CN111337260A - 一种***配气***及配气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种***配气***，包括***、泄压罐、储气罐、配气管道和泄压通道，泄压通道上安装有泄压阀，一种***配气方法，包括以下步骤：预热***，向泄压罐充入气体，关闭泄压阀，打开配气阀，储气罐中的气体进入燃烧腔中，形成可燃混合物，关闭***所有进出口，点火，在燃烧过程中，当***内的压力大于泄压罐内部的压力时，气体会冲开泄压阀进行泄压，当燃烧腔内的压力泄放至低于泄压腔内的压力时，泄压阀会关闭泄压通道，停止泄压，气体完全燃烧后，通过第一排气口排出***内的废气。在使用过程中，这种***配气***及配气方法不仅压力承受范围大，燃烧种类多，而且有效提升了高压工况下***火焰传播的研究进度。

Description

一种***配气***及配气方法
技术领域
本发明用于内燃机实验技术领域，特别是涉及一种***配气***及配气方法。
背景技术
***可用于多种理论研究与实际应用，是一种良好的发动机燃烧实验研究装置，定容***可对常规燃料、代用燃料的燃烧过程进行研究分析，可对燃烧过程中的物理变化过程、燃烧着火机理、碳烟颗粒产生机理等进行研究，还可以观测燃烧火焰传播速度、空间粒子分布等。
目前，国内的定容***火焰传播实验主要集中在低压常温范围内研究，而针对高压工况下的***火焰传播实验不仅极少研究而且还存在诸多问题，其主要存在***压力范围受限，燃烧种类少的问题，使得火焰传播研究难度较大。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种***配气***及配气方法，其***的压力承受范围大，燃烧种类多。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种***配气***，包括
***，具有燃烧腔以及均与所述燃烧腔相通的第一进气口和第一排气口，所述***上安装有检测所述燃烧腔内压力的压力传感器；
泄压罐，具有泄压腔以及均与所述泄压腔相通的第二进气口和第二排气口；
储气罐，设有多个，各所述储气罐分别通过配气管道与所述第一进气口接通，所述配气管道上安装有控制气体流量的配气阀，其中至少一个所述储气罐通过充气管道与所述泄压罐连通，所述充气管道中安装有充气阀；
泄压通道，连通所述燃烧腔和所述泄压腔，所述泄压通道上安装有泄压阀。
优选的，还包括与所述配气管道连通的气体流通管，所述气体流通管与所述第一进气口通过进气管道连通，所述进气管道上设有进气阀。
优选的，还包括连接所述第一排气口和所述气体流通管的第一排气管，所述第一排气管上安装有抽真空泵，所述第一排气管在靠近所述***的一侧设有第一排气阀，所述第一排气管在靠近所述气体流通管的一侧设有抽真空阀。
优选的，所述***上设有与所述燃烧腔连通的涮气阀。
优选的，还包括储液罐，所述储液罐通过输液管与所述燃烧腔连通，所述输液管上安装有注液泵和注液阀。
优选的，所述抽真空泵与所述第一排气阀之间设有通大气阀，所述第二排气口与所述通大气阀通过第二排气管道连通，所述第二排气管道在靠近所述泄压罐的一些设有第二排气阀。
优选的，与所述泄压罐连通的所述储气罐中灌装有氮气，所述充气管道中安装有数字压显表。
一种***配气方法，其特征在于，包括以上任一所述的***配气***，包括以下步骤：
预热所述***，打开所述充气阀向所述泄压罐充入气体，所述泄压罐内的压力大于所述***内的压力，所述泄压阀关闭，打开配气阀，所述储气罐中的气体进入所述燃烧腔中，形成可燃混合物，；
关闭***所有进出口，点火，在燃烧过程中，当所述***内的压力大于所述泄压罐内部的压力时，气体会冲开所述泄压阀进行泄压，当所述***内压力泄放至低于所述泄压腔内的压力时，所述泄压阀会关闭所述泄压通道，停止泄压；
混合气体完全燃烧后，通过第一排气口排出所述***内的废气。
优选的，向所述***的燃烧腔充入可燃气体之前，通过所述抽真空泵对所述***的燃烧腔进行抽真空，然后打开充气阀在所述燃烧腔内充入氮气打底。
优选的，通过所述注液泵将所述储液罐内的液体燃料注入所述燃烧腔内，对配气管道进行涮气后充入相应的气体燃料进行气液混合燃烧实验。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：在使用过程中，在泄压腔内充入气体，使得泄压腔与***之间形成压差，以使泄压阀关闭，打开配气阀，使多个储气罐中的气体充入***内，多个储气罐可存储多种燃料，有效提高了可燃气体的燃烧种类，可燃混合物在***中混合均匀后进行点火，燃烧过程中，当***内的气体压力大于泄压腔内的气体压力时，泄压阀会自动打开进行泄压，当***内的气体压力泄放至小于泄压罐中的压力时，泄压阀会关闭泄压通道，这样使得***配气***的压力承受范围较大，当***内的燃料完全燃烧后，将废气从***内部排出。