专利名称：132mm缸径的电控防爆柴油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柴油机，具体的说是一种在易燃易爆工作环境下使用的电控防爆柴油机。
背景技术：
在有可燃气体瓦斯的采煤矿井中工作时，需要使用具防爆性能的柴油机工作，专利99258027. 7提供了一种包括柴油机本体、进气、排气系统的防爆柴油机，其排气系统由装有排气管路、水容器的废气处理水箱及隔爆栅栏组成，方水套由套体、排气道和外夹套组成，方水套的一端与柴油机缸盖相连，另一端与圆水套相连，圆水套直接与废气处理水箱内的排气管路相连，隔爆栅栏装在柴油机主体的进气端和废气处理水箱的排气端。本专利在进、排气系统增加隔爆栅栏和废气处理装置有效地熄灭燃烧时喷出的火星和进行废气处理。但对于132mm缸径的电控防爆柴油机来说，仅使用这些技术手段是不满足防爆要求的。 首先，该专利并没有涉及到防爆柴油机的电气控制部分的改进，电气控制箱及其内部的电路板不采取防爆措施，磁电式转速传感器在最高转速时输出电压达百伏以上，温度传感器、 压力传感器、脚踏板传感器采用对插插头的引出方式，进气压力和进气温度传感器采用集成形式、驱动电磁阀的为保护措施均容易在采煤矿井中工作时带来安全性隐患。其次，防爆柴油机对于燃烧系统各结合面尺寸也是有防爆要求的，另外，排气系统中的排气管是需要支撑增压器和排气总管的，一般使用钢板材料的排气管容易因为强度不够而发生变形，并且容易造成漏气或者漏水，会带来更多的安全隐患。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够满足国家对电控防爆柴油机的防爆要求的，在具有可燃气体的采煤矿井中安全使用的一种新型的132mm缸径的电控防爆柴油机。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是132mm缸径的电控防爆柴油机，包括柴油机本体、在柴油机排气总管的排气端设置废气处理水箱的排气系统、在柴油机水空中冷器的进气端设置进气阻火隔栅的冷却系统、 设置缸套和缸盖的燃烧系统、电气控制系统，所述排气系统设置整体铸造的排气歧管和排气弯管，排气歧管和排气弯管均设置为由内层板和外层板构成的、夹层内通冷却水的双层结构，排气歧管包括内侧壁、外侧壁、 贯通内侧壁和外侧壁的螺栓穿孔管、端面经磨削加工的法兰A II和法兰A I，内侧壁上设置与柴油机机体的出气口对应的进气孔，外侧壁与内侧壁相对，内侧壁与外侧壁闭合成排气通道，内侧壁与外侧壁闭合处设置法兰A II，法兰A II的相对侧设置法兰A I，法兰A II上设置与排气歧管的夹层连通的出水孔、与排气通道连通的出气孔、法兰固定孔，法兰A I上设置与柴油机机体出水口相对应的进水孔、法兰固定孔，排气歧管通过法兰AII连接排气弯管，排气弯管包括弧形弯管状的侧壁、端面经磨削加工的法兰B I和法兰B II，排气弯管一端的法兰B I上设置与法兰A II的出气孔对应的弯管进气孔、与法兰A II的出水孔对应的弯管进水孔，排气弯管另一端的法兰B II上设置与同侧的柴油机的增压器对应的弯管出气孔和弯管出水孔；柴油机本体上与排气弯管相对的一侧也设置与排气总管连接的增压器，柴油机左右排气侧的增压器的压气机的出口与水空中冷器之间的进气管路设置进气阻火开关；柴油机缸套上部的凸沿的外圆直径为140mm，缸盖螺旋进气道的进口为 50mmX 28mm 的方孔；电气控制系统包括电气控制箱、本安型传感器、电源转换模块、驱动电磁阀和由防爆阻燃电缆束连接的各电气部件，隔爆兼本安型的电气控制箱内设置控制器和信号隔离电路板，信号隔离电路板对模拟信号采用限流方式隔离、对数字信号采用光电隔离器隔离 ’传感器设置本安型转速传感器、脚踏板传感器、温度传感器、压力传感器，温度传感器包括燃油温度传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、排气温度传感器，压力传感器包括与进气温度传感器各自独立的进气压力传感器、机油压力传感器，所述传感器是由阻燃电缆引出的电缆与传感器的接点用环氧树脂整体封装的全金属结构；电源转换模块与柴油机防爆电源箱内的蓄电池连接，电源转换模块的输出端与电气控制箱、转速传感器、压力传感器、信号隔离电路板连接，隔爆型驱动电磁阀外部套装设置接口的不锈钢保护罩，接口处设置与驱动电磁阀连接的阻燃电缆，阻燃电缆与驱动电磁阀的接点处经浇封处理。