专利名称：被动式调节流体混合比例的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用物理方式进行流体混合的方法，特别涉及保证输出流量恒定、混合比例可调的被动式调节流体混合比例的方法。
背景技术：
现在用于调节两种以上流体(含液体、气体和沙粉状固体)混合比例的方法和装置主要有机械式比例分配泵或电子分配装置。前者只能按固定比例工作；后者必须对不同流体的瞬间流量进行检测并经过计算再通过一系列复杂的动作控制机械泵或阀门开或关，它们都采用主动式工作方式，不仅结构复杂，可靠性低、体积大，成本高，而且存在时延并产生滞后现象从而影响连续生产。对于可以随流量变化而自动改变不同流体混合比例的简单而可靠的方法及其装置，还没有公开的报道。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，提供一种可以随流量变化而自动改变不同成分流体混合比例、简单而可靠的方法及其装置。
本发明是通过实施以下技术方案来实现的一种被动式调节流体混合比例的方法，各成分流体经比例分配器被引入混合室中进行充分混合后，并提供给使用装置使用；在混合过程中还包括以下步骤a、使用装置压力回流的混合流体被重新输入流体比例分配器中；b、混合流体进入比例分配器后，推动比例分配器中活塞轴向移动，导致各成分流体进入混合室的通道截面积减小，进而减小各成分流体进入混合室的流量，压力回流的混合流体也被输入到混合室中，上述流入混合室中各种流体的总量与混合室输出的流体总量保持平衡；c、活塞在轴向移动过程中通过导向机构使确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室进口的截面积，从而调控进入混合室中各成分流体的比例。本方法将回流的混合流体重新导入混合室中，实现混合流体在系统内部的循环使用，混合更加充分，并可以实现实时配制混合流体。同时根据回流量的大小调控新混合流体的流量，使供给使用装置的混合流体供应量保持稳定。同时，在供应量保持稳定的前提下，根据回流量的大小调控新混合流体的混合比例，实现使用装置在不同工况下对输入混合流体不同比例的要求。
一种被动式调节流体混合比例的装置，包括内置有活塞的活塞腔体，该活塞腔体上分别设置有至少两个成分流体进口和至少两个出口，各成分流体通过进口、活塞内的通道和出口按设定比例进入混合室进行混合；A、所述活塞腔体端部设置有混合流体的进口，该混合流体的出口设置在活塞腔体上并与混合室连通，所述混合流体为系统中压力回流的混合流体，该混合流体进入活塞腔体后克服设置在活塞杆端头的复原弹簧作用而推动活塞轴向移动，逐步打开出口直至混合流体全部进入混合室；B、所述活塞体在活塞移动过程中逐步遮蔽各组成成分流体的出口，并保持从各出口流入混合室内流体的流量与混合室出口流出的流量相同；C、所述活塞杆端还设置有导向机构，该导向机构在活塞轴向移动过程中确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室进口的截面积，从而调控进入混合室中各成分流体的比例。
本发明具有满足至少两种流体按设定比例进行混合，并且可以做到在流量改变的同时进行比例控制。本发明应用广泛，尤其在线生产掺水乳化油时，可以满足随内燃机工况变化而在线供应不同配比的掺水乳化油的需要。
具体实施例方式
下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。
由
图1至图4中可看出，一种被动式调节流体混合比例的方法，各成分流体经比例分配器6被引入混合室3中进行充分混合后，并提供给使用装置5使用；在混合过程中还包括以下步骤a、使用装置5压力回流的混合流体被重新输入流体比例分配器6中；b、混合流体进入比例分配器6后，推动比例分配器6中活塞2轴向移动，导致补充的各成分流体进入混合室3的通道截面积减小，进而减小各成分流体进入混合室3的流量，压力回流的混合流体也被输入到混合室3中，上述流入混合室3中各种流体的总量与混合室3输出的流体总量保持平衡；c、活塞2在轴向移动过程中通过导向机构4确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室3进口的截面积，从而调控进入混合室3中各成分流体的比例。
本方法将冗余的混合流体回流到分配器并重新导入混合室3中，在混合腔内，已经混合回流的混合流体与新补充的各成分流体进行再混合后输出使用，如此循环不止；实现混合流体在系统内部的循环使用，混合更加充分，并可以实现实时配制混合流体。同时根据回流量的大小调控新补充的流体的流量，使供给使用装置5的混合流体供应量保持稳定。同时，在供应量保持稳定的前提下，根据回流量的大小调控新混合流体的混合比例，实现使用装置5在不同工况下对输入混合流体不同比例的要求。
所述导向机构4使活塞2不产生径向转动，各成分流体进入混合室3进口的截面积保持原始设定的比例，此时，补充的流体混合比例不变。所述导向机构4使活塞2产生径向转动，使各成分流体进入混合室3进口的截面积在递减过程中改变其原始设定的比例，从而改变进入混合室3中各成分流体的配合比例。
