CN1053834A - 熄灭自动复燃火炬 - Google Patents

Abstract

本发明为体育盛会上使用的传递火炬，克服了常 规固体燃料型火炬，热值不高、火焰不明显、不易点燃 和污染环境等缺点采用先进的液体燃气技术和特殊 的电子电路，提供了一种熄灭可以自动复燃气体燃料 型火炬，这种火炬由顶压机构、装有燃料的燃料筒、单 向阀、减压稳压阀、燃烧器及熄灭自动复燃点火器组 成。其特点在于燃烧稳定、火焰高度可达20-25cm、 直径可达8-11cm可持续燃烧20-25分钟、且熄灭 可以自动复燃，不怕风吹、雨浇和长途奔跑颠簸，换气 方便快捷，操作简单。

Description

本发明属于便携式照明装置特别是火炬

目前国际上各种的类型的体育盛会，如著名的奥运会，亚运会传递火炬一般都是采用固体燃料型火炬，这种火炬要用人工明火点燃，麻烦，费时，且固体燃料不易点燃，由外界原因如风吹雨浇，易熄灭，每次复燃都必须人工明火点燃，很不方便，另外固体燃料热值低，火焰燃烧高度不够，阳光下，火焰不明显，固体燃料不易充分燃烧，燃烧时冒烟，对空气污染较大。

本发明克服固体燃料型火炬上述之不足，采用先进的液体燃气技术和特殊的电子线路提供了一种熄灭可以自动复燃，不怕风吹和奔跑时颠簸的新型火炬，这种火炬燃烧稳定，火焰高度可达20-25cm，直径可达8-11cm，每次充气可燃烧20-25分钟，而且换气方便，快捷，操作简单。

下面接合附图详细描述本发明结构和工作原理

附图1为火炬结构示意图

附图2为顶压机构结构和工作原理示意图

附图3为单向阀结构和工作原理示意图

附图4为减压稳压阀结构和工作原理示意图。

附图5为燃烧器结构和工作原理示意图

附图为熄灭自动复燃点火器结构和工作原理示意图。

其中（1）为燃烧器

（2）为顶盖

（3）隔热板

（4A）点火针，（4B）为感焰针

（5）点火器支架

（6）点火器

（7）火排密封管

（8）隔热板

（9）外壳

（10）喷咀接管

（11）燃烧器支架

（12）减压稳压阀

（13）接头（Ⅰ）

（14）减压稳压阀安装板

（15）支承架

（16）接头（Ⅱ）

（17）电源

（18）控制开关

（19）进气接头

（20）燃料筒套环

（23）燃料筒复位弹簧

（24）燃料筒

（25）顶杆

（21）接头Ⅲ

（22）底盖

（26）燃料筒接咀

（27），（28），（30），（32）密封圈

（29）单向阀芯套

（31）单向阀芯

（33）复位弹簧

（34）减压稳压阀进气接头

（35）喷咀

（36）减压稳压阀壳体

（37）阀口橡胶垫

（38）杠杆支点

（39）杠杆

（40）拉杆

（41）薄膜

（42）减压稳压阀阀盖

（43）平衡弹簧

（44）塞管

附图1为火炬结构和工作原理示意图

由图知，火炬主要由壳体，顶压机构，装有燃料的燃料筒，单向阀，减压稳压阀，燃烧器和熄灭自动复燃点火器组成。

壳体由上壳体（9），下壳体（45）和顶盖（2）组成，上述各部件均可用薄形钢板冲压而成。下壳体（45）上端焊有一定壁厚带内螺纹的接头Ⅱ（16），上壳体（9）下端焊有一定壁厚带外螺纹的接头Ⅰ（13），接头Ⅰ（13）和接头Ⅱ（16）螺纹连结将下壳体（45）和上壳体（9）结合成一体，顶盖（2）和上壳体（9）上端焊接，在上壳体（9）上部内部焊有园环托，隔热板（3）中间内孔穿入燃烧器下部园柱体，托在园环托上，点火针4A和感焰针4B下端卡在燃烧器（1）下部园柱体上，上部穿过隔热板（3）上相应的孔，而固定在燃烧器（1）两侧。

