一种气阀单元

技术领域

本发明涉及一种气阀单元，根据权利要求1的前序部分，该气阀单元包括气密罩以及管和布置到管的至少一个阀，该气密罩封闭管和阀并且设置有入口和出口，在该气阀单元中，管布置成在罩的内部从罩的入口延伸到罩的出口。

背景技术

由于环境原因，天然气作为海洋船舶中内燃发动机的燃料已经变得更加普遍。同时，用于处理和调节气体燃料的设备受到严格的安全规定的限制。用于将气体燃料供给到海洋船舶中的内燃发动机的燃料系统通常被构造成使得燃料供应管线在内部延伸，即，由屏障壁系统封闭，以便防止假设燃料供应管线泄漏的话直接泄漏到周围环境。还已知的是，在每个发动机之前提供具有单独的气阀单元的这种燃料系统，燃料系统的某些部件，例如截止阀和压力调节器，以集中的方式组装在该气阀单元中。气阀单元包括由屏障壁系统形成的罩。

EP 2032428 B1公开了一种用于海洋船舶中气体驱动的活塞发动机的燃料系统，该气体作为液化气体存储在船舶中的至少一个燃料储罐中。燃料供给系统包括单独的燃料供给罐，在该燃料供给罐中，气体处于液相并且处于高压下。气体在燃料储罐中也是液相的，然而在燃料储罐中仅存在由液化气体引起的流体静力学压力。在这种燃料系统中，可能发生需要从罐中清除过量气体的情况，这通常意味着允许气体进入大气。

WO 2017/220106 A1公开了一种气阀单元，该气阀单元连接到海洋船舶中的气体引入管和气体消耗装置。气阀单元包括被构造成作为用于燃料管的关闭阀操作的阀构件。气阀单元设置有收集可能泄漏的气体并防止该气体直接扩散到周围空气的罩。

在这种气阀单元中，阀及其致动器安装在耐压罩的内部。在这种情况下，接近致动器需要打开罩。因此，必须密封罩的任何接近门以便承受所需的压力。这又意味着附接和密封必须非常坚固，因此打开罩以便维修罩内部的设备是耗时和费力的。

本发明的目的是提供一种阀单元，其中，与现有技术方案相比，阀致动器的维护得到显著改进。

发明内容

本发明的目的可以基本上如独立权利要求和描述本发明的不同实施方式的更多细节的其它权利要求中所公开的那样来实现。

根据本发明的实施方式，气阀单元包括气密罩以及管和布置到管的至少一个阀，该气密罩封闭管和阀并且设置有入口和出口，在该气阀单元中，管布置成在罩的内部从罩的入口延伸到罩的出口，其中

阀包括具有第一旋转轴线的驱动轴，并且阀能够通过使阀的驱动轴进行旋转运动来操作，

致动轴具有第二旋转轴线，

轴引入单元以气密方式可释放地连接到罩，驱动轴被布置到该轴引入单元中以便从罩的内部延伸到外部，以及

驱动轴和致动轴通过联接器布置成彼此力传递连接，该联接器被构造成允许驱动轴的端部和致动轴的端部的相互横向移位。

这样，第一旋转轴线和第二旋转轴线可以彼此相距一定距离

根据本发明的实施方式，轴引入单元包括设置有圆柱形开口的凸缘部分，驱动轴以气密方式旋转地组装到该圆柱形开口中。

根据本发明的实施方式，轴引入单元被构造成从罩的外部进行组装和/或拆卸。

根据本发明的实施方式，致动轴被构造成从罩的外部进行组装和/或拆卸。

根据本发明的实施方式，联接器包括位于阀的驱动轴的端部处的第一接合毂和位于致动轴的端部处的第二接合毂以及位于第一接合毂和第二接合毂之间的浮动构件。

根据本发明的实施方式，浮动构件与第一接合毂具有第一形状接合，该第一形状接合被构造成使得能够在浮动构件和第一接合毂之间传递扭矩，并且浮动构件与第二接合毂具有第二形状接合，该第二形状接合被构造成使得能够在第二联接接合毂和浮动构件之间传递扭矩。

根据本发明的实施方式，第一形状接合被构造成使得浮动构件仅相对于第一旋转轴线在第一横向方向上可移动，并且第二形状接合被构造成使得浮动构件仅相对于第二旋转轴线在第二横向方向上可移动。

