CN202281228U - 数字位式调节燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用数字信号进行调节的数字位式调节燃烧器，它是在燃烧器的内设置有空气分配室(1)、燃气分配室(2)、混合室(3)、空气通道(4)、燃气管(5)，并将空气通道和燃气管分别分隔成几个相互独立的空气分通道(6)和燃气分通道(7)，且一个空气分通道有一相对应的燃气分通道，在每个分通道上安装有开关装置(8、9)，每一对通道上的开关装置能被数字控制信号(10)的一位信号控制一对活塞(11、12)动作而实现同步开关，数字信号控制不同的通道或几组通道的开关来实现负荷调节。本实用新型能实现在不需外部设施的情况下，也能实现燃烧器空燃比的恒定，燃烧负荷的大比例调节。

Description

数字位式调节燃烧器

所属技术领域

本实用新型涉及一种采用数字信号直接进行位式调节的燃烧装置，尤其是具有恒定的空燃比，实现燃烧负荷的大比例调节的数字位式调节燃烧器。

背景技术

目前，在工业炉窑上常用的燃烧器主要是由固定的燃气通道、空气通道、壳体、混合室等组成，空气与燃气混合后进行燃烧，为保证燃烧器在不同负荷下能稳定燃烧，一般燃烧器的调节比例都小于1∶10，由于燃烧器内部没有调节功能，负荷的调节主要是通过在外部管道上安装调节阀来实现，为在一定负荷范围内稳定空燃比，一般在燃烧器外部管道上安装空燃比例阀或更复杂的自动控制系统来实现，从而造成整个燃烧系统管路复杂、控制线路多等缺点。

发明内容

为了克服现有燃烧器调节比例低、空燃比需配套复杂的管路或控制系统的不足，本实用新型提供一种数字位式调节燃烧器，该数字位式调节燃烧器只需输入数字控制信号就能在燃烧器内部实现燃气和助燃空气的开关功能，负荷调节比例大，在各种负荷下空燃比例基本稳定，无需在燃烧器外再安装配套的各种调节装置，从而简化燃烧系统的管路和控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在燃烧器上有空气接口和燃气接口，内设置空气分配室、燃气分配室、混合室、空气通道、燃气通道。其中空气分配室与燃气分配室相互隔绝，空气分配室经空气通道与混合室连通，燃气分配室经燃气通道与混合室连通。空气通路由几个相互独立的空气分通道组成，燃气通路也由几个相互独立的燃气分通道组成，且一个空气分通道与一个相应的燃气分通道组成一对分通道，此一对分通道中的空气分通道与燃气分通道的流量面积按一定空燃比例设计，在每个空气分通道上安装空气开关装置，在每个燃气分通道上安装燃气开关装置，每一对分通道上的两个开关装置(空气开关装置和燃气开关装置)能同时被多位数字控制信号的其中一位信号控制并同步开关。当数字信号的一位信号处于“1”状态时，控制相应的开关装置而使该一对分通道处于“开”的状态，从而使空气和燃气分别从空气分配室和燃气分配室经该对分通道进入混合室，当信号处于“0”状态时，控制相应的开关装置而使该一对分通道处于“关”状态，从而使空气和燃气无法分别从空气分配室和燃气分配室经该对分通道进入混合室。在燃气压力和空气压力恒定的情况下，经此一对分通道进入的空气和燃气的流量成一定比例关系，从而使空燃比例基本恒定。几对分通道和相应的开关装置组成的通路设计成不同的流通特性，既每对分通道的燃烧负荷不一样，当数字信号控制某对分通道或某几对分通道为“开”状态时，就可实现燃烧负荷的大比例调节。由于在不同负荷时，空气和燃气都经各自独立的且流通面积不同的分通道进入混合室，具有稳定的流速，从而利于稳定燃烧。