下壳体（45）最底端装有底盖（22），在壳体内从下至上依次装有顶压机构，装有燃料的燃料筒，单向阀，控制开关，减压稳压阀，燃烧器和熄灭自动复燃点火器，顶盖（2）在火炬最上端。

下面结合附图逐一详细描述

附图2为顶压机构结构和工作原理示意图

底盖（22）装在下壳体（45）尾部，接头Ⅲ（21）固定在下壳体（45）内腔底部，底盖（22）和接头Ⅲ（21）螺纹连结，接头Ⅲ（21）内孔中装有顶杆（25），燃料筒（24）一端和顶杆（25）相接，另一端带有燃料筒接咀（26），燃料筒（24）用燃料筒卡环（20）固定在外壳（9）内壁紧损顶杆（25）上端面，燃料筒复位弹簧（23）装在减压稳压阀固定板（14）和燃料筒（24）上端面之间。

逆时针施转底盖（22），由于底盖（22）和接头Ⅲ（21）之间是螺纹连结，底盖相对向上运动推动顶杆（25）上行，顶杆再推动燃料筒（24）上行，克服燃料筒复位弹簧（23）压力，燃料筒接咀（26）伸入进气接头（19），打开气源。

顺时针旋转底盖（22），底盖向下移动，顶杆（25）和燃料筒（24）由于自重，并在复位弹簧作用下下落，气源则切断。

附图3为单向阀结构及工作原理示意图。

单向阀由进气接头（19），减压稳压阀进气接头（34）复位弹簧（33），单向阀芯（31），单向阀芯套（29）及密封圈（32）、（30）、（28）、（27）组成。

进气接头（19），减压稳压阀进气接头（34）大头端，螺纹连结，气路相通，并用密封圈（32）密封，其连接体内部组成台阶孔，从下至上依次装有密封圈（27）、（28），单向阀芯套（29），密封圈（30）单向阀芯（31）和复位弹簧（33）。

单向阀上通过减压稳压阀进气接头（34）和减压稳压阀相接，并气路相通，下通过燃料筒接咀（26），进气接头（19）和燃料筒（24）相接并气路相通。

燃料筒接咀（26）进入进气接头（19），密封圈（27）（28）产生密封作用，保证气体不会外泄，气筒接咀（26）继续伸入到单向阀芯套（29）直至顶着单向阀芯（31）克服复位弹簧（33）压力，打开单向阀芯（31），燃料筒（24）中的气体安全地进入减压稳压阀进气接头（34），反之，燃料筒接咀（26）离开单向阀芯（31）后，在复位弹簧（33）作用下，单向阀芯（31）随即自动关闭气路，使残留在减压稳压阀内的气体不会倒流，确保安全。

附图4，为减压稳压阀结构及工作原理示意图，

图中，下面向上的箭头是减压稳压阀进气接头（34）的旋转位置和气流方向，也是减压稳压阀进气口，上面向上的箭头是连有喷咀（35）的喷咀接头（10）放置位置和气流方向，也是减压稳压阀出气口。减压稳压阀（12）由减压稳压阀阀体（36）、阀盖（42），阀口橡胶垫（37），杠杆支点（38）、杠杆（39）、拉杆（40）、薄膜（41），平衡弹簧（43）组成。薄膜（41）平行于阀体（36）的底面，位于阀体（36）和阀盖（42）相结处，中间穿有拉杆（40）和薄膜（41）固定在一起，并套有杠杆（39），平衡弹簧（43）装在阀盖（42）中，

经由减压稳压阀进气接头（34）而进入减压稳压阀（12）的可燃气体，通过该阀中阀口橡胶垫（37）与减压稳压阀阀体（36）之间的通道，进入到减压稳压阀内腔，由于可燃气体本身有压力，压力对薄膜（41）作用，推动薄膜（41）向左移动，因为拉杆固定在薄膜（41）上，而拉杆（40）又套住杠杆（39），利用杠杆原理可知，阀口橡胶垫（37）会向右移动使得阀口橡胶垫（37）与减压稳压阀阀体（36）之间截面积减少，从而减少可燃气体进入减压稳压阀内腔，直到气体产生的推力和平衡弹簧（43）的力平衡，进入减压稳压阀内腔的气体压力就会稳定在额定的变化范围内，气源切断后，残留在减压稳压阀内的气体，全部经喷咀接头（10），由喷咀（35）喷入燃烧器，直至烧完，这段时间只维持（1-2秒钟）。经过减压稳压阀减压稳压后的可燃气体由减压稳压阀出气口，进入喷咀接头（10），而从喷咀（35）喷入燃烧器（1）。