根据本发明的实施方式，联接器的第一接合毂在其端面处设置有横向矩形凹部，并且浮动构件是矩形的，该浮动构件的侧边短于凹部的侧边，使得浮动构件装配到凹部中，并且浮动构件设置有由周边区段限制的矩形切口，并且第二接合毂形成为是横向矩形的，并且该第二接合毂的侧边长度短于浮动构件中的凹部的侧边，并且第二接合毂布置到浮动构件的凹部中。

根据本发明的实施方式，第二接合毂布置成在第一接合毂和浮动构件的内部轴向延伸。

根据本发明的实施方式，浮动构件与第一接合毂具有第一形状接合，该第一形状接合被构造成使得能够在浮动构件和第一接合毂之间传递扭矩，并且浮动构件与第二接合毂具有第二形状接合，该第二形状接合被构造成使得能够在第二联接接合毂和浮动构件之间传递扭矩，并且第二接合毂被布置成在第一接合毂和浮动构件内部轴向延伸。

根据本发明的实施方式，第一形状接合和第二形状接合是横向嵌套的。

根据本发明的实施方式，罩是管状形式的，并且与管同轴地布置。

根据本发明的实施方式，罩包括管状本体和套管部分，轴引入单元可释放地连接到套管部分中，套管部分具有与管状本体的直径不同的直径，使得套管部分可相对于本体部分轴向移动并且轴引入单元可释放地连接到罩的套管部分。

根据本发明的实施方式，罩与管同轴地布置，并且罩包括本体和套管部分，其中套管部分可相对于本体部分轴向移动，并且轴引入单元可释放地连接到罩的套管部分。

在本专利申请中提出的本发明的示例性实施方式不应被解释为对所附权利要求的适用性施加限制。动词“包括”在本专利申请中用作开放式限制，其不排除还存在未列举的特征。术语“横向”是指垂直于驱动轴的第一旋转轴线的方向。在从属权利要求中叙述的特征是相互自由组合的，除非另外明确地说明。在所附权利要求中具体阐述了被认为是本发明的特征的新颖特征。

附图说明

下面将参照所附示例性示意图描述本发明，其中

图1示出了根据本发明的实施方式的气阀单元，

图2示出了根据本发明的另一实施方式的气阀单元的联接器，

图3示出了根据本发明的又一实施方式的气阀单元，

图4示出了根据本发明的又一实施方式的气阀单元，

图5示出了根据本发明的又一实施方式的气阀单元，

图6示出了根据本发明的另一实施方式的气阀单元的联接器，以及

图7示出了根据本发明的另一实施方式的气阀单元的联接器。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的气阀单元10。该气阀单元旨在与气体消耗装置结合使用，有利地与气体加燃料内燃活塞发动机结合使用。发动机的燃料系统在每个发动机的气体流动方向的前方或上游设置有单独的气阀单元(GVU)10。燃料系统的某些部件，如截止阀和压力调节器，以集中的方式组装在该气阀单元10中。气阀单元包括在图1的实施方式中为所谓的压力容器形式的罩12。即使在气阀单元10的正常操作中，罩12内部的空间不处于非常高的压力下，罩12也被布置成是耐压的，即，它可以被构造为压力容器。这样，它可以安全地处理燃料系统的可能的泄漏。气阀单元10，特别是罩12可以是各种形式的，并且它可以安装在不同的位置，例如取决于它的形式或可用的地板空间。罩12封闭管和连接到管11的至少一个阀14以及其中的多个期望的可选仪器或附件16。这些仪器可以包括用于测量、分析、过滤或以其它方式处理气体的必要设备。气阀单元10还包括入口18和出口20，用于气体消耗装置(未示出)的气体输送系统的外部管道22借助于该入口和出口与罩12、阀14和其中的仪器16连通。根据实际的气体消耗装置，供应到气体消耗装置的气体实际上可以是需要本发明可获得的效果的任何气体，例如天然气、石油气、合成气、氢气或其混合物。

外部管道22以及入口18和出口20包括有利地相对于彼此同轴布置的内管24和外管26。内管24连接到罩12中的燃料管11，罩12中布置了阀14和多个期望的可选仪器或辅助装置16，从而形成内部管道。内管24经由入口18进入罩12，并在经由出口20离开罩之前在罩12的内部形成连续的气密内部管道11。入口和出口处的外管26设置成通向罩12的空间。内管11的壁和罩12之间形成空间，该空间与外部管道22的内管24和外管26之间的空间连续流动连通。