由图1至图4中可看出，一种被动式调节流体混合比例的装置，包括内置有活塞2的活塞腔体1，该活塞腔体上分别设置有至少两个成分流体进口11、15和至少两个出口12、16，各成分流体通过进口11或15、活塞2内的导流槽22或23和出口12或16按设定比例进入混合室3进行混合；A、所述活塞腔体1端部设置有混合流体的进口13，该混合流体的出口14设置在活塞腔体1上并与混合室3连通，所述混合流体为系统中回流的混合流体，该混合流体进入活塞腔体1后克服设置在活塞杆25端头的复原弹簧24作用而推动活塞2轴向移动，逐步打开出口14直至混合流体全部进入混合室3；B、所述活塞体21在活塞2移动过程中逐步遮蔽各成分流体的出口12和16，并保持从各出口12、16和14流入混合室3内流体的流量与混合室3出口31流出的流量相同；复原弹簧24的作用是平衡回流产生的压力，当混合室3出口31输出的混合流体等于使用装置5的额定用量时，回流为0，对分配器6中复原弹簧24的压力最小，此时，活塞2被复原弹簧24推到底，并且完全关闭出口14，活塞2上的导流槽22或23与活塞腔体1上的出口12或16形成最大开通状态；回流为最大时，活塞2将完全开放出口14，并且完全关闭开口12和16；C、所述活塞杆25端还设置有导向机构4，该导向机构在活塞2轴向移动过程中确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室3进口11和15的截面积，从而调控进入混合室3中各成分流体的比例。利用压力回流的混合流体进口压力与混合室3出口所形成的压力差，可以驱动一个安装在分配器6中的活塞2轴向运动；由于活塞2上有特殊的导流结构并分别对应各成分流体的出口，该导流结构又与分配器6上一个开口相通，并形成两个截面积不同的出口12和16，各成分流体在单位时间内通过不同截面进入混合腔从而构成了一定比例的混合体；活塞2在轴向运动的同时，在设定范围内产生径向转动，各成分流体的比例和流量根据活塞2上导流槽22或23与出口12或16的位置变化而变化，其比例可以人为设定，或一直保持不变，或随流量改变流体的比例也改变，由图1中可看出，所述导向机构4包括设置于导向筒41上的导向滑槽42，在活塞杆25上固定有滑块43，该滑块在导向滑槽42内滑动。
导向机构4的控制方式有两种，一种是所述滑块43在导向滑槽42内的滑动轨迹与活塞2轴向移动轨迹保持一致，各成分流体进入混合室3进口11和15的截面积保持原始的设定比例，此时，补充的流体混合比例不变。另一种是所述滑块43在导向滑槽42内的滑动轨迹与活塞2轴向移动轨迹产生一定的角度，活塞2在轴向运动过程中也会产生一定角度的径向转动，活塞体21在逐步遮蔽出口12和16的同时，使出口12和16的出口面积改变其原始设定的比例，从而改变从出口12和16进入混合室3内成分流体的比例，随着活塞2在轴向移动过程中角度的不断变化，继续改变流体组成部分的比例。
由图1和图4中可看出，为了进一步调节各成分流体的流量，所述出口12和16上分别设有调节板121和161。所述复原弹簧24的固定端设有调节旋钮26，可以调节复原弹簧24的预压力。
由图1至图4中可看出，所述成分流体的数量为两种时，所述导流槽22和23是在活塞体21相同轴向位置上开出的两条槽，这两条槽之间被隔壁27所隔离。当活塞2轴向移动时，导流槽22和23的侧壁逐步遮蔽出口12和16，使其流通面积减小，各成分流体的流量减小。由于活塞2同时产生径向转动，所以，隔壁27将发生偏转，逆时针偏转则减小出口12的流通面积、增大出口16的流通面积；顺时针偏转则增大出口12的流通面积、减小出口16的流通面积，这样就实现了改变各成分流体混合比例的目的。
由图5和图6中可看出，所述成分流体的数量为两种以上，导流槽22和23是在活塞体21不同轴向位置上开出的与成分流体的数量相同的多条槽，在每条槽的侧面分别设有斜面221和231，当活塞2产生径向转动时，所述两斜面221和231影响其对应出口12和16的流通面积。当活塞2发生径向转动时，导流槽22和23上的斜面221和231遮蔽或放开其所对应的出口12或16的部分流通面积，从而改变各成分流体的混合比例。
权利要求
1.一种被动式调节流体混合比例的方法，各成分流体经比例分配器(6)被引入混合室(3)中进行充分混合后，提供给使用装置(5)使用；其特征在于在混合过程中还包括以下步骤a、将使用装置(5)压力回流的混合流体重新输入流体比例分配器(6)中；b、混合流体进入比例分配器(6)后，推动比例分配器(6)中活塞(2)轴向移动，导致补充的各成分流体进入混合室(3)的进口截面积减小，进而减小各成分流体进入混合室(3)的流量，压力回流的混合流体也被输入到混合室(3)中，上述流入混合室(3)中各种流体的总量与混合室(3)输出的流体总量保持平衡；c、活塞(2)在轴向移动过程中通过导向机构(4)确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室(3)进口的截面积，从而调控进入混合室(3)中各成分流体的比例。
