一种空燃比例混合器的制作方法

本发明涉及燃气燃烧设备领域，具体涉及一种空燃比例混合器。

背景技术：

在燃气燃烧器和燃气烧嘴技术领域中，稳定的燃烧需要适量的空气、燃气的均匀混合，才可以大幅度降低氮氧化物，达到国家规定的排放标准。为获得均匀的混合气，通常采用筛网等手段；为获得比例稳定的混合气，采用文丘里、压力型比例阀等手段。文丘里用于小功率烧嘴较多，在大功率的烧嘴中并不适用，而压力型比例阀线性不太好。

公开号为cn206904977u的专利公开了一种调节流量稳定及精密的燃气通过调节装置，抽风机工作时，风从进风管进入，燃气从燃气进气控制阀组、自力式压差调节阀通过进入进风管，燃气与空气混合一并被抽风机送入燃烧室，燃气从燃气进气控制阀组的电动开关阀控制燃气流通的通断、电动燃气流量比例调节阀控制燃气流通量；抽风机的工作功率越大，进风管的进风流量越大，其风压也随之变大，相反，越小；与进风管连接的负压管处于负压状态，自力式压差调节阀内的流量控制感压膜会因负压越大打开的开度越大，燃气流量通过越多(即负压越大，空气通过流量越大，所需的燃气也越多才能成正比)，自力式压差调节阀内的流量控制感压膜随负压大小而动态变化开度。

该专利通过自力式压差调节阀通过感应与进风管连接的负压管的负压来调节燃气的流量，无法测量燃气和空气混合后的混合气的压强是否能够达到稳定的燃烧标准，也无法通过测量混合气的压强来调节燃气的流量。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种空燃比例混合器，通过设置差压比例阀自动调节燃气流量，保证燃气流量与混合气流量保持一定的数量值关系，满足大功率下燃气绕烧器中均匀、稳定的空燃混合气要求。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种空燃比例混合器，包括燃气管道、空气管道、比例阀和燃气烧嘴，所述燃气管道的出气端连接所述空气管道，所述比例阀连接在所述燃气管道的进气端，所述空气管道的出气端连接燃气烧嘴。

所述燃气管道中设置燃气孔板，所述空气管道中设置混合气孔板和风机，所述混合气孔板设置在靠近所述空气管道的出气端内侧，所述风机设置在所述混合气孔板和所述空气管道的进气端之间，所述燃气管道的出气端与所述空气管道连接的位置位于所述空气管道的进气端和所述风机之间；

所述比例阀为差压比例阀，所述差压比例阀上设置两根燃气取压气管和两根混合气取压气管，所述燃气孔板的两侧设置燃气取压点，所述混合气孔板的两侧设置混合气取压点，两根所述燃气取压气管的一端分别连接在所述燃气孔板两侧的所述燃气取压点上，两根所述混合气取压气管的一端分别连接在所述混合气孔板两侧的所述混合气取压点上。

优选的，两根所述燃气取压气管配合所述差压比例阀测量所述燃气孔板两侧的燃气差压△pg，两根所述混合气取压气管配合所述差压比例阀测量所述混合气孔板两侧的混合气差压△p。

优选的，所述差压比例阀上设置平衡调节装置和导杆装置，所述平衡调节装置和所述导杆装置之间设置弹簧和第一压片，所述弹簧的上端与所述平衡调节装置的下端连接，所述弹簧的下端与所述第一压片连接，所述平衡调节装置的上端设置与螺丝刀配合的凹槽，通过所述螺丝刀调节所述平衡调节装置的高度位置。

