CN114151581B - 一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，包括阀体、弹簧、针阀；所述阀体设置有针阀安装孔，所述针阀安装在阀体的针阀安装孔内；所述弹簧套装在针阀外部并顶住阀体与针阀。本发明所设计的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，在集成分离油气的同时，通过同时同向同角速度调节针阀阀芯与针阀阀芯座，在针阀阀芯座内外反向螺纹的作用下，控制供油油路与泄气气路截面积的比例反向变化，即供油供气的比例正向变化，从而达到油气同步比例调节的目的，最终实现燃油气动雾化效果在合理的比例区间内充分燃烧。

Description

一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀

技术领域

本发明属于油气比例调节阀领域，特别涉及一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀。

背景技术

柴油是轻质石油产品，属复杂烃类(碳原子数约10～22)混合物，相对于汽油和航空煤油，其在常温常压下不易挥发，闪点高，使用较安全，但其粘度相对较高，雾化较困难，使用时，若雾化不佳，则易出现点火困难，燃烧不充分等现象，导致能源浪费及环境污染。

目前低功率燃烧器领域(≤60kW)，未有气动雾化柴油燃烧器用油气量同步比例调节的阀。如何在集成分离油气，控制油气比例的前提下，同步无级调节油气量，保证柴油气动雾化质量，是需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，包括：阀体、弹簧、针阀；

所述阀体设置有针阀安装孔，所述针阀安装在阀体的针阀安装孔内；

所述弹簧套装在针阀外部并顶住阀体与针阀。

进一步地，所述针阀通过螺纹连接安装在阀体的针阀安装孔内。

进一步地，所述阀体还包括第一油路、第二油路、油室、气室、第一气路、第二气路、第三气路、第四气路和气动雾化喷嘴安装孔；

所述气动雾化喷嘴安装孔和针阀安装孔分别设置在阀体相对侧，所述气动雾化喷嘴安装孔用于安装气动雾化喷嘴；

当气动雾化喷嘴安装在气动雾化喷嘴安装孔内后，所述气动雾化喷嘴进油口处于所述油室内；所述气动雾化喷嘴进气口处于所述气室内；

所述针阀安装孔前端设置有圆柱孔；

所述第一油路第一端与阀体进油口相通，所述第一油路第二端与针阀安装孔前端圆柱孔接通；

所述第二油路第一端与针阀安装孔前端侧部接通，所述第二油路第二端与油室连通；

所述第一气路第一端与阀体进气口相通，第一气路第二端与第二气路第一端连通，第一气路与气室接通；第二气路第二端与第三气路第一端连通，第三气路第二端与第四气路第一端连通，所述第四气路第二端与阀体出气口连通，第四气路穿过针阀安装孔与其交叉连通。

进一步地，所述针阀包括：针阀阀芯、针阀阀芯座；

针阀阀芯为轴型阶梯结构，针阀阀芯座为T型轴套结构，其内外螺纹旋向相反；

所述针阀阀芯座通过螺纹连接配合套装在针阀阀芯外部；

所述针阀阀芯由后端至前端分别设置有2个第一卡槽和2个第三卡槽，2个第一O型密封圈配合安装在2个第一卡槽上，2个第三O型密封圈配合安装在2个第三卡槽上；2个第一O型密封圈与针阀阀芯座内壁形成过盈配合；

所述针阀阀芯座外壁设置有第二卡槽，第二O型密封圈安装在第二卡槽上。

进一步地，当针阀通过针阀阀芯外部螺纹安装在阀体的针阀安装孔内时，第二O型密封圈与针阀安装孔形成过盈配合；

2个第三O型密封圈与针阀安装孔形成过盈配合。

进一步地，所述针阀阀芯座外壁还设置有气流槽；

当针阀安装在阀体的针阀安装孔内时，所述气流槽与针阀安装孔配合形成第五气路，

所述第四气路能够通过第五气路分别与第三气路和阀体出气口连通。

进一步地，所述针阀阀芯前端设置有锥体，

所述锥体锥度为18°～22°；

当针阀安装在阀体的针阀安装孔内时，所述锥体处于针阀安装孔前端圆柱孔内。

进一步地，调节针阀阀芯能够改变针阀阀芯与针阀阀芯座的相对位置，

当针阀安装在阀体的针阀安装孔内时，同时同向同角速度调节针阀阀芯与针阀阀芯座，能够比例改变进油路及第五气路截面积，对油气进行无级调节。

进一步地，在所述气动雾化喷嘴安装孔内安装气动雾化喷嘴后，气动雾化喷嘴后部与油室配合形成密封，油室与气室不再连通。

本发明所设计的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，在集成分离油气的同时，通过同时同向同角速度调节针阀阀芯与针阀阀芯座，在针阀阀芯座内外反向螺纹的作用下，控制供油油路与泄气气路截面积的比例反向变化，即供油供气的比例正向变化，从而达到油气同步比例调节的目的，最终实现燃油气动雾化效果在合理的比例区间内充分燃烧。

