一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器论文和设计-王瑞祺

全文摘要

本实用新型公开了一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，包括混合器壳体和蝶阀，所述混合器壳体内设有混合腔，混合器壳体上设有燃气进气管和混合气出气口，燃气进气管和混合气出气口均与混合腔连通，所述混合器壳体上还设有增压空气进口，增压空气进口上设有若干通孔，通孔与混合腔连通；所述蝶阀包括阀板、阀体、阀轴、轴封件，所述阀体设置在混合腔与混合气出气口之间，阀体内设有轴腔，阀轴穿过轴腔与阀板连接，阀轴带动阀板转动实现蝶阀对混合气出气口的打开与关闭，所述轴封件套在阀轴上，并且位于轴腔内，所述混合腔内还设有若干旁通管，所述旁通管一端与通孔连通，另一端与轴腔连通。

主设计要求

1.一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，包括混合器壳体和蝶阀，所述混合器壳体内设有混合腔(4)，混合器壳体上设有燃气进气管(3)和混合气出气口(11)，燃气进气管(3)和混合气出气口(11)均与混合腔(4)连通，所述混合器壳体上还设有增压空气进口(1)，增压空气进口(1)上设有若干通孔(2)，通孔(2)与混合腔(4)连通；所述蝶阀包括阀板(12)、阀体(10)、阀轴(14)、轴封件(7)，所述阀体(10)设置在混合腔(4)与混合气出气口(11)之间，阀体(10)内设有轴腔，阀轴(14)穿过轴腔与阀板(12)连接，阀轴(14)带动阀板(12)转动实现蝶阀对混合气出气口(11)的打开与关闭，所述轴封件(7)套在阀轴(14)上，并且位于轴腔内，其特征在于，所述混合腔(4)内还设有若干旁通管(9)，所述旁通管(9)一端与通孔(2)连通，另一端与轴腔连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述混合腔(4)内还设有第一扰流板(6)和第二扰流板(8)，第一扰流板(6)和第二扰流板(8)均与混合腔(4)内壁连接，所述第一扰流板(6)和第二扰流板(8)之间还设有搅拌组件(5)。

3.根据权利要求2所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述搅拌组件(5)包括第一固定杆(20)、第一连接块(19)、若干第二叶片(21)，第一固定杆(20)的两端分别与第一扰流板(6)和第二扰流板(8)连接，第二连接块(22)内设有与第一固定杆(20)匹配的第一轴承，第一固定杆(20)连接在第一轴承内，所述第二叶片(21)位于第一连接块(19)的外壁上。

4.根据权利要求2所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述第一扰流板(6)上设有若干第二透气孔(25)。

5.根据权利要求3所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述第二扰流板(8)为圆环结构，第二扰流板(8)内还设有固定板(18)和若干连接板(16)，固定板(18)位于第二扰流板(8)的圆心处，所述连接板(16)一端与固定板(18)连接，另一端与第二扰流板(8)连接，所述第一固定杆(20)与固定板(18)连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述连接板(16)上均设有若干第一透气孔(15)。

7.根据权利要求1所述的一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，其特征在于，所述阀板(12)上还设有第二固定杆(23)，第二固定杆(23)上设有与第二固定杆(23)匹配的第二轴承(24)，所述第二轴承(24)上设有第二连接块(22)，第二连接块(22)的外壁上设有若干第一叶片(13)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机混合器技术领域，具体涉及一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器。

背景技术

发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。随着石油燃料越来越紧张，气体燃料发动机将得到加速发展。在燃气发动机中，气体混合器的好坏将决定着发动机性能。可燃气体经过混合器后，要与空气均匀混合，不能有死区，这样燃烧才能充分。

目前，现有的混合器通过燃气进气管和增压空气进口向混合器的混合腔内通入燃气和空气，待空气和燃气在混合腔内混合均匀之后，利用蝶阀内阀轴带动阀板旋转，使得混合腔内混合之后的气体通过混合气出气口输送至燃烧室，但是蝶阀内用于阀轴的密封件长时间磨损容易发生失效，导致混合腔内的气体阀芯泄漏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，避免阀轴上的密封件磨损失效之后，混合腔内的气体发生泄漏。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，包括混合器壳体和蝶阀，所述混合器壳体内设有混合腔，混合器壳体上设有燃气进气管和混合气出气口，燃气进气管和混合气出气口均与混合腔连通，所述混合器壳体上还设有增压空气进口，增压空气进口上设有若干通孔，通孔与混合腔连通；所述蝶阀包括阀板、阀体、阀轴、轴封件，所述阀体设置在混合腔与混合气出气口之间，阀体内设有轴腔，阀轴穿过轴腔与阀板连接，阀轴带动阀板转动实现蝶阀对混合气出气口的打开与关闭，所述轴封件套在阀轴上，并且位于轴腔内，所述混合腔内还设有若干旁通管，所述旁通管一端与通孔连通，另一端与轴腔连通。

