CN107158988B - 一种流体混合器 - Google Patents

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Abstract

一种流体混合器，其内混合器主体的中部开设有贯通的主流道以分别与流体A入口、流体A出口相通，主流道的中部设置有中心固定件、导流片，中心固定件包括同轴的外筒体、内筒体及夹于两者之间的中心腔体，外筒体的侧壁上开设有外插口以与导流片的一端相连接，导流片的另一端与混合器主体的内壁相连接，导流片内的导流腔分别与中心腔体、混合器主腔体相通，且在导流片、内筒体的侧壁上开设有多个流体B的出气孔。本设计不仅能为流体混合提供涡流能力，混合效果很好，而且集成化程度较高，空间利用率较高。

Description

一种流体混合器
技术领域
本发明涉及一种混合器，属于流体混合技术领域，尤其涉及一种流体混合器，具体适用于提高集成化程度，增强混合效果。
背景技术
目前，面对日趋严峻的环境危机，各国对排放法规的要求越来越严格，低排放是内燃机发展的主要方向。EGR作为降低内燃机NOx排放的有效机内净化措施，是发动机实现低排放的重要技术之一。在实际工程应用中，EGR混合均匀性是影响发动机性能的重要指标，较差的混合均匀性会导致发动机循环和各缸一致性较差，对发动机性能带来不利影响。因此，强化EGR与新鲜充量的混合效果，提高混合均匀性是提高EGR发动机性能的必要措施。
申请公布号为CN105003361A，申请公布日为2015年10月28日的发明专利申请公开了一种集成EGR混合器，其包括EGR阀座部、EGR阀安装法兰、混合及扰流部，该混合及扰流部的一侧为燃气混合器进气侧，另一侧为发动机进气接管出气侧，燃气混合器进气侧与发动机进气接管出气侧之间设置有混合扰流腔，该混合扰流腔的上游为混合腔，该混合腔内设置有混合芯，混合芯的外周侧具有废气环槽，该废气环槽通过废气流道与EGR阀座部的废气入口连通，混合扰流腔的下游为扰流腔。虽然该设计集成了EGR混合器、EGR阀座、扰流器，降低了使用中的振动，但其仍旧具有以下缺陷：
首先，该设计只是在进气前端增加了导流叶片，以强化气流运动和促进混合，但这是一种外加的涡流能力，而不是混合器内部自身产生的涡流，故混合效果较差；
其次，该设计增设了导流叶片以增加混合能力，导流叶片属于外增的部件，其并不直接参与流体的混合，无疑增加了零部件的数量，复杂了混合器的内部结构，降低了集成化程度；
再次，该设计中混合芯包括管状芯体与中心混合管，中心混合管为两根交叉的直管，气体从管状芯体、中心混合管侧壁上开设的气孔流出以进行混合，该种混合方式与直接混合两种流体相比，对混合程度的提高有限，混合效果较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的集成化程度较低、混合效果较差的缺陷与问题，提供一种集成化程度较高、混合效果较佳的流体混合器。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种流体混合器，包括混合器主体、流体B入口、流体A入口与混合芯，所述流体B入口与混合器主体内的混合器主腔体相通，混合器主体的中部开设有贯通的主流道以分别与流体A入口、流体A出口上下相通，且在主流道的中部设置有混合芯；
所述混合芯包括中心固定件与至少两个导流片，所述中心固定件位于主流道的正中部位，中心固定件包括同轴的外筒体、内筒体及夹于两者之间的中心腔体，外筒体的上下两端与内筒体的上下两端对应连接，内筒体的侧壁上开设有多个一号B出气孔，外筒体的侧壁上开设有外插口以与导流片的一端相连接，导流片的另一端与混合器主体的内壁相连接，导流片内的导流腔分别与中心腔体、混合器主腔体相通，且在导流片的侧壁上开设有多个二号B出气孔。
所述导流片的数量为六个，六个导流片围绕外筒体的侧壁均匀设置。
所述外筒体的上下两端与内筒体的上下两端平齐连接，外筒体的上端、内筒体的上端之间夹成有环形的中心顶面，外筒体的下端、内筒体的下端之间夹成有环形的中心底面，且在中心顶面、中心底面上开设有多个三号B出气孔。