附图说明

图1a示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀第一总装图；

图1b示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀第二总装图；

图1c示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀第三总装图；

图1d示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀第四总装图；

图2示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀A-A剖视图；

图3示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀B-B剖视图；

图4示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀C-C剖视图；

图5示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀D-D剖视图；

图6示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀针阀总装图；

图7示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀针阀芯结构图；

图8示出了本发明实施例的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀针阀芯座结构图。

图中：1、阀体；11、第一油路；12、针阀安装孔；13、第二油路；14、油室；15、气室；16、第一气路；17、第二气路；18、第三气路；19、第四气路；2、弹簧；3、针阀；31、针阀阀芯；32、针阀阀芯座；33、第一O型密封圈；34、第二O型密封圈；35、锥体；36、气流槽；37、第三O型密封圈；4、气动雾化喷嘴。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，如图1a至图1d所示，图1a至图1d为气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀总装图，包括阀体1、弹簧2、针阀3；所述阀体1设置有针阀安装孔12，所述针阀3安装在阀体1的针阀安装孔12内；所述弹簧2套装在针阀3外部并顶住阀体1与针阀3。所述针阀3通过螺纹连接安装在阀体1的针阀安装孔12内。

A、主要部件的特征。

如图2至图5所示，图2至图5分别是气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀A-A剖视图、B-B剖视图、C-C剖视图、D-D剖视图。所述阀体1还包括第一油路11、第二油路13、油室14、气室15、第一气路16、第二气路17、第三气路18、第四气路19和气动雾化喷嘴安装孔；

所述气动雾化喷嘴安装孔和针阀安装孔12分别设置在阀体1相对侧部，所述气动雾化喷嘴安装孔用于安装气动雾化喷嘴4；

当气动雾化喷嘴4安装在气动雾化喷嘴安装孔内后，所述气动雾化喷嘴4进油口处于所述油室14内；所述气动雾化喷嘴4进气口处于所述气室15内；

所述针阀安装孔12前端设置有圆柱孔；优选地，所述针阀安装孔12由外至里由若干由大到小圆柱体孔构成，其最大圆柱体孔位于油气比例调节阀外侧，最大圆柱体孔位于油气比例调节阀内部。如图2所示，针阀安装孔12台阶端面为垂直端面。

所述第一油路11第一端与阀体1进油口相通，所述第一油路11第二端与针阀安装孔12前端圆柱孔接通；

所述第二油路13第一端与针阀安装孔12前端侧部接通，所述第二油路13第二端与油室14连通；

所述第一气路16第一端与阀体1进气口相通，第一气路16第二端与第二气路17第一端连通，第一气路16与气室15接通；第二气路17第二端与第三气路18第一端连通，第三气路18第二端与第四气路19第一端连通，所述第四气路19第二端与阀体1出气口连通，第四气路19穿过针阀安装孔12与其交叉连通。

如图6所示，所述针阀3包括：针阀阀芯31、针阀阀芯座32；

如图7所示，针阀阀芯31为轴型阶梯结构，如图8所示，针阀阀芯座32为T型轴套结构，其内外螺纹旋向相反。

B、各部件安装形式。

所述针阀阀芯31由后端至前端分别设置有2个第一卡槽和2个第三卡槽，2个第一O型密封圈33配合安装在2个第一卡槽上，2个第三O型密封圈37配合安装在2个第三卡槽上；第一O型密封圈33和第三O型密封圈37为相同的O型密封圈。

所述针阀阀芯座32通过螺纹副配合套装在针阀阀芯31外部，针阀阀芯座32通过螺纹副安装在阀体1针阀安装孔12内，两幅螺纹副旋向相反。这种设计，使得操作人员同时同向同角速度调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32时，控制供油油路与第五气路截面积的比例反向变化，第五气路为泄气气路，即供油供气的比例正向变化，从而达到油气同步比例调节的目的。同时，弹簧2套装在针阀3外部并顶住阀体1与针阀3，在不调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32时，弹簧2的弹力可保证油气供应的恒定。

