CN101289972B

CN101289972B - 双向减压混合器

Info

Publication number: CN101289972B
Application number: CN2008100998084A
Authority: CN
Inventors: 蒙国宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-25
Filing date: 2008-05-25
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-05-25
Also published as: CN101289972A

Abstract

一种用于燃气发动机的燃料供给装置，一体化结构，具备自动转换、双向控制、平衡、混合功能，能使燃气发动机在100kPa～-10kPa压力范围内正常工作，特别适用于油田伴生气、沼气、瓦斯气等低压气源领域。

Description

双向减压混合器

背景技术

现有燃气发动机新型燃料供给装置：一阀多门大流量单级减压调节器(专利申请号200710088040.6)，用于燃气发动机混合器的空气、燃气输入压力平衡器(专利申请号200710301002.4)，用于燃气发动机的真空度恒压、混合器(专利申请号2005100546327)；这些新型装置各有独到之处，但是整体组合结构不紧凑，使用不方便，造价也相应较高。

发明内容

本发明的目的是：优化现有技术的整体结构，降低制造成本，提高实用性。

本发明以下述方式实现其目的：由双向减压混合器体、燃气减压阀、空气减压阀、恒压混合阀、膜片组成；双向减压混合器体上有燃气输入口、空气输入口、混合气输出口、调压燃气输出口、调压燃气输入口；燃气输入口与燃气输入管道连接；空气输入口与空气滤清器连接；混合气输出口与发动机进气道连接；调压燃气输出口与燃气压力室连通，与调压燃气输入口连接；双向减压混合器体上部有圆盘状内腔，内腔安装膜片，膜片把内腔分隔成燃气压力室和空气压力室；燃气压力室一端的混合器体上有燃气减压阀，燃气减压阀有燃气减压阀体和燃气减压阀芯；燃气减压阀体为气缸状结构；燃气减压阀体上有对称式燃气调节阀门，该调节阀门通过燃气减压阀体外的环状通道与燃气输入口连接；燃气减压阀芯为活塞状的圆形体，燃气减压阀芯通过连杆与膜片连接，接受膜片的作用力在燃气减压阀体内作相应的往复运动；燃气减压阀芯顶面有泄压阀门，底面与混合器体配合形成关闭阀门；关闭阀门与燃气压力室连接；空气压力室一端的混合器体有空气减压阀，空气减压阀与混合器体下部形成外层空气环形通道；恒压混合阀位于空气减压阀内，与空气减压阀之间形成内层空气环形通道和燃气环形通道；空气减压阀体为气缸状结构，空气减压阀体上有对称式空气调节阀门，该调节阀门通过外层空气环形通道与空气输入口连接；空气减压阀门内有空气减压阀芯，空气减压阀芯为活塞状的圆形体；空气减压阀芯与膜片连接，接受膜片的作用力在空气减压阀体内作相应的往复运动；空气减压阀芯上有与空气调节阀门相对应的空气调压通道口，该通道口通过内层空气环形通道与空气压力室连通，与恒压混合阀的空气量孔连接；恒压混合阀位于空气压力室一端的空气减压阀内，上部与燃气压力室连接，下部与发动机进气道连接；恒压混合阀体为气缸状结构，恒压混合阀体上有对称式空气量孔和燃气量孔；空气量孔通过内层空气环形通道与空气压力室连通，与空气调节阀门连接；燃气量孔通过内层燃气环形通道与调压燃气输入口连接；恒压混合阀芯为活塞状的圆形体；恒压混合阀芯与弹簧连接，接受进气恒压压力与弹簧弹力的共同作用在恒压混合阀体内作相应的往复运动；恒压混合阀芯底部与发动机进气道连通，顶面与空气压力室连通；恒压混合阀芯上有与空气量孔相对应的混合空气通道口和与燃气量孔相对应的混合燃气通道口；恒压混合阀芯上的空气通道口与燃气通道口、混合气输出口连通。

