一种管道流体混合器总成的制作方法

本实用新型属于流体混合
技术领域：
，具体涉及一种管道流体混合器总成，适用于燃气、EGR等气体或其他流体的混合。
背景技术：
：流体混合器主要用于将两种流体按所需要的比例尽可能均匀地进行混合，比如用于燃气机的空气和燃气混合，柴油机或汽油机的空气和EGR气体混合。对于管道流体混合器来说，由于来自不同管道的不同流体之间流量、流速和压力均有所不同，因此在彼此的影响下很容易造成混合不均匀，流速、流量不稳定等影响混合效率的情况。中国专利：授权公告号为CN203452934U，授权公告日为2014年2月26日的实用新型专利公开了一种废气再循环柴油发动机的EGR混合器，包括混合器内腔和混合器，混合器内腔的一端为自然空气进入口，混合器内腔的另一端为混合气排出口，所述混合器的环形外壁上均匀开设有混合器孔，混合器孔为倾斜分布的阵列孔。该结构通过开设大量阵列孔，期望管内流体能够均匀的由各阵列孔流出，提高混合均匀度。但是，进一步研究表明，在主管路流体作用下，大量主流体会从阵列孔进入混合器管内，冲击混合器内待混合流体，使得待混合流体聚集，从而导致混合效率较低。另外，从加工角度来看，大量阵列孔导致加工难度加大，加工量以及加工费用也会明显增加。技术实现要素：本实用新型的目的是克服现有技术存在的结构复杂、加工成本高、压力损失大、混合效果差的问题，提供一种结构简单、加工成本低、压力损失小且混合效率高的管道流体混合器总成。为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：一种管道流体混合器总成，包括主流体管道、混合器本体，所述主流体管道包括主流体入口端、混合流体出口端，所述混合器本体包括依次连通的次流体入口端、混合器腔体、出口端，所述出口端由主流体管道的侧壁伸入主流体管道的内腔中，且混合器本体的管壁上开设有连通混合器腔体、内腔的主流体进口；所述主流体进口朝向主流体入口端设置，所述出口端的管壁上开设有用于排出预混流体的一号侧向切口和二号侧向切口，所述一号侧向切口、二号侧向切口均朝向内腔的内壁，且对称设置在主流体进口的两侧。所述一号侧向切口、二号侧向切口结构一致，均为槽状结构，其底端轴向延伸至出口端的端面上，所述一号侧向切口、二号侧向切口将出口端切割成入流板、挡流板。所述入流板的径向宽度小于挡流板的径向宽度。所述入流板的径向宽度大于挡流板的径向宽度。所述主流体进口包括位于一号侧向切口和二号侧向切口上方的开口结构，该开口结构为孔状或径向延伸的方形槽结构。所述主流体进口包括孔状部、方形槽部，所述孔状部位于一号侧向切口和二号侧向切口的上方，所述方形槽部的顶端与孔状部的底部相通，方形槽部的底端轴向延伸至近端面处。所述主流体进口为方形槽结构，其顶端位于一号侧向切口和二号侧向切口的上方，底端轴向延伸至端面上。所述混合器本体伸入到内腔的部分的高度大于内腔的半径，所述混合器腔体的内径小于等于内腔的内径。所述混合器本体的中轴线与主流体管道的中轴线所形成的夹角为45°～90°。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：1、本实用新型一种管道流体混合器总成中主流体进口朝向主流体入口端设置，出口端的管壁上开设有用于排出预混流体的一号侧向切口和二号侧向切口，一号侧向切口、二号侧向切口均朝向内腔的内壁，且对称设置在主流体进口的两侧，即将预混流体的出口设置在混合器本体的两侧，本设计引入了两级混合策略，在主流迎面开设主流体进口，依靠主流体自身的动能即可进入混合器腔体内与次流体进行第一次混合形成预混流体，随后预混流体在混合器腔体内壁的挡流作用下改变流动方向，由混合器本体两侧的侧向切口流入主流体管道的内腔中与主流体进行第二次混合，最后经由混合流体出口端流出，不仅能够显著提高混合效率，而且整个过程的压力损失小，同时，本设计采用侧面切口的措施简化了加工工艺，降低了成本。因此，本实用新型不仅压力损失小、混合效率高，而且结构简单、加工成本低。