专利名称：一种防爆柴油机及其超温保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种用于防爆柴油机的超温保护装置。
本发明还涉及一种包括上述超温保护装置的防爆柴油机。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，煤炭等工业不断朝着机械化、自动化的方向发展，各种采煤和运输设备越来越广泛地应用于各种采煤施工中。 在煤矿巷道的掘进开采和运输的过程中，需要使用多种煤矿用特种车辆，柴油机以其较大的功率和较低使用成本，广泛地应用于煤矿用特种车辆中。由于在煤矿巷道的特殊生产环境中存在大量的爆炸性气体，当柴油机在工作中产生的热量超过规定值，导致温度升高而超过上述爆炸性气体的燃点时，会造成煤矿中发生爆炸等灾难性的后果，因此，煤矿生产所中使用的柴油机必须具有防爆性，当柴油机在使用过程中的排气温度、机体表面温度以及冷却水温度等指标有任一项超标时，柴油机都会报警并自动停机，从而避免柴油机的损坏和矿中爆炸性气体爆炸。 因此，对上述各温度参数进行有效检测，并对柴油机进行及时控制的超温保护装置是防爆柴油机至关重要的组成部分，其性能的优劣直接影响着柴油机的安全性能。
在一种典型的防爆柴油机中，上述超温保护装置包括电温度传感器、控制器以及电磁阀；上述电温度传感器检测被测点的温度，并将该温度信号传送至控制器，从而通过控制电磁阀的开闭向柴油机的断气(断油)油(气)缸充气(充油)或者泄气(泄油)，进而实现柴油机的报警停机。 上述超温保护装置的温度传感器需要通电，因此其在使用之前需要根据煤矿安全标准进行防爆处理，同时，与该温度传感器相配合使用的电源、控制器以及电磁阀等涉电元件均需要进行防爆处理，导致该超温保护装置的加工使用工序较为繁琐；同时，该超温保护装置的结构较为复杂，体积较大，在整机空间确定的情况下，不利于整机结构的布置。
因此，如何在保证防爆安全性的条件下，简化超温保护装置的加工使用工序，并降低其复杂程度，减小其体积，以提高整机结构布置的合理性，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种超温保护装置，其无需进行防爆处理，简化了加工使用工序，且其结构较为简单，体积较小，便于整机结构的布置。本发明的另一 目的是提供一种包括上述超温保护装置的防爆柴油机。 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于防爆柴油机的超温保护装置，包括开设有第一通道和第二通道的阀座，以及实时检测所述防爆柴油机被测点温度的传感器；所述第一通道和所述第二通道中的一者与所述防爆柴油机的停车缸连通，另一者与介质源连通；所述传感器检测到的温度超过预定温度时，控制所述第一通道与所述第二通道连通；所述传感器检测到的温度低于所述预定温度时，控制所述第一通道与所述第二通道截止。
优选地，所述阀座具有阀腔，所述传感器为机械式温度传感器，所述机械式温度传感器的芯杆在外力的作用下沿所述阀腔运动，以便连通或者截止所述第一通道与所述第二通道。 优选地，还包括安装于所述第一通道与所述第二通道之间的单向阀，所述单向阀
在所述芯杆的作用下可选择地沿介质流入的方向导通。 优选地，还包括设置于所述阀腔，且以其一端支撑于所述芯杆的顶杆，所述芯杆通过所述顶杆作用于所述单向阀。 优选地，还包括复位部件；所述阀座和所述顶杆分别开设有相对的第一限位面和第二限位面；所述复位部件安装于所述第一限位面与所述第二限位面之间。
优选地，所述复位部件为套装于所述顶杆的弹簧，所述弹簧始终处于压縮状态。
优选地，所述单向阀与所述阀座通过螺纹连接。 优选地，所述阀座具有轴向设置的阀腔，且所述第一通道和所述第二通道均沿所
述阀座的径向设置；所述超温保护装置还包括开设有通孔的顶杆，所述顶杆在驱动部件的
作用下沿所述阀腔运动，以便所述通孔可选择地连通所述第一通道和所述第二通道。 优选地，所述顶杆包括依次连接的第一杆段、第二杆段和第三杆段；所述第二杆
段的直径大于所述第一杆段的直径和所述第三杆段的直径，且所述通孔开设于所述第二杆段。 优选地，所述第一杆段上套装有处于压縮状态的弹簧，所述弹簧的两端分别支撑于所述阀座的内顶壁和所述第二杆段的顶端。 本发明还提供一种防爆柴油机，包括上述任一项所述的超温保护装置。 本发明所提供的用于防爆柴油机的超温保护装置，包括阀座和传感器；阀座的适
