專利名稱：適用于氣體燃料均勻混合的預混罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，主要用于對不同氣體燃 料均勻混合，進而噴入定容燃燒彈中進行各類內(nèi)燃機替代燃料的層流燃燒研究，屬于內(nèi)燃 機燃燒研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外現(xiàn)有的研究氣體燃料均勻混合的預混裝置原理上主要有直接在罐體內(nèi)部 帶電源線的風扇攪拌和對罐體表面加熱加快氣體擴散使其充分混合等方法。現(xiàn)有預混罐主 要結(jié)構(gòu)為圓球形、圓桶形、或橢圓形的封閉統(tǒng)一空間，燃料和空氣在此空間內(nèi)進行攪拌或擴 散混合?，F(xiàn)有預混罐的主要缺點在于1、電源線深入罐體內(nèi)容易產(chǎn)生火花，導致引燃可燃氣 體發(fā)生爆炸；2、導線深入罐體內(nèi)密封不易解決；3、加熱方式的擴散混合需要一定時間的等 待，加熱的時間很難把握，這個過程可能會出現(xiàn)不同氣體分層。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有預混罐導線產(chǎn)生火花不易密封和加熱分層的 缺陷，提出了一種適用于氣體燃料均勻混合的預混罐。通過電機帶動罐體外部的磁力葉片， 在內(nèi)外磁力的作用下，內(nèi)部磁力葉片隨之轉(zhuǎn)動，最終帶動罐體內(nèi)部風扇轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)氣體的攪 拌混合。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型設計了一種磁力風扇預混罐，適用于氣體燃料均 勻混合的預混罐，包括有后端蓋1、罐體2、前端蓋8和視窗9圍成預混室，其特征在于前端 蓋8的中心處連接有視窗9，在視窗9外側(cè)安裝有電機11，在預混灌內(nèi)部和外部各裝有一葉 片7，葉片7為正反面帶有圓形凹槽的長方形鋁板，在葉片的兩端分別裝有兩塊圓形磁鐵6， 磁鐵6剛好放置的葉片的凹槽里面，通過磁鐵的相互吸引力固定在葉片上，電機11的輸出 軸連接預混罐外部的葉片7的中心處，在預混灌內(nèi)部的磁鐵6位于與外部的磁鐵6相對應 的位置，內(nèi)部的葉片7的中心連接有風扇軸4，風扇軸4另一端連接有用來攪拌氣體燃料使 其均勻的風扇3。風扇軸4的中部安裝有軸承5，圓弧狀的墊塊14固定在罐體2底部內(nèi)側(cè)，使用螺栓 穿過支柱15將軸承5固定在墊塊14上。圓弧狀的墊塊14通過焊接或膠水粘接的方式固定在罐體2底部內(nèi)側(cè)。所述視窗9采用高強度透明玻璃，玻璃的厚度不大于40mm且不小于30mm，過大磁 力難以穿透，過小強度不夠。從前端蓋8內(nèi)側(cè)嵌入，前端蓋8外側(cè)設擋住視窗9的凸沿。所述預混罐內(nèi)腔為圓柱體，直徑不小于160mm，高度不小于200mm，，過大風力不 夠，過小葉片放不下且罐體內(nèi)所盛氣體量不夠使用。所述內(nèi)外磁鐵6距離視窗9的距離不小于1mm，不大于5mm。在罐體2頂部設置有進氣孔18、壓力變送器安裝孔19和出氣孔20。在罐體2底部外側(cè)設置有與連板13連接的軸向固定孔21 ；在罐體上設置有兩條Imm深的凹槽22，用來對兩個罐體架17進行定位；四根連桿16通過螺母固定在兩個罐體架 17中間；在罐體架17上開有三個電機支架孔27和兩個固定罐體孔觀，分別用來安裝連扳 13和電機支架12 ；電機11安裝在電機支架12上。本裝置的主要優(yōu)點在于1、利用磁力非接觸式的攪拌；2、無需加熱即可均勻混 合；3、取消了內(nèi)接導線使得罐體密封性好；4、裝置輕巧但可實現(xiàn)大功能，預混罐為圓形結(jié) 構(gòu)加工容易，成本較低；5、專門針對氣體燃料所設計的預混裝置；6、可連續(xù)的提供攪拌均 勻的混合氣；7、可保證實驗在同一當量比下的配氣一次完成且均勻混合，大大的降低實驗 多次配氣和加熱擴散混合帶來的誤差；8、內(nèi)部的攪拌情況實現(xiàn)可視化。