所述导流片包括依次连接的左侧面、顶弧面、右侧面与底弧面，所述顶弧面、底弧面均为弧形结构，顶弧面宽于底弧面设置，左侧面、右侧面上开设有多个二号B出气孔。
所述左侧面的上下两端分别是左上弧边、左下弧边，所述右侧面的上下两端分别是右上弧边、右下弧边，且左上弧边、左下弧边、右上弧边、右下弧边都为弧形结构。
所述左上弧边、右上弧边的弧度相异，所述左下弧边、右下弧边的弧度相异。
所述导流片与外筒体的侧壁之间夹成有倾斜夹角，该倾斜夹角的大小为0度―90度。
所述倾斜夹角的大小为45度。
所述混合器主体的内壁上开设有多个与混合器主腔体相通的四号B出气孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种流体混合器中，混合芯包括中心固定件与至少两个导流片，导流片沿中心固定件的外壁呈旋转式的均匀设置，且混合芯位于主流道的正中部位，使用时，流体A沿主流道从上至下通过，同时，流体B从导流片、中心固定件两个渠道流出，其中，从中心固定件流出的流体B在中心固定件内进行了混合，而从导流片流出的流体B则被赋予了导流片自身提供的涡流能力，增强了混合效果，尤其当导流片与外筒体的侧壁之间夹成有倾斜夹角时，效果更佳。因此，本发明能为流体混合提供涡流能力，混合效果更佳。
2、本发明一种流体混合器中，混合器主体、中心固定件、导流片都为中空结构，三者的内部都还有供流体B通过的腔体，三者的侧壁上都可以开设有气孔以供流体B流出，不仅三者本身可以增强流体B的分散，以提高混合效果，而且相互之间还能产生协作，进一步的提高混合效果，且在整体上将中心固定件、导流片集中于混合器主体的内部，所有部件都能发挥增强混合的作用，集成性很强，该集成化设计可以同步气流运动与流体混合过程，再次提升混合效率。因此，本发明不仅混合效果较佳，而且集成化程度较高。
3、本发明一种流体混合器中，将中心固定件、导流片所组成的混合芯设置在混合器主体的中部，即主流道的正中部位，提升了主流道的空间利用率，增加了流体分散度，提高了流体混合效率。因此，本发明不仅流体的混合效果较好，而且空间利用率较高。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是图1在横向的剖视图。
图3是图1在纵向的剖视图。
图4是图1本发明中的中心固定件的立体结构示意图。
图5是图4的主视图。
图6是图4的剖视图。
图7是本发明中导流片在俯视时的立体结构示意图。
图8是图7的横截面示意图。
图9是本发明中导流片在侧视时的立体结构示意图。
图中：流体B入口1、一号B出气孔11、二号B出气孔12、三号B出气孔13、四号B出气孔14、混合器主体2、混合器主腔体21、主流道22、流体A入口23、流体A出口24、混合芯3、中心固定件4、外筒体41、内筒体42、中心腔体43、外插口44、中心顶面45、中心底面46、导流片5、导流腔51、左侧面52、左上弧边521、左下弧边522、顶弧面53、右侧面54、右上弧边541、右下弧边542、底弧面55、倾斜夹角6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图9，一种流体混合器，包括混合器主体2、流体B入口1、流体A入口23与混合芯3，所述流体B入口1与混合器主体2内的混合器主腔体21相通，混合器主体2的中部开设有贯通的主流道22以分别与流体A入口23、流体A出口24上下相通，且在主流道22的中部设置有混合芯3；
所述混合芯3包括中心固定件4与至少两个导流片5，所述中心固定件4位于主流道22的正中部位，中心固定件4包括同轴的外筒体41、内筒体42及夹于两者之间的中心腔体43，外筒体41的上下两端与内筒体42的上下两端对应连接，内筒体42的侧壁上开设有多个一号B出气孔11，外筒体41的侧壁上开设有外插口44以与导流片5的一端相连接，导流片5的另一端与混合器主体2的内壁相连接，导流片5内的导流腔51分别与中心腔体43、混合器主腔体21相通，且在导流片5的侧壁上开设有多个二号B出气孔12。