本实用新型的进一步改进在于所述排气歧管的低点处设置排除残余冷却水的排水口。本实用新型的进一步改进在于所述排气歧管与排气弯管的内、外层板壁厚为 6 9mm0本实用新型的进一步改进在于所述排气歧管与排气弯管的内、外层板壁厚为 7mm ο本实用新型的进一步改进在于所述电气控制箱本体的外形尺寸为 5 IOmm X 470mm X 140mm。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是本实用新型设计整体铸造的双层结构的冷却排气管，表面温度小于150°C，在满足防爆要求的情况下，还能够很好的支撑增压器及排气总管，并且由于排气管整体铸造、端面经磨削加工，密封可靠，防止冷却水倒灌入气道，不易产生漏水或漏气，提高了在矿井中使用的安全性，而且排气歧管低点处设置的出水孔，便于排放排气系统内的冷却水，还经过多次试验验证得到排气管的最佳壁厚；所安装的进气阻火隔栅和进气阻火开关、以及废气水洗处理方式，都降低排气温度，使排气温度低于70°C，以防止明火排出；设计了缸套上部的凸沿的外圆周和缸盖螺旋进气道进口的尺寸，调整了燃烧系统各结合面的尺寸，满足了对隔爆面最小宽度尺寸的要求；使用由电源转换模块输出的本安电源，设计隔爆兼本安型电气控制箱，设计本安型传感器，并将道路车用电控柴油机的集成的进气压力和温度传感器改进为螺纹拧紧方式的进气压力传感器和进气空气温度传感器，设计本安的供油驱动电磁阀，都满足了国家标准对于电控防爆柴油机的防爆要求，本实用新型通过对柴油机机械和电气部件的优化设计，满足了国家对于132mm缸径电控防爆柴油机的防爆要求，能够在具有可燃气体瓦斯的采煤矿井中安全使用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是排气管的结构示意图；图3是本实用新型排气歧管的左视图；图4是本实用新型排气歧管的右视图；图5是图2的A-A向示意图；图6是本实用新型排气弯管的俯视图；图7是本实用新型电气控制部分的连接示意图。其中，1、内侧壁，2、外侧壁，3、进气孔，4、出气孔，5、进水孔，6、出水孔，7、排水口，
8、法兰固定孔，9、法兰A I，10、弯管进气孔，11、弯管进水孔，12、弯管出气孔，13、弯管出水孔，14、法兰A II，15、法兰B I，16、法兰B II，17、排气歧管，18、排气弯管，19、螺栓穿孔管， 102、缸盖，103、水空中冷器，104、增压器，105、排气总管，106、进气阻火开关，107、进气阻火隔栅，108、驱动电磁阀，201、电气控制箱，203、冷却液温度传感器，204、排气温度传感器， 205、燃油温度传感器，206、机油压力传感器，210、进气压力传感器，211、进气温度传感器， 213、线束护套，216、防爆电源箱。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明132mm缸径的电控防爆柴油机如图1所示，包括柴油机本体以及与柴油机本体匹配的排气系统、冷却系统、燃烧系统和电气控制系统。所述排气系统包括如图2所示的整体铸造的排气歧管17和排气弯管18，铸造材料可选用球墨铸铁。排气歧管17包括内侧壁1、外侧壁2和两端的端面经磨削加工过的法兰。内侧壁1与柴油机机体上出气口口部外端面贴合，内侧壁1上设置有与柴油机机体上出气口对应的进气孔3。