專利名稱：電控雙閥式氣體燃料混合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體燃料混合器。
背景技術：
隨著全世界能源的逐漸枯竭和大氣污染的日益嚴重，開發低污染的新能源已經成為 世界各國面臨的新課題，其中煤層氣作為煤礦的伴生氣，因其儲量豐富正受到了各國政 府的高度重視。我國作為煤礦生產大國，煤炭資源非常豐富，煤層氣的儲量極為可觀。
由于煤層氣含有甲垸，具有可燃性，對煤礦的安全生產具有危害性。所以，目前我 國大多數煤礦都直接將煤層氣抽出后作為廢氣排入大氣中。這不但會造成大氣污染，而 且也極大浪費了資源。因此，合理利用我國煤礦的煤層氣資源，已成為國內有關部門和 專家的共識。其中，開發經濟、高效、節能、環保型煤層氣發動機，已成為當前研究的 熱點。這種氣體燃料發動機可以作為煤礦生產、開發乃至交通運輸的理想動力。
但是，煤層氣中的有效可燃組分-甲烷濃度隨產地、季節、時間變化會發生變化， 這給煤層氣發動機的設計和穩定運行帶來了很大的困難。
煤層氣是煤層伴生氣，主要成分是甲烷。作為礦井瓦斯的主要組成部分，煤層氣一 直被當作有害氣體直接排入大氣。近年來，隨著石油資源的匱乏，對煤層氣利用的研究 越來越多。目前，國內外對煤層氣的利用多是將煤層氣作為民用燃氣。同時，越來越多 的煤礦將其作為天然氣的替代品，用在煤礦的天然氣發動機發電機組上。
但是國內外現有天然氣發動機的混合器一般是為高濃度天然氣設計的，而煤層氣中 甲垸濃度不僅會隨產地、季節、時間變化而變化，而且隨著煤層的厚度變化也發生變化，
其濃度變化可能在30%-90%之間。這種甲烷濃度的劇烈變化不但會造成天然氣發動機輸 出功率的變化，而且會使發動機產生嚴重的過熱現象。同時，甲烷濃度大范圍的變化還 會影響發動機的運行穩定性，使得天然氣發動機的使用效率大打折扣，甚至使發動機無 法正常安全運轉。因此，研究開發能自動適應大甲烷濃度范圍變化的煤層氣發動機專用 的氣體燃料混合器，具有十分重要的現實意義和實用價值。
實用新型內容
本實用新型專利目的在于，通過精確控制空氣閥和燃氣閥的位置，可以自動精確控 制混合器出口混合氣的空氣-燃氣比，能夠滿足發動機高效、穩定工作的電控雙閥式氣 體燃料混合器。
具體的結構設計方案如下
電控雙閥式氣體燃料混合器，包括混合器，所述混合室殼體為三通管狀，兩側管口 分別連通著氣閥，另一側管為文丘里喉管式，文丘里喉管下部設有節氣閥門；
所述氣閥包括外套筒，外套筒一側為出口，另一側為進口，進口連通著氣管，氣管 伸入外套簡內，且氣管壁上、與出口對應處設有氣口，氣管上套設有內套筒，內套筒軸 向通過伸至外套筒外的軸連接著步進電機，步進電機位于外套筒外，內套筒上、與氣口 對應設有出氣口。
所述兩側氣閥上分別設有位置傳感器， 一側氣閥上還設有甲垸傳感器，所述節氣門 上設有位置傳感器。
所述節氣閥為節流式閥。 所述混合室殼體材料為鋁合金。
本實用新型通過精確控制空氣閥和燃氣閥的位置，可以自動精確控制混合器出口混 合氣的空氣-燃氣比，再結合先進的電子控制技術，使得煤層氣發動機能夠高效、穩定 地燃用濃度變化很大的煤層氣，為我國發展新型的高效、節能、環保型動力機械提供可 靠的保證。
本實用新型電控雙閥式氣體燃料混合器具有兩個氣閥，即空氣閥和燃氣閥，實現雙
門調節功能，可以滿足現場氣源甲烷濃度大范圍變化要求，變化范圍可達30 iotm,而
目前國外比例式氣體燃料混合器的適用范圍僅在70 100%之間，指標優于鬮外。
本混合器與天然氣發動機的配套功率在40kW 100kW之間，配套性好。混合器外殼
采用鋁合金精密鑄造，尺寸精度高、表面光滑美觀。
混合器核心關鍵部件-金屬內外套筒式氣閥，抗變性好，尺寸穩定性高，可在-40。C 80t溫度范圍內尺寸穩定、工作可靠。混合器使用壽命長，可達80O0小時，達到國外 同類先進產品的指標。