与现有技术比较，一体化结构比分体式结构紧凑，造价相应降低，使用自然方便。

附图说明

附图1是本发明双向减压混合器的剖面结构示意图。

具体实施方式

见附图1，木发明由双向减压混合器体1、燃气减压阀10、空气减压阀17、恒压混合阀19、膜片12组成；双向减压混合器体上有燃气输入口4、空气输入口16、混合气输出口22、调压燃气输出口13、调压燃气输入口30；燃气输入口4与燃气输入管道连接；空气输入口16与空气滤清器连接；混合气输出口22与发动机进气道连接；调压燃气输出口13与燃气压力室3连通，与调压燃气输入口30连接；双向减压混合器体上部有圆盘状内腔，内腔安装膜片12，膜片12把内腔分隔成燃气压力室3和空气压力室2；燃气压力室3一端的混合器体上有燃气减压阀10，燃气减压阀有燃气减压阀体和燃气减压阀芯7；燃气减压阀体10为气缸状结构；燃气减压阀体上有对称式燃气调节阀门5，该调节阀门通过燃气减压阀体外的环状通道11与燃气输入口4连接；燃气减压阀芯7为活塞状的圆形体，燃气减压阀芯7通过连杆9与膜片12连接，接受膜片12的作用力在燃气减压阀体内作相应的往复运动；燃气减压阀芯顶面有泄压阀门8，底面与混合器体配合形成关闭阀门6；关门阀门6与燃气压力室3连接；空气压力室2一端的棍合器体上有空气减压阀17，空气减压阀17与混合器体下部形成外层空气环形通道29；恒压混合阀19位于空气减压阀内，与空气减压阀17之间形成空气环形通道27和燃气环形通道28；空气减压阀体17为气缸状结构，空气减压阀体上有对称式空气调节阀门15，该调节阀门通过外层空气环形通道29与空气输入口16连接；空气减压阀体内有空气减压阀芯18，空气减压阀芯18为活塞状的圆形体；空气减压阀芯18与膜片12连接，接受膜片12的作用力在空气减压阀体17内作相应的往复运动；空气减压阀芯18上有与空气调节阀门15相对应的空气调节通道口14，该通道口通过内层空气环形通道27与空气压力室2连通，与恒压器混合阀的空气量孔24连接；恒压混合阀19位于空气压力室一端的空气减压阀内，上部与空气压力室2连接，下部与发动机进气道连接；恒压混合阀体19为气缸状结构，恒压混合阀体上有对称式空气量孔24和燃气量孔26；空气量孔24通过内层空气环形通道27与空气压力室2连通，与空气调节阀门15连接；燃气量孔26通过内层燃气环形通道28与调压燃气输入口30连接；恒压混合阀体内有恒压混合阀芯20，恒压混合阀芯为活塞状的圆形体；恒压混合阀芯20与弹簧21连接，接受进气恒压压力与弹簧弹力的共同作用在恒压混合阀体19内作相应的往复运动；恒压混合阀芯20底部与发动机进气道连通，顶面与空气压力室2连通；恒压混合阀芯上有与空气量孔相对应的混合空气通道口23和与燃气量孔相对应的混合燃气通道口25；恒压混合阀芯上的混合空气通道口23与混合燃气通道口25、混合气输出口22连通。

静态时，在自重力作用下燃气减压阀的调节阀门5、泄压阀门8、关闭阀门6都处于关闭状态，燃气输入口4的气压力通过燃气减压阀芯与燃气减压阀体之间的间隙进入燃气减压阀芯7上方的空间，燃气压的作用力加强了关闭门阀6的关闭性能，另一方面，关闭阀门6是顺向关闭结构，所以，燃气输入压力再高也不会进入燃气压力室3，具备优良的关闭性能和高压适应能力；空气减压阀的对称式调节阀门15和空气调节阀芯上的空气调节通道口14对正，空气调节阀门的开度处于最大开度位置；恒压混合阀芯20在弹簧21的弹力作用下处于上死点位置，空气量孔24和燃气量孔26的开度同步处于最小开度位置。

发动机起动时，发动机的进气真空度通过混合气输出口22使恒压混合阀芯20内部的气压力下降，恒压混合阀芯底面与顶面之间产生压力差，该压力差使恒压混合阀芯20产生向下运动的作用力，恒压混合阀芯20克服弹簧21的弹力向下运动，空气量孔24和燃气量孔26同步加大，空气和燃气进入恒压混合阀芯20内混合，形成可燃混合气通过混合气输出口22进入发动机气缸；此时由于空气减压阀的空气调节阀门15处于最大开度位置，空气量孔24的空气消耗量就无法使得空气压力室2的压力下降，空气压力室的气压力依旧等于大气压力；由于燃气减压阀的所有阀门都处于关闭状态，燃气量孔26的燃气消耗使燃气压力室3的气压力下降，膜片12两面之间产生压力差，该压力差使膜片12产生向上运动的作用力向上运动，通过连杆9打开泄压阀门8，因为泄压阀门8的面积很小，较高的燃气压在泄压阀门上的作用力也不会很大，膜片12能产生足够的作用力把泄压阀门8打开；当泄压阀门8打开后，燃气减压阀芯7顶部的气压力消失，燃气减压阀芯失去向下的关闭作用力处于自由状态(因为燃气调节阀门5是对称式结构，燃气压通过调节阀门5对调节阀芯7产生的作用力互相抵消，燃气压对燃气调节阀芯不会产生作用力)，此时，膜片12产生很小的作用力就能把关闭阀门6打开、把调节阀门5打开；随着燃气进入燃气压力室3，使燃气压力室3的压力升高，最终与空气压力室2的气压力平衡(膜片重力略去不计)，膜片两面之间失去压力差，膜片12失去作用力而停止运动，燃气压力室3的压力与燃气调节阀门5的开度形成自动调节关系；燃气输入压力为正压状态(高于大气压)，是通过调节燃气调节阀门5的通过面积使燃气压力室3的气压力与空气压力室2的气压力平衡，从而保证燃气量孔26的气压力与空气量孔24的气压力一致，确保混合气输出浓度处于合理值；由于燃气调节阀门5是对称式结构，调节阀门截面积的加大对减压阀的控制性能没有影响，调节阀门5的通过面积就可以随意加大，从而满足低压大流量输出要求；当燃气输入压力为负压(低于大气压)时，加大燃气调节阀门5的通过面积就无法提高燃气压力室3的气压力，此时，由于燃气调节阀门5的开度与空气调节阀门15的开度成反比关系，随着膜片12的向上运动，虽然加大燃气调节阀门5的通过面积不能提高燃气压力室3的气压力，而空气调节阀门15通过面积的减小只能降低空气压力室2的气压力，实现自动切换控制，最终使得空气压力室2的气压力与燃气压力室3的气压力平衡，保证空气量吼24的空气输入压力与燃气量吼26的燃气输入压力一致，确保了在燃气输入压力低于大气压力的条件下混合气输出浓度不偏离合理值，燃气发动机就能在燃气输入压力低于大气压力的条件下正常工作。