优选的，所述第一压片上固定第一膜片，所述第一膜片的两端抵靠在所述差压比例阀的内壁上，第一膜片将差压比例阀分割成上下两个腔室，所述第一膜片包括中间水平段和位于所述中间水平段两侧的弯折段，所述弹簧与所述第一压片的上表面中心点连接，所述弹簧作用在第一压片上，所述弹簧对所述第一压片产生的压强为弹簧差压△a，所述△pg＝△p+△a。所述平衡调节装置的上端垂直设置在所述差压比例阀中，且平衡调节装置的上端与所述差压比例阀通过螺纹连接，调节螺丝刀可以将平衡调节装置拧入或柠出，从而将所述弹簧和第一压片带动到相应位置，使弹簧和第一压片到达相应功率燃烧器的弹簧压力平衡点，保证△pg＝△p+△a。如果△pg≠△p+△a，差压比例阀则通过第一压片和导杆装置自动调节燃气流量，燃气差压和混合气差压继续保持相应的数值差关系，使燃气流量与混合气流量保持稳定。

优选的，所述空气管道的进气端内侧依次设置空气过滤网和空气蝶阀。燃气通过差压比例阀、燃气孔板与通过空气过滤网、空气蝶阀后的空气在风机前汇合。在风机叶片的高速旋转搅拌下，空气、燃气充分混合。空气过滤网过滤空气中粗大尘埃颗粒，避免混合气由于粗大尘埃颗粒撞击产生爆燃，空气蝶阀用于调节空气流量，调节风机的转速可调节燃气燃烧器/燃气烧嘴功率大小。通过调节螺丝刀调节平衡调节装置的位置，使平衡调节装置到达重新设定的功率值下的弹簧压力平衡点的位置，从而进一步通过差压比例阀调节燃气流量。

优选的，所述燃气管道与所述空气管道连接的位置设置单向气阀。单向气阀防止燃气和空气从空气管道逆流回燃气管道。

优选的，所述燃气孔板上绕所述燃气孔板的中心设置有至少一组呈圆形分布的燃气孔阵列，每个所述燃气孔阵列上设置若干个直径相同且绕燃气孔板中心均布的燃气孔，由所述燃气孔板的中心向周面的方向，不同组的所述燃气孔阵列上的所述燃气孔的孔径相等。燃气经过燃气孔后得到加速、细分、改向、扩散。保证了燃气可以尽快进入空气管道中与空气混合，同时多股燃气气流在混合过程中与空气交叉且有层次地混合，从而使得燃气与空气进行多次混合，提高燃气与空气混合的均匀性，从而使得燃气燃烧更加充分，减少燃气的浪费以及有害气体的产生，节能环保。

优选的，所述混合气孔板上绕所述混合气孔板的中心设置有至少一组呈圆形分布的混合气孔阵列，每个所述混合气孔阵列上设置若干个直径相同且绕混合气孔板中心均布的混合气孔，由所述混合气孔板的中心向周面的方向，不同组的所述混合气孔阵列上的所述混合气孔的孔径逐渐增大。这样可以使得混合气经过混合气孔板形成多股混合气流，从而使得靠近燃烧器烧嘴中心的内层气流小，有利于点火而不易被较强气流吹灭，提高点火的可靠性。

优选的，混合气孔板由周面向中心朝着所述空气管道的出气端弯曲一定的弧度，即所述混合气孔板的中心与所述混合气孔板的周向边缘处于不同的截面上，且混合气孔板的中心点更加靠近所述空气管道的出气端。混合气孔板弯曲一定的弧度便于燃气和空气形成的混合气经过混合气孔后起到了汇聚的作用，改变混合气水平进入的方向，混合气得到加速、细分、改向，混合气朝着空气管道的中轴线汇聚，使混合气在燃烧头的中轴线附近得到充分汇合，防止出现气流分散燃烧不充分的现象。

优选的，所述燃气孔板和所述混合气孔板的中心设置一个节流孔分别供燃气和空气通过。q＝ca[(2/ρ)*(p2-p1)]^(1/2)，q为流量，c为流量系数，a节流孔流通面积，p2-p1为压力差，此处p2-p1在燃气孔板处为△pg，在混合气孔板处为△p，ρ气体密度，p2-p1不变时，流量q与节流孔流通面积a成正比，当节流孔流通面积a不变时，流量q与(p2-p1)的平方根成正比。