2、本实用新型一种管道流体混合器总成中一号侧向切口、二号侧向切口将出口端分割成入流板、挡流板，且入流板的径向宽度小于挡流板的径向宽度，该设计使得预混流体与主流体能够迎面混合，从而获得更好的混合效果。因此，本实用新型可进一步改善混合效率。3、本实用新型一种管道流体混合器总成中入流板的径向宽度大于挡流板的径向宽度，该设计使得预混流体的流向为顺流，可有效降低流体的流动阻力，进而减小压力损失。因此，本实用新型进一步减小了压力损失。4、本实用新型一种管道流体混合器总成中主流体进口包括位于一号侧向切口和二号侧向切口上方的开口结构，该设计通过在侧向切口的上游增设主流体入口，在不影响侧向切口开设空间的情况下增大了主流体进口的面积，有效改善了主流体与次流体的预混效果。因此，本实用新型可获得更优的预混效果。附图说明图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1的A向视图。图3为实施例1中混合器本体的结构示意图。图4为图3的A向视图。图5为实施例2中混合器本体的结构示意图。图6为图5的A向视图。图7为实施例3中混合器本体的结构示意图。图8为图7的A向视图。图9为实施例4中混合器本体的结构示意图。图10为图9的A向视图。图11为实施例5中混合器本体的结构示意图。图12为图11的A向视图。图13为实施例6中混合器本体的结构示意图。图14为图13的A向视图。图中：主流体管道1、主流体入口端11、混合流体出口端12、内腔13、混合器本体2、次流体入口端21、混合器腔体22、出口端23、主流体进口231、一号侧向切口232、二号侧向切口233、端面234、入流板3、挡流板4、孔状部5、方形槽部6。具体实施方式下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。参见图1至图14，一种管道流体混合器总成，包括主流体管道1、混合器本体2，所述主流体管道1包括主流体入口端11、混合流体出口端12，所述混合器本体2包括依次连通的次流体入口端21、混合器腔体22、出口端23，所述出口端23由主流体管道1的侧壁伸入主流体管道1的内腔13中，且混合器本体2的管壁上开设有连通混合器腔体22、内腔13的主流体进口231；所述主流体进口231朝向主流体入口端11设置，所述出口端23的管壁上开设有用于排出预混流体的一号侧向切口232和二号侧向切口233，所述一号侧向切口232、二号侧向切口233均朝向内腔13的内壁，且对称设置在主流体进口231的两侧。所述一号侧向切口232、二号侧向切口233结构一致，均为槽状结构，其底端轴向延伸至出口端23的端面234上，所述一号侧向切口232、二号侧向切口233将出口端23切割成入流板3、挡流板4。所述入流板3的径向宽度小于挡流板4的径向宽度。所述入流板3的径向宽度大于挡流板4的径向宽度。所述主流体进口231包括位于一号侧向切口232和二号侧向切口233上方的开口结构，该开口结构为孔状或径向延伸的方形槽结构。所述主流体进口231包括孔状部5、方形槽部6，所述孔状部5位于一号侧向切口232和二号侧向切口233的上方，所述方形槽部6的顶端与孔状部5的底部相通，方形槽部6的底端轴向延伸至近端面234处。所述主流体进口231为方形槽结构，其顶端位于一号侧向切口232和二号侧向切口233的上方，底端轴向延伸至端面234上。所述混合器本体2伸入到内腔13的部分的高度大于内腔13的半径，所述混合器腔体22的内径小于等于内腔13的内径。所述混合器本体2的中轴线与主流体管道1的中轴线所形成的夹角为45°～90°。本实用新型的原理说明如下：本实用新型提出了一种压力损失小、混合效果好且结构简单的管道流体混合器总成，通过两级式混合策略与侧面切面相结合的形式，改变了预混流体的流动路径和方向，增加了主流体与次流体在混合器腔体22内进行第一次混合的时间，有效提高了混合效率。