对上述技术方案的一种改进是：用隔板将空气分配室与燃气分配室相互隔绝，空气套管将空气通道分隔成几个独立的同心的环形的空气分通道且同轴布置，每个空气分通道的流通面积由外向里按比例逐级减小，每个空气分通道一端开口于混合室，另一端与空气分配室相连并在此连接处设置有一对栅环，栅环为在环面上开孔的环形结构，每对栅环由定栅环和动栅环组成，定栅环与空气套管固定，动栅环紧靠定栅环安装可绕轴心转动，并与定栅环表面具有密封性能，几对栅环结构成台阶状由外至里依次缩小并同轴安装并可独立转动，在空气分配室内设置有几组栅环气缸、栅环摆杆和复位装置，且一个栅环气缸、一个栅环摆杆、一个复位装置和一对栅环组成一组空气开关装置。空气开关装置的动作过程为：栅环气缸开启推动栅环摆杆，并通过栅环摆杆使一个动栅环转动一定角度，当动栅环转动一定角度，其上的孔与定栅环上的孔对齐时实现“开”功能；栅环气缸关闭后，复位弹簧推动栅环摆杆使栅环反向转一定角度，当动栅环反转动一定角度，其上的孔与定栅环上的孔不能对齐时实现“关”功能。燃气管作为燃气通道设置在燃烧器的中心，一端开口于混合室，另一端穿过空气通道、空气分配室、隔板至燃气分配室中，燃气套管将燃气管内分隔成几个独立的同心的环形的燃气分通道，几个燃气分通道的流通面积由外向里按比例逐级减小，燃气分通道一端开口于混合室，另一端由燃气套管与燃气管构成封闭空间，在此封闭空间处的燃气管的管壁上开有沿圆周均匀布置的通孔作为每个燃气分通道与燃气分配室的联系通路，在每圈通孔相对的燃气管外表面安装有栅套并可在燃气管上转动，栅套为在壁面开有与燃气管上通孔位置及大小对称的通孔的环套结构，栅套与燃气管外表面有较好的密封性能，几个栅套在燃气管上串列安装并可独立转动，在燃气分配室内设置有多组栅套气缸、栅套摆杆和复位装置，且一个栅套气缸、一个栅套摆杆、一个复位装置和一个栅套组成一组燃气开关装置。燃气开关装置的动作过程为：栅套气缸开启推动栅套摆杆，并通过栅套摆杆使一个栅套转动一定角度，当栅套转动一定角度，其上的孔与燃气管上的孔对齐时实现燃气“开”功能；栅套气缸关闭后，复位装置推动栅套摆杆使栅套反向转一定角度，其上的孔与燃气管上的孔不能对齐时实现“关”功能。数字控制信号的一位信号控制一个气动电磁阀，当该位信号有效时气动电磁阀打开，使压缩空气经压缩空气管道同时进入一个栅环气缸和一个对应的栅套气缸并实现栅环气缸和栅套气缸同步开启，实现空气和燃气的“开”功能，当该位信号无效时气动电磁阀关闭，栅环气缸和栅套气缸同步关闭，实现空气和燃气的“关”功能。在空气压力和燃气压力恒定的情况下，流过栅环的空气量和栅套的燃气量恒定，从而实现燃烧器的空燃比稳定。将各组中的空气分通道和燃气分通道的流通特性设计成不同大小，从而使流过的空气量和燃气量也不同，当数字控制信号使不同的栅环和栅套进行“开”“关”，从而实现燃烧负荷的调节。根据以上的控制过程，数字信号可使一组和多组栅环和栅套进行“开”“关”，从而实现燃烧负荷的大比例调节，如采用4位数字信号则有16种组合，如采用5位数字信号则有32种组合。

本实用新型的有益效果是，通过不同的分通道来保证燃烧器在大、小负荷下都能以较稳定的速度进行混合，燃烧器内设置有多种机构并使用数字信号来实现空气、燃气的开关功能，实现燃烧负荷的大比例调节并在各种负荷下保持空燃比的稳定，简化了燃烧装置的外部管路及控制系统

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的数字位式调节燃烧器的主视图。

图2是图1俯视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的B-B剖视图。

图5是数字位式调节燃烧器的第二个实例的俯视图。

图6是图5的C-C剖视图。

图7是栅环的结构图。

图8是栅环的另一实例的结构图。

图9是栅套的结构图。

图10是图9的剖视图。

图11是图2中I放大图

图中101.混合室，102.空气分通道，103.定栅环，104.动栅环，105.空气分配室，106.燃气分配室，107.栅套，108.燃气分通道，109.燃气管，110.空气接口，111.燃气接口，112.壳体，201.数字信号，202.气动电磁阀，203.栅套摆杆，204.压缩空气管道，205.栅套气缸，206短轴，207.栅环气缸，208长轴，209栅环摆杆，210.隔板，211.空气套管，212.燃气套管，301.栅环复位弹簧，302.拔叉，401.栅套复位弹簧，402.拔叉，501.栅环电磁铁，502.栅套电磁铁，503.数字信号，701.栅环通孔，901.栅套通孔，1101燃气管通孔。