所述导流片5的数量为六个，六个导流片5围绕外筒体41的侧壁均匀设置。
所述外筒体41的上下两端与内筒体42的上下两端平齐连接，外筒体41的上端、内筒体42的上端之间夹成有环形的中心顶面45，外筒体41的下端、内筒体42的下端之间夹成有环形的中心底面46，且在中心顶面45、中心底面46上开设有多个三号B出气孔13。
所述导流片5包括依次连接的左侧面52、顶弧面53、右侧面54与底弧面55，所述顶弧面53、底弧面55均为弧形结构，顶弧面53宽于底弧面55设置，左侧面52、右侧面54上开设有多个二号B出气孔12。
所述左侧面52的上下两端分别是左上弧边521、左下弧边522，所述右侧面54的上下两端分别是右上弧边541、右下弧边542，且左上弧边521、左下弧边522、右上弧边541、右下弧边542都为弧形结构。
所述左上弧边521、右上弧边541的弧度相异，所述左下弧边522、右下弧边542的弧度相异。
所述导流片5与外筒体41的侧壁之间夹成有倾斜夹角6，该倾斜夹角6的大小为0度―90度。
所述倾斜夹角6的大小为45度。
所述混合器主体2的内壁上开设有多个与混合器主腔体21相通的四号B出气孔14。
本发明的原理说明如下：
基于现有背景，本发明旨在提出一种简单且集成化更高、混合效果更好的流体混合器，适用于包括EGR在内的各种流体混合。
本发明中在主流道22的正中部位设置有混合芯3，该混合芯3包括中心固定件4与至少两个导流片5，所有的导流片5以中心固定件4为中心轴围绕设置，使得流体A在通过主流道22时，会在导流片5的作用下产生涡流，在该涡流的作用下，流体A与流体B之间的混合效果会得到强化，尤其当本发明中设置了多处流体B出气孔（导流片5、中心固定件4、混合器主体2上都可以设置流体B出气孔）的情况下，丰富了流体B的流出途径，混合效果更好。
此外，导流片5与外筒体41的侧壁之间夹成有倾斜夹角6，该倾斜夹角6的大小为0度―90度，优选为45度，其原因在于：夹角越大时，导流作用越小，流体A产生的涡流越小，混合效果变差，但是阻力小；夹角越小时，导流作用越强，流体A产生的涡流越大，混合效果越好，但是阻力增加。
实施例1：
参见图1至图9，一种流体混合器，包括混合器主体2、流体B入口1、流体A入口23与混合芯3，所述流体B入口1与混合器主体2内的混合器主腔体21相通，混合器主体2的中部开设有贯通的主流道22以分别与流体A入口23、流体A出口24上下相通，且在主流道22的中部设置有混合芯3；
所述混合芯3包括中心固定件4与至少两个导流片5，所述中心固定件4位于主流道22的正中部位，中心固定件4包括同轴的外筒体41、内筒体42及夹于两者之间的中心腔体43，外筒体41的上下两端与内筒体42的上下两端对应连接，内筒体42的侧壁上开设有多个一号B出气孔11，外筒体41的侧壁上开设有外插口44以与导流片5的一端相连接，导流片5的另一端与混合器主体2的内壁相连接，导流片5内的导流腔51分别与中心腔体43、混合器主腔体21相通，且在导流片5的侧壁上开设有多个二号B出气孔12。优选混合器主体2的内壁上开设有多个与混合器主腔体21相通的四号B出气孔14；优选导流片5的数量为六个，六个导流片5围绕外筒体41的侧壁均匀设置。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述外筒体41的上下两端与内筒体42的上下两端平齐连接，外筒体41的上端、内筒体42的上端之间夹成有环形的中心顶面45，外筒体41的下端、内筒体42的下端之间夹成有环形的中心底面46，且在中心顶面45、中心底面46上开设有多个三号B出气孔13。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述导流片5包括依次连接的左侧面52、顶弧面53、右侧面54与底弧面55，所述顶弧面53、底弧面55均为弧形结构，顶弧面53宽于底弧面55设置，左侧面52、右侧面54上开设有多个二号B出气孔12。所述左侧面52的上下两端分别是左上弧边521、左下弧边522，所述右侧面54的上下两端分别是右上弧边541、右下弧边542，且左上弧边521、左下弧边522、右上弧边541、右下弧边542都为弧形结构。