2个第一O型密封圈33与针阀阀芯座32内壁形成过盈配合。所述针阀阀芯座32外壁设置有第二卡槽，第二O型密封圈34安装在第二卡槽上。

油气比例调节阀装配关系：

当针阀3安装在阀体1的针阀安装孔12内时，弹簧2套装在针阀3外部顶住阀体1与针阀3。第二O型密封圈34与针阀安装孔12壁形成过盈配合；2个第三O型密封圈37与针阀安装孔12壁形成过盈配合。

所述针阀阀芯座32外壁还设置有气流槽36；当针阀3安装在阀体1的针阀安装孔12内时，第四气路19被针阀3分隔成第四气路19A和第四气路19B，其中第三气路18第二端与第四气路19A第一端连通，第四气路19A第二端被针阀3阻挡；第四气路19B第一端被针阀3阻挡，第四气路19B第二端与阀体1出气口连通。所述气流槽36与针阀安装孔12内壁配合形成第五气路，所述第四气路19通过第五气路分别与第三气路18和阀体1出气口连通，即第四气路19A第二端与第五气路一端连通，第五气路另一端与第四气路19B第一端连通。

所述针阀阀芯31前端设置有锥体35，所述锥体35锥度为18°～22°。当针阀3安装在阀体1的针阀安装孔12内时，所述锥体35处于针阀安装孔12前端圆柱孔内。

针阀3安装在阀体1的针阀安装孔12内，同时同向同角速度调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32时，针阀阀芯31能够调节锥体35伸入针阀安装孔12前端圆柱孔的长度(即改变进油路)，比例调节油路开度；在针阀阀芯座32内外反向螺纹作用下，针阀阀芯座32与调节针阀阀芯31联动时，针阀阀芯座32可同时反向改变第五气路的泄气截面积，使得供至气动雾化喷嘴4的油气同向比例变化。

在所述气动雾化喷嘴安装孔内安装气动雾化喷嘴4后，气动雾化喷嘴4后部与油室14配合形成密封，油室14与气室15不再连通。优选的，气动雾化喷嘴4尾部套接若干密封圈，密封圈与气动雾化喷嘴安装孔形成过盈配合。

技术方案的运用：

如图1d所示，通过调节针阀阀芯31可调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32的相对位置，进而可调节针阀阀芯31左端，即锥体35伸入针阀安装孔12左端圆柱孔的长度，使圆柱孔开度大小发生变化，即改变进油路的截面积，从而改变供油量大小。

通过调节针阀阀芯座32，气流槽36与针阀安装孔12内壁配合形成的第五气路沿针阀3方向前后移动，第五气路与第四气路19的相对开度截面积发生变化，从而改变供气量大小。

在针阀阀芯座32的内外反向螺纹作用下，同时同向同角速度调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32可比例改变进油路及泄气路(第五气路)截面积，从而对油气进行无级调节。同时，弹簧2套装在针阀3外部并顶住阀体1与针阀3，在不调节针阀阀芯31与针阀阀芯座32时，弹簧2的弹力可保证油气供应的恒定。

2个第三O型密封圈37与针阀安装孔12内壁形成过盈配合，油路在2个第三O型密封圈37左侧，气路在2个第三O型密封圈37右侧，油气在针阀安装孔12中主要靠第三O型密封圈37分离密封。

工作过程：

本发明所设计的气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，通过一部分气体排出控制供气量。压缩空气进入第一气路16，气路进去分为两路，第一路直接进入气室15，第二路经第二气路17、第三气路18及第四气路19由阀体1出气口排出。第二路用来调节供气量大小。气体进入气室15为气动雾化喷嘴4供应低压空气。低压空气经气动雾化喷嘴4射出，喷嘴前部形成低压区，燃油在压差的作用下，自动从第一油路11进入阀体，经针阀安装孔12前端圆柱孔、针阀安装孔12前端侧部和第二油路13进入油室14，从喷嘴的夹层单独喷出，与高速空气碰撞雾化混合。

同时同向同角速度调节针阀阀芯与针阀阀芯座，在针阀阀芯座内外反向螺纹的作用下，控制供油油路与泄气气路截面积的比例反向变化，即供油供气的比例正向变化，从而达到油气同步比例调节的目的，使得产生的柴油雾化颗粒粒径集中在18～25um。最终实现燃油气动雾化效果在合理的比例区间内充分燃烧。

