一種流體混合器的製作方法
2023-04-27 03:36:46
本發明涉及一種混合器，屬於流體混合技術領域，尤其涉及一種流體混合器，具體適用於提高集成化程度，增強混合效果。
背景技術：
目前，面對日趨嚴峻的環境危機，各國對排放法規的要求越來越嚴格，低排放是內燃機發展的主要方向。egr作為降低內燃機nox排放的有效機內淨化措施，是發動機實現低排放的重要技術之一。在實際工程應用中，egr混合均勻性是影響發動機性能的重要指標，較差的混合均勻性會導致發動機循環和各缸一致性較差，對發動機性能帶來不利影響。因此，強化egr與新鮮充量的混合效果，提高混合均勻性是提高egr發動機性能的必要措施。
申請公布號為cn105003361a，申請公布日為2015年10月28日的發明專利申請公開了一種集成egr混合器，其包括egr閥座部、egr閥安裝法蘭、混合及擾流部，該混合及擾流部的一側為燃氣混合器進氣側，另一側為發動機進氣接管出氣側，燃氣混合器進氣側與發動機進氣接管出氣側之間設置有混合擾流腔，該混合擾流腔的上遊為混合腔，該混合腔內設置有混合芯，混合芯的外周側具有廢氣環槽，該廢氣環槽通過廢氣流道與egr閥座部的廢氣入口連通，混合擾流腔的下遊為擾流腔。雖然該設計集成了egr混合器、egr閥座、擾流器，降低了使用中的振動，但其仍舊具有以下缺陷：
首先，該設計只是在進氣前端增加了導流葉片，以強化氣流運動和促進混合，但這是一種外加的渦流能力，而不是混合器內部自身產生的渦流，故混合效果較差；
其次，該設計增設了導流葉片以增加混合能力，導流葉片屬於外增的部件，其並不直接參與流體的混合，無疑增加了零部件的數量，複雜了混合器的內部結構，降低了集成化程度；
再次，該設計中混合芯包括管狀芯體與中心混合管，中心混合管為兩根交叉的直管，氣體從管狀芯體、中心混合管側壁上開設的氣孔流出以進行混合，該種混合方式與直接混合兩種流體相比，對混合程度的提高有限，混合效果較差。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術中存在的集成化程度較低、混合效果較差的缺陷與問題，提供一種集成化程度較高、混合效果較佳的流體混合器。
為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種流體混合器，包括混合器主體、流體b入口、流體a入口與混合芯，所述流體b入口與混合器主體內的混合器主腔體相通，混合器主體的中部開設有貫通的主流道以分別與流體a入口、流體a出口上下相通，且在主流道的中部設置有混合芯；
所述混合芯包括中心固定件與至少兩個導流片，所述中心固定件位於主流道的正中部位，中心固定件包括同軸的外筒體、內筒體及夾於兩者之間的中心腔體，外筒體的上下兩端與內筒體的上下兩端對應連接，內筒體的側壁上開設有多個一號b出氣孔，外筒體的側壁上開設有外插口以與導流片的一端相連接，導流片的另一端與混合器主體的內壁相連接，導流片內的導流腔分別與中心腔體、混合器主腔體相通，且在導流片的側壁上開設有多個二號b出氣孔。
所述導流片的數量為六個，六個導流片圍繞外筒體的側壁均勻設置。
所述外筒體的上下兩端與內筒體的上下兩端平齊連接，外筒體的上端、內筒體的上端之間夾成有環形的中心頂面，外筒體的下端、內筒體的下端之間夾成有環形的中心底面，且在中心頂面、中心底面上開設有多個三號b出氣孔。
所述導流片包括依次連接的左側面、頂弧面、右側面與底弧面，所述頂弧面、底弧面均為弧形結構，頂弧面寬於底弧面設置，左側面、右側面上開設有多個二號b出氣孔。
所述左側面的上下兩端分別是左上弧邊、左下弧邊，所述右側面的上下兩端分別是右上弧邊、右下弧邊，且左上弧邊、左下弧邊、右上弧邊、右下弧邊都為弧形結構。
所述左上弧邊、右上弧邊的弧度相異，所述左下弧邊、右下弧邊的弧度相異。
所述導流片與外筒體的側壁之間夾成有傾斜夾角，該傾斜夾角的大小為0度―90度。
所述傾斜夾角的大小為45度。