实施例4：
基本内容同实施例3，不同之处在于：
所述左上弧边521、右上弧边541的弧度相异，所述左下弧边522、右下弧边542的弧度相异。
实施例5：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述导流片5与外筒体41的侧壁之间夹成有倾斜夹角6，该倾斜夹角6的大小为0度―90度，优选倾斜夹角6的大小为45度。

Claims (8)

1.一种流体混合器，包括混合器主体（2）、流体B入口（1）、流体A入口（23）与混合芯（3），所述流体B入口（1）与混合器主体（2）内的混合器主腔体（21）相通，混合器主体（2）的中部开设有贯通的主流道（22）以分别与流体A入口（23）、流体A出口（24）上下相通，且在主流道（22）的中部设置有混合芯（3），其特征在于：
所述混合芯（3）包括中心固定件（4）与至少两个导流片（5），所述中心固定件（4）位于主流道（22）的正中部位，中心固定件（4）包括同轴的外筒体（41）、内筒体（42）及夹于两者之间的中心腔体（43），外筒体（41）的上下两端与内筒体（42）的上下两端对应连接，内筒体（42）的侧壁上开设有多个一号B出气孔（11），外筒体（41）的侧壁上开设有外插口（44）以与导流片（5）的一端相连接，导流片（5）的另一端与混合器主体（2）的内壁相连接，导流片（5）内的导流腔（51）分别与中心腔体（43）、混合器主腔体（21）相通，且在导流片（5）的侧壁上开设有多个二号B出气孔（12）；所有的导流片（5）沿中心固定件（4）的外壁呈旋转式的均匀设置；
所述导流片（5）与外筒体（41）的侧壁之间夹成有倾斜夹角（6），该倾斜夹角（6）的大小为0度―90度。
2.根据权利要求1所述的一种流体混合器，其特征在于：所述导流片（5）的数量为六个，六个导流片（5）围绕外筒体（41）的侧壁均匀设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种流体混合器，其特征在于：所述外筒体（41）的上下两端与内筒体（42）的上下两端平齐连接，外筒体（41）的上端、内筒体（42）的上端之间夹成有环形的中心顶面（45），外筒体（41）的下端、内筒体（42）的下端之间夹成有环形的中心底面（46），且在中心顶面（45）、中心底面（46）上开设有多个三号B出气孔（13）。
4.根据权利要求1或2所述的一种流体混合器，其特征在于：所述导流片（5）包括依次连接的左侧面（52）、顶弧面（53）、右侧面（54）与底弧面（55），所述顶弧面（53）、底弧面（55）均为弧形结构，顶弧面（53）宽于底弧面（55）设置，左侧面（52）、右侧面（54）上开设有多个二号B出气孔（12）。
5.根据权利要求4所述的一种流体混合器，其特征在于：所述左侧面（52）的上下两端分别是左上弧边（521）、左下弧边（522），所述右侧面（54）的上下两端分别是右上弧边（541）、右下弧边（542），且左上弧边（521）、左下弧边（522）、右上弧边（541）、右下弧边（542）都为弧形结构。
6.根据权利要求5所述的一种流体混合器，其特征在于：所述左上弧边（521）、右上弧边（541）的弧度相异，所述左下弧边（522）、右下弧边（542）的弧度相异。
7.根据权利要求1或2所述的一种流体混合器，其特征在于：所述倾斜夹角（6）的大小为45度。
8.根据权利要求1或2所述的一种流体混合器，其特征在于：所述混合器主体（2）的内壁上开设有多个与混合器主腔体（21）相通的四号B出气孔（14）。
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