图5为燃烧器结构及工作原理示意图

燃烧器（1）中间有一能保证上、下气路相通的内孔，内孔底部（燃烧器下部）装有塞管（44），燃烧器底部端面，连同塞管（44）用螺钉固定在燃烧器支架（11）上，燃烧器支架（11）用螺钉固定在减压稳压阀阀体上，燃烧器支架（11）中间有一内孔，喷咀（35）穿过燃烧器支架（11）中间内孔伸到装在燃烧器（1）底部内腔中的塞管（44）内孔中，燃烧器顶部为园盘状，上面有若干火孔，经减压稳压后可燃气体由喷咀（35）射入燃烧器下部，并直上燃烧器顶部，在四周的火孔流出，与空气混合即被火花瞬间点着，立即燃烧，火炬开始正式工作，由于燃烧器支架，塞管和喷咀三者密配合，空气不能进入燃烧器下部，燃烧气没有一次空气混合，而产生黄焰，于是便成为名符其实的火炬。

气源切断后，没有可燃气体喷出，不能燃烧，则火炬熄灭。在减压稳压阀安装板（14）下面，用螺钉固定一直角形支承架（15），支承架（15）垂直于安装板（14）的侧面上，用螺钉固定着控制开关（18），控制开关（18）位于燃烧筒（24）上端面和减压稳压阀安装板（14）之间的空挡内，由控制开关（18）而控制的点火器电源与减压稳压阀平行放在上壳体内，当燃料筒（24）上行，顶开单向阀芯的同时，也顶开了控制开关（18），而接通电源，燃料筒（24）下行，气路关闭的同时，控制开关（18）也切断电源，所以，此火炬的气路和电路开启，和关闭是同步的。

当燃烧的气体由于某种外界原因熄灭时，例如，风吹或雨浇等，气体仍然从喷嘴中流出，如何使火炬在非常短的时间内自动复燃，而不需要重新操作火炬。这个问题由安装在火炬上部的自动复燃点火器完成。由图1可以看到，自动复燃点火器（6）由支架（5）固定在密封管（7）的两侧，点火针4A在燃烧器1的一侧，感焰针4B在燃烧器（1）的另一侧。当火炬气源打开的同时，点火器的开关也被打开，这时点火电路产生一个高压，此高压使点火针产生电火花，点燃气体。在点火电路上接有一感焰电路和一感焰针。当燃气点燃后，燃气所产生的热能使感焰针为高电位，此高电位使点火电路截止，停止工作，当燃气由某种外界原因熄灭时，感焰针为低电位，感焰电路截止，停止工作，此时点火电路重新起动，点火针又产生电火花，点燃气体，此过程仅在1秒钟内即可完成。

下面详细描述自动复燃点火器的工作原理。

由附图6知，当电源开关K闭合后，三极管Q₃从R₁得到基极电流，于是复合管Q₃，Q₄导通，适当调查R₃，则使Q₃，Q₄变压器T₁和R₄组成的间歇振荡电路产生间歇振荡信号，变压器T₁的次级输出经整流二极管D₁整流后得到直流，这个直流电压同时向电容C₁，C₂充电，当电容C₁的电容电压上升到触发二极管D₃所需要的触发电压时，可控硅D₂导通，于是电容C₂中所储存的能量向变压器T₂的初级释放，T₂的次级便得到了高压，此高压使点火针产生电火花，点燃燃气。同时可控硅D₂导通，使变压器T₁的次级短路，直流高压消失，可控硅自动关断，进入另一周期的工作。当燃气一旦点着后，使将感焰针烧至炽热。感焰针为熔点较高的金属如不锈钢。这时与三极管Q₁基极相连的感焰针获得高电位，此高电位使Q₁，Q₂组成的复合管导通，这时三极管Q₃的基极使不再是低电位而是高电位，Q₃截止，由Q₃，Q₄，T₁，R₄组成的间歇振荡回路停止工作，变压器T₁无输出，点火电路停止工作。如果在点火器使用过程中（开关K闭合）发生意外熄火，感应针温度降低，这时感应针为低电位。同时三极管Q₁的基极也为低电位Q₁，Q₂组成的复合管截止，这时Q₃的基极为负电位，Q₃，Q₄导通，Q₃，Q₄，T₁，R₄组成的间歇振荡回路产生振荡，变压器T₁次级有电压输出，T₂产生高压，点火器产生电火花，重新点燃气体。