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明一个实施例结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参见图1，本发明的实施例提供了一种***配气***，其主要包括***1、泄压罐2、储气罐3和泄压通道5，其中***1具有燃烧腔110以及均与燃烧腔110相通的第一进气口11和第一排气口12，泄压罐2具有泄压腔201以及均与泄压腔201相通的第二进气口21和第二排气口22，***1上安装有检测燃烧腔110内部压力的压力传感器111，储气罐3设有多个，各储气罐3分别通过配气管道40与第一进气口11接通，配气管道40上安装有控制气体流量的配气阀4，这样使得***配气***的燃烧种类增多，一次可以燃烧多种气体燃料，从而有效提高***配气***的使用效率。
参见图1，其中至少一个储气罐3通过充气管道30与泄压罐2连通，充气管道30中安装有充气阀31，泄压通道5连通燃烧腔110和泄压腔201，泄压通道5上安装有泄压阀51，在使用过程中，首先打开充气阀31，向泄压罐2内充入气体，以使泄压腔201内的压力大于燃烧腔110内的压力，泄压阀51的活动压片在压力作用下会堵住泄压通道5，打开配气阀4，使得储气罐3中的气体进入***1的燃烧腔110内，通过调节配气阀4的开口大小和读取压力传感器111的相关读数来调配出合适的可燃混合物，等待燃烧腔110内的可燃混合物混合均匀后，关闭***1的所有进出口，点火，使得燃烧腔110内的可燃混合物进行燃烧，在燃烧过程中，当燃烧腔110内的压力大于泄压腔201内的压力时，泄压腔201内的气体会冲开泄压阀51的活动压片，使得泄压通道5打开，进行泄压，当燃烧腔110内的压力泄放至低于泄压腔201内的压力时，泄压阀51会再次关闭泄压通道5，停止泄压，这种泄压阀51结构简单，反应速度快能够释放燃烧腔110内的压力，有效提升***配气***的压力承受能力。
当燃烧腔110内的混合气体完全燃烧后，将燃烧完的废气通过第一排气口12排出，完成燃烧实验，然后重复进行第二、三等组实验，最终实验数据取均值。
参见图1，在一些实施例中，***配气***还包括与配气管道40连通的气体流通管6，气体流通管6与第一进气口11通过进气管道71连通，进气管道71上设有进气阀7，配气过程中，储气罐3中的气体依次进入气体流通管6，当一种气体配完后会对配气管道40和气体流通管6进行抽真空，接着配下一种气体，配完的气体聚集在燃烧腔内混合，这种通过在储气罐3与***1之间设置气体流通管6的方式能减少***1上开设的进气孔数量，从而有效降低***1的加工难度，提高其使用寿命。
参见图1，***配气***还包括连接第一排气口12和气体流通管6的第一排气管104，第一排气管104上安装有抽真空泵10，第一排气管104在靠近***1的一侧设有排气阀101，第一排气管104在靠近气体流通管6的一侧设有抽真空阀102，当燃烧腔110内的可燃混合物完全燃烧后，打开排气阀101和抽真空泵10，通过抽真空泵10将燃烧腔110内的废气从第一排气口12抽出，加速燃烧腔110内废气的排出，此外，抽真空泵10还可以将气体流通管6和配气管道40进行抽真空，便于清除气体流通管6和配气管道40内残留的气体。
参见图1，***1上设有与燃烧腔110连通的涮气阀8，其主要用于对燃烧腔110内部的残留的气体进行刷洗和清扫，在使用过程中，通过抽真空泵10将燃烧腔110抽至真空后关闭抽真空泵10，打开涮气阀8，大气中的气体会通过涮气阀8冲入燃烧腔110，对燃烧腔110的内壁进行涮洗，从而将燃烧腔110内壁残留的气体清扫干净，便于下次实验的准确进行。
参见图1，在一些实施例中，***配气***还包括储液罐9，储液罐9通过输液管90与燃烧腔110连通，输液管90上安装有注液泵91和注液阀92，当需要在燃烧腔110中充入可燃性液体时，打开注液阀92，通过注液泵91将储液罐9中的液体泵送至燃烧腔110内部，进行液体燃料的燃烧实验。
参见图1，在一些实施例中，抽真空泵10与排气阀101之间设有通大气阀103，第二排气口22与通大气阀103通过第二排气管道220连通，第二排气管道220在靠近泄压罐2的一侧设有第二排气阀221，在使用过程中，打开第一排气阀101和通大气阀103能够将***1内的废气排出，打开第二排气阀221和通大气阀103能够将泄压罐2内废气排出。
在一些实施例中，与泄压罐2连通的储气罐3中灌装有氮气，充气管道30中安装有数字压显表32，由于氮气性质稳定，与其他气体不易发生化学反应，能够涮洗和清扫气体流通管6和各个配气管道40，一般在实验开始时，向泄压腔201内充入的气体的的压力值要比燃烧腔110内固有的压力值大3～5atm，气体的压力值可以通过数字压显表32和压力传感器111进行对比。