所述混合器主體的內壁上開設有多個與混合器主腔體相通的四號b出氣孔。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：
1、本發明一種流體混合器中，混合芯包括中心固定件與至少兩個導流片，導流片沿中心固定件的外壁呈旋轉式的均勻設置，且混合芯位於主流道的正中部位，使用時，流體a沿主流道從上至下通過，同時，流體b從導流片、中心固定件兩個渠道流出，其中，從中心固定件流出的流體b在中心固定件內進行了混合，而從導流片流出的流體b則被賦予了導流片自身提供的渦流能力，增強了混合效果，尤其當導流片與外筒體的側壁之間夾成有傾斜夾角時，效果更佳。因此，本發明能為流體混合提供渦流能力，混合效果更佳。
2、本發明一種流體混合器中，混合器主體、中心固定件、導流片都為中空結構，三者的內部都還有供流體b通過的腔體，三者的側壁上都可以開設有氣孔以供流體b流出，不僅三者本身可以增強流體b的分散，以提高混合效果，而且相互之間還能產生協作，進一步的提高混合效果，且在整體上將中心固定件、導流片集中於混合器主體的內部，所有部件都能發揮增強混合的作用，集成性很強，該集成化設計可以同步氣流運動與流體混合過程，再次提升混合效率。因此，本發明不僅混合效果較佳，而且集成化程度較高。
3、本發明一種流體混合器中，將中心固定件、導流片所組成的混合芯設置在混合器主體的中部，即主流道的正中部位，提升了主流道的空間利用率，增加了流體分散度，提高了流體混合效率。因此，本發明不僅流體的混合效果較好，而且空間利用率較高。
附圖說明
圖1是本發明的立體結構示意圖。
圖2是圖1在橫向的剖視圖。
圖3是圖1在縱向的剖視圖。
圖4是圖1本發明中的中心固定件的立體結構示意圖。
圖5是圖4的主視圖。
圖6是圖4的剖視圖。
圖7是本發明中導流片在俯視時的立體結構示意圖。
圖8是圖7的橫截面示意圖。
圖9是本發明中導流片在側視時的立體結構示意圖。
圖中：流體b入口1、一號b出氣孔11、二號b出氣孔12、三號b出氣孔13、四號b出氣孔14、混合器主體2、混合器主腔體21、主流道22、流體a入口23、流體a出口24、混合芯3、中心固定件4、外筒體41、內筒體42、中心腔體43、外插口44、中心頂面45、中心底面46、導流片5、導流腔51、左側面52、左上弧邊521、左下弧邊522、頂弧面53、右側面54、右上弧邊541、右下弧邊542、底弧面55、傾斜夾角6。
具體實施方式
以下結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
參見圖1至圖9，一種流體混合器，包括混合器主體2、流體b入口1、流體a入口23與混合芯3，所述流體b入口1與混合器主體2內的混合器主腔體21相通，混合器主體2的中部開設有貫通的主流道22以分別與流體a入口23、流體a出口24上下相通，且在主流道22的中部設置有混合芯3；
所述混合芯3包括中心固定件4與至少兩個導流片5，所述中心固定件4位於主流道22的正中部位，中心固定件4包括同軸的外筒體41、內筒體42及夾於兩者之間的中心腔體43，外筒體41的上下兩端與內筒體42的上下兩端對應連接，內筒體42的側壁上開設有多個一號b出氣孔11，外筒體41的側壁上開設有外插口44以與導流片5的一端相連接，導流片5的另一端與混合器主體2的內壁相連接，導流片5內的導流腔51分別與中心腔體43、混合器主腔體21相通，且在導流片5的側壁上開設有多個二號b出氣孔12。
所述導流片5的數量為六個，六個導流片5圍繞外筒體41的側壁均勻設置。
所述外筒體41的上下兩端與內筒體42的上下兩端平齊連接，外筒體41的上端、內筒體42的上端之間夾成有環形的中心頂面45，外筒體41的下端、內筒體42的下端之間夾成有環形的中心底面46，且在中心頂面45、中心底面46上開設有多個三號b出氣孔13。
所述導流片5包括依次連接的左側面52、頂弧面53、右側面54與底弧面55，所述頂弧面53、底弧面55均為弧形結構，頂弧面53寬於底弧面55設置，左側面52、右側面54上開設有多個二號b出氣孔12。