当位置分别开设有第一通道和第二通道，第一通道和所述第二通道中的一者与所述防爆柴
油机的停车缸连通，另一者与介质源连通上述传感器用于实时检测被测点的温度，传感器
检测到的温度超过预定温度时，第一通道与第二通道连通，所述传感器检测到的温度低于
所述预定温度时，所述第一通道与所述第二通道截止。 在正常状态下，温度传感器检测到的温度低于预定温度，此时，第一通道和第二通道处于非连通状态，介质源和停车缸之间无介质的流通，防爆柴油机处于正常工作状态；在设备的工作过程中，当传感器检测到的温度超过预定温度时，控制上述第一通道和第二通道相连通，则有介质流入停车缸或者有介质自停车缸流出，从而使得停车缸工作，切断防爆柴油机的进油或者进气通道，或者同时切断进油和进气通道，使防爆柴油机实现自动停机。上述超温保护装置中不包含涉电元件，因此，在设备的工作过程中无需进行防爆处理，简化了加工使用工序，且该超温保护装置结构较为简单，体积较小，便于整机结构的布置。
在一种优选的实施方式中，本发明所提供的超温保护装置可以包括安装于第一通道与第二通道之间的单向阀，该单向阀在机械式温度传感器的芯杆的作用下可选择地沿介质流入的方向导通。这样，当温度未超过预定的安全温度时，上述机械式温度传感器的芯杆不动，此时，单向阀处于截止状态，第一通道和第二通道中均无介质流通，即上述停车缸未与介质源连通，防爆柴油机处于正常工作状态；而当温度超过预定的安全温度时，上述机械式温度传感器的芯杆在指定方向上运动，并带动上述第一通道和第二通道相连通，此时，介质源和停车缸相连通，停车缸控制防爆柴油机停止工作。将单向阀应用于该装置中，有效提 高了装置的控制可靠性。 在另一种优选实施方式中，本发明所提供的超温保护装置的阀座具有轴向设置的 阀腔，且第一通道和第二通道均沿所述阀座的径向设置；该超温保护装置还包括开设有通 孔的顶杆，该顶杆在驱动部件的作用下沿所述阀腔运动，以便所述通孔可选择地连通第一 通道和第二通道。当被测点的温度未超过预定温度时，顶杆上的通孔为将第一通道和第二 通道连通，两通道处于截止状态；当温度升高至超过预定温度时，顶杆在驱动部件的驱动下 运动，当顶杆运动至某一位置时，上述通孔连通第一通道和第二通道，使得停车缸工作，防 爆柴油机停止工作。在该具体实施方式
中，超温保护装置的结构更为简单，从而进一步有效 地节约了生产和加工成本。 本发明所提供的防爆柴油机，其得到的技术效果与上述超温保护装置得到的技术 效果相同，在此不再赘述。
图1为本发明所提供超温保护装置的原理图； 图2为本发明所提供超温保护装置一种具体实施方式
的左视方向的结构示意图；
图3为图2所示的超温保护装置的剖视示意图；
图4为图3中A部分的放大图； 图5为本发明所提供超温保护装置另一种具体实施方式
的剖视示意图。
具体实施例方式
本发明的核心是提供一种超温保护装置，其无需进行防爆处理，简化了加工使用 工序，且其结构较为简单，体积较小，便于整机结构的布置。本发明的另一核心是提供一种 包括上述超温保护装置的防爆柴油机。 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步的详细说明。 请参考图1至图4，图1为本发明所提供超温保护装置的原理图；图2为本发明所 提供超温保护装置一种具体实施方式
的左视方向的结构示意图；图3为图2所示的超温保 护装置的剖视示意图；图4为图3中A部分的放大图。 在一种具体实施方式
中，本发明所提供的用于防爆柴油机的超温保护装置O，包括 阀座1和传感器；上述阀座1的适当位置开设有第一通道11和第二通道12，所述第一通道 ll和第二通道12中的一者与防爆柴油机的停车缸6连通，另一者与介质源7连通；机械式 温度传感器2实时检测所述防爆柴油机被测点温度，当传感器检测到的温度超过预定温度 时，控制第一通道11与第二通道12连通；当传感器检测到的温度低于预定温度时，控制第 一通道11与第二通道12截止。 上述第一通道11可以与停车缸6常通，此时，第二通道12与介质源7常通；显然 地，第一通道11也可以与介质源7常通，此时，第二通道12与停车缸6常通。
