一种自力式热风比例调节喷嘴系统

文档序号:1796055 发布日期:2021-11-05 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种自力式热风比例调节喷嘴系统 (Self-operated hot air proportion adjusting nozzle system ) 是由 张麒麟 陈恪彬 熊昌宇 陈万福 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种自力式热风比例调节喷嘴系统,包括燃烧喷嘴,燃烧喷嘴上的空气接口、燃气接口分别连接空气管道和燃气管道,燃气管道上设有空燃比例阀,空燃比例阀与空气管道之间设有压力反馈管,所述压力反馈管上设有节流装置,空气管道上设有与节流装置下游压力反馈管连通的温度补偿装置,温度补偿装置用于感受空气管道内温度变化从而改变节流装置下游压力反馈管内的气压,温度升高,节流装置下游压力反馈管内的气压降低,反之,则是节流装置下游压力反馈管内的气压升高。本发明既能采用性价比高的空燃比例阀,又能防止空燃比随空气预热温度变化而变化,确保助燃空气预热过程中空气/燃气配比的稳定。(The invention discloses a self-operated hot air proportion adjusting nozzle system which comprises a combustion nozzle, wherein an air interface and a fuel gas interface on the combustion nozzle are respectively connected with an air pipeline and a fuel gas pipeline, an air-fuel proportion valve is arranged on the fuel gas pipeline, a pressure feedback pipe is arranged between the air-fuel proportion valve and the air pipeline, a throttling device is arranged on the pressure feedback pipe, a temperature compensation device communicated with a pressure feedback pipe at the downstream of the throttling device is arranged on the air pipeline, the temperature compensation device is used for sensing the temperature change in the air pipeline so as to change the air pressure in the pressure feedback pipe at the downstream of the throttling device, the temperature is increased, the air pressure in the pressure feedback pipe at the downstream of the throttling device is reduced, and otherwise, the air pressure in the pressure feedback pipe at the downstream of the throttling device is increased. The invention can not only adopt the air-fuel proportional valve with high cost performance, but also prevent the air-fuel ratio from changing along with the change of the air preheating temperature, and ensure the stability of the air/fuel ratio in the process of preheating the combustion air.)

一种自力式热风比例调节喷嘴系统

技术领域

本发明涉及喷嘴技术领域,具体涉及一种自力式热风比例调节喷嘴系统。

背景技术

空燃比例阀是燃气加热过程中性价比最高,空燃配比最稳定的自力式设备,其基本工作原理就是通过膜片的上下移动确保其下游的燃气压力与助燃空气的反馈压力一致,在比例阀的工作过程中,只有以下等式成立时,比例阀膜片才能稳定,否则比例阀膜片会在其上下面作用力不一样时向作用力小的方向移动,同时带动三角锥向同方向移动、从而改变比例阀上通流环缝的面积,改变比例阀的通流能力,如图4和5所示,最终改变比例阀下游的压力P1,直到该等式再次成立时为止。P2+P3=P1,其中P1-助燃空气的反馈压力,P2-比例阀下游的燃气压力,P3-弹簧的预紧压力(该压力很小,只能做一些微量调节)

然而在很多工业现场,出于节能的目的,都要对烟气余热进行回收,其中最常见的烟气余热回收方式就是通过烟气将助燃空气预热,从而让烟气温度降低后排出,助燃空气升高到一定温度后再输入到烧嘴与燃气混合并燃烧。这种余热回收方式节能效果非常明显,但这种方式下采用高性价比的比例阀来控制空燃比就非常困难,原因是助燃空气预热后体积会膨胀,同样的质量流量下,空气预热后压力会增大,即P1会增大,根据比例阀原理,P2也会相应增大,P2增大意味着更大的燃气流量,燃气会过剩,助燃空气预热温度越高,燃气过剩量越多;燃气过剩的情况在常规的工业燃烧领域是非常危险的工况,有巨大的安全隐患,是必须杜绝的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自力式热风比例调节喷嘴系统,既能采用性价比高的空燃比例阀,又能防止空燃比随空气预热温度变化而变化,确保助燃空气预热过程中空气/燃气配比的稳定。

为解决上述技术问题,本发明采用了以下方案:

一种自力式热风比例调节喷嘴系统,包括燃烧喷嘴,燃烧喷嘴上的空气接口、燃气接口分别连接空气管道和燃气管道,燃气管道上设有空燃比例阀,空燃比例阀与空气管道之间设有压力反馈管,所述压力反馈管上设有节流装置,空气管道上设有与节流装置下游压力反馈管连通的温度补偿装置,温度补偿装置用于感受空气管道内温度变化从而改变节流装置下游压力反馈管内的气压,温度升高,节流装置下游压力反馈管内的气压降低,反之,则是节流装置下游压力反馈管内的气压升高。与现有技术相比,现有技术在助燃空气进行热交换后体积会膨胀,同样的质量流量下,空气预热后压力会增大,即助燃空气的反馈压力会增大,根据空燃比例阀的原理,空燃比例阀下游的燃气压力也会相应增大,下游燃气的压力增大意味着更大的燃气流量,燃气会过剩,助燃空气预热温度越高,燃气过剩量越多。本方案中,在空气管道内的助燃空气预热后,同等质量流量的助燃空气的体积膨胀,压力增大,同时助燃空气的热量传递给温度补偿装置,温度补偿装置感受空气管道内温度升高从而使得节流装置下游压力反馈管内的气压下降,这样空燃比例阀得到的空气反馈压力取压点处的压力降低了,当助燃空气温度降低时,节流装置下游压力反馈管内的气压升高,空燃比例阀得到的空气反馈压力也更接近取压点处的压力,当温度降低到常温时,节流装置下游的压力反馈管上没有压降,空燃比例阀得到的空气反馈压力就完全等于取压点处的压力,这样通过节流装置与温度补偿装置的协同工作,在助燃空气温度发生变化时,系统自动对空燃比例阀的空气反馈压力进行自力式温度补偿,确保系统空燃比稳定,不会出现燃气过剩情况,减少了安全隐患。

优选的,所述温度补偿装置包括感温容器及泄压装置,感温容器内填充有液体材料且其下端位于空气管道内,泄压装置上端与压力反馈管连通,下端与感温容器滑动连接,感温容器内的液体材料感受空气管道内温度变化从而促使泄压装置改变压力反馈管内的气压。

优选的,所述感温容器由第一感温容器和第二感温容器构成,第一感温容器直径大于第二感温容器,第一感温容器位于第二感温容器上表面且与第二感温容器连通,第二感温容器位于空气管道内,第一感温容器位于空气管道外,泄压装置的下端与第一感温容器滑动匹配连接且连接处密闭处理。

优选的,所述泄压装置包括泄压盒、弹簧、倒三角锥、活塞及连接杆,泄压盒上端与压力反馈管接通,下端设有通孔,倒三角锥较大端位于泄压盒内,较小端向下穿过通孔延伸至泄压盒外部,倒三角锥的上下移动改变通孔处气流的导通或阻断,弹簧位于泄压盒内且一端作用于倒三角锥较大端顶面,另一端作用于泄压盒内的环形压板,环形压板与泄压盒内腔匹配,倒三角锥较小端与连接杆一端固定连接,连接杆另一端与活塞连接,活塞滑动设于第一感温容器内。当助燃空气为常温时,气压作用下环形压板上,促使弹簧将倒三角锥向下压,倒三角锥将通孔完全密封,从而导致取压管内空气不流动,节流装置下游不产生压降,这时空燃比例阀得到的空气反馈压力即为反馈取压点处的助燃空气压力;

当助燃空气预热后,同等质量流量的助燃空气在反馈取压点处形成的压力增加,同时热量通过感温容器壳体传导给容器内的液体,液体温度升高,体积膨胀,活塞向上移动,倒三角锥同步向上移动,使得通孔具有导通的面积,倒三角锥能有效改变气流流通的面积,空气反馈管内的空气从通孔处流入大气,由于空气反馈管内气体流动,在节流装置下游产生压降,从而使得空燃比例阀处得到的空气反馈压力比取压点处的压力低。

当助燃空气温度降低时,感温容器内的液体收缩,倒三角锥在弹簧的作用下向下移动,通孔的导通面积减小,空气反馈管内的流速降低,节流装置产生的压降也降低,空燃比例阀得到的空气反馈压力也更接近取压点处的压力,当温度降低到常温时,通孔被倒三角锥密封,空气反馈管内不存在流速,节流装置下游没有压降,空燃比例阀得到的空气反馈压力就完全等于取压点处的压力,这样系统空燃比稳定,不会出现燃气过剩情况,减少了安全隐患。