在上述复杂的控制过程中，难免空气量孔的输入压力与燃气量孔的燃气输入压力产生误差，为了降低这些误差对混合气浓度的影响，本发明采用恒压混合技术，利用弹簧21的弹力人为控制空气量孔24、燃气量孔26内外之间的压力差，降低上述误差对混合气浓度的影响；另一方面，也消除了因发动机空气消耗量变化对混合气浓度的影响。

采用一阀多门减压调节技术，目的是解决燃气控制系统对高压适应能力和低压输出流量的矛盾，使燃气发动机能在高达lookPa以上的燃气输入压力的情况下正常工作，也能在低达o.lkPa以下的燃气输入压力的情况下正常工作；采用自动切换、双向控制、平衡技术，目的是解决在燃气输入压力低于大气压时混合气浓度变稀的技术问题，使燃气发动机能在燃气输入压力低于大气压的情况下正常工作，实现前所未有的抽气功能，解决燃气低压管道远程输送自然流量不足的技术问题；采用恒压混合技术，目的是降低上述复杂控制过程中，空气、燃气量孔输入压力一致性误差对混合气浓度的影响；另一方面，提高本发明对发动机工况变化的适应能力，保证在发动机空气消耗量很小的情况下正常工作。

Claims

1.一种用于燃气发动机的燃料供给装置，其特征在于：由双向减压混合器体、燃气减压阀、空气减压阀、恒压混合阀、膜片组成；双向减压混合器体上有燃气输入口、空气输入口、混合气输出口、调压燃气输出口、调压燃气输入口；燃气输入口与燃气输入管道连接；空气输入口与空气滤清器连接；混合气输出口与发动机进气道连接；调压燃气输出口与燃气压力室连通，与调压燃气输入口连接；双向减压混合器体上部有圆盘状内腔，内腔安装膜片，膜片把内腔分隔成燃气压力室和空气压力室；燃气压力室一端的双向减压混合器体上有燃气减压阀，燃气减压阀有燃气减压阀体和燃气减压阀芯；燃气减压阀体为气缸状结构；燃气减压阀体上有对称式燃气调节阀门，该燃气调节阀门通过燃气减压阀体外的环状通道与燃气输入口连接；燃气减压阀芯为活塞状的圆形体，燃气减压阀芯通过连杆与膜片连接，接受膜片的作用力在燃气减压阀体内作相应的往复运动；燃气减压阀芯顶面有泄压阀门，底面与双向减压混合器体配合形成关闭阀门；关闭阀门与燃气压力室连接；空气压力室一端的双向减压混合器体有空气减压阀，空气减压阀与混合器体下部形成外层空气环形通道；恒压混合阀位于空气减压阀内，与空气减压阀之间形成内层空气环形通道和燃气环形通道；空气减压阀体为气缸状结构，空气减压阀体上有对称式空气调节阀门，该调节阀门通过外层空气环形通道与空气输入口连接；空气减压阀门内有空气减压阀芯，空气减压阀芯为活塞状的圆形体；空气减压阀芯与膜片连接，接受膜片的作用力在空气减压阀体内作相应的往复运动；空气减压阀芯上有与空气调节阀门相对应的空气调节通道口，该空气调节通道口通过内层空气环形通道与空气压力室连通，与恒压混合阀的空气量孔连接；恒压混合阀位于空气压力室一端的空气减压阀内，上部与空气压力室连接，下部与发动机进气道连接；恒压混合阀体为气缸状结构，恒压混合阀体上有对称式空气量孔和燃气量孔；空气量孔通过内层空气环形通道与空气压力室连通，与空气调节阀门连接；燃气量孔通过内层燃气环形通道与调压燃气输入口连接；恒压混合阀芯为活塞状的圆形体；恒压混合阀芯与弹簧连接，接受进气恒压压力与弹簧弹力的共同作用在恒压混合阀体内作相应的往复运动；恒压混合阀芯底部与发动机进气道连通，顶面与空气压力室连通；恒压混合阀芯上有与空气量孔相对应的混合空气通道口和与燃气量孔相对应的混合燃气通道口；恒压混合阀芯上的混合空气通道口与混合燃气通道口、混合气输出口连通。