上述阀座1可以具有阀腔15，上述传感器可以为机械式温度传感器2，当上述被测 点的温度低于预定温度时，上述第一通道11和第二通道12处于截止状态，介质源6和停车缸7之间不连通，则防爆柴油机处于正常工作状态；当被测点的温度超过预定温度时，机械 式温度传感器2的芯杆21沿阀腔15运动，以便上述第一通道11和第二通道12相连通。机 械式温度传感器2的控制较为简单，且其内部具有的芯杆21能够往复运动，较为适宜应用 于该种装置中。 上述超温保护装置0还可以包括安装于第一通道11与第二通道12之间的单向阀 3，该单向阀3在所述芯杆21的作用下可选择地沿介质流入的方向导通。当被测点的温度 超过预定的安全温度时，上述机械式温度传感器2检测到温度的升高，则其芯杆21向某一 方向运动，从而推动单向阀3导通，使得介质能够通过两通道自停车缸6流入或者流出停车 缸6，从而达到防爆柴油机的安全停车的目的。这样，当温度未超过预定的安全温度时，上述 机械式温度传感器2的芯杆21不动，此时，单向阀3处于截止状态，第一通道11和第二通 道12中均无介质流通，即上述停车缸6与介质源不连通，防爆柴油机处于正常工作状态；而 当温度超过预定的安全温度时，上述机械式温度传感器2的芯杆21向指定方向运动，并推 动单向阀3的阀芯打开，从而将第一通道11和第二通道12相连通，则停车缸6与介质源相 连通，停车缸6工作，从而控制防爆柴油机停止工作。将单向阀3应用于该装置中，有效提 高了装置的控制可靠性。 如图2和图3所述，在上述具体实施方式
的基础上，上述超温保护装置0还可以包 括设置于上述阀腔15内的顶杆4 ;上述阀腔15可以大体沿阀座1的轴向设置，则上述顶杆 1能够相对于阀座1在竖直方向上运动。顶杆4的一端支撑于上述芯杆21，另一端与单向 阀3的阀芯相接触，也即上述芯杆21通过顶杆4作用于单向阀3。当被测点的温度处于正 常范围时，机械式温度传感器2的芯杆21不会发生运动，或其运动不足以顶开单向阀3的 阀芯，此时，介质源7与停车缸6之间不连通，防爆柴油机处于正常工作状态；而当被测点的 温度超过预定的安全温度时，机械式温度传感器2采集到温度值，并控制芯杆21向上运动， 从而推动顶杆4向上运动，并推开单向阀3的阀芯，使介质源7与停车缸6通过第一通道11 和第二通道12连通，从而使得防爆柴油机在停车缸6的作用下停止工作，保证了生产安全。 芯杆21通过顶杆4作用于单向阀3的阀芯，使得对芯杆21的长度要求可以相应的降低，从 而降低了机械式温度传感器的加工难度。 上述顶杆4支撑于芯杆21上，可以为顶杆4搭接于芯杆21上，也可以为顶杆4固 定连接于芯杆21上；只要能够实现顶杆4在芯杆21的作用下，随顶杆21运动的目的，其具 体支撑方式不应受到本说明书的限制。 如图4所述，上述超温保护装置0还可以包括复位部件，上述阀座1的适当位置开 设有第一限位面16，顶杆4的适当位置设置有第二限位面45，且上述第一限位面16和第二 限位面45相对，上述复位部件安装于第一限位面16与第二限位面45之间。当温度降低至 预定的安全温度以下时，芯杆21退回，上述顶杆4在复位部件的作用下向下运动，并使得单 向阀3关闭。复位部件提高了超温保护装置0在工作完成后复位过程的可靠性，从而避免 了超温保护装置0在温度降低后不能及时复位，而影响防爆柴油机的正常工作。
上述复位部件可以具体为套装于顶杆4的弹簧5，该弹簧5始终处于压縮状态；该 弹簧5的两端分别支撑于第一限位面16和第二限位面45。当温度超过预定的安全温度时， 顶杆4在芯杆21的作用下向上运动，由于第一限位面16的存在，使得弹簧5的上端位置无 法改变，而弹簧5的下端在第二限位面45的支撑下向上运动，此时弹簧5进一步压縮；当被测点的温度恢复到预定的安全温度以下时，由于阀座1是固定的，而芯杆21向远离顶杆4 的方向运动，弹簧5失去芯杆21对其的作用力，则弹簧5释放其进一步压縮时产生的弹力， 从而通过弹簧5作用于第二限位面45上的作用力带动顶杆4向下运动。
从理论上来讲，上述复位部件的作用主要为在芯杆21退回时，带动顶杆4快速复 位，则将芯杆21和顶杆4两者相接触的端部固定连接，也可以实现顶杆4的有效复位。
上述阀座1可以进一步包括可拆装地连接的上阀座13和下阀座14，将上述顶杆 4、弹簧5等部件安装于下阀座14后，再将上阀座13和下阀座14连接，从而使得顶杆4以 及弹簧5等阀座1内部的零部件的安装较为方便，提高了安装性能。 上述阀座1也不局限于包括可拆装地连接的上下两部分，为实现便于安装的目 的，上述阀座1也可以包括可拆装地连接的前后两部分或者左右两部分；显然地，上述阀座 l也可以为一体式的结构。 上述上阀座13和下阀座14之间可以通过螺纹连接的方式实现可拆装地连接；螺 纹连接是本领域中较为常规的连接方式，其结构简单，成本较低，且连接较为稳定，拆装较 为方便。 请参考图5，图5为本发明所提供超温保护装置0另一种具体实施方式