本技术方案在混合腔内设置的旁通管由于一端与增压空气进口连通，另一端与阀体内的轴腔连通，使得增压空气内的一部分高压空气能够通过旁通管进入至轴腔内，位于轴腔内的高压空气作用于密封件，迫使密封件与阀轴紧密结合在一起，从而避免密封件磨损之后与阀轴之间产生间隙，而导致混合腔内气体的泄漏，同时，当蝶阀内轴向的密封件发生失效时，由于增压空气进口内的空气压力大于燃气进气管内燃气的压力，使得位于轴腔内的高压空气能够避免混合腔内的燃气通过轴向密封失效处泄漏，仅仅是高压空气从失效的轴向密封处泄漏，从而有效避免了燃气的泄漏，增大了发动机运行的安全性。

进一步地，所述混合腔内还设有第一扰流板和第二扰流板，第一扰流板和第二扰流板均与混合腔内壁连接，所述第一扰流板和第二扰流板之间还设有搅拌组件。

设置的第一扰流板和第二扰流板的作用是增大与混合腔内空气和燃气之间的接触面积，提高空气与燃气之间的混合力度，同时在第一扰流板和第二扰流板设置的搅拌组件能够对混合腔内的空腔与燃气进行搅拌，混合腔内的高压空腔和燃气在混合腔内流动时，将作用于搅拌组件，使其对高压空气和燃气进行搅拌，从而达到对燃气与空气的混合目的。

进一步地，所述搅拌组件包括第一固定杆、第一连接块、若干第二叶片，第一固定杆的两端分别与第一扰流板和第二扰流板连接，第二连接块内设有与第一固定杆匹配的第一轴承，第一固定杆连接在第一轴承内，所述第二叶片位于第一连接块的外壁上。

进入至混合腔内的高压空气和燃气在混合腔内流动的过程中，作用于搅拌组件内的第二叶片，使得第二叶片上的第一连接块在第一轴承内转动，从而使得第二叶片能够在第一扰流板和第二扰流板之间旋转，对混合腔内的空气与燃气进行搅拌，提高空气与燃气的混合力度。

进一步地，所述第一扰流板上设有若干第二透气孔。所述第二扰流板为圆环结构，第二扰流板内还设有固定板和若干连接板，固定板位于第二扰流板的圆心处，所述连接板一端与固定板连接，另一端与第二扰流板连接，所述第一固定杆与固定板连接。

第二扰流板内的固定板用于与第一固定杆连接，使得第一固定杆能够稳定固定在第一扰流板和第二扰流板之间，稳定对第二叶片上的第一连接块进行支撑，设置的连接板用于对固定板进行固定，保证固定板稳定固定在第二扰流板的圆心处，同时第二扰流板内各个连接板之间形成的间隙便于混合腔内的空气和燃气顺利过于第一扰流板，然后作用于第一扰流板和第二扰流板之间的第二叶片，使其旋转，对燃气和空气进行充分混合，同时第二扰流板上的连接板和固定板进一步提高燃气与空气的接触面积，使得燃气与空腔在与连接板和固定板碰撞时发生混合，进一步提高燃气与空气混合力度；而第一扰流板上设置的第二透气孔使得混合之后的混合气体能够通过第一扰流板。

进一步地，所述连接板上均设有若干第一透气孔。

混合腔内的燃气和空腔在通过第二扰流板时，一部分的空气和燃气管过连接板上的第一通气孔，使得该空气进而燃气在穿过第一通气孔时能够进一步进行混合，进一步提高对燃气与空气的混合力度，同时经过第一通气孔的混合气体能够作用于第二叶片，使其旋转，避免连接板挡住混合气体，使其不利于对第二叶片进行旋转。