2.根据权利要求1所述的被动式调节流体混合比例的方法，其特征在于所述导向机构(4)使活塞(2)不产生径向转动，各成分流体进入混合室(3)进口的截面积保持原始设定的比例，补充的流体混合比例不变。
3.根据权利要求1所述的被动式调节流体混合比例的方法，其特征在于所述导向机构(4)使活塞(2)产生径向转动，使各成分流体进入混合室(3)进口的截面积在递减过程中改变其原始设定的比例，从而改变进入混合室(3)中各成分流体的配合比例。
4.一种被动式调节流体混合比例的装置，包括内置有活塞(2)的活塞腔体(1)，该活塞腔体上分别设置有至少两个成分流体进口(11)、(15)和至少两个出口(12)、(16)，各成分流体通过进口(11)或(15)、活塞(2)内的导流槽(22)或(23)和出口(12)或(16)按设定比例进入混合室(3)进行混合；其特征在于A、所述活塞腔体(1)端部设置有混合流体的进口(13)，该混合流体的出口(14)设置在活塞腔体(1)上并与混合室(3)连通，所述混合流体为系统中压力回流的混合流体，该混合流体进入活塞腔体(1)后克服设置在活塞杆(25)端头的复原弹簧(24)作用而推动活塞(2)轴向移动，逐步打开出口(14)直至该混合流体全部进入混合室(3)；B、所述活塞体(21)在活塞移动过程中逐步遮蔽各成分流体的出口(12)和(16)，并保持从各出口(12)、(16)和(14)流入混合室(3)内流体的流量与混合室(3)出口(31)流出的流量相同；C、所述活塞杆(25)端还设置有导向机构(4)，该导向机构在活塞(2)轴向移动过程中确定其径向运动的轨迹，控制各成分流体进入混合室(3)进口(11)和(15)的截面积，从而调控进入混合室(3)中各成分流体的比例。
5.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述导向机构(4)包括设置于导向筒(41)上的导向滑槽(42)，在活塞杆(25)上固定有滑块(43)，该滑块在导向滑槽(42)内滑动。
6.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述滑块(43)在导向滑槽(42)内的滑动轨迹与活塞(2)轴向移动轨迹保持一致，各成分流体进入混合室(3)进口(11)和(15)的截面积保持原始的设定比例，补充的流体混合比例不变。
7.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述滑块(43)在导向滑槽(42)内的滑动轨迹与活塞(2)轴向移动轨迹产生一定的角度，活塞(2)在轴向运动过程中也会产生一定角度的径向转动，活塞体(21)在逐步遮蔽出口(12)和(16)的同时，使出口(12)和(16)的出口面积改变其原始设定的比例，从而改变从出口(12)和(16)进入混合室(3)内成分流体的比例，随着活塞(2)在轴向移动过程中角度的不断变化，继续改变流体组成部分的比例。
8.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述出口(12)和(16)上分别设有调节板(121)和(161)，所述复原弹簧(24)的固定端设有调节旋钮(26)。
9.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述成分流体的数量为两种，所述导流槽(22)和(23)是在活塞体(21)相同轴向位置上开出的两条槽，这两条槽之间被隔壁(27)所隔离。
10.根据权利要求4所述的被动式调节流体混合比例的装置，其特征在于所述成分流体的数量为两种以上，导流槽(22)和(23)是在活塞体(21)不同轴向位置上开出的与成分流体的数量相同的多条槽，在每条槽的侧面分别设有斜面(221)和(231)，当活塞(2)产生径向转动时，所述两斜面(221)和(231)影响其对应出口(12)和(16)的流通面积。
全文摘要
一种被动式调节流体混合比例的方法及其装置，包括活塞腔体(1)、活塞(2)、流体进口(11)、(15)和出口(12)、(16)、回流混合流体的进口(13)以及导向机构(4)；本方法将回流的混合流体重新导入混合室(3)中，循环使用。同时根据回流量的大小调控新混合流体出口(12)、(16)的流体面积，进而控制流量，使输出的混合流体供应量保持稳定。此外，根据回流量的大小通过导向机构(4)调控新混合流体的混合比例，实现不同工况下输出不同比例的混合流体。本发明应用广泛，尤其在线生产掺水乳化油时，可以满足随内燃机工况变化而在线供应不同配比的掺水乳化油的需要。
文档编号G05D21/00GK1447203SQ0311383
公开日2003年10月8日 申请日期2003年2月25日 优先权日2003年2月25日
发明者黄鲁生 申请人:黄鲁生