CN205895435U - 比例式混合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种比例式混合器，包括底座和固定连接在底座上端的盖体，盖体设有空气和燃气的混合腔，底座设有与盖体的混合腔相通的输气孔，底座中心设有与底座连为一体的比例调节阀，比例调节阀装有一用于按比例调节燃气通过量的阀芯，阀芯的芯塞位于阀腔中，阀芯的芯杆从阀门孔伸出与盖体顶部的轴孔间隙配合，芯杆上固定连接一用于控制空气进气量的调节板，用于控制空气进气量的调节板位于盖体的混合腔内，所述用于控制空气进气量的调节板的下端与比例调节阀上端之间设置压缩弹簧。它能够适应不同气压的家用天然气或液化石油气与空气混合，按比例定量地将气态燃料供给发动机，也解决了发动机采用气态燃料的通用性，和提高发动机的性能。

Description

比例式混合器

技术领域

本实用新型涉及将燃气和空气混合成可燃混合气体的装置，特别涉及一种混合气态燃料和空气为发动机供给可燃混合气体的比例式混合器。

背景技术

全球天然气储量相当丰富，以天然气为燃料的机动车及动力机械市场前景因节能环保和油气价差而十分看好。目前机动车及动力机械的以天然气为燃料的发动机的燃料都采用的是压缩天然气，这种发动机的燃气与空气混合的混合器均为文丘里式负压进气混合器,其工作原理是:利用发动机工作时产生的真空负压通过燃料管路和空气管路吸入所需的燃料和空气,并在发动机的进气歧管中进行混合后形成混合气体，再进入燃烧室内燃烧做功并输出动力。此类混合器结构简单，但对燃烧所需的燃气/空气量只能用功率阀进行一定的调整，无法满足发动机在各种工况所需混合气的空燃比，因此发动机输出的功率同燃油时相比功力下降明显，通常会下降15%左右，甚至更多。也有的混合器采用在混合器的阀座上分别设置燃气进气道、空气进气道和混合腔，燃气进气道、空气进气道与混合腔之间的通气间隙由一个膜片组合控制，空气通道的进气口内设置风门调节空气进气量，这种结构的混合气结构较复杂，而且混合腔设置在阀座上导致容积相对较小，同时在混合器工作时，空气进气量、燃气进气量还需经过不同部件的分别控制调节，不容易达到进气比例的统一，并且控制混合腔通气间隙的膜片又容易损坏，导致混合气的功能失调，无法正常工作。尤其是现有的发动机都是采用压缩天然气为燃料，所采用的混合器的结构及功能也是针对使用压缩天然气而设计，如果要使用气压小于压缩天然气的家用天然气作为发动机的燃料，为发电机提供动力，现有的混合器因其结构的局限和适应范围的单一性，会造成燃气空燃比的失调，发动机不能正常工作，不能满足需要了。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种比例式混合器，它通过混合器底座和盖体的结构，以及设置的比例调节阀的阀座、阀芯的结构，使这种比例式混合器能够适应不同气压的家用天然气或液化石油气与空气混合，按比例定量地将家用天然气或液化石油气等气态燃料供给发动机，解决了发动机采用气态燃料的通用性，和提高使用气态燃料的发动机的性能。

本实用新型的目的是这样实现的：一种比例式混合器，包括底座和固定连接在底座上端的盖体，所述盖体设有空气和燃气的混合腔，该混合腔的下部腔口端与底座相连，盖体的顶部中心设置轴孔，位于轴孔的周围的盖体上设置与混合腔相通的空气进口，所述底座设有与盖体的混合腔相通的输气孔，输气孔贯通底座上下端面，底座上分别设有燃气进气道和用于启动的燃气道，用于启动的燃气道与输气孔相通，所述用于启动的燃气道内安装有调节螺钉，所述底座中心设有与底座连为一体的比例调节阀，所述比例调节阀的阀腔上端设有与盖体混合腔相通的阀门孔，阀腔侧壁设有通气孔分别与燃气进气道和用于启动的燃气道相通，比例调节阀装有一用于按比例调节燃气通过量的阀芯，阀芯的芯塞呈圆锥形状位于阀腔中，阀芯的芯杆从阀门孔伸出与盖体顶部的轴孔间隙配合，芯杆上固定连接一用于控制空气进气量的调节板，用于控制空气进气量的调节板位于盖体的混合腔内，所述用于控制空气进气量的调节板的下端与比例调节阀上端之间设置压缩弹簧。