圖1氣體燃料預混灌裝置示意圖圖2為本實用新型一優(yōu)選實施例——氣體燃料預混系統(tǒng)圖3為圖1所示實施例預混裝置罐體主視圖圖4為圖1所示實施例預混裝置罐體俯視圖圖5為圖1所示實施例預混裝置罐體右視圖圖6為圖1所示實施例預混裝置前端蓋圖圖7為圖1所示實施例預混裝置后端蓋圖圖8為圖1所示實施例預混裝置視窗圖 圖9為圖1所示實施例預混裝置罐體架圖圖10為圖1所示實施例預混裝置電機支架圖圖11為圖1所示實施例預混裝置電機軸圖圖12為圖1所示實施例預混裝置連扳圖圖13為圖1所示實施例預混裝置風扇軸圖圖14為圖1所示實施例預混裝置支柱圖圖15為圖1所示實施例預混裝置墊塊圖圖16為圖1所示實施例預混裝置連桿圖圖17為圖1所示實施例預混裝置葉片圖圖中1-后端蓋；2-罐體；3-風扇；4-風扇軸；5-軸承；6_磁鐵；7-葉片；8_前 端蓋；9-視窗；10-電機軸；11-電機；12-電機支架；13-連板；14-墊塊；15-支柱；16-連 桿；17-罐體架；18-進氣孔；19-壓力變送器安裝孔；20-出氣孔；21-軸向固定孔；22-凹 槽；23-端蓋連接孔；24-前端蓋孔；25-后端蓋孔；26-支架連桿孔；27-電機支架孔；28-固 定罐體孔；29-固定電機孔；30-電機軸孔；31-肋板；32-固定電機支架孔；33-頂絲孔； 34-固定連接件孔；35-連接件孔；36-風扇孔；37-固定軸承孔；38-磁鐵槽；39-葉片軸孔； 40-開關(guān)閥；41-開關(guān)閥；42-真空泵；43-真空表；44-開關(guān)閥；45-空氣瓶；46-空氣壓力 表；47-開關(guān)閥；48-燃氣瓶；49-燃氣壓力表；50-壓力變送器；51-開關(guān)閥；52-燃燒室； 53-電源。
具體實施方式
基于本專利的特點，主要是是對不同氣體的攪拌混合，下面結(jié)合圖2 圖17詳細說明兩種不同氣體攪拌預混時的實施例。本實施例主要由后端蓋1、罐體2、前端蓋8和視窗9圍成預混室，并且在罐體2頂 部設置有進氣孔18、壓力變送器安裝孔19和出氣孔20 ；在罐體2底部外側(cè)設置有與連板13 連接的軸向固定孔21，連扳13開有固定連接件孔34和連接件孔35 ；在罐體2的前后兩端 面上分別開有18個端蓋連接孔23 ；在罐體2上設置有兩條Imm深的凹槽22，用來對兩個罐 體架17進行定位；前端蓋8上開有與罐體2對應的18個前端蓋孔24，同樣后端蓋1上也 開有18個后端蓋孔25，用來做螺栓連接；四根連桿16通過螺母穿過支架連接孔沈固定在 兩個罐體架17中間；在罐體架17上開有三個電機支架孔27和兩個固定罐體孔觀，分別用 來安裝連板13和電機支架12 ；電機支架12上開有與罐體架17匹配的三個固定電機支架 孔32，在支架折彎處焊有肋板31用來提高電機支架12的強度；電機11穿過電機軸孔30， 螺栓通過固定電機孔四將電機11固定在電機支架12上面，通過電機軸10連接上外部的 磁鐵6葉片7，電機軸10上開有頂絲孔33用來固定電機11和電機軸10，葉片7上開有放 置磁鐵的磁鐵槽38和葉片軸孔39 ；圓弧狀的墊塊14通過焊接或膠水粘接的方式固定在罐 體2底部內(nèi)側(cè)，使用螺栓將帶支架的軸承5穿過支柱15固定在墊塊14上，墊塊14對應的 開有固定軸承孔37 ；風扇軸4穿過軸承5兩端分別連接風扇3和內(nèi)部的磁鐵6葉片7，其中 連接風扇3的一端開有風扇孔36專門用來擰螺栓固定風扇3 ；視窗9為高強度透明且不被 磁化的石英玻璃，從前端蓋8內(nèi)側(cè)嵌入，前端蓋8外側(cè)設擋住視窗8的凸沿；與進氣孔18相 連了真空泵42、空氣瓶45、燃氣瓶48的管路，真空泵42用來對罐體2內(nèi)抽真空，壓力變送 器50用來控制充氣量，出氣孔20用來將混合好的氣體噴入到燃燒室52內(nèi)；電源53給電機 11供電，提供攪拌原動力。預混罐內(nèi)腔為圓柱體，直徑為160mm，高度為250mm。視窗9選用厚度為30mm的石英玻璃。本實施例中所述內(nèi)外磁鐵6距離視窗9的距離為2mm。氣體燃料預混系統(tǒng)的硬件連接圖如圖1所示?？諝鈴目諝馄?5出來，通過減壓閥 調(diào)節(jié)壓力，此時壓力的初步大小由空氣壓力表46讀出，打開閥門44和40給罐體2內(nèi)充入 空氣，罐體2內(nèi)空氣充入的壓力值由壓力變送器50讀出；同樣，可燃氣體從燃氣瓶48出來， 通過減壓閥調(diào)節(jié)壓力，此時壓力的初步大小由燃氣壓力表49讀出，然后先打開閥門47和40 給罐體2內(nèi)充可燃氣體，混合氣最后的壓力值由壓力變送器50讀出；在排氣時，打開閥門 40和41，通過真空泵42將罐體2內(nèi)的殘余氣體排出去，真空表43用來顯示罐體2內(nèi)的抽 真空度。該裝置的工作過程簡要敘述如下1、通過空氣減壓閥調(diào)節(jié)空氣瓶45的出口壓力，保持開關(guān)閥41和47關(guān)閉，打開開 關(guān)閥44和40從頂部向預混室充入空氣，通過壓力變送器50測量充入氣體的壓力，當預混 室內(nèi)的空氣壓力值達到目標壓力時，立刻關(guān)閉開關(guān)閥40和44。2、打開開關(guān)閥41，啟動真空泵進行管路抽真空。3、同空氣的充氣方法一樣，通過減壓閥調(diào)節(jié)燃氣瓶48的出口壓力，壓力變送器50 檢測預混室內(nèi)混合氣的壓力，當混合氣壓力值到達目標壓力時，立刻關(guān)閉開關(guān)閥40和47。4、打開開關(guān)閥41，使其處于常開狀態(tài)，對管路內(nèi)的殘余氣體進行放氣。5、開啟電源53，啟動電機11對充好的混合氣進行充分的攪拌。[0043]6、攪拌混合氣1小時后，開啟開關(guān)閥51，向燃燒室52提供均勻可燃混合氣。7、在預混室內(nèi)的氣體量或氣體壓力不夠?qū)嶒炗脷鈺r，需要進行新一輪的充氣，此 時關(guān)閉開關(guān)閥51，打開開關(guān)閥40，啟動真空泵42排出殘余氣體。