进一步地，所述阀板上还设有第二固定杆，第二固定杆上设有与第二固定杆匹配的第二轴承，所述第二轴承上设有第二连接块，第二连接块的外壁上设有若干第一叶片。

当阀板处于关闭状态时，此时的第一叶片正好处于第一扰流板的下方，混合腔内依次通过第二扰流板和第一扰流板之后的混合腔气体最终作用于第一叶片，使得第一叶片上的第二连接块在第二固定杆上旋转，第二叶片在旋转的过程中，迫使一部分的混合气体朝着第一扰流板方向反流，反流着的混合气体与通过第一扰流板的混合气体发生混合，进一步提高对燃气与空气之间的混合力度。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，利用混合腔内设置的旁通管将怎样空气进口内的一部分空气引入至阀体的轴腔内，利用高压空气提高密封件与阀轴之间的轴向密封性，同时当密封件长期磨损失效之后，轴腔内的高压空气能够避免混合室内的燃气泄漏，仅是高压空气泄漏，从而提高了发动机的安全性；

2、本实用新型一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，利用设置的第一扰流板和第二扰流板能够增大混合腔内燃气和空气的接触面积，提高燃气与空气之间的混合力度，同时设置的第二叶片能够进一步提高燃气与空气之间的混合力度；

3、本实用新型一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，设置的第一叶片使得经过第一扰流板之后的混合气体朝着第一扰流板方向回流，与后续的混合气体发生碰撞，进一步提高空气与燃气之间的混合力度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型第一扰流板的结构示意图；

图3为本实用新型第二扰流板的结构示意图；

图4为本实用新型搅拌组件的结构示意图；

图5为本实用新型阀板的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-增压空气进口，2-通孔，3-燃气进气管，4-混合腔，5-搅拌组件，6-第一扰流板，7-轴封件，8-第二扰流板，9-旁通管，10-阀体，11-混合气出气口，12-阀板，13-第一叶片，14-阀轴，15-第一透气孔，16-连接板，17-间隙，18-固定板，19-第一连接块，20-第一固定杆，21- 第二叶片，22-第二连接块，23-第二固定杆，24-第二轴承，25-第二通气孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种基于大功率天然气发动机应用的新型混合器，包括混合器壳体和蝶阀，所述混合器壳体内设有混合腔4，混合器壳体上设有燃气进气管3和混合气出气口11，燃气进气管3和混合气出气口11均与混合腔4连通，所述混合器壳体上还设有增压空气进口1，增压空气进口1上设有若干通孔2，通孔2与混合腔4连通；所述蝶阀包括阀板12、阀体10、阀轴14、轴封件7，所述阀体10设置在混合腔4与混合气出气口11之间，阀体10内设有轴腔，阀轴14穿过轴腔与阀板12连接，阀轴14带动阀板12转动实现蝶阀对混合气出气口11的打开与关闭，所述轴封件7套在阀轴14上，并且位于轴腔内，所述混合腔4内还设有若干旁通管9，所述旁通管9一端与通孔2连通，另一端与轴腔连通。

实施例2

如图1至图5所示，在实施例1的基础上，所述混合腔4内还设有第一扰流板6和第二扰流板8，第一扰流板6和第二扰流板8均与混合腔4内壁连接，所述第一扰流板6和第二扰流板8之间还设有搅拌组件5。所述搅拌组件5包括第一固定杆20、第一连接块19、若干第二叶片21，第一固定杆20的两端分别与第一扰流板6和第二扰流板8连接，第二连接块22 内设有与第一固定杆20匹配的第一轴承，第一固定杆20连接在第一轴承内，所述第二叶片21位于第一连接块19的外壁上。所述第一扰流板6上设有若干第二透气孔25。所述第二扰流板8为圆环结构，第二扰流板8内还设有固定板18和若干连接板16，固定板18位于第二扰流板8的圆心处，所述连接板16一端与固定板18连接，另一端与第二扰流板8连接，所述第一固定杆20与固定板18连接。所述连接板16上均设有若干第一透气孔15。

实施例3

在实施例2的基础上，所述阀板12上还设有第二固定杆23，第二固定杆23上设有与第二固定杆23匹配的第二轴承24，所述第二轴承24上设有第二连接块22，第二连接块22的外壁上设有若干第一叶片13。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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