除了罩12之外，外管26还被构造成是耐压的，并且它们以气密方式彼此连接。该罩封闭管11和阀14。这样，作为气体燃料的主要流动通道的管11、24中的可能泄漏可以安全地引导到对泄漏气体的期望处理，例如经由外管26和罩12内部的空间返回到气罐。

阀14由位于罩12外部的致动器30如气动致动器操作。该阀具有驱动轴32，该驱动轴具有第一旋转轴线32’。这样，阀可通过使阀的驱动轴32进行旋转运动来操作。驱动轴32的旋转运动可由布置到气阀单元10的致动轴34提供。致动轴34具有第二旋转轴线34’。致动轴34与致动器30力传递连接。致动轴34适于驱动轴32，使得第一旋转轴线32’和第二旋转轴线34’的相互位置可以改变或者可以不对准。如图1所示，第一旋转轴线32’和第二旋转轴线34’基本上平行但彼此相距一定距离。这样，阀14在罩12内部的安装和致动器在罩12外部的安装容许一定程度的线性或角度失准，并且因此使得阀单元的制造和组装明显地更加简单。这也吸收了内管11和罩12的热膨胀的任何差异。另外，不需要为了接近致动器30来进行例如维修工作而打开罩12。

气阀单元10包括轴引入单元36，该轴引入单元36以气密方式可释放地连接到罩10的外壁。致动轴34可旋转地布置到轴引入单元36，以便从罩12的内部延伸到外部，并且致动轴34以气密方式密封到轴引入单元36。轴引入单元36包括设置有圆柱形开口42的凸缘部分40，该圆柱形开口42可以是例如孔或可释放的套管，致动轴34以支撑和密封的方式延伸穿过该圆柱形开口42。凸缘部分可以设置有附加的引入系统，借助于该引入系统，例如数据或电缆、气体或其它流体可以以气密方式被引入。

气阀单元10包括力传递联接器38，该力传递联接器38被构造成以这样的方式在致动轴34和驱动轴32之间传递旋转力，即使得第一旋转轴线32’和第二旋转轴线34’基本上彼此平行但彼此相距一定距离。应当理解，基本上平行使得旋转轴线可以在它们之间形成<＝5度的角度。

轴引入单元36布置成从罩的外部进行组装和/或拆卸。而且，致动轴34布置成从罩12的外部进行组装和/或拆卸，以便它可联接到驱动轴32。联接器38被构造成允许驱动轴32的端部和致动轴34的端部的相互横向移位。换句话说，联接器38使得基本上平行的轴32、34不需要处在同一旋转轴线上。联接器38包括位于阀14的驱动轴32的端部处的第一接合毂44和位于致动轴34的端部处的第二接合毂46以及位于第一接合毂和第二接合毂之间的浮动构件48。第一接合毂44、浮动构件48和第二接合毂46在尺寸上相互成型，以便经由浮动构件48在接合毂之间传递扭矩。浮动构件48借助于与第一接合毂和第二接合毂进行形状接合而布置在第一接合毂44和第二接合毂46之间。浮动构件48与第一接合毂44具有第一形状接合，该第一形状接合被构造成使得能够将扭矩围绕平行于第一旋转轴线32’的轴线从浮动构件传递到第一接合毂44。浮动构件48与第二接合毂46具有第二形状接合，该第二形状接合被构造成使得能够将扭矩围绕也平行于第一旋转轴线32’的轴线从第二接合毂46传递到浮动构件48。第一形状接合被构造成使得浮动构件48能够仅相对于由第一形状接合界定和限定的第一旋转轴线32’在第一横向方向上移动。而且，第二形状接合被构造成使得浮动构件48能够仅相对于由第二形状接合界定和限定的第二旋转轴线34’在第二横向方向上移动。第一接合毂和第二接合毂可以刚性地或可移除地连接到相应的轴。

引入单元36的凸缘部分40被组装到罩14的开口50以便闭合该开口，并且被布置成使得第一旋转轴线32’基本上是该开口的中心轴线。用于引入单元的开口被构造成足够大，使得第二接合毂46可以通过该开口进入罩12的内部。