的剖视示意 图。 在另一种具体实施方式
中，上述阀腔15可以沿阀座1的轴向设置，上述第一通道 11和第二通道12均沿上述阀座1的径向设置，该超温保护装置0还可以包括开设有通孔 44的顶杆4，所述顶杆4在驱动部件的作用下沿所述阀腔运动，以便所述通孔44可选择地 连通所述第一通道11和所述第二通道12。 如图5所示，上述传感器可以为机械式温度传感器2，此时，上述顶杆4的驱动部件 即为机械式温度传感器2的芯杆21。当温度超过预定的安全温度时，芯杆21向上运动，推 动顶杆4向上运动，当顶杆4运动至某一位置时，上述顶杆4上开设的通孔44连通第一通 道11和第二通道12，则第一通道11和第二通道12将停车缸6和介质源7相连通，使得停 车缸6作用于防爆柴油机，并使其停止工作。在该具体实施方式
中，超温保护装置O的结构 更为简单，从而有效地节约了生产和加工成本。 上述顶杆4可以包括依次连接的第一杆段41、第二杆段42和第三杆段43 ;具体 为，所述第一杆段41的第一端贴合于阀座1的内顶壁，其第二端固定连接于第二杆段42的 第一端；第三杆段43的第一端固定连接于第二杆段42的第二端，且其第二端贴合于芯杆 21 ;第二杆段42的外径大于第一杆段41和第三杆段43的外径，且第二杆段42的侧壁贴合 于阀座1的内侧壁，通孔44沿径向开设于第二杆段42。将不设置通孔的第一杆段41和第 三杆段43的外径适当的縮小，从而在不影响使用功能的条件下，减轻了顶杆4的重量，从而 提高了装置工作的精确度。 上述第一杆段41上套装有弹簧5，该弹簧5的两端分别支撑于阀座1的内顶壁和 第二杆段42的上端面。显然地，为实现使用目的，该弹簧5在正常状态下应处于压縮的状 态。当温度超过预定的安全温度时，顶杆4在芯杆21的作用下向上运动，由于阀座1的内 顶壁的存在，使得弹簧5的上端位置无法改变，而弹簧5的下端在第二杆段42的上端面的 支撑下向上运动，此时弹簧5进一步压縮；当温度恢复至预定的安全温度时，由于阀座1是 固定的，而芯杆21向远离顶杆4的方向运动，弹簧5失去芯杆21对其的作用力，则弹簧5
7释放其进一步压縮时产生的弹力，从而通过弹簧5作用于第二杆段42的上端面上的作用力 带动顶杆4向下运动。 上述第一杆段41与第二杆段42相接触的部位还可以安装有密封圈82，以便提高 装置的密封效果。 上述密封圈82的上端面还可以安装有挡圈81，以便提高密封圈82的安装效果。
上述芯杆21、顶杆24以及单向阀3的阀芯的运动方向均以本文中附图为例，在工 作中，其具体运动方向应根据实际的结构确定。 需要指出的是，以上各具体实施方式
中所提到的停车缸6均以进气停车的方式为 例，在实际工作中，上述停车缸6的具体形式不同，流通介质不同，一般可以包括充气停车、
泄气停车、充液停车以及泄液停车等不同的方式，本发明所提供的超温保护装置o可以连
接不同形式的停车缸6，该停车缸6的具体形式不会影响本发明所提供的超温保护装置O的 使用。 除了上述超温保护装置O，本发明还提供一种包括上述超温保护装置0的防爆柴
油机，该防爆柴油机的其他各部分的结构请参考现有技术，在此不再赘述。 以上对本发明所提供的一种防爆柴油机及其超温保护装置进行了详细介绍。本文
中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮
助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不
脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入 本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，包括开设有第一通道(11)和第二通道(12)的阀座(1)，以及实时检测所述防爆柴油机被测点温度的传感器；所述第一通道(11)和所述第二通道(12)中的一者与所述防爆柴油机的停车缸(6)连通，另一者与介质源(7)连通；所述传感器检测到的温度超过预定温度时，控制所述第一通道(11)与所述第二通道(12)连通；所述传感器检测到的温度低于所述预定温度时，控制所述第一通道(11)与所述第二通道(12)截止。
