[發(fā)明專利]氣體預(yù)混裝置及其流量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110268458.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113006977B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈赤兵;金烜;周睿;杜兆波;王科;林森
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號: F02M21/04
• 分類號: F02M21/04
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 周達(dá)

氣體預(yù)混裝置及其流量控制方法，包括基座，基座的第一端連接第一氣體入口管接頭；基座的第二端連接第二氣體入口管接頭；基座的第三端連接預(yù)混氣出口管接頭，基座內(nèi)部設(shè)置回轉(zhuǎn)腔，回轉(zhuǎn)腔內(nèi)軸向設(shè)置中心體，中心體的內(nèi)部設(shè)置氣體流通通道，中心體與基座之間形成第一氣體的集氣腔和產(chǎn)生噴注壓降的軸向環(huán)形通道，第一氣體入口管接頭與集氣腔聯(lián)通；位于軸向環(huán)形通道末端的中心體第二端上呈圓周均勻分布若干個徑向噴孔用于形成噴注壓降，第二氣體經(jīng)第二氣體入口管接頭進(jìn)入氣體流通通道，經(jīng)徑向噴孔噴出后與第一氣體混合后經(jīng)預(yù)混氣出口輸出。本發(fā)明基于節(jié)流面積和噴注壓降實現(xiàn)預(yù)混氣混合均勻，并保證流量和混合比的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定供應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體預(yù)混裝置技術(shù)領(lǐng)域，特指一種氣體預(yù)混裝置及其流量控制方法。

背景技術(shù)

目前，針對發(fā)動機(jī)所需的預(yù)混氣，氣體預(yù)混裝置一般都是預(yù)先將兩種氣體直接混合在一起，大多數(shù)混合裝置都是在一個容器中同時通入兩種氣體，然后通過氣體之間的擴(kuò)散運(yùn)動進(jìn)行混合。還有一類常用的氣體預(yù)混裝置是利用文丘里管的基本原理，壓縮氣體通過文丘里管產(chǎn)生負(fù)壓從而實現(xiàn)兩種氣體的快速充分混合。

常規(guī)的氣體擴(kuò)散混合方式所需時間比較長，不能適應(yīng)發(fā)動機(jī)不同工況下的多種需求，無法在短距離內(nèi)實現(xiàn)均勻混合；而利用文丘里管原理的氣體混合法則無法精確控制所需預(yù)混氣流量及混合比。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種氣體預(yù)混裝置及其流量控制方法。本發(fā)明通過節(jié)流面積和節(jié)及噴注壓降實現(xiàn)預(yù)混氣流量和混合比的準(zhǔn)確調(diào)控和穩(wěn)定供應(yīng)。同時本發(fā)明提供的預(yù)混裝置結(jié)構(gòu)簡單，模塊化設(shè)計法有利于部件更換和重復(fù)使用。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

氣體預(yù)混裝置，包括基座，所述基座的第一端連接有第一氣體入口管接頭，同時設(shè)有用于測量第一氣體入口壓力的第一測壓元件；所述基座的第二端連接有第二氣體入口管接頭，同時設(shè)有用于測量第二氣體入口壓力的第二測壓元件；所述基座的第三端連接有預(yù)混氣出口管接頭，其中基座、第二氣體入口管接頭和預(yù)混氣出口管接頭同軸設(shè)置；

所述基座內(nèi)部設(shè)置有回轉(zhuǎn)腔，回轉(zhuǎn)腔內(nèi)軸向設(shè)置有回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)的中心體，中心體的內(nèi)部設(shè)置有氣體流通通道，位于中心體第一端的氣體流通通道入口端與第二氣體入口管接頭聯(lián)通，中心體與基座之間形成第一氣體的集氣腔和產(chǎn)生噴注壓降的軸向環(huán)形通道，第一氣體入口管接頭與集氣腔聯(lián)通，第一氣體經(jīng)第一氣體入口管接頭進(jìn)入集氣腔；位于軸向環(huán)形通道末端的中心體第二端上呈圓周均勻分布若干個徑向噴孔用于形成噴注壓降，第二氣體經(jīng)第二氣體入口管接頭進(jìn)入到中心體內(nèi)的氣體流通通道，經(jīng)徑向噴孔噴出的第二氣體與從軸向環(huán)形通道輸出的第一氣體混合后經(jīng)預(yù)混氣出口管接頭輸出。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第二氣體入口管接頭與中心體以及中心體與基座之間可拆卸連接，且第二氣體入口管接頭與中心體以及中心體與基座之間均設(shè)置有密封件，密封結(jié)構(gòu)包括但不限于密封墊圈。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，第一氣體和第二氣體的噴注壓降維持在0.5MPa～2.0MPa之間。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，集氣腔和中心體中氣體流通通道的橫截面積選取均須保證此處氣體流速小于50m/s。中心體內(nèi)的軸向環(huán)形通道的橫截面積要遠(yuǎn)小于集氣腔的橫截面積，所有徑向噴孔的噴口面積總和要遠(yuǎn)小于軸向環(huán)形通道的橫截面積。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述中心體第二端上分布有一排或一排以上的呈圓周均勻分布的徑向噴孔。徑向噴孔的形狀可以是圓形、矩形或斜槽形。更具體地，每一排的徑向噴孔數(shù)量不少于6個，每一排的徑向噴孔在周向的長度之和不大于中心體第二端外表面圓周長的50％，相鄰兩排徑向噴孔的軸向距離不小于2mm且不大于4mm。