外侧壁2与内侧壁1相对，内侧壁1和外侧壁2闭合成排气通道。 内侧壁1和外侧壁2都为设置内层板和外层板的、夹层内通冷却水的双层结构。内侧壁1 与外侧壁2闭合处设置的向外延伸的法兰AII 14，法兰AII 14上设置与排气通道连通的出气孔4、与夹层连通的出水孔6、法兰固定孔8。排气歧管上与法兰A II 14相对的一侧设置法兰A I 9，法兰A I 9上设置与柴油机机体的出水口对应的进水孔5、法兰固定孔8。排气歧管17上铸造贯通内侧壁1和外侧壁2的用于固定排气歧管的螺栓穿孔管19。排气歧管 17的低点处设置有用于排除残余冷却水的排水口 7。排气弯管18包括弧形弯管状的侧壁和侧壁两端的端面经磨削加工的法兰。侧壁设置为内层板和外层板的、夹层内通冷却水的双层结构。侧壁一端设置与排气歧管的法兰A II 14配合的法兰B I 15，法兰B I 15上设置弯管进气孔10和弯管进水孔11。侧壁另一端设置与柴油机的增压器104连接的向外延伸的法兰B II 16，法兰B II 16上设置有与法兰A II的出气孔对应的弯管出气孔12、与法兰A II的出水孔对应的弯管出水孔13的。排气歧管17与排气弯管18的内、外层板壁厚为6-9mm,优选7mm。在柴油机本体上与排气弯管18相对的一侧也设置增压器104，柴油机左右排气侧的增压器104都与排气总管105连接，排气总管的排气端设置废气处理水箱。两增压器104的压气机的出口与水空中冷器103之间还设置有进气管路，进气管路上设置有进气阻火开关106，水空中冷器103的进气端还设置进气阻火隔栅107。柴油机上的缸套上部的凸沿的外圆周直径为140mm，缸盖102的螺旋进气道的进口为50mmX^mm的方孔。
电气控制系统如图7所示，包括电气控制箱201、本安型传感器、电源转换模块、驱动电磁阀108和由防爆阻燃电缆束连接的各电气部件。隔爆兼本安型的电气控制箱内设置控制器和电路板，电路板设置为对模拟信号限流和对数字信号光电隔离的区分隔离的信号隔离电路板。电气控制箱本体的外形尺寸为510mmX470mmX140mm。传感器设置本安型转速传感器、脚踏板传感器、温度传感器、压力传感器，温度传感器包括燃油温度传感器205、 冷却液温度传感器203、进气温度传感器211、排气温度传感器204，压力传感器包括进气压力传感器210、机油压力传感器206，所述传感器是由阻燃电缆引出的电缆与传感器的接点用环氧树脂整体封装的全金属结构。将道路车用电控柴油机的集成进气压力和进气温度传感器改进为各自独立由螺纹拧紧方式固定的进气压力传感器210和进气温度传感器211。 电源转换模块由柴油机的防爆电源箱216内的蓄电池直接供电，共输出四种电源为转速传感器供电的本安IOV电源；为压力传感器供电的本安5V电源；为信号隔离电路板隔离模块本安侧供电的电源；为信号隔离电路板隔离模块非本安侧供电的电源。隔爆型的驱动电磁阀108外部套装设置接口的不锈钢保护罩，接口处设置与驱动电磁阀连接的接点处经浇封处理的阻燃电缆。电气控制箱与柴油机内燃机之间的导线上设置线束护套213。
权利要求1.一种132mm缸径的电控防爆柴油机，包括柴油机本体、在柴油机排气总管(10 的排气端设置废气处理水箱的排气系统、在柴油机水空中冷器(10 的进气端设置进气阻火隔栅(107)的冷却系统、带缸套和缸盖(102)的燃烧系统、电气控制系统，其特征在于所述排气系统设置整体铸造的排气歧管(17)和排气弯管(18)，排气歧管(17)和排气弯管(18)均设置为由内层板和外层板构成的、夹层内通冷却水的双层结构，排气歧管(17) 包括内侧壁(1)、外侧壁O)、贯通内侧壁(1)和外侧壁( 的螺栓穿孔管(19)、端面经磨削加工的法兰A 11(14)和法兰AI (9)，内侧壁(1)上设置与柴油机机体的出气口对应的进气孔(3)，外侧壁O)与内侧壁(1)相对，内侧壁(1)与外侧壁O)闭合成排气通道，内侧壁 (1)与外侧壁(2)闭合处设置法兰A II (14)，法兰A 11(14)的相对侧设置法兰A I (9)，法兰A II上设置与排气歧管的夹层连通的出水孔(6)、与排气通道连通的出气孔0)、法兰固定孔(8)，法兰A 1(9)上设置与柴油机机体出水口相对应的进水孔(5)、法兰固定孔(8)， 排气歧管(17)通过法兰AII (14)连接排气弯管(18)，排气弯管(18)包括弧形弯管状的侧壁、端面经磨削加工的法兰B 1(15)和法兰B 11(16)，排气弯管(18) 一端的法兰B 1(15) 上设置与法兰A 11(14)的出气孔⑷对应的弯管进气孔(10)、与出水孔(6)对应的弯管进水孔(11)，排气弯管(18)另一端的法兰B 11(16)上设置与同侧的柴油机的增压器(104) 对应的弯管出气孔(12)和弯管出水孔(13)；柴油机本体上与排气弯管(18)相对的一侧也设置与排气总管(10 连接的增压器 (104)，柴油机左右排气侧的增压器(104)的压气机的出口与水空中冷器(103)之间的进气管路设置进气阻火开关(106)；柴油机缸套上部的凸沿的外圆直径为140mm，缸盖螺旋进气道的进口为50mm>^8mm的方孔；电气控制系统包括电气控制箱001)、本安型传感器、电源转换模块、驱动电磁阀 (108)和由防爆阻燃电缆束连接的各电气部件，隔爆兼本安型的电气控制箱O01)内设置控制器和信号隔离电路板，信号隔离电路板对模拟信号采用限流方式隔离、对数字信号采用光电隔离器隔离；传感器设置本安型的转速传感器、脚踏板传感器、温度传感器和压力传感器，温度传感器包括燃油温度传感器005)、冷却液温度传感器003)、进气温度传感器 (211)、排气温度传感器(204)，压力传感器包括与进气温度传感器各自独立的进气压力传感器010)、机油压力传感器006)，所述传感器是由阻燃电缆引出的电缆与传感器的接点用环氧树脂整体封装的全金属结构；电源转换模块与柴油机防爆电源箱016)内的蓄电池连接，电源转换模块的输出端与电气控制箱、转速传感器、压力传感器、信号隔离电路板连接，隔爆型的驱动电磁阀(108)外部套装设置接口的不锈钢保护罩，接口处设置与驱动电磁阀连接的阻燃电缆。
2.根据权利要求1所述的132mm缸径的电控防爆柴油机，其特征在于所述排气歧管 (17)的低点处设置排除残余冷却水的排水口(7)。
3.根据权利要求1或2所述的132mm缸径的电控防爆柴油机，其特征在于所述排气歧管(17)与排气弯管(18)的内、外层板壁厚为6 9mm。
4.根据权利要求3所述的132mm缸径的电控防爆柴油机，其特征在于所述排气歧管 (17)与排气弯管(18)的内、外层板壁厚为7mm。
5.根据权利要求4所述的132mm缸径的电控防爆柴油机，其特征在于所述电气控制箱本体的外形尺寸为510mmX470mmX 140mm。
专利摘要本实用新型公开了一种132mm缸径的电控防爆柴油机，包括柴油机本体及其排气系统、冷却系统、燃烧系统和电气控制系统。设置整体铸造的侧壁为双层结构的排气歧管和排气弯管，柴油机的排气连接废气处理水箱。在柴油机增压器的压气机的出口与水空中冷器间的进气管路设置进气阻火开关，在水空中冷器的进气端设置进气阻火隔栅。柴油机缸套上部凸沿的外圆直径设置为140mm，缸盖螺旋进气道的进口设置为50mm×28mm的方孔。电气控制系统设置提供本安电源的电源转换模块、隔爆兼本安型电气控制箱、本安型传感器、隔爆型驱动电磁阀。满足了国家对电控防爆柴油机的防爆要求，能够在具有可燃气体的矿井中安全使用。
文档编号F01N3/04GK201991613SQ20112006706
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者何剑丰, 勾志勇, 吴志贺, 商海昆, 李宏键, 申杰, 耿文耀, 胡春萍, 董长龙 申请人:河北华北柴油机有限责任公司