權(quán)利要求1.適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，包括有后端蓋(1)、罐體( 、前端蓋(8)和視窗 (9)圍成預混室，其特征在于前端蓋⑶的中心處連接有視窗(9)，在視窗(9)外側(cè)安裝有 電機(11)，在預混灌內(nèi)部和外部各裝有一葉片(7)，葉片(7)為正反面帶有圓形凹槽的長方 形鋁板，在葉片的兩端分別裝有兩塊圓形磁鐵(6)，磁鐵(6)剛好放置的葉片的凹槽里面， 通過磁鐵的相互吸引力固定在葉片上，電機(11)的輸出軸連接預混罐外部的葉片(7)的中 心處，在預混灌內(nèi)部的磁鐵(6)位于與外部的磁鐵(6)相對應的位置，內(nèi)部的葉片(7)的中 心連接有風扇軸G)，風扇軸(4)另一端連接有用來攪拌氣體燃料使其均勻的風扇(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，其特征在于風扇軸(4) 的中部安裝有軸承(5)，圓弧狀的墊塊(14)固定在罐體( 底部內(nèi)側(cè)，使用螺栓穿過支柱 (15)將軸承(5)固定在墊塊(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，其特征在于圓弧狀的 墊塊(14)通過焊接或膠水粘接的方式固定在罐體( 底部內(nèi)側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，其特征在于所述視窗 (9)采用高強度透明玻璃，玻璃的厚度不大于40mm，且不小于30mm;從前端蓋(8)內(nèi)側(cè)嵌 入，前端蓋(8)外側(cè)設擋住視窗(9)的凸沿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，其特征在于所述預混 罐內(nèi)腔為圓柱體，直徑不小于160mm，高度不小于200mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，其特征在于所述內(nèi)外 磁鐵(6)距離視窗(9)的距離不小于1mm，不大于5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的適用于氣體燃料均勻混合的預 混罐，其特征在于在罐體( 頂部設置有進氣孔(18)、壓力變送器安裝孔(19)和出氣孔 (20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的適用于氣體燃料均勻混合的預 混罐，其特征在于在罐體⑵底部外側(cè)設置有與連板(13)連接的軸向固定孔；在罐 體上設置有兩條Imm深的凹槽(22)，用來對兩個罐體架(17)進行定位；四根連桿(16)通 過螺母固定在兩個罐體架(17)中間；在罐體架(17)上開有三個電機支架孔(XT)和兩個固 定罐體孔( )，分別用來安裝連扳(13)和電機支架(12)；電機(11)安裝在電機支架(12) 上。
專利摘要本實用新型公開了適用于氣體燃料均勻混合的預混罐，屬于內(nèi)燃機燃燒領(lǐng)域。本實用新型采用非接觸式磁力攪拌方法可實現(xiàn)安全充分的預混。預混罐主要由后端蓋(1)、罐體(2)、風扇(3)、風扇軸(4)、軸承(5)、磁鐵(6)、葉片(7)、前端蓋(8)、視窗(9)、電機軸(10)、電機(11)、電機支架(12)、罐體架(17)等組成。電機(11)帶動外部鑲嵌磁鐵的葉片(7)轉(zhuǎn)動，通過磁力帶動內(nèi)部的葉片(7)軸轉(zhuǎn)動，進而使風扇隨之轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)攪拌功能。本實用新型避免了現(xiàn)有的預混灌易分層和將電風扇直接安裝在罐體內(nèi)容易產(chǎn)生電火花導致爆炸的現(xiàn)象。
文檔編號H02K7/14GK201908747SQ20102062018
公開日2011年7月27日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者孫娜, 張紅光, 白小磊, 韓雪嬌 申請人:北京工業(yè)大學