综上所述，该火炬工作原理是：

燃料筒接咀插入一个联接部件，通过顶压机构使燃料筒上升，燃料筒接咀顶开单向阀的同时，燃料筒也顶开控制开关（18）接通电源点火器点火，这时气体进入减压稳压阀门，，经过减压和稳压作用，气体由喷咀进入燃烧器，燃烧室燃烧，此过程瞬间完成，气路电路同步，燃烧过程中火焰高度，大小基本不变，点火器则通过点火针与感焰针的相互作用，而达到瞬时自动点火和防风防雨的目的。

瞬时自动点火基本工作原理是：电源接通后，通过电子电路的放大作用，点火针与燃烧器之间产生高压放电，形成电火花，从而点燃气体。感焰针与燃烧器之间产生高电位，形成工作回路，此时点火针工作回路切断，点火停止，而一旦风吹灭火或雨浇熄灭，则高电位消失，电路换向，点火工作回路又开始工作，瞬间便可点燃气体。

实施例：

火炬外壳用A₃钢板冲坟而成，呈园锥形，锥度为1∶7为加工方便，分二段，螺纹连接而成，火炬总高度500mm，燃料气筒直径30mm，长度120mm可装70毫升丁烷气体燃料。

燃烧器项端为园盘形，直径为70mm上面有26个火孔，火孔直径为2.5mm。

Claims (10)

1、一种熄灭自动复燃火炬，由壳体和燃料组成，其特征在于其组成还包括依次放在壳体内的顶压机构，装有燃料的燃料筒、单向阀、减压稳压阀、燃烧器和熄灭自动复燃点火器，可以控制燃烧筒上行或下行的顶压机构位于火炬壳体内腔的最下部，上方和燃料筒(24)下端而相接。

燃料筒(24)内装的燃料为气体燃料。只能使可燃气体单向流入减压稳压阀(12)的单向阀下端进气口和燃料筒相接并气路相通，上端出气口和减压稳压阀(12)进气口相接，并气路相通。

能使由单向阀流入的可燃气体减压并稳压在额定范围内的减压稳压阀(12)放置与之气路相通的单向阀上方，减压稳压阀(12)出气口和燃烧器(1)相接并气路相通。

燃烧器(1)安放在减压稳压阀上方，即火炬上部，两者气路相通，燃烧器(1)顶部有气路相通的若干火孔。

控制开关安放并固定在燃料筒(24)和减压稳压阀之间的空挡内，燃料筒(24)上行，在开启气路的同时，也开启控制开关(18)而接通电源，燃料筒(24)下行，关闭气路的同时，也关闭控制开关(18)而切断电源；熄灭自动复燃点火器(6)由支架(5)固定在密封管(7)的两侧，点火计4A在燃烧器(1)的一侧，感焰针4B在燃烧器(1)的另一侧，由点火针4A点火，当火焰熄灭时，感焰针4B控制点火针4A重新点火。

2、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的壳体由上壳体（9），下壳体（45）和顶盖（2）组成，均可用薄形钢板冲压而成，下壳体（45）上端焊有一定壁厚的带内螺纹的接头Ⅱ（16），上壳体（9）下端焊有一定壁厚带外螺纹的接头Ⅰ（13），接头Ⅰ（13）和接头Ⅱ（16）螺纹连结将下壳体（45）和上壳体（9）成一体，顶盖（2）和上壳体（9）上端焊接。

3、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的装在火炬底部的顶压机构由底盖（22），接头Ⅲ（16），项杆（25）组成，底盖（22）装在外壳（9）尾部，接头Ⅲ（16）位于外壳（9）内腔底部，上面放有燃料筒（24），底盖（22）和接头Ⅲ（16），螺纹连结，旋转底盖（22）可使燃料筒（24）上、下移动，从而打开和关闭气源和电源控制开关（18）。