图2以更详细的方式公开了根据本发明的联接器38的实施方式。图1和图2中所示的对应部件用对应的数字表示。联接器38被构造成允许驱动轴32的端部和致动轴34的端部的相互横向移位。联接器38的第一接合毂44在其端面处设有横向矩形、有利地为正方形的凹部54。浮动构件48也是矩形的，有利地是正方形的，其两个侧边比凹部54的两个相对侧边短，使得浮动构件48仅在第一横向方向X上以合适的横向(垂直于第一旋转轴线)游隙装配到凹部54中。浮动构件设有矩形的，有利地是正方形的，凹部56或穿过其厚度的切口，该切口或凹部56由周边区段58限制。致动轴34的端部处的第二接合毂46也形成为是横向矩形的，有利地是正方形的，并具有平的端面。第二接合毂46具有比浮动构件48中的凹部56的两个相邻侧边短的侧边长度，使得第二接合毂46可以布置到浮动构件48的凹部56中。第二接合毂46仅在第二横向方向Y上以适当的横向(垂直于第一旋转轴线)间隙装配到浮动构件48中。第一横向方向和第二横向方向彼此垂直。由第一横向方向和第二横向方向限定的平面垂直于第一旋转轴线32’。该联接器被构造成使得驱动轴以与致动轴相同的速度旋转。

这样，第一接合毂44、浮动构件48和第二接合毂46在尺寸上相互成型，以便经由浮动构件48在接合毂之间传递扭矩。浮动构件48的周边区段58的横向外壁59和第一接合毂44中的凹部56的横向内壁61与第一接合毂44构成第一形状接合，该第一形状接合被构造成使得能够将扭矩从浮动构件传递到第一接合毂44。浮动构件48的周边区段58的横向内壁63和第二接合毂46的横向外壁65与第二接合毂46构成第二形状接合，该第二形状接合被构造成使得能够将扭矩从第二接合毂46传递到浮动构件48。浮动构件48可以相对于由第一形状接合和第二形状接合界定和限定的第一旋转轴线32’横向移动。在该实施方式中，第二接合毂46被布置成在第一接合毂44和浮动构件48的内部轴向延伸。并且第一形状接合和第二形状接合横向嵌套或在彼此内部。换句话说，形状接合基本上处于相同的轴向位置，而不是一个接一个的。这样，联接器38的轴向长度被最小化。在气阀单元中，这实际上意味着阀14和罩12的壁之间的径向间隙也被最小化，从而节省空间和材料。

在图3中，示出了根据本发明的另一实施方式的气阀单元10，其特别利用了联接器38的短轴向尺寸的优点。图3和图1中所示的对应部件用对应的数字表示。在图3所示的实施方式中，气阀单元包括管状形式的罩12，该罩12与管11同轴布置，但具有稍大的直径。

图4公开了根据本发明的另一实施方式的阀单元的截面。这里，图4和图1中所示的对应部件也用对应的数字表示。在图4的实施方式中，所示的引入单元被拆开，以便主要部分彼此分离。在该实施方式中，引入单元36包括例如通过焊接刚性连接到罩12的支撑套管60。因此引入单元36的凸缘部分40组装到支撑套管60的开口。用于引入单元的凸缘部分52的开口构造得足够大，使得第二接合毂46可以穿过该开口进入罩12的内部。另外，在该实施方式中，浮动构件48通过保持杯62保持在第一接合毂48的凹部中。保持杯包括与阀14的驱动轴32同轴布置的圆柱形套管，该套管设置有向内延伸的套环64，该套环部分地覆盖浮动构件48并防止浮动构件48从其适当位置松脱。图4还根据本发明示出了阀14和/或致动器30如何有利地组装和/或拆卸。在图4中，部件是分开的。如果阀14已经从管11移除，则阀14首先连接到其位置。假设第一接合毂44可移除地安装到驱动轴32，如果尚未安装，则第一接合毂44附接到驱动轴32。接下来，将浮动构件48放入其在第一接合毂的凹部中的位置，并且组装保持杯62。当阀14正确地附接到管11时，致动轴34部分地进入罩12中或支撑套管60中的开口的内部，使得第二接合毂同时进入浮动构件48的切口56中。凸缘部分40组装到罩12中或支撑套管60中的开口，使得致动轴34布置成延伸穿过凸缘部分40。并且最终致动轴34联接到可移除地连接到例如凸缘部分40的致动器30。拆卸的顺序相反。

