CN104654297B - 火焰加热喷头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及火焰加热喷头，包括顺序连通的燃气接口部、喷管部和喷头部，喷管部管状结构，喷管部管壁内部空间为气体合流通道；喷管部侧壁开设有至少一个空气进气孔；燃气接口部内部设置有燃气通道，一端为燃气喷嘴；喷头部内部设置有喷头通道，喷头通道一端为火焰喷出口。本火焰加热喷头，燃气进入喷管部时，高速流动的燃气，在空气进气孔处引起负压，使喷管部外部的空气被吸入喷管部中，空气与燃气在气体合流通道中扰动混合形成混合气；混合气在喷头部内，一部分混合气流经内芯内侧，另一部分混合气流经内芯与外芯间的分流缝，在火焰喷出口处两道混合气再次扰动混合，使得最终喷出的混合气燃烧效率高，不会出现炭黑问题。

Description

火焰加热喷头

技术领域

本发明涉及一种能够喷出火焰对工件加热的火焰加热喷头。

背景技术

在焊接作业时，为了提高焊接质量，常常需要对工件进行焊前预热处理，和焊后后热处理。

现有的焊前预热和焊后后热，通常都采用燃气加热喷枪完成。即是以燃气为燃料，从喷枪喷出火焰对工件进行加热，按照一定的工艺条件进行预热和后热，可以促使焊缝金属中的扩散氢逸出，降低了焊接应变速率，显著提高工件焊接质量。

然而现有的加热喷枪仅仅具备控制燃气喷出速度的功能，这导致燃气在燃烧前不能与空气充分混合，燃气燃烧不充分而产生大量碳黑，碳黑跟随火焰被喷向工件，对工件形成污染，最终引起焊缝性能下降，对于核电及石化设备等高端产品，这有可能引起非常严重的后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种火焰加热喷头，可以使燃气与空气充分混合，然后再喷出燃气形成火焰，不会出现碳黑问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

火焰加热喷头，包括燃气接口部、喷管部和喷头部，所述喷管部为两端开口的管状结构，喷管部一端的开口与燃气接口部连接，喷管部另一端的开口与喷头部连接，喷管部管壁内部空间为气体合流通道；所述喷管部侧壁开设有至少一个空气进气孔；所述燃气接口部内部设置有燃气通道，所述燃气通道一端为燃气进口，另一端为燃气喷嘴；所述喷头部内部设置有喷头通道，所述喷头通道一端为火焰喷出口，另一端为混合气进气口；所述燃气喷嘴通向气体合流通道的一端，气体合流通道另一端连通所述混合气进气口。

进一步的，所述喷管部侧壁开设有至少一组空气进气孔，每组空气进气孔包括至少两个沿喷管部周向布局的空气进气孔。

进一步的，所述空气进气孔设置在喷管部侧壁且靠近燃气喷嘴的一端。

进一步的，所述喷头通道内设置有分流芯，所述分流芯包括管状的内芯和管状的外芯，所述内芯设置在外芯内部，且内芯和外芯轴向均与喷头通道轴向相同，内芯和外芯之间具有缝隙，该缝隙为分流缝。

进一步的，所述内芯和外芯均为圆管状。

进一步的，所述外芯表面缠绕有线圈。

进一步的，所述外芯内侧面和/或外侧面设置有凸起的分流齿。

进一步的，所述燃气喷嘴的开口尺寸小于燃气进口开口尺寸。

进一步的，还包括销柱，所述内芯和外芯通过销柱与喷头部连接设置。

进一步的，所述火焰喷出口为喇叭形开口，喇叭形的大开口端通向火焰加热喷头外部。

本发明的有益效果是：使用上述火焰加热喷头，燃气从燃气接口部的燃气喷嘴进入喷管部，高速流动的燃气，在空气进气孔处引起负压，使喷管部外部的空气被吸入喷管部中，空气与燃气在气体合流通道中扰动混合形成混合气；混合气在喷头部内，受到分流芯的阻挡，一部分混合气流经内芯内侧，另一部分混合气流经内芯与外芯间的分流缝，在火焰喷出口处两道混合气再次扰动混合；采用本火焰加热喷头，燃气可以与空气中充分混合，燃气燃烧效率高，不会出现碳黑问题。进一步的，在外芯设置的分流齿或者线圈，也可以促使混合气在分流缝处进一步扰动混合，进一步提高燃烧效率，避免碳黑问题。

附图说明

图1是本发明的火焰加热喷头一种实施例的主视示意图；

图2是图1中分流芯的示意图；

图3是图2左视剖面示意图；

图4是本发明火焰加热喷头的分流芯另一种实施例的轴向视角示意图；

图中附图标记为：燃气接口部1、燃气通道11、燃气进口111、燃气喷嘴112、喷管部2、空气进气孔21、气体合流通道22、喷头部3、火焰喷出口31、喷头通道32、混合气进气口33、分流芯4、内芯41、外芯42、销柱43、分流缝44、线圈45、连接件46、分流齿47。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