4、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的燃料筒（24）内装有液体燃料，比如丁烷气，燃料筒（24）下端和顶杆（25），相接，另一端带有燃料筒接咀（26），燃料筒接咀（26）插入单向阀中的进气接头（19）和单向阀气路相通。

5、按权利要求1所述的熄来自动复燃火炬，其特征在于所述单向阀由进气接头（19），减压稳压阀进气接头（34），弹簧（33）、单向阀芯（31）、单向阀芯套（29）及密封圈（32）、（30）、（28）、（27）组成，单向阀位于燃料气筒（24）的上方;进气接头（19），减压稳压阀进气接头（34）大头端螺纹连结，气路相通，并用密封圈（32）密封其连结体内部组成台阶孔，从下至上依次装有密封圈（27）、（28）、单向阀芯套（29）、密封圈（30）、单向阀芯（31）和弹簧（33）、单向阀上通过减压稳压阀（34）和减压稳压阀相接并气路相通，下部通过燃料筒接咀（26），进气接头（19）和燃料筒（24）相通并气路相接。

6、按权利要求1所述的熄来自动复燃火炬，其特征在于所述的减压稳压阀（12）由减压稳压阀阀体（36），阀盖（42），阀口橡胶垫（37），杠杆支点（38）、杠杆（39）、拉杆（40）、薄膜（41）、平衡弹簧（43）组成，减压稳压放置在单向阀上方，其进气口和单向阀出气口相接，并气路相通，其出气口和燃烧器底部相接并气路相通，薄膜（41）平行于阀体（36）的底面，位于阀体（36）和阀盖（42）相接处，中间穿有拉杆（40）和薄膜（41）固定在一起，并套有杠杆（39），平衡弹簧（43）装在阀盖（42）中。

7、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的燃烧器（1）中间有一能保证上、下气路相通的内孔，内孔底部装有塞管（44），燃烧器下部园柱体，穿过托在园环托上的隔热板（3）的内孔，燃烧器底部端面连同塞管（44）用螺钉固定在燃烧器支架上，燃烧器支架（11）用螺钉固定在减压稳压阀阀体上，燃烧器支架（11）中间有一内孔，和喷咀接头（10）相接的喷咀（35）穿过燃烧器支架（11）中间内孔伸到装在燃烧器（1）底部内腔中的塞管（44）内孔中燃烧器（1）顶部为园盘状，上面有若干火孔，燃烧器支架（11）、塞管（44）和喷咀（35）之间密配合，外界空气不能进入燃烧器下部，燃烧气（1）没有一次空气混合。

8、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的控制开关（18）用螺钉固定在呈直角形的支承架（15）侧面上，支承架（15）另一侧面用螺钉固定在减压稳压阀安装板（14）下面。

9、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的熄灭自动复燃点火器的点火针4A和感焰针4B下端卡在燃烧器（1）下部的园柱体上，上部穿过隔热板（3）上相应的孔而固定在燃烧器（1）的两侧。

10、按权利要求1所述的熄灭自动复燃火炬，其特征在于所述的熄灭自动复燃点火器是由三极管Q₃、Q₄，变压器T₁，电阻R₄组成的间歇振荡回路，变压器T₁的输出经整流二极管D₁整流后向电容C₁、C₂充电，当C₁的电容电压达到触发二极管D₃所需电压时，可控硅D₂导通，电容C₂所储存的能量向变压器T₂释放，使T₂的次级得到高压，此高压使位于燃烧器一侧的点火针产生电火花，点燃燃气，在复合管Q₃的基级上接有一感焰电路，所说的感焰电路由复合管Q₁、Q₂和Q₁的基极上接有的位于燃烧器另一侧面的感焰针组成，当燃气点燃后，感焰针为高电位，复合管Q₁，Q₂导通，使得点火电路中的Q₃为高电位，点火电路停止工作，当燃气熄来时，感焰针为低电位，复合管Q₁，Q₂为低电位，Q₁、Q₂截止，复合管Q₃、Q₄又重新导通，点火针产生电火花，点燃气体。

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