同时，通过调整侧面切口的设置方向对混合效率和流动阻力进了优化，达到两者的最优配合。当入流板的径向宽度与挡流板的径向宽度相同时表现出较高的混合均匀度和较小的压力损失，在实际设计过程中可结合混合器对于混合效率以及压力损失的要求来选择合适的切口朝向。另外，本实用新型将混合器本体2的插入方向与主流体的流动方向控制在45°～90°有利于降低混合器腔体22中次流体的流动。实施例1：参见图1至图4，一种管道流体混合器总成，包括主流体管道1、混合器本体2，所述主流体管道1包括依次连通的主流体入口端11、内腔13、混合流体出口端12，所述混合器本体2包括依次连通的次流体入口端21、混合器腔体22、出口端23，所述出口端23由主流体管道1的侧壁伸入内腔13中，出口端23的中轴线与主流体管道1的中轴线形成45°夹角，所述出口端23的管壁上开设有主流体进口231、用于排出预混流体的一号侧向切口232和二号侧向切口233，所述主流体进口231为朝向主流体入口端11设置的槽状结构，其顶端位于一号侧向切口232和二号侧向切口233的上方，其底端轴向延伸至端面234上，所述一号侧向切口232、二号侧向切口233结构一致的槽状结构，一号侧向切口232、二号侧向切口233均朝向内腔13的内壁并对称设置在主流体进口231的两侧，且一号侧向切口232、二号侧向切口233的底端轴向延伸至出口端23的端面234上并将出口端23分割成入流板3、挡流板4，所述入流板3的径向宽度小于挡流板4的径向宽度，所述混合器本体2伸入到内腔13的部分的高度大于内腔13的半径，所述混合器腔体22的内径小于内腔13的内径。实施例2：参见图1、图2、图5、图6，一种管道流体混合器总成，其结构与实施例1的不同之处在于：所述入流板3的径向宽度小于挡流板4的径向宽度。实施例3：参见图1、图2、图7、图8，一种管道流体混合器总成，其结构与实施例1的不同之处在于：所述入流板3的径向宽度等于挡流板4的径向宽度。实施例4：参见图1、图2、图9、图10，一种管道流体混合器总成，其结构与实施例3的不同之处在于：所述主流体进口231包括孔状部5、方形槽部6，所述孔状部5位于一号侧向切口232和二号侧向切口233的上方，所述方形槽部6的顶端与孔状部5的底部相通，方形槽部6的底端轴向延伸至近端面234处。实施例5：参见图1、图2、图11、图12，一种管道流体混合器总成，其结构与实施例的同之处在于：所述主流体进口231为位于一号侧向切口232和二号侧向切口233上方的孔状结构。实施例6：参见图1、图2、图13、图14，一种管道流体混合器总成，其结构与实施例3的不同之处在于：所述主流体进口231为位于一号侧向切口232和二号侧向切口233上方、并径向延伸的方形槽结构。为考察本实用新型结构的混合效果，以某型发动机为基础，空气为主流体，EGR废气为次流体，对上述实施例1至实施例3所述装置、对比装置1、对比装置2在相同工况下进行了出口均匀度、压力损失以及进气损失的检测。其中，对比装置1中的混合器本体采用出口端管壁周圈均匀分布通孔的结构，对比装置2与实施例1所述装置的区别在于主流体进口231的长度更短，即主流体进口231的面积更小。检测结果见表1：表1混合器总成的混合性能测试结果对比装置1对比装置2实施例1实施例2实施例3出口均匀度/％86.797.297.397.895.3压力损失/kpa2.53.72.23.11.2进气损失/kpa4.24.53.13.92.6上表中，压力损失是指EGR废气侧的压力损失，进气损失是指空气侧的压力损失。出口均匀度越大，混合效率越高。由以上数据能够看出，1、与现有的周圈均布通孔的结构(对比装置1)相比，本实用新型装置能够获得更高的混合效率、更小的压力损失。2、增大主流体进口231的面积在一定程度上可改善混合效率、降低压力损失。3、入流板的径向宽度小于挡流板的径向宽度时具有更高的混合效率，入流板的径向宽度大于挡流板的径向宽度时则具有更小的压力损失。当前第1页1 2 3