火焰加热喷头，包括燃气接口部1、喷管部2和喷头部3，所述喷管部2为两端开口的管状结构，喷管部2一端的开口与燃气接口部1连接，喷管部2另一端的开口与喷头部3连接，喷管部2管壁内部空间为气体合流通道22；所述喷管部2侧壁开设有至少一个空气进气孔21；所述燃气接口部1内部设置有燃气通道11，所述燃气通道11一端为燃气进口111，另一端为燃气喷嘴112；所述喷头部3内部设置有喷头通道32，所述喷头通道32一端为火焰喷出口31，另一端为混合气进气口33；所述燃气喷嘴112通向气体合流通道22的一端，气体合流通道22另一端连通所述混合气进气口33。

如图1所示，本火焰加热喷头，包括燃气接口部1、喷管部2和喷头部3，可以是一体式加工形成的一个整体火焰加热喷头，其包括上述三个功能部分；也可以是独立加工出的上述三个部分安装连接成一体，安装方式可以是采用焊接，粘接，螺纹连接，销柱固定等常见连接方式，在三个部分安装连接的接缝处应该尽量密封，防止漏气。

其中，所述燃气接口部1内部设置有燃气通道11，燃气通道11一端为燃气进口111，用于与燃气供气管路连接；燃气通道11另一端的燃气喷嘴112用于向喷管部2喷出燃气。

所述喷管部2为两端开口的管状结构，其主要功能包括连接喷头部3和燃气接口部1，并且输送混合气体。

所述喷管部2侧壁开设有至少一个空气进气孔21，喷管部2管壁内部空间为气体合流通道22；当燃气喷嘴112向喷管部2喷出燃气时，流动的燃气会在空气进气孔21处形成负压，使喷管部2外部的空气从空气进气孔21被吸入气体合流通道22中，流动的燃气与被吸入的空气相遇后形成气流扰动，达到一种搅拌混合的效果，使燃气与空气混合形成混合气。

为了强化空气进气孔21处的吸气效果，可以通过提高燃气的流动速度来实现，因此优选的可以是所述燃气喷嘴112的开口尺寸小于燃气进口111开口尺寸，这样有助于提高燃气进入喷管部2后的流动速度，使空气从空气进气孔21更容易被吸进气体合流通道22。

为了增加从空气进气孔21吸入的空气，可以在喷管部2侧壁开设更多的空气进气孔21，例如可以是所述喷管部2侧壁开设有至少一组空气进气孔21，每组空气进气孔21包括至少两个沿喷管部2周向布局的空气进气孔21。

如图1所示实施例中，在喷管部2侧壁开设了两组空气进气孔21，每组空气进气孔21包括四个圆形的空气进气孔21，这四个圆形的空气进气孔21沿喷管部2周向布局。

空气进气孔21的设置位置优选的可以是设置在喷管部2侧壁且靠近燃气喷嘴112的一端。如图1所示，燃气喷嘴112喷出高速流动的燃气后，在空气进气孔21处吸入空气，燃气和空气混合后形成混合气，混合气继续向左流动到达气体合流通道22的靠近喷头部3的一端，此处尽量避免设置空气进气孔21，可以防止部分混合气流到喷管部2外部。

所述喷头部3的作用包括将喷管部2送来的混合气喷出和点燃。喷头部3内部设置有喷头通道32，所述喷头通道32一端为火焰喷出口31是点燃混合气形成火焰的部分，喷头通道32另一端为混合气进气口33，接收气体合流通道22送来的混合气。

本火焰加热喷头，燃气进入喷管部2时，可以从空气进气孔21吸入空气，空气气流与燃气气流相互扰动混合，形成混合气体从火焰喷出口31喷出，燃烧更加充分，可以避免燃气燃烧时产生碳黑的问题，适用于高品质设备焊接加工时的预热和后热处理工序，也同样适用于其他一些需要火焰加热的场合。

为了优化混合气的混合效果，优选的还可以采用如下实施方式：所述喷头通道32内设置有分流芯4，所述分流芯4包括管状的内芯41和管状的外芯42，所述内芯41设置在外芯42内部，且内芯41和外芯42轴向均与喷头通道32轴向相同，内芯41和外芯42之间具有缝隙，该缝隙为分流缝44。

如图1～3所示，所述分流芯4设置在喷头通道32内的实现方式可以采用任何现有技术，例如采用螺钉将分流芯4固定连接在喷头部3上，或采用焊接方式将分流芯4固定连接在喷头部3上。

优选的可以是还包括销柱43，所述内芯41和外芯42通过销柱43与喷头部3连接设置。如图1～3所示，在内芯41、外芯42和喷头部3三者的适宜位置均开设销孔，销柱43紧配合的设置于销孔中，实现三者连接。