具体实施方式

如图1、图2所示，在燃烧器的壳体112中，前部为混合室101，其后依次串接空气分通道102、定栅环103、动栅环104、空气分配室105、燃气分配室106，隔板210在空气分配室105与燃气分配室106之间并将两者分隔成前后相互隔绝的空间，隔板210与壳体112固定，壳体112上的空气接口110与空气分配室105相通，壳体112上的燃气接口111与燃气分配室106相通，壳体112与燃气管109之间作为粉气通道被三个空气套管211分隔成四个独立的环形的空气分通道102(组成空气通道)且同轴布置，每个空气分通道的流通面积由外向里按比例逐级减小，每个空气分通道102一端开口于混合室101，另一端与空气分配室105相连，并在连接处安装有由定栅环103和动栅环104，定栅环103与空气套管211固定，动栅环104紧靠定栅环103安装并有较好密封性能，四个动栅环104可独立绕轴心转动，4套栅环103、104成台阶状由外至里依次同轴安装。燃气管109安装在燃烧器中心并与隔板210固定，其一端开口于混合室101，另一端穿过空气分通道102、定栅环103、动栅环104、空气分配室105、隔板210至燃气分配室106内并留出一定长度并在上安装栅套107，其端部封闭。燃气管109作为燃气通道被三个燃气套管212分隔成四个独立的同心的环形的燃气分通道108，每个燃气分通道108一端开口于混合室101，另一端为由燃气管109与燃气套管212相连而形成的封闭空间，从而使各燃气分通道间相互隔绝，每个燃气分通道108的流通面积由外向里按比例逐级减小，燃气分配室106与每个燃气分通道108之间是靠燃气管109的管壁上的燃气管通孔1101作为通路，在燃气分配室106中的燃气管109上与每个燃气管通孔1101相对处安装有一个栅套107并与燃气管109外壁具有密封性能，燃气管109上共安装有四个栅套107。在空气分配室105内设置有四组空气开关装置，其中的四个栅环摆杆209同轴并列安装在长轴208上。在燃气分配室106内设置有四组燃气开关装置，其中的四个栅套摆杆203同轴并列安装在短轴206上。在燃烧器上配有四只气动电磁阀202(可安装在燃烧器壳体110上任何方便的位置)，4位数字信号201的每一位信号控制一个气动电磁阀202，气动电磁阀202通过压缩空气管道204同时与一只栅套气缸205和一只对应的栅环气缸207相连，以实现在同一位信号的控制下栅套气缸205与栅环气缸207同步动作。栅环采用图7所示结构。如图3所示，所述的一组空气开关装置是由一个栅环气缸207、一个栅环摆杆209、一个栅环复位弹簧301和一对栅环103、104组成，栅环摆杆209安装在长轴208上并可转动，栅环气缸207安装在栅环摆杆209的一侧并接触，栅环复位弹簧301与栅环气缸207相对地安装在栅环摆杆209的另一侧并与栅环摆杆209接触，栅环摆杆209的一端与动栅环104上的拔叉302滑动接触，当栅环气缸207推动栅环摆杆209绕长轴208顺时针转动时，并通过拔叉302使动栅环104逆时针转动一定角度，当动栅环104和定栅环103上的通孔701对齐时实现“开”功能，当栅环气缸207关闭，栅环复位弹簧301推动栅环摆杆209绕长轴208逆时针转动，并使动栅环104顺时针转一定角度来实现“关”功能。

如图4所示，所述的一组燃气开关装置是由一个栅套气缸205、一个栅套摆杆203、一个栅套复位弹簧401和一个栅套107组成，栅套摆杆203安装在短轴206上并可转动，栅套气缸205安装在栅套摆杆203的一侧并连触，栅套复位弹簧401安装在栅套摆杆203的另一侧与栅套摆杆203接触，栅套摆杆203的一端与栅套107上的拔叉402滑动接触，当栅套气缸205推动栅套摆杆203绕短轴206顺时针转动时，并通过拔叉402使栅套107逆时针转动一定角度，当栅套107上的通孔901与燃气管109上的通孔1101对齐时实现“开”功能，当栅套气缸205关闭，栅套复位弹簧401推动栅套摆杆203绕短轴206逆时针转动，并使栅套107顺时针转一定角度来实现“关”功能。

