阅读说明：本技术 一种平衡缓冲式三通温控阀 (Balanced buffering formula tee bend temperature control valve ) 是由 洪源 裘春华 王磊 王冬冬 方圣琦 秦康垚 杨钟伟 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：一种平衡缓冲式三通温控阀,安装于柴油机缸套冷却水管路系统上,包括阀体、阀杆、阀瓣和缓冲器,其中,阀体的内部空间隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室,缓冲器包括缓冲活塞和壳体,壳体紧固于阀体的下部,缓冲活塞设置于该壳体的内部且将壳体的内部空间隔断为上部空间和下部空间,该下部空间通过管路与第二腔室连通,使下部空间内冷却水的压力与第二腔室内冷却水的压力相同,阀杆的下端伸入壳体内且与缓冲活塞固定连接,冷却水在缓冲活塞的上下形成的压力差与冷却水在阀瓣的上下形成的压力差进行抵消,从而使阀杆的受力达到平衡且阀瓣的位置达到稳定,以完成缸套冷却水管路系统的温度调节功能。本发明平衡了阀瓣上、下面的压差,稳定了阀瓣的位置,实现了温度调节功能,提高了柴油机运行的安全性。(A balanced buffer type three-way temperature control valve is arranged on a cooling water pipeline system of a cylinder sleeve of a diesel engine and comprises a valve body, a valve rod, a valve clack and a buffer, wherein the inner space of the valve body is divided into a first chamber, a second chamber and a third chamber, the buffer comprises a buffer piston and a shell, the shell is fastened at the lower part of the valve body, the buffer piston is arranged in the shell and divides the inner space of the shell into an upper space and a lower space, the lower space is communicated with the second chamber through a pipeline, so that the pressure of cooling water in the lower space is the same as that of the cooling water in the second chamber, the lower end of the valve rod extends into the shell and is fixedly connected with the buffer piston, the pressure difference formed by the cooling water above and below the buffer piston is offset with the pressure difference formed by the cooling water above and below the valve clack, thereby the stress of the valve rod is, so as to complete the temperature regulation function of the cylinder sleeve cooling water pipeline system. The invention balances the pressure difference between the upper surface and the lower surface of the valve clack, stabilizes the position of the valve clack, realizes the temperature regulation function and improves the safety of the diesel engine in operation.)

一种平衡缓冲式三通温控阀

技术领域

本发明涉及一种船用柴油机的部件，具体涉及一种平衡缓冲式三通温控阀，属于柴油机技术领域。

背景技术

随着船用柴油机技术的发展以及船舶EEDI能效指标要求的提高，迫使柴油机不断提高性能强度以提升燃烧经济性。由于气缸压力不断提升，柴油机缸套内部的气体露点相应地也不断升高，露点已由原来的180℃提高到了目前的190℃左右；而目前大多数船舶都采取的是长期低负荷运行工况，因而缸套壁的温度较低，已在气体露点以下，这样水蒸汽就会不断冷凝出来与废气中的硫化物反应成硫酸物质，对缸套造成低温冷腐蚀。

目前解决缸套冷腐蚀的主流方法之一是提高缸套壁的温度，使其在露点以上。

提高气缸套壁温度的原理见图1，需要使用到一种三通温控阀4，该三通温控阀4安装在柴油机缸套冷却水管路系统上，其第一端连接气缸盖低温水系统2 (水温较低)，第二端连接气缸套高温水系统1(水温较高)，第三端连接冷却水升压泵3。

当柴油机低负荷运行时，气缸套高温水系统1的温度比较低，水汽比较容易冷凝，为此，通过循环泵6的工作以及关闭三通温控阀4或减少三通温控阀4的开度，让下部气缸套冷却水在气缸套高温水系统1里进行循环，不断提高温度。

当柴油机高负荷运行时，由于燃烧室本身温度比较高，不需要再额外给缸套加热，此时三通温控阀4开大，气缸套高温水系统1不断流出高温水混入到气缸盖低温水系统2中，此时通过外部的温控阀5调低进入柴油机的水温，以保证气缸套高温水系统1和气缸盖低温水系统2的冷却水混合后仍以固定的温度流出柴油机。

现有三通温控阀4的水流流向图和阀体内部的结构图见图2和图3，阀瓣4A 固定在阀杆4B上并与阀体4C连接。阀体4C上的第一腔室A连接气缸套高温水系统1，第二腔室B连接冷却水升压泵3，从第一腔室A和第二腔室B引入的冷却水在阀体4C的第三腔室AB中混合后，流入气缸盖低温水系统2。

作用在阀瓣4A上方的第二腔室B的水流来自冷却水升压泵3，其冷却水压力为P1，作用在阀瓣4A下方的第一腔室A的水流来自气缸套高温水系统1，其冷却水压力为P2，而在理想情况下，这2个冷却水压力P1和P2应该相同，使阀瓣4A保持平衡，从而能够正常完成温度调节的功能。

然而在柴油机试车过程中发现，实际情况是第二腔室B中的冷却水压力P1 和第一腔室A中的冷却水压力P2不完全相同，这样就会导致阀瓣4A的上、下面所受到的压力不同，使阀杆4B向上或向下移动，堵住第一腔室A或第二腔室 B的进水口，三通温控阀4无法正常完成温度调节，从而引起柴油机报警，影响船舶运行的安全性。

发明内容

本发明要解决的问题是，克服现有三通温控阀不足，避免应用在柴油机上所引起的船舶航行安全性问题，提供一种平衡缓冲式三通温控阀，通过增加缓冲结构的途径，平衡三通温控阀内部阀瓣上、下面的压差，从而提高柴油机运行的安全性。