所述左側面52的上下兩端分別是左上弧邊521、左下弧邊522，所述右側面54的上下兩端分別是右上弧邊541、右下弧邊542，且左上弧邊521、左下弧邊522、右上弧邊541、右下弧邊542都為弧形結構。
所述左上弧邊521、右上弧邊541的弧度相異，所述左下弧邊522、右下弧邊542的弧度相異。
所述導流片5與外筒體41的側壁之間夾成有傾斜夾角6，該傾斜夾角6的大小為0度―90度。
所述傾斜夾角6的大小為45度。
所述混合器主體2的內壁上開設有多個與混合器主腔體21相通的四號b出氣孔14。
本發明的原理說明如下：
基於現有背景，本發明旨在提出一種簡單且集成化更高、混合效果更好的流體混合器，適用於包括egr在內的各種流體混合。
本發明中在主流道22的正中部位設置有混合芯3，該混合芯3包括中心固定件4與至少兩個導流片5，所有的導流片5以中心固定件4為中心軸圍繞設置，使得流體a在通過主流道22時，會在導流片5的作用下產生渦流，在該渦流的作用下，流體a與流體b之間的混合效果會得到強化，尤其當本發明中設置了多處流體b出氣孔（導流片5、中心固定件4、混合器主體2上都可以設置流體b出氣孔）的情況下，豐富了流體b的流出途徑，混合效果更好。
此外，導流片5與外筒體41的側壁之間夾成有傾斜夾角6，該傾斜夾角6的大小為0度―90度，優選為45度，其原因在於：夾角越大時，導流作用越小，流體a產生的渦流越小，混合效果變差，但是阻力小；夾角越小時，導流作用越強，流體a產生的渦流越大，混合效果越好，但是阻力增加。
實施例1：
參見圖1至圖9，一種流體混合器，包括混合器主體2、流體b入口1、流體a入口23與混合芯3，所述流體b入口1與混合器主體2內的混合器主腔體21相通，混合器主體2的中部開設有貫通的主流道22以分別與流體a入口23、流體a出口24上下相通，且在主流道22的中部設置有混合芯3；
所述混合芯3包括中心固定件4與至少兩個導流片5，所述中心固定件4位於主流道22的正中部位，中心固定件4包括同軸的外筒體41、內筒體42及夾於兩者之間的中心腔體43，外筒體41的上下兩端與內筒體42的上下兩端對應連接，內筒體42的側壁上開設有多個一號b出氣孔11，外筒體41的側壁上開設有外插口44以與導流片5的一端相連接，導流片5的另一端與混合器主體2的內壁相連接，導流片5內的導流腔51分別與中心腔體43、混合器主腔體21相通，且在導流片5的側壁上開設有多個二號b出氣孔12。優選混合器主體2的內壁上開設有多個與混合器主腔體21相通的四號b出氣孔14；優選導流片5的數量為六個，六個導流片5圍繞外筒體41的側壁均勻設置。
實施例2：
基本內容同實施例1，不同之處在於：
所述外筒體41的上下兩端與內筒體42的上下兩端平齊連接，外筒體41的上端、內筒體42的上端之間夾成有環形的中心頂面45，外筒體41的下端、內筒體42的下端之間夾成有環形的中心底面46，且在中心頂面45、中心底面46上開設有多個三號b出氣孔13。
實施例3：
基本內容同實施例1，不同之處在於：
所述導流片5包括依次連接的左側面52、頂弧面53、右側面54與底弧面55，所述頂弧面53、底弧面55均為弧形結構，頂弧面53寬於底弧面55設置，左側面52、右側面54上開設有多個二號b出氣孔12。所述左側面52的上下兩端分別是左上弧邊521、左下弧邊522，所述右側面54的上下兩端分別是右上弧邊541、右下弧邊542，且左上弧邊521、左下弧邊522、右上弧邊541、右下弧邊542都為弧形結構。
實施例4：
基本內容同實施例3，不同之處在於：
所述左上弧邊521、右上弧邊541的弧度相異，所述左下弧邊522、右下弧邊542的弧度相異。
實施例5：
基本內容同實施例1，不同之處在於：
所述導流片5與外筒體41的側壁之間夾成有傾斜夾角6，該傾斜夾角6的大小為0度―90度，優選傾斜夾角6的大小為45度。