圖l為本實用新型結構示意圖，
圖2為混合室結構示意圖， 圖3為氣閥結構示意圖， 圖4為圖3的經向剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地說明。
實施例
電控雙閥式氣體燃料混合器，其混合室殼體2為三通管狀，兩側管口分別連通著氣 閥， 一側氣閥為空氣閥1另一側氣閥為燃氣閥3，混合室殼體2另一側管為文丘里喉管 式，文丘里喉管下部為節氣閥9，見圖1和圖2。
氣閥包括外套筒12，外套筒12—側為出口 13,另一側為進口 14，進口 14連通著 氣管15，氣管15伸入外套筒內，且氣管壁上、與出口對應處設有氣口 16,氣管15上 套裝有內套筒17，內套筒17軸向通過伸至外套筒12外的軸連接著步進電機，步進電機 位于外套筒12外，內套筒17上、與氣口 16對應設有出氣口 18。
空氣閥1和燃氣閥3上分別安裝有空氣閥位置傳感器6和燃氣閥位置傳感器8,燃 氣閥3上上還安裝有甲烷傳感器10，節氣門9上安裝有節氣門位置傳感器11。
節氣閥為節流式閥。
發動機工作時，為了將空燃比控制在理論空燃比附近，電控單元7會根據甲垸傳感 器的信號，通過空氣步進電機4和燃氣控制電機5，以控制空氣閥組件和燃氣閥組件的 開度，從而控制空氣流量和燃氣流量，使空燃比達到所要求的數值。燃氣辨的工作原理 是步進電機接受到電控單元信號后，步進電機轉動帶動內套簡17轉動，外套筒12固 定不動，造成兩者之間的流通截面變化，從而控制進入混合器的燃氣量。渴合室采用文 丘里喉管式結構，使空氣和燃料能夠充分均勻混合，精確控制比例的空氣,氣在混合 室充分混合后，經節氣閥組件形成可燃混合氣從混合器出口流出，再進入發動機氣缸內 中燃燒。節氣閥與氣體燃料發動機的調速器相連，用來控制不同工況時進入發動機氣缸 的混合氣總量，以便讓發動機發出所需要的功率。
權利要求1、電控雙閥式氣體燃料混合器，其特征在于包括混合器，所述混合室殼體為三通管狀，兩側管口分別連通著氣閥，另一側管為文丘里喉管式，文丘里喉管下部設有節氣閥門；所述氣閥包括外套筒，外套筒一側為出口，另一側為進口，進口連通著氣管，氣管伸入外套筒內，且氣管壁上、與出口對應處設有氣口，氣管上套設有內套筒，內套筒軸向通過伸至外套筒外的軸連接著步進電機，步進電機位于外套筒外，內套筒上、與氣口對應設有出氣口。
2、 根據權利要求1所述的電控雙閥式氣體燃料混合器，其特征在于所述兩側氣 閥上分別設有位置傳感器， 一側氣閥上還設有甲烷傳感器，所述節氣門上設有位置傳感器。
3、 根據權利要求1所述的電控雙閥式氣體燃料混合器，其特征在于所述節氣閥 為節流式閥。
4、 根據權利要求1所述的電控雙閥式氣體燃料混合器，其特征在于所述混合室 殼體材料為鋁合金。
專利摘要本實用新型涉及電控雙閥式氣體燃料混合器。解決了甲烷濃度變化范圍大的煤層氣發動機混合氣的空氣-燃氣比問題。結構特點是混合器的混合室殼體為三通管狀，兩側管口分別連通著氣閥，另一側管為文丘里喉管式，文丘里喉管下部設有節氣閥門；氣閥包括外套筒，其進口連通著氣管，氣管伸入外套筒內，氣管上套設有內套筒，內套筒軸向通過伸至外套筒外的軸連接著步進電機，氣管和內套筒經上對應設有出氣口。本實用新型可以滿足現場氣源甲烷濃度大范圍變化要求，本混合器與天然氣發動機的配套功率在40kW～100kW之間，配套性好，其使用壽命長。
文檔編號F02M21/04GK201003437SQ20072003372
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者劉一鳴, 左承基, 勤 滕, 建 談, 錢葉劍 申請人:合肥工業大學