基于上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种平衡缓冲式三通温控阀，安装于柴油机缸套冷却水管路系统上，该缸套冷却水管路系统包括气缸盖低温水系统、气缸套高温水系统和冷却水升压泵，所述三通温控阀包括阀体、阀杆和阀瓣，所述阀体的内部空间隔为三个腔室，其中，第一腔室的法兰口为入水口，连接所述气缸套高温水系统，第二腔室的法兰口为入水口，连接所述冷却水升压泵，第三腔室的法兰口为出水口，连接所述气缸盖低温水系统，所述阀瓣紧固在阀杆上且随该阀杆一起上下运动，其特征在于：所述三通温控阀还包括缓冲器，该缓冲器包括有缓冲活塞和壳体，所述壳体紧固于所述阀体的下部，所述缓冲活塞设置于该壳体的内部且将所述壳体的内部空间隔断为上部空间和下部空间，该下部空间通过管路与所述第二腔室连通，使所述下部空间内冷却水的压力与所述第二腔室内冷却水的压力相同，所述阀杆的下端伸入所述壳体内且与该缓冲活塞固定连接，所述缓冲活塞受所述阀杆推动能够在所述壳体内上下移动，冷却水在所述缓冲活塞的上下形成的压力差与冷却水在所述阀瓣的上下形成的压力差进行抵消，从而使所述阀杆的受力达到平衡且所述阀瓣的位置达到稳定，完成所述缸套冷却水管路系统的温度调节功能。

进一步地，所述的阀杆的上端伸出所述阀体的上部且与阀驱动器连接。

进一步地，所述的阀瓣通过衬套紧固在所述阀杆上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

增设了下部空间与第二腔室相通的缓冲器，从而能够平衡缓冲三通温控阀内部的压力变化，平衡且稳定了阀瓣的位置，有效地解决了因为三通温控阀不同入口的压力变化所导致的冷却水流量无法调节的问题，实现了缸套冷却水管路系统的温度调节功能，提升了柴油机运行的安全性和可靠性。

附图说明

图1为柴油机缸套冷却水管路系统的原理图。

图2为现有三通温控阀的水流方向图。

图3为现有三通温控阀的内部结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图中，1—气缸套高温水系统，2—气缸盖低温水系统，3—冷却水升压泵，4—三通温控阀，4A—阀瓣，4B—阀杆，4C—阀体，4D—壳体，4E—阀驱动器，4F—缓冲活塞，4G—螺栓，4H—管路，4K—衬套，5—温控阀，6—循环泵，A—第一腔室，B—第二腔室，AB—第三腔室，P1—第二腔室中的冷却水压力，P2—第一腔室中的冷却水压力。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明专利申请的技术范围。

请参阅图1，本发明所述平衡缓冲式三通温控阀4安装于柴油机缸套冷却水管路系统上，该缸套冷却水管路系统包括气缸盖低温水系统2、气缸套高温水系统1和冷却水升压泵3。

请参阅图4，所述平衡缓冲式三通温控阀4包括阀体4C、阀杆4B、阀瓣4A 和缓冲器。

所述阀体4C设有3个不同方向的法兰口：2个入水口和1个出水口。该阀体4C的内部空间通过内部结构隔离为为三个腔室：第一腔室A、第二腔室B和第三腔室AB，其中，第一腔室A的法兰口为入水口，连接所述气缸套高温水系统1，第二腔室B的法兰口为入水口，连接所述冷却水升压泵3，第三腔室AB 的法兰口为出水口，连接所述气缸盖低温水系统2。

所述阀瓣4A设有出水通道，通过衬套4K紧固在阀杆4B上，并且随该阀杆 4B一起上下运动。

所述缓冲器包括有缓冲活塞4F和壳体4D。所述壳体4D通过螺栓紧固于所述阀体4C的下部，所述缓冲活塞4F设置于该壳体4D的内部，并且将所述壳体 4D的内部空间隔断为上部空间和下部空间，该下部空间通过管路4H与所述第二腔室B连通，该管路4H将第二腔室B中的冷却水引入到所述缓冲活塞4F的下部空间，使该下部空间内冷却水的压力与所述第二腔室B内冷却水的压力相同。

所述阀杆4B的上端伸出所述阀体4C的上部，与阀驱动器4E连接；该阀杆 4B的下端伸入所述缓冲器的壳体4D内，并且通过螺栓4G与所述缓冲活塞4F 固定连接。

所述缓冲活塞4F受所述阀杆4B推动能够在所述壳体4D内上下移动，冷却水在所述缓冲活塞4F的上下形成的压力差与冷却水在所述阀瓣4A的上下形成的压力差进行抵消，从而使所述阀杆4B的受力达到平衡，并且所述阀瓣4A的位置达到稳定，完成所述缸套冷却水管路系统的温度调节功能。

本发明的运行过程如下：

当三通温控阀4的阀体4C内部的第一腔室A和第二腔室B进水后，作用在阀瓣4A上面的第二腔室B中的冷却水压力P1与作用在下面的第一腔室A中的冷却水压力P2不相同，P1-P2＝ΔPx，此时阀杆4B受到ΔPx的作用会有向下移动的趋势；同时，进入到缓冲器壳体4D内缓冲活塞4F下部空间的冷却水压力P3 (P3＝P1)与作用在缓冲活塞4F上部空间的冷却水压力P4也不相同，P3-P4＝ΔPy，此时阀杆4B受到ΔPy的作用会有向上移动的趋势，ΔPx＝ΔPy，两者抵消，这样阀杆4B的受力重新恢复平衡，从而能够正常的将第一腔室A和第二腔室B内的水流混合后，通过阀瓣4A上预设的水流孔将水引入到第三腔室AB，从而完成温度的调节功能。

本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，所作出的任何修改、等同替换、显而易见的变型和改进，均应属于本发明的保护范围。