也可以是如图4所示实施例，内芯41与外芯42之间连接设置连接件46，连接件46将内芯41和外芯42连接在一起，然后可以将外芯42卡设在喷头通道32内，外芯42与喷头通道32形成紧配合。

所述分流芯4包括相互套设的内芯41和外芯42，当气体合流通道22送来的混合气遇到分流芯4时，混合气会被分流芯4分割，一部分混合气从内芯41内的孔道流出，另一部分混合气从内芯41和外芯42之间的分流缝44流出。两股混合气气流到达火焰喷出口31时又再次相遇，相互扰动，达到再次混合的效果。

这里所谓的内芯41和外芯42轴向均与喷头通道32轴向相同，是一种最优选的状态，由于制造误差和安装误差的存在，内芯41、外芯42、喷头通道32三者的轴向很可能存在偏差，本领域技术人员应该知道，即使是内芯41、外芯42和喷头通道32三者轴向近似相同也应该落入本专利的保护范围。

内芯41和外芯42的形状可以是截面为任何形状的管状，例如截面为方形的管、截面为五角星形的管等，优选的也可以是圆管。

为了加强分流芯4对混合气的搅拌混合效果，优选的，还可以是所述外芯42表面缠绕有线圈45。

如图3所示，线圈45可以是具有一定强度和耐热性的线材缠绕形成。优选的，线圈45可以是采用铜丝缠绕形成。

由于线圈45的存在，在外芯42的每匝线材处都会形成凸起，因此当混合气流通过外芯42的内壁或外壁时，会再次被线圈分割，再加上线圈的螺旋缠绕布局，部分气流顺着线圈的螺旋方向流动，使混合气受到搅拌和扰动双重作用，燃气与空气混合更加充分。

此外，也可以是采用如下实施方式，所述外芯42内侧面和/或外侧面设置有凸起的分流齿47。

如图4所示，分流齿47设置在外芯42内壁和外壁上，当混合气流经过分流齿47时，也可以达到混合气再次扰动、混合的效果。

喷头部3的火焰喷出口31形状可以是任意形状的开口，优选的可以是所述火焰喷出口31为喇叭形开口，喇叭形的大开口端通向火焰加热喷头外部。

如图1所示，由于采用喇叭形开口，混合气流在火焰喷出口31处会形成一种从中心向周围的扩散流动，有助于燃气与空气混合，并且可以使燃烧后生成的火焰分布面更广，可以避免加热工件时温度过于集中的问题。

Claims (7)

1.火焰加热喷头，其特征在于，包括燃气接口部(1)、喷管部(2)和喷头部(3)，所述喷管部(2)为两端开口的管状结构，喷管部(2)一端的开口与燃气接口部(1)连接，喷管部(2)另一端的开口与喷头部(3)连接，喷管部(2)管壁内部空间为气体合流通道(22)；所述喷管部(2)侧壁开设有至少一个空气进气孔(21)；所述燃气接口部(1)内部设置有燃气通道(11)，所述燃气通道(11)一端为燃气进口(111)，另一端为燃气喷嘴(112)；所述喷头部(3)内部设置有喷头通道(32)，所述喷头通道(32)一端为火焰喷出口(31)，另一端为混合气进气口(33)；所述燃气喷嘴(112)通向气体合流通道(22)的一端，气体合流通道(22)另一端连通所述混合气进气口(33)；所述喷头通道(32)内设置有分流芯(4)，所述分流芯(4)包括管状的内芯(41)和管状的外芯(42)，所述内芯(41)设置在外芯(42)内部，且内芯(41)和外芯(42)轴向均与喷头通道(32)轴向相同，内芯(41)和外芯(42)之间具有缝隙，该缝隙为分流缝(44)；所述外芯(42)内侧面和/或外侧面设置有凸起的分流齿(47)，或者所述外芯(42)表面缠绕有线圈(45)。

2.如权利要求1所述的火焰加热喷头，其特征在于，所述喷管部(2)侧壁开设有至少一组空气进气孔(21)，每组空气进气孔(21)包括至少两个沿喷管部(2)周向布局的空气进气孔(21)。

3.如权利要求1或2所述的火焰加热喷头，其特征在于，所述空气进气孔(21)设置在喷管部(2)侧壁且靠近燃气喷嘴(112)的一端。

4.如权利要求1所述的火焰加热喷头，其特征在于，所述内芯(41)和外芯(42)均为圆管状。

5.如权利要求1所述的火焰加热喷头，其特征在于，所述燃气喷嘴(112)的开口尺寸小于燃气进口(111)开口尺寸。

6.如权利要求1所述的火焰加热喷头，其特征在于，还包括销柱(43)，所述内芯(41)和外芯(42)通过销柱(43)与喷头部(3)连接设置。

7.如权利要求1所述的火焰加热喷头，其特征在于，所述火焰喷出口(31)为喇叭形开口，喇叭形的大开口端通向火焰加热喷头外部。