优选的,所述倒三角锥为橡胶材质。橡胶材质使得倒三角锥对通孔处的封闭更佳严密,避免节流装置下游压力反馈管内的压力发生变化。

优选的,所述第一感温容器和第二感温容器均为圆柱体的金属材质。

优选的,所述金属为铝。铝的导热系数非常高,使得感温容器的传热速度快,这样能快速的将空气管道内的温度传递给感温容器内的液体材料,使之快速实现温度补偿装置对压力反馈管内气压的调节。

优选的,所述节流装置为设置于压力反馈管内缩径口,缩径口的中间部分气流通道小于进气端和出气端通道。

优选的,所述液体材料为汞。汞的沸点较高,能快速的吸收热量,并热胀冷缩促使活塞上下运动。

优选的,所述压力反馈管与通孔是导通的。使得空气反馈管内实现气体流动,从而在缩径口上方产生压降。

本发明具有的有益效果:

1、在比例阀的空气反馈管上设置缩径口,通过缩径口在不同空气流量下的压损变化来补偿空气预热后比例阀的得到的空气反馈压力,确保比例阀在助燃空气预热工况下与常温空气工况下获取的空气反馈压力基本不变,从而确保比例阀在助燃空气预热工况下空燃比的稳定。

2、利用液体材料的热胀冷缩性能,结合倒三角锥改变气体流通流截面积的方法,对空气反馈管内的空气流速进行调节,从而使空气反馈管上的缩径口在助燃空气温度变化时产生不同的压降。

3、通过缩径口与温度补偿器的协同工作,在助燃空气温度发生变化时,系统自动对比例阀的空气反馈压力进行自力式温度补偿,确保系统空燃比稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为温度补偿装置的结构示意图;

图3为图1中A处的局部放大结构示意图;

图4为空燃比例阀现有的应用喷嘴系统;

图5为空燃比例阀的结构示意图。

附图标记:1-缩径口,2-温度补偿装置,3-泄压盒,4-他黄,5-倒三角锥,6-连接杆,7-活塞,8-液体材质,9-取压点,10-通孔,11-第一感温容器,12-第二感温容器,13-环形压板,14-燃烧喷嘴,15-燃气管道,16-空气管道,17-压力反馈管,18-空燃比例阀。

具体实施方式

下面结合实施例及附图,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件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。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-2所示,一种自力式热风比例调节喷嘴系统,包括燃烧喷嘴14,燃烧喷嘴14上的空气接口、燃气接口分别连接空气管道16和燃气管道15,燃气管道15上设有空燃比例阀18,空燃比例阀18与空气管道16之间设有压力反馈管17,所述压力反馈管17上设有节流装置,空气管道16上设有与节流装置下游压力反馈管17连通的温度补偿装置2,温度补偿装置2用于感受空气管道16内温度变化从而改变节流装置下游压力反馈管17内的气压,温度升高,节流装置下游压力反馈管17内的气压降低,反之,则是节流装置下游压力反馈管17内的气压升高。与现有技术相比,现有技术在助燃空气进行热交换后体积会膨胀,同样的质量流量下,空气预热后压力会增大,即助燃空气的反馈压力会增大,根据空燃比例阀18的原理,空燃比例阀18下游的燃气压力也会相应增大,下游燃气的压力增大意味着更大的燃气流量,燃气会过剩,助燃空气预热温度越高,燃气过剩量越多。

本实施例中,在空气管道16上游增加热交换器后,对助燃空气预热后,同等质量流量的助燃空气的体积膨胀,压力增大,同时助燃空气的热量传递给温度补偿装置2,温度补偿装置2感受空气管道16内温度升高从而使得节流装置下游压力反馈管17内的气压下降,这样空燃比例阀18得到的空气反馈压力取压点9处的压力降低了,当助燃空气温度降低时,节流装置下游压力反馈管17内的气压升高,空燃比例阀18得到的空气反馈压力也更接近取压点9处的压力,当温度降低到常温时,节流装置下游的压力反馈管17上没有压降,空燃比例阀18得到的空气反馈压力就完全等于取压点9处的压力,这样通过节流装置与温度补偿装置2的协同工作,在助燃空气温度发生变化时,系统自动对空燃比例阀18的空气反馈压力进行自力式温度补偿,确保系统空燃比稳定,不会出现燃气过剩情况,减少了安全隐患。