所述混合腔为穹窿形状的混合腔，混合腔横截面的面积从下部腔口向上逐渐缩小。

所述用于按比例调节燃气通过量的阀芯为芯塞和芯杆的一体结构，芯塞直径大于芯杆直径，芯塞为圆锥形状，芯塞的圆锥面对应阀门孔，芯杆上段设有限位凸台，所述用于控制空气进气量的调节板下端限位于芯杆的限位凸台，调节板上端用螺母轴定位固定在芯杆上。

所述芯塞下端面与阀腔底部之间设有一动芯锥弹簧。

所述比例调节阀的阀腔固定连接一阀门盖，阀门孔设于阀门盖上端，所述阀门孔的直径小于芯塞直径，大于芯杆直径，阀门盖空套在用于按比例调节燃气通过量的芯杆上，阀门孔与芯杆之间留有通气间隙。

所述阀门盖为内套式结构，内套式阀门盖上部与阀腔连接固定，内套式阀门盖下部插入阀腔中，芯塞位于内套式阀门盖的内腔中，内套式阀门盖下部侧壁与阀腔壁之间留有间隙空间，内套式阀门盖下部侧壁设有通气口连通内套式阀门盖内腔和间隙空间。

所述阀门盖的阀门孔下方嵌设有一密封圈。

由于采用了上述方案，在底座上端固定连接盖体，在盖体设有空气和燃气的混合腔，在底座设置与盖体的混合腔相通的输气孔，这种利用盖体设置混合腔，使混合腔不占用底座的空间，能够使混合腔的容积得到有效增大，有利于利用空气的进气量来控制混合气的比例，使混合器工作时能够实现各种工况下的空燃比的调节。在底座上分别设有燃气进气道和用于启动的燃气道，用于启动的燃气道与输气孔相通，所述用于启动的燃气道内安装有调节螺钉，这样可以根据选用的气态燃料进行工作前的预先调节，调节好采用石油液化气或家用天然气时的启动用燃气通过间隙，使本混合器能够让发动机适应不同的气态燃料，提高本混合器的通用性。在底座中心设有与底座连为一体的比例调节阀，比例调节阀装有一用于按比例调节燃气通过量的阀芯，阀芯的芯塞位于阀腔中，阀芯的芯杆从阀门孔伸出与盖体顶部的轴孔间隙配合，芯杆上固定连接一用于控制空气进气量的调节板，用于控制空气进气量的调节板位于盖体的混合腔内，所述用于控制空气进气量的调节板的下端与比例调节阀上端之间设置压缩弹簧。采用这样的结构，能够使发动机工作时在不同工况下，通过进入混合腔的空气进气量的大小推动用于控制空气进气量的调节板，使该调节板带动阀芯移动，由阀芯控制阀门开启的大小，使燃气按该工况的空燃比所需量进入混合腔，为发动机提供适合于该工况空燃比的可燃混合气。

尤其是所述用于混合空气和燃气的混合腔为穹窿形状的混合腔，混合腔横截面的面积从下部腔口向上逐渐缩小，使位于混合腔中的用于控制空气进气量的调节板在进入的空气气流的推动下，离混合腔顶部越远开启越大，空气的进入量越多。

由于阀芯的芯塞为圆锥形状，芯塞的圆锥面对应阀门孔，该圆锥面既能够在发动机停机后与阀门孔形成密封接触，使燃气不会进入混合腔内，又有利于在发动机工作时随空气进气量的大小调节阀门孔的开启度。

所述比例调节阀的阀腔固定连接一阀门盖，阀门孔设于阀门盖上端，阀门盖空套在用于按比例调节燃气通过量的阀芯的芯杆上，阀门孔与芯杆之间留有通气间隙，这样既能通过气体，又有利于阀芯的安装和拆卸更换。

本实用新型的有益效果是，可以将使用燃油的发动机顺利切换到用燃气上来,而且可以让用户使用液化石油气或家用天然气代替汽油进行工作,降低燃料成本,创造效益。本实用新型的混合器可以定时定量地满足发动机各工况所需的燃气/空气混合气的供应，从而保证发动机的正常工作。由于其能按比例精确调节和控制发动机所需混合气的量，同目前使用的文丘里式混合器相比，能提高发动机的启动性能，减少燃气的损耗，发动机的动力也得到相应的提高。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视剖面图；