本发明还提供一种***配气方法，包括以上任一***配气***，具体步骤如下：
预热***1至初始实验温度，打开充气阀31，向泄压罐2的泄压腔201中充入气体，该气体一般采用氮气或化学性质稳定的惰性气体，由于泄压罐2内充入了气体，所以泄压腔201内的压力大于燃烧腔110内的压力，此时泄压通道5上安装的泄压阀51由于压差作用会处于关闭状态，使得活动压片将泄压通道5关闭，然后打开配气阀4，储气罐3中的气体进入燃烧腔110中，形成可燃混合物，通过调节配气阀4的阀门大小以及读取压力传感器111的压力读数来调配出适当的可燃混合物。
关闭***1所有进出口，点火，在燃烧过程中，当***1内的压力大于泄压罐2内的压力时，气体会冲开泄压阀51的活动压片进行泄压，当***1内压力泄放至低于泄压腔201内的压力时，泄压阀51会关闭泄压通道5，停止泄压，这样使得***1不会承受太大的压力负荷。
混合气体完全燃烧后，通过第一排气口12排出***1内的废气，完成燃烧试验。
此外，在一些实施例中，为了保证实验结果的准确性，向***1的燃烧腔充气之前，通过抽真空泵10对***1的燃烧腔110进行抽真空，然后打开与装有氮气的储气罐3相对应的配气管道40上的配气阀4，向燃烧腔110内充入少许氮气进行打底。
在一些实施例中，通过注液泵91将储液罐9内的液体燃料注入燃烧腔110内，再使用氮气对配气管道40进行涮气，充入相应的气体燃料进行气液混合燃料的燃烧实验，具体的，首先通过注液泵91将储液罐9中的液体泵入燃烧腔110内部，通过注液泵91将液体燃料注入到***1内，等待其蒸发完全，先使用氮气对配气管路进行涮气，然后根据液体燃料的含量及分压定律充入相应的气体燃料，最后充入剩余所需的氮气，其中可通过调节配气管道40上的配气阀4的开度来控制进气速率。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种***配气***，其特征在于：包括
***，具有燃烧腔以及均与所述燃烧腔相通的第一进气口和第一排气口，所述***上安装有检测所述燃烧腔内压力的压力传感器；
泄压罐，具有泄压腔以及均与所述泄压腔相通的第二进气口和第二排气口；
储气罐，设有多个，各所述储气罐分别通过配气管道与所述第一进气口接通，所述配气管道上安装有控制气体流量的配气阀，其中至少一个所述储气罐通过充气管道与所述泄压罐连通，所述充气管道中安装有充气阀；
泄压通道，连通所述燃烧腔和所述泄压腔，所述泄压通道上安装有泄压阀。
2.根据权利要求1所述的***配气***，其特征在于：还包括与所述配气管道连通的气体流通管，所述气体流通管与所述第一进气口通过进气管道连通，所述进气管道上设有进气阀。
3.根据权利要求2所述的***配气***，其特征在于：还包括连接所述第一排气口和所述气体流通管的第一排气管，所述第一排气管上安装有抽真空泵，所述第一排气管在靠近所述***的一侧设有第一排气阀，所述第一排气管在靠近所述气体流通管的一侧设有抽真空阀。
4.根据权利要求1所述的***配气***，其特征在于：所述***上设有与所述燃烧腔连通的涮气阀。
5.根据权利要求1所述的***配气***，其特征在于：还包括储液罐，所述储液罐通过输液管与所述燃烧腔连通，所述输液管上安装有注液泵和注液阀。
6.根据权利要求5所述的***配气***，其特征在于：所述抽真空泵与所述第一排气阀之间设有通大气阀，所述第二排气口与所述通大气阀通过第二排气管道连通，所述第二排气管道在靠近所述泄压罐的一侧设有第二排气阀。
7.根据权利要求1所述的***配气***，其特征在于：与所述泄压罐连通的所述储气罐中灌装有氮气，所述充气管道中安装有数字压显表。
8.一种***配气方法，其特征在于；包括权利要求1～7中任意一项所述***配气***，包括以下步骤：
预热所述***，打开所述充气阀向所述泄压罐充入气体，所述泄压罐内的压力大于所述***内的压力，所述泄压阀关闭，打开配气阀，所述储气罐中的气体进入所述燃烧腔中，形成可燃混合物，；
关闭***所有进出口，点火，在燃烧过程中，当所述***内的压力大于所述泄压罐内部的压力时，气体会冲开所述泄压阀进行泄压，当所述***内压力泄放至低于所述泄压腔内的压力时，所述泄压阀会关闭所述泄压通道，停止泄压；
混合气体完全燃烧后，通过第一排气口排出所述***内的废气。
9.根据权利要求8所述的***配气方法，其特征在于：向所述***的燃烧腔充入可燃气体之前，通过所述抽真空泵对所述***的燃烧腔进行抽真空，然后打开充气阀在所述燃烧腔内充入氮气打底。
10.根据权利要求8所述的***配气方法，其特征在于：通过所述注液泵将所述储液罐内的液体燃料注入所述燃烧腔内，对配气管道进行涮气后充入相应的气体燃料进行气液混合燃烧实验。
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