图5公开了本发明的又一实施方式，根据本发明，本发明特别利用了联接器38的短轴向尺寸的优点。图5和图1中所示的对应部件用对应的数字表示。在图5所示的实施方式中，气阀单元包括管状形式的罩12，该罩12与管11同轴布置，但具有稍大的直径。罩12包括管状本体12’和套管部分12”，轴引入单元36可释放地连接到该套管部分的开口50中。套管部分12”具有与管状本体12’的直径不同(更大或更小)的直径，使得套管部分可相对于本体部分轴向移动，如视图A和视图B所示。套管部分12”可通过凸缘66或类似物以密封方式附接到管状本体12’。套管部分12”也借助于适当的密封件68，例如O形环，密封到本体。当阀14需要维修或由于其它原因需要接近时，凸缘部分40从开口50拆卸(视图B)，并且致动轴34和第二接合毂46通过开口50从单元取出，并且现在套管部分12”可以轴向移动，并且提供了接近阀的通道。根据本发明的实施方式，第一接合毂44和浮动构件48的尺寸也可以被设计成使得它们中的一者或两者能够通过开口50移除。在这种情况下，第一接合毂44、浮动构件48和第二接合毂46有利地被构造成当被移除时跟随凸缘部分40。

图6公开了根据本发明的联接器38的实施方式。该联接器对应于图2中所示的联接器，并且图2和图6中所示的对应部件用对应的数字表示。联接器38被构造成允许驱动轴32的端部和致动轴34的端部的相互横向移位。联接器38的第一接合毂44在其端面处设有横向矩形凹部54。第一接合毂44具有与驱动轴32相等的直径。这里，第一接合毂44是驱动轴32的整体部分。浮动构件48也是矩形的，该浮动构件的两个侧边短于凹部54的两个相对的侧边，使得浮动构件48仅在第一横向方向X上以合适的横向(垂直于第一旋转轴线)游隙装配到凹部54中。浮动构件设有凹部56或穿过其厚度的矩形切口，该矩形切口或凹部56由周边区段58限制。致动轴34端部处的第二接合毂46也形成为是横向矩形的，其横向尺寸小于或等于致动轴34的直径。第二接合毂46仅在第二横向方向Y上以合适的横向(垂直于第一旋转轴线)间隙装配到浮动构件48中。第一横向方向和第二横向方向彼此垂直。由第一和第二横向方向限定的平面垂直于第一旋转轴线32’。

图7示出了本发明的一个实施方式，其中阀单元包括一个内罩12和至少一个外罩12.1，其中外罩封闭内罩12。这应该理解为在本发明的其它实施方式中也可以设有嵌套的罩。图7和图1以及图5中所示的对应部件用对应的数字表示。在图7所示的实施方式中，气阀单元的罩12、12.1是管状的，并且与管11同轴布置，并且彼此同轴布置。阀的驱动轴32的旋转运动通过串联布置根据图1至图5的实施方式的两个力传递联接器38来实现。因此，第一层联接器的致动轴34联接到第二层联接器的力传递联接器38’。第二力传递联接器38’的致动轴34可旋转地布置到轴引入单元36’，该轴引入单元布置到外罩12.1的壁，以便从罩12、12.1的内部延伸到外部。即使未示出，两个传递联接器都可以被布置为可移除地穿过外罩12.1中的开口，如结合图5所解释的。

在实际情况下，不需要如使用图1至图4所示的联接器所能获得的那样多的空间节省，联接器可以实现为使得阀14的驱动轴32的端部处的第一接合毂44和致动轴34的端部处的第二接合毂46在它们的延伸穿过旋转轴线的端面处设置有十字方向的凹槽。浮动构件是盘状构件，该浮动构件在每个面处具有彼此垂直布置的十字方向的舌状物。当联接时，一侧的舌状物和凹槽垂直于另一侧的舌状物和凹槽。浮动构件围绕其中心以与致动轴和驱动轴相同的速度旋转。

尽管本发明在此通过示例结合目前被认为是最优选的实施方式进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是意图覆盖其特征的各种组合或修改，以及包括在如所附权利要求中限定的本发明的范围内的若干其它应用。当这种组合在技术上可行时，结合上述任何实施方式所提到的细节可以结合另一实施方式使用。