CN1837599B - 用于燃气发动机混合器的空气、燃气输入压力平衡器 - Google Patents

Abstract

一种用于燃气发动机混合器的空气、燃气压力平衡器，适用于油田伴生气发动机，能使油田伴生气发动机具备抽气功能，解决油田伴生气源间断输出造成油田伴生气发动机无法正常连续工作的技术问题。

Description

用于燃气发动机混合器的空气、燃气输入压力平衡器

技术领域

本发明属燃气发动机领域

背景技术

油田伴生气是内燃发动机的理想燃料，但迟迟未能直接输入内燃机使用，原因在于文丘里混合器、比例式混合器等经济上合理的现有技术不适应油田伴生气源的低压力大幅度波动输出特性、低压力远程输送特性和间断输出特性；真空度恒压、混合器(专利申请号2005100546327)在实现空气、燃气混合的同时具备进气恒压功能，这种混合器的空气量孔和燃气量孔截面积跟随发动机空气消耗量变化而正比同步变化，发动机空气消耗量增大，混合器的空气、燃气量孔截面积就跟随增大，发动机空气消耗量减小，混合器的空气、燃气量孔截面积就跟随减小，使混合器空气量孔和燃气量孔的气压力差始终保持在人为设定的合理范围内恒定不变，即使发动机空气消耗量很小，混合器也能保持空气量孔和燃气量孔处的气压力差依然很高，这一特性能够大幅度降低油田伴生气上述输出特性对混合器输出可燃混合气浓度的影响，使部份输出压力较为稳定的油田伴生气源直接输入发动机使用成为可能；由于大多数油田伴生气源输出压力都波动很大，而且都存在间断输出特性，在伴生气源输出压力明显低于大气压力时，真空度恒压、混合器输出的可燃混合气混合浓度还是会明显变稀，严重时会超出内燃机燃烧室的火焰传播界限，发动机会因此自动息火无法正常工作，该技术问题阻碍油田伴生气发动机大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的是：在油田伴生气间断输出(地下的燃气压力等于地面上的大气压力，伴生气不再自动流出地面)、油田伴生气自动输出量不足、内燃机燃气消耗量过大油田伴生气低压力远程输送管道内阻造成伴生气自然(自动)输送流量不足时，利用发动机的进气真空度把地下燃气抽出地面使用，同时保证混合器输出的可燃混合气浓度不会因燃气量孔输入管道产生深度负压而变稀，从而觖决油田伴生气发动机因上述因素造成发动机无法连续正常工作的技术问题，使油田伴生气发动机能够大面积推广应用。

本发明以下述方式实现其目的：在油田伴生气发动机混合气空气量孔与空气虑清器之间加装一个空气、燃气输入压力平衡器(下述简称平衡器)，平衡器由：平衡器体、膜片、调节开关组成；平衡器体有内腔，内腔安装膜片，膜片把平衡器体内腔分隔成空气压力室和燃气压力室，空气压力室内安装调节开关，调节开关类似活塞状的圆柱体，调节开关侧面有空气输入口，该空气输入口与平衡器体上的空气输入口相对应形成截面积可变的进气通道，调节关开顶部与膜片连接，调节开关可以在空气压力室内往复运动；平衡器体上有空气输入口，该空气输入口与调节开关上的空气输入口相对应形成截面积可变的进气通道，与空气虑清器连接；平衡器体上有空气输出口，该空气输出口与空气压力室连通，与混合器空气量孔输入口连接；平衡器体上有燃气压力信号输入口，该输入口与燃气压力室连通，与混合器燃气输入量孔连通。

本发明的关键在于当油田伴生气出现间断输出时，利用发动机进气真空度使混合器的燃气输入管道产生负压，该负压与燃气输送管道通往地层下的燃气产生压力差，该压力差使地下燃气产生向上流动的作用力，达到自动抽气目的；另一方面，在燃气量孔的空气输入管道产生负压时，自动降低空气量孔输入压力，使得空气量孔的空气输入压力与燃气量孔的燃气输入压力平衡，从而确保混合器输出的可燃混合气浓度不因燃气输入量孔产生深度负压而变稀，解决利用发动机进气真空度抽气过程中混合气浓度跟随变化的技术问题

目前，我国油田抽油动力大部份使用外输入电力，小部份使柴油机动力，大部份油田井口都有伴生气源输出，这些输出分散而能量具大的伴生气源一直没有得到充分合理利用，如果油田抽油动力改用“油田伴生气发动机”产生自给，企业不但免去每年的动力源费用(如电动机的电费，柴油机的燃料费)，而且也免去初始架设电力传输线路的成本，更有意义的是为国家节省很多的电力能源和柴油资源，由于具备这些好处，所以有理由相信油田伴生气发动机的推广应用自然会引发我国石油工业技术的一场动力革命。