实施例2

如图1-3所示,所述温度补偿装置2包括感温容器及泄压装置,感温容器内填充有液体材料且其下端位于空气管道16内,感温容器为铝材质,铝的导热系数非常高,使得感温容器的传热速度快,这样能快速的将空气管道16内的温度传递给感温容器内的液体材料,使之快速实现温度补偿装置2对压力反馈管17内气压的调节,泄压装置上端与压力反馈管17连通,下端与感温容器滑动连接,感温容器内的液体材料感受空气管道16内温度变化从而促使泄压装置改变压力反馈管17内的气压。

所述感温容器由圆柱体的第一感温容器11和第二感温容器12构成,第一感温容器11直径大于第二感温容器12,第一感温容器11位于第二感温容器12上表面且与第二感温容器12连通,第二感温容器12位于空气管道16内,第一感温容器11位于空气管道16外,泄压装置的下端与第一感温容器11滑动匹配连接且连接处密闭处理。

所述泄压装置包括泄压盒3、弹簧、倒三角锥5、活塞7及连接杆6,泄压盒3上端与压力反馈管17接通,下端设有通孔10,压力反馈管17与通孔10是导通的,使得空气反馈管内实现气体流动,从而在缩径口1上方产生压降,倒三角锥5较大端位于泄压盒3内,较小端向下穿过通孔10延伸至泄压盒3外部,倒三角锥5的上下移动改变通孔10处气流的导通或阻断,倒三角锥5为橡胶材质,橡胶材质使得倒三角锥5对通孔10处的封闭更佳严密,避免节流装置下游压力反馈管17内的压力发生变化,弹簧位于泄压盒3内且一端作用于倒三角锥5较大端顶面,另一端作用于泄压盒3内的环形压板13,环形压板13与泄压盒3内腔匹配,倒三角锥5较小端与连接杆6一端固定连接,连接杆6另一端与活塞7连接,活塞7滑动设于第一感温容器11内。当助燃空气为常温时,气压作用下环形压板13上,促使弹簧将倒三角锥5向下压,倒三角锥5将通孔10完全密封,从而导致取压管内空气不流动,节流装置下游不产生压降,这时空燃比例阀18得到的空气反馈压力即为反馈取压点9处的助燃空气压力。

本发明的工作原理:

当助燃空气为常温时,弹簧将倒三角锥5向下压,倒三角锥5将泄压盒3上的通孔10处完全密封(通孔10与外接大气导通面积为0),从而导致压力反馈管17内空气不流动,缩径口1上面不产生压降(或者说△P=0),这时比例阀得到的空气反馈压力即为反馈取压点9处的助燃空气压力;

当助燃空气预热后,同等质量流量的助燃空气在反馈取压点9处形成的压力增加,同时热量通过铝容器壳体传导给铝属容器内的液体,液体温度升高,体积膨胀,活塞7向上移动,倒三角锥5同步向上移动,泄压盒3上通孔10形成一个导通面积,空气反馈管内的空气从该导通面积流入大气,由于压力反馈管17内气体流动,在缩径口1上产生压降△P,从而使得空燃比例阀18处得到的空气反馈压力比取压点9处的压力低了△P。

当助燃空气温度降低时,铝容器内的液体收缩,倒三角锥5在弹簧的作用下向下移动,泄压盒3上通孔10的导通面积减小,压力反馈管17内的流速降低,缩径口1上产生的压降也降低,空燃比例阀18得到的空气反馈压力也更接近取压点9处的压力(当温度降低到常温时,通孔10处导通面积为0,压力反馈管17内流速也降为0,缩径口1上没有压降,空燃比例阀18得到的空气反馈压力就完全等于取压点9处的压力)。

圆柱形容器的形状及其中的液体材料选定后,适当选择倒三角锥5的锥度,控制好泄压盒3上通孔10的导通大气的面积与预热空气温度升高而导致活塞7行程之间的对应关系,就可以将助燃空气温度升高而导致取压点9处的压力升高值与该助燃空气温度下在缩径口1处产生的压降值△P相等或接近,从而确保在助燃空气质量流量一定的情况下,空燃比例阀18得到助燃空气反馈压力不会因为助燃空气的温度变化而变化,确保助燃空气预热过程中空气/燃气配比的稳定。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

11页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:燃烧器

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类