2. 根据权利要求l所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述阀座(1)具有阀腔(15)，所述传感器为机械式温度传感器(2)，所述机械式温度传感器(2)的芯杆(21)在外力的作用下沿所述阀腔(15)运动，以便连通或者截止所述第一通道(11)与所述第二通道(12)。
3. 根据权利要求2所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，还包括安装于所述第一通道(11)与所述第二通道(12)之间的单向阀(3)，所述单向阀(3)在所述芯杆(21)的作用下可选择地沿介质流入的方向导通。
4. 根据权利要求3所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，还包括设置于所述阀腔(15)，且以其一端支撑于所述芯杆(21)的顶杆(4)，所述芯杆(21)通过所述顶杆(4)作用于所述单向阀(3)。
5. 根据权利要求4所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，还包括复位部件；所述阀座(1)和所述顶杆(4)分别开设有相对的第一限位面(16)和第二限位面(45);所述复位部件安装于所述第一限位面(16)与所述第二限位面(45)之间。
6. 根据权利要求5所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述复位部件为套装于所述顶杆(4)的弹簧(5)，所述弹簧(5)始终处于压縮状态。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述单向阀(3)与所述阀座(1)通过螺纹连接。
8. 根据权利要求l所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述阀座(1)具有轴向设置的阀腔(15)，且所述第一通道(11)和所述第二通道(12)均沿所述阀座(1)的径向设置；所述超温保护装置(0)还包括开设有通孔(44)的顶杆(4)，所述顶杆(4)在驱动部件的作用下沿所述阀腔运动，以便所述通孔(44)可选择地连通所述第一通道(11)和所述第二通道(12)。
9. 根据权利要求8所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述顶杆(4)包括依次连接的第一杆段(41)、第二杆段(42)和第三杆段(43);所述第二杆段(42)的直径大于所述第一杆段(41)的直径和所述第三杆段(43)的直径，且所述通孔(44)开设于所述第二杆段(42)。
10. 根据权利要求9所述的用于防爆柴油机的超温保护装置，其特征在于，所述第一杆段(41)上套装有处于压縮状态的弹簧(5)，所述弹簧(5)的两端分别支撑于所述阀座(1)的内顶壁和所述第二杆段(42)的顶端。
11. 一种防爆柴油机，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的超温保护装置。
全文摘要
本发明公开了一种用于防爆柴油机的超温保护装置，包括开设有第一通道(11)和第二通道(12)的阀座(1)，以及实时检测防爆柴油机被测点温度的传感器；第一通道(11)和第二通道(12)中的一者与防爆柴油机的停车缸(6)连通，另一者与介质源(7)连通；传感器检测到的温度超过预定温度时，控制第一通道(11)与第二通道(12)连通；传感器检测到的温度低于预定温度时，控制第一通道(11)与第二通道(12)截止。本发明所公开的超温保护装置中不包含涉电元件，在设备的工作过程中无需进行防爆处理，简化了加工使用工序，且结构简单，体积较小，便于整机结构的布置。本发明还公开了一种包括上述超温保护装置的防爆柴油机。
文档编号F02B77/08GK101701549SQ20091024998
公开日2010年5月5日 申请日期2009年12月8日 优先权日2009年12月8日
发明者付卫坤, 刘兵, 孙鸿祥, 张志喜, 邓奎, 金嵘 申请人:三一重型装备有限公司