲程十字头式发动机(大型船用和固定式发动机)的自动清洁系统，具有旋转柔性无心螺旋钻，该螺旋钻固定安装在从发动机的活塞杆填料函排放的管道系统中、在从发动机的扫气空间和活塞底侧空间排放的排放管道中、以及在从发动机的扫气接收器排放的排放管道中。其特征在于具有固定安装在管道系统中的无心柔性螺旋钻。此外，特征在于，穿过管道的主要运输是液体(油或水)的自由流动，其在无心柔性螺旋钻的中空部分中以及在螺旋钻与管的内径之间的空间中流动。此外，其特征在于柔性螺旋钻的旋转速度可以独立于安装它的发动机而调节。