在低温-50～-30℃或海拔3000m以上地区使用本发明，柴油雾化颗粒粒径可集中在18～25um，能够快速可靠点火，满足正常燃烧的要求，海拔适应性大幅提高。

本发明所设计的一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，在集成分离油气的同时，通过同时同向同角速度调节针阀阀芯与针阀阀芯座，反向改变供油道与泄气道截面积，正向比例改变油气供应量，达到油气同步比例无级调节的目的，最终实现燃油气动雾化效果在合理的比例区间内充分燃烧。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，其特征在于，包括阀体(1)、弹簧(2)、针阀(3)；

所述阀体(1)设置有针阀安装孔(12)，所述针阀(3)安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内；

所述弹簧(2)套装在针阀(3)外部并顶住阀体(1)与针阀(3)；

所述阀体(1)还包括第一油路(11)、第二油路(13)、油室(14)、气室(15)、第一气路(16)、第二气路(17)、第三气路(18)、第四气路(19)和气动雾化喷嘴安装孔；

所述气动雾化喷嘴安装孔和针阀安装孔(12)分别设置在阀体(1)相对侧，所述气动雾化喷嘴安装孔用于安装气动雾化喷嘴(4)；

当气动雾化喷嘴(4)安装在气动雾化喷嘴安装孔内后，所述气动雾化喷嘴(4)进油口处于所述油室(14)内；所述气动雾化喷嘴(4)进气口处于所述气室(15)内；

所述针阀安装孔(12)前端设置有圆柱孔；

所述第一油路(11)第一端与阀体(1)进油口相通，所述第一油路(11)第二端与针阀安装孔(12)前端圆柱孔接通；

所述第二油路(13)第一端与针阀安装孔(12)前端侧部接通，所述第二油路(13)第二端与油室(14)连通；

所述第一气路(16)第一端与阀体(1)进气口相通，第一气路(16)第二端与第二气路(17)第一端连通，第一气路(16)与气室(15)接通；第二气路(17)第二端与第三气路(18)第一端连通，第三气路(18)第二端与第四气路(19)第一端连通，所述第四气路(19)第二端与阀体(1)出气口连通，第四气路(19)穿过针阀安装孔(12)与其交叉连通；

所述针阀(3)包括：针阀阀芯(31)、针阀阀芯座(32)；

针阀阀芯(31)为轴型阶梯结构，针阀阀芯座(32)为T型轴套结构，其内外螺纹旋向相反；

所述针阀阀芯座(32)通过螺纹连接套装在针阀阀芯(31)外部；

所述针阀阀芯(31)由后端至前端分别设置有2个第一卡槽和2个第三卡槽，2个第一O型密封圈(33)配合安装在2个第一卡槽上，2个第三O型密封圈(37)配合安装在2个第三卡槽上；2个第一O型密封圈(33)与针阀阀芯座(32)内壁形成过盈配合；

所述针阀阀芯座(32)外壁设置有第二卡槽，第二O型密封圈(34)安装在第二卡槽上；

当针阀(3)通过针阀阀芯(31)外部螺纹安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内时，

第二O型密封圈(34)与针阀安装孔(12)形成过盈配合；

2个第三O型密封圈(37)与针阀安装孔(12)形成过盈配合；

所述针阀阀芯座(32)外壁还设置有气流槽(36)；

当针阀(3)安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内时，所述气流槽(36)与针阀安装孔(12)配合形成第五气路；

第四气路(19)能够通过第五气路分别与第三气路(18)和阀体(1)出气口连通。

2.根据权利要求1所述的气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，其特征在于，

所述针阀(3)通过螺纹连接安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内。

3.根据权利要求2所述的气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，其特征在于，

所述针阀阀芯(31)前端设置有锥体(35)，

所述锥体(35)锥度为18°～22°；

当针阀(3)安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内时，所述锥体(35)处于针阀安装孔(12)前端的圆柱孔内。

4.根据权利要求3所述的气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，其特征在于，

调节针阀阀芯(31)能够改变针阀阀芯(31)与针阀阀芯座(32)的相对位置；

当针阀(3)安装在阀体(1)的针阀安装孔(12)内时，同时同向同角速度调节针阀阀芯(31)与针阀阀芯座(32)，能够比例改变进油路及第五气路截面积，对油气进行无级调节。

5.根据权利要求4所述的气动雾化柴油燃烧器用油气比例调节阀，其特征在于，

在所述气动雾化喷嘴安装孔内安装气动雾化喷嘴(4)后，气动雾化喷嘴(4)后部与油室(14)配合形成密封，油室(14)与气室(15)不再连通。