附图说明

附图1是本发明“用于燃气发动机混合器的空气、燃气输入压力平衡器”的剖面结构示意图。

具体实施方式

见附图1，本实施例由平衡器体1、膜片2、调节开关4组成；平衡器体1有内腔，膜片2安装在平衡器体1的内腔内，把平衡器体1的内腔分隔成燃气压力室6、空气压力室7，空气压力室7内安装调节开关4，调节开关4类似活塞状的圆柱体，调节开关4则面有空气输入口5，该空气输入口5与平衡器体1的空气输入口3相对应形成通气截面积可变的进气通道，调节开关4顶部与膜片2连接，调节开关4接受膜片2的作用力在平衡气体内往复运动；平衡器体上有空气输入口3，该空气输入口与调节开关的空气输入口5相对应，与空气虑清器连接；平衡器体有空气输出口9，该输出口与空气压力室7连通，与混合器的空气量孔输入口连接；平衡器体有燃气压力信号输入口8，该输入口与燃气压力室6连通，与混合器的燃气量孔连通。

静态时，膜片2处于自然状态，调节开关的空气输入口5与平衡器体的空气输入口3正对应，空气输入通道截面积处于最大位置；发动机工作，混合器燃气量孔输入经减压器减压后的燃气压力等于大气压时，燃气压力室6的气压力与空气压力室7的气压力平衡，膜片2与调节开关4处于原来位置的静止状态，平衡器的空气输入通道截面积依然处于最大开度位置；在地下燃气源输出间断(地下的燃气压力等于地面上的大气压力，燃气不再自动流出地面)、地下燃气自然流动输出量不足、发动机燃气消耗量过大造成远程输气管道燃气自然流动供给不足时，发动机进气真空度就会通过混合器燃气量孔传输给燃气输入管道一个合理的负压(真空度恒压、混合器具备这一功能)，该负压使燃气输送管道产生一个合理的压力差，这个合理的压力差产生的燃气供给量就是发动机所需要的燃气消耗量，所以该传输负压的大小完全由发动机燃气消耗量自动控制，实现自动适量抽气目的；另一方面，在发动机进气真空度通过混合器燃气量孔传输给燃气输入管道负压时，燃气压力室6的气压力也跟随下降，膜片2的两面之间产生压力差，该压力差使膜片2产生向燃气压力室方向运动的作用力，膜片2就带动调节开关4向燃气压力室方向运动，调节开关空气输入口5与平衡气体的空气输入口3发生错位，平衡器的空气输入通道截面积减小，最终使空气压力室7的气压降低，直至空气压力室7的气压与燃气压力室6的气压平衡，当空气压力室的气压与燃气压力室的气压平衡时，膜片2就失去动力源不再运动，调节开关4跟随膜片2停止在这一位置上；当上述因素使混合器的燃气量孔输入管道气压进一步降低时，膜片2又进一步带动调节开关4向燃气压力室方向运动，调节开关的空气输入口5与平衡器体上的空气输入口3进一步加大错位度，使平衡器的空气输入通道截面积进一步减小，迫使空气压力室的气压力进一步降低，最终达到与燃气压力室6的气压平衡；当上述因素使燃气输出管道内压回升时，燃气压力室6的气压就高于空气压力室7的气压，膜片2就带动调节开关4向空气压力室7方向运动，加大平衡器的空气输入通道截面积，加大空气输入量使空气压力室的气压回升，直到空气压力室的气压与燃气压力室的气压平衡；可见，不论混合器燃气量孔输入端的负压是多少，平衡器都能保持混合器空气量孔的输入气压与燃气量孔的输入气压平衡，从而保证混合器输出的可燃混合气浓度不会因为燃气量孔的输入压力降低而变稀，不论混合器燃气量孔的输入负压有多大，平衡器都能保持混合器输出的可燃混合气浓度不变。

Claims (1)

1.一种用于燃气发动机混合器的空气、燃气输入压力平衡装置，其特征是由平衡器体、膜片、调节开关组成；平衡器体有内腔，内腔安装膜片，膜片把平衡器体内腔分隔成空气压力室和燃气压力室、平衡器体内腔靠空气压力室一端安装调节开关，调节开关类似活塞状的圆柱体，调节开关侧面有空气输入口，该空气输入口与平衡器体上的空气输入口相对应，调节开关顶面与膜片连接，调节开关可在平衡器体内往复运动；平衡器体上有空气输入口，该空气输入口与调节开关的空气输入口相对应，与空气滤清器连接；平衡器体上有空气输出口，该空气输出口与空气压力室连通，与混合器的空气量孔输入口连接；平衡器体上有燃气压力信号输入口，该输入口与燃气压力室连通，与混合器的燃气输入孔连通。

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