如图5所示的另一实施例，采用栅环电磁铁501推动栅环摆杆209转动，栅套电磁铁502推动栅套摆杆203转动，一个栅环电磁铁501和一个对应的栅套电磁铁502受4位数字信号503中的同一位信号控制以实现栅环电磁铁和对应的栅套电磁铁能同步动作。共设置有四只栅环电磁铁501和四只栅套电磁铁502。

如图6所示，所述的栅环采用图8中所示的圆形通孔结构

如图7所示，所述的栅环104为在环面上均匀开有通孔701的环形结构，且通孔为矩形。

如图8所示，所述的栅环104为在环面上均匀开有通孔801的环形结构，且通孔为圆形。

如图9、图10所示，所述的栅套107为在圆周上均匀开有栅套通孔901的圆环状结构。

如图11所示，所述四个栅套107在燃气管109上并列同轴安装并可独立在燃气管109上转动，在栅套107上的栅套通孔901(每个栅套上的开孔孔径各不相同)与燃气管通孔1101对应。燃气套管212的端部成喇叭形扩大并与燃气管109连接形成封闭空间。

Claims (10)

1.一种数字位式调节燃烧器，在壳体(112)上有空气接口(110)和燃气接口(111)，有相互隔绝的空气分配室(105)、燃气分配室(106)，并分别通过空气分通道(102)和燃气分通道(108)与混合室(101)相通，其特征是：空气通路由几个相互独立的空气分通道组成，燃气通路也由几个相互独立的燃气分通道组成，且一个空气分通道与一个相应的燃气分通道组成一对分通道，在每个空气分通道上安装一套空气开关装置(103、104、207、209、301)，在每个燃气分通道上安装一套燃气开关装置(107、205、203、401)，输入的多位数字信号(503)的其中一位信号控制相应的一对分通道上的开关装置并使一对分通道上的空气和燃气的开关装置同步开关。

2.按照权利要求1所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的空气开关装置是由一对栅环(103、104)、一个栅环气缸(207)、一个栅环摆杆(209)和一个栅环复位弹簧(301)组成，所述的燃气开关装置是由一个栅套(107)、一个栅套气缸(205)、一个栅套摆杆(203)和一个栅套复位弹簧(401)组成。

3.按照权利要求1或2所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的空气开关装置有四组，所述的燃气开关装置有四组，

4.按照权利要求2所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的栅环摆杆安装在长轴(208)上并能转动，该栅环摆杆的一端与动栅环(104)接触，另一端与栅环气缸接触，所述的栅套摆杆安装在短轴(206)上并能转动，该栅套摆杆的一端与栅套接触，别一端与栅套气缸接触。

5.按照权利要求2所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的一对栅环是由一个定栅环(103)和一个动栅环(104)组成，该定栅环和动栅环为环面上开有栅环通孔(701)的环型结构，定栅环与空气套管(211)固定，动栅环紧靠定栅环安装可绕轴心转动，并与定栅环表面具有密封性能，所述的栅套是在圆周上均匀开有栅套通孔(901)的环套结构，该栅套安装在燃气管(109)外表面并可在燃气管上转动，该栅套与燃气管外表面具有密封性能。

6.按照权利要求5所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的栅环有四对，该四对栅环安装在空气分通道与空气分配室(105)连接处并成台阶状同轴安装并可独立转动，所述栅套共有四个，该四个栅套安装在燃气分配室(106)中的燃气管上成同轴串列安装并可独立转动。

7.按照权利要求1所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述空气分通道是在壳体(112)与燃气管之间由空气套管(211)分隔成的几个独立的同轴布置的环形通道，该空气分通道一端开口于混合室(101)，另一端与空气分配室相连，几个空气分通道的流通面积由外向里逐级减小，所述燃气分通道是燃气管内的几个独立的同轴布置的环形通道，该燃气分通道一端开口于混合室，另一端由燃气套管(212)与燃气管构成封闭空间，并在此封闭空间处的燃气管管壁上开有沿圆周均匀布置的燃气管通孔(1101)，几个燃气分通道的流通面积由外向里逐级减小。

8.按照权利要求1所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的数字信号(503)的每一位控制一只气动电磁阀(202)，所述气动电磁阀同时与一只栅环气缸和一只对应栅套气缸连接。

9.按照权利要求1所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的数字信号的每一位控制两只并联的电磁铁(501、502)，所述一只栅环电磁铁(501)与栅环摆杆接触，另一只栅套电磁铁(502)与栅套摆杆接触。

10.按照权利要求1或8、或9所述的数字位式调节燃烧器，其特征是：所述的数字信号为四位信号。

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