图3为本实用新型的底座的剖面结构图。

附图中，1为底座，1a为连接头，2为用于启动的燃气道，3为阀腔，4为阀门盖，4a为通气口，5为橡胶垫圈，6为阀门孔，7为空气进口，8为盖体，9为螺母，10为调节板，11为阀芯，11a为芯杆，11b为芯塞，12为压缩弹簧，13为混合腔，14为燃气进气道，15为O型圈，16为动芯锥弹簧，17为调节螺钉，18为锁紧弹簧，19为螺栓，20为输气孔，21为安装孔。

具体实施方式

参见图1至图3，本实用新型能够适应不同气压的家用天然气或液化石油气与空气混合比例式混合器包括底座1和盖体8，混合器的底座1的上端固定连接盖体8，底座1上均布设置有多个安装孔21，盖体8通过多个螺栓19紧固连接在底座1上。所述盖体1设有将空气和燃气混合的混合腔13，所述混合腔为穹窿形状的混合腔，混合腔横截面的面积从下部腔口向上逐渐缩小，该混合腔13的下部腔口端与底座1相连，盖体8的顶部中心设置轴孔，位于轴孔周围的盖体8上设置空气进口7与混合腔13相通，空气进口7可设置为多个，以保证空气的进入量。所述底座1设有与盖体的混合腔13相通的输气孔20，输气孔20贯通底座1上下端面，底座1上分别设有燃气进气道14和用于启动的燃气道2，所述燃气进气道14设于底座的连接头1a中，连接头1a用于连接输气管，所述用于启动的燃气道2与输气孔20相通。所述用于启动的燃气道2内安装有调节螺钉17，调节螺钉17上套有锁紧弹簧18，通过锁紧弹簧18的弹力，能够将调节螺钉17锁定在调节到的位置，一旦锁定位置后可以保证调节好的用于启动的燃气道2的开度不会因振动而发生变化。所述底座1中心设有与底座连为一体的比例调节阀，所述比例调节阀的阀腔3上端设有与盖体的混合腔14相通的阀门孔6，阀腔3侧壁设有通气孔分别与燃气进气道14和用于启动的燃气道2相通。比例调节阀装有一用于按比例调节燃气通过量的阀芯11，所述用于按比例调节燃气通过量的阀芯11为芯塞11b和芯杆11a的一体结构，芯塞11b直径大于芯杆11a直径，芯塞11b为圆锥形状，芯塞11b的圆锥面对应阀门孔6，芯塞11b位于阀腔3中，芯杆11a从阀门孔6伸出与盖体8顶部的轴孔间隙配合，芯杆11a固定连接一用于控制空气进气量的调节板10，用于控制空气进气量的调节板10位于盖体的混合腔13内。芯杆11a上段设有限位凸台，所述用于控制空气进气量的调节板10下端限位于芯杆11a的限位凸台，调节板10上端用螺母9轴定位固定在芯杆上。所述用于控制空气进气量的调节板10的下端与比例调节阀上端之间设置压缩弹簧12，调节板10在进入盖体8的空气的推动下带动阀芯11做轴向移动，在压缩弹簧12的作用下回位。本实施例的比例调节阀的阀腔3固定连接一阀门盖4，阀门孔6设于阀门盖4上端，所述阀门孔6的直径小于芯塞11b直径，大于芯杆11a直径，阀门盖4空套在用于按比例调节燃气通过量的芯杆11a上，阀门孔6与芯杆11a之间留有通气间隙。所述阀门盖4的阀门孔6下方嵌设有一密封圈，密封圈采用橡胶垫圈5嵌设在阀门盖4腔内壁设置的环槽中，有利于芯塞11b在关闭阀门孔6时形成密封。所述芯塞11b下端面与阀腔3底部之间设有一动芯锥弹簧16，动芯锥弹簧16的上端套在芯塞11b下端设有的定位凸台上，动芯锥弹簧16的下端抵住阀腔3底部，该动芯锥弹簧16可以在阀芯11回位时施与辅助力。本实施例的阀门盖4为内套式结构，内套式阀门盖4上部与阀腔通过螺纹连接固定或过渡配合连接固定，内套式阀门盖4下部插入阀腔3中，芯塞11b位于内套式阀门盖4的内腔中，内套式阀门盖4下部侧壁与阀腔壁之间留有间隙空间，内套式阀门盖4下部侧壁设有通气口4a连通内套式阀门盖内腔和间隙空间，使进入的燃气能够弥满在阀腔3中。

本实用新型通过与底座连接的法兰座安装在发动机的化油器进气口处，通过螺钉固定连接在化油器上。发动机工作时，固定在阀芯11上的调节板10根据发动机的工作情况带动阀芯11上下运动，调节板10运动时控制着空气进口7的开启量，用以控制空气的进入量；阀芯11的芯塞11b在阀腔3中运动时，可以根据空气的进气量控制阀门孔6的开启量，从而实现对燃气进气比例的控制。这样燃气和空气均由同一个控制机构根据发动机的工况进行及时的调节控制，使可燃混合气的空燃比能够按比例得到及时调整，为发动机提供不同工况时所需空燃比的混合气。

本实用新型可以不改变发动机的基本结构，根据需要安装在汽车发动机上，使汽车发动机能够使用石油液化气燃料；也可以安装在通用发电机的发动机上，使通用发电机除了可使用汽油、石油液化气等燃料外，还能够使用家用天然气燃料，更进一步提高了通用发电机的燃料的通用性，让用户使用更加方便。

Claims (7)

1.一种比例式混合器，包括底座和固定连接在底座上端的盖体，其特征在于：所述盖体设有空气和燃气的混合腔，该混合腔的下部腔口端与底座相连，盖体的顶部中心设置轴孔，位于轴孔的周围的盖体上设置与混合腔相通的空气进口，所述底座设有与盖体的混合腔相通的输气孔，输气孔贯通底座上下端面，底座上分别设有燃气进气道和用于启动的燃气道，用于启动的燃气道与输气孔相通，所述用于启动的燃气道内安装有调节螺钉，所述底座中心设有与底座连为一体的比例调节阀，所述比例调节阀的阀腔上端设有与盖体混合腔相通的阀门孔，阀腔侧壁设有通气孔分别与燃气进气道和用于启动的燃气道相通，比例调节阀装有一用于按比例调节燃气通过量的阀芯，阀芯的芯塞呈圆锥形状位于阀腔中，阀芯的芯杆从阀门孔伸出与盖体顶部的轴孔间隙配合，芯杆上固定连接一用于控制空气进气量的调节板，用于控制空气进气量的调节板位于盖体的混合腔内，所述用于控制空气进气量的调节板的下端与比例调节阀上端之间设置压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的比例式混合器，其特征在于：所述混合腔为穹窿形状的混合腔，混合腔横截面的面积从下部腔口向上逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的比例式混合器，其特征在于：所述用于按比例调节燃气通过量的阀芯为芯塞和芯杆的一体结构，芯塞直径大于芯杆直径，芯塞为圆锥形状，芯塞的圆锥面对应阀门孔，芯杆上段设有限位凸台，所述用于控制空气进气量的调节板下端限位于芯杆的限位凸台，调节板上端用螺母轴定位固定在芯杆上。

4.根据权利要求3所述的比例式混合器，其特征在于：所述芯塞下端面与阀腔底部之间设有一动芯锥弹簧。

5.根据权利要求1所述的比例式混合器，其特征在于：所述比例调节阀的阀腔固定连接一阀门盖，阀门孔设于阀门盖上端，所述阀门孔的直径小于芯塞直径，大于芯杆直径，阀门盖空套在用于按比例调节燃气通过量的芯杆上，阀门孔与芯杆之间留有通气间隙。

6.根据权利要求5所述的比例式混合器，其特征在于：所述阀门盖为内套式结构，内套式阀门盖上部与阀腔连接固定，内套式阀门盖下部插入阀腔中，芯塞位于内套式阀门盖的内腔中，内套式阀门盖下部侧壁与阀腔壁之间留有间隙空间， 内套式阀门盖下部侧壁设有通气口连通内套式阀门盖内腔和间隙空间。

7.根据权利要求5所述的比例式混合器，其特征在于：所述阀门盖的阀门孔下方嵌设有一密封圈。