优选的，所述燃气孔板和所述混合气孔板分别安装在所述燃气孔板阀和所述混合气孔板阀上，所述燃气孔板阀和所述混合器孔板阀分别安装在所述燃气管道和所述空气管道上。压力一定，改变面积可调节流量；面积一定，流量改变，压力改变。所述燃气孔板阀和所述混合气孔板阀可以通过调节流量来改变△pg和△p。

更优选的，所述燃气孔板阀中设置两个燃气孔板，所述混合气孔板阀中设置两个混合气孔板，燃气孔板上设置一个或多个互相平行设置的燃气孔阵列，每个燃气孔阵列上设置多个呈线性排列的燃气孔，两组燃气孔阵列之间的距离大于所述燃气孔的孔径，其中一个所述燃气孔板固定在所述燃气孔板阀的腔体中，另一个所述燃气孔板紧贴着固定的燃气孔板做升降运动，运动的燃气孔板中的燃气孔阵列之间的燃气孔板可以封闭固定的燃气孔板上的所述燃气孔，并调节固定的燃气孔板上的所述燃气孔的孔径；在气流流量不变的情况下，通过孔径来调节压差。

所述混合气孔板阀中设置两个混合气孔板，混合气孔板上设置一个或多个互相平行设置的混合气孔阵列，每个混合气孔阵列上设置多个呈线性排列的混合气孔，两组混合气孔阵列之间的距离大于所述混合气孔的孔径，其中一个所述混合气孔板固定在所述混合气孔板阀的腔体中，另一个所述混合气孔板紧贴着固定的混合气孔板做升降运动，运动的混合气孔板中的混合气孔阵列之间的混合气孔板可以封闭固定的混合气孔板上的所述混合气孔，并调节固定的混合气孔板上的所述混合气孔的孔径。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

本发明的空燃比例混合器在所述燃气管道中设置燃气孔板、在所述空气管道中设置混合气孔板和风机，燃气孔板和混合气孔板上设置气孔或节流孔，使燃气和空气分别经过燃气孔板和混合气孔板后流速增加，压力降低，从而分别在燃气孔板和混合气孔板两侧产生差压，即压强差，流量越大，差生的差压越大，通过设置差压比例阀测量所述燃气孔板两侧的燃气差压△pg和所述混合气孔板两侧的混合气差压△p，同时差压比例阀中的弹簧对第一压片也会产生弹簧差压△a，而混合气差压△p与所述弹簧差压△a之和与燃气差压△pg相等时才会使差压比例阀处于平衡状态，当燃气差压△pg或混合气差压△p发生变化时，差压比例阀会自动调节燃气流量，保证燃气流量与混合气流量保持一定的数量值关系，满足大功率下燃气绕烧器中均匀、稳定的空燃混合气要求。

附图说明

图1为本发明一种空燃比例混合器的原理结构示意图；

图2为本发明一种空燃比例混合器的结构示意图；

附图标记：

1.差压比例阀；2.燃气孔板；3.空气过滤网；4.空气蝶阀；5.风机；6.混合气孔板；7.燃气烧嘴；8.螺丝刀；9.平衡调节装置；10.弹簧；11.导杆装置；12.第一膜片；13.第二膜片；14.燃气取压气管；15.混合气取压气管；16.阀门。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1

如图1和2所示，一种空燃比例混合器，包括燃气管道、空气管道、比例阀和燃气烧嘴7，所述燃气管道的出气端连接所述空气管道，所述比例阀连接在所述燃气管道的进气端，所述空气管道的出气端连接燃气烧嘴7。

所述燃气管道中设置燃气孔板2，所述空气管道中设置混合气孔板6和风机5，所述混合气孔板6设置在靠近所述空气管道的出气端内侧，所述风机5设置在所述混合气孔板6和所述空气管道的进气端之间，所述燃气管道的出气端与所述空气管道连接的位置位于所述空气管道的进气端和所述风机5之间；所述空气管道的进气端内侧依次设置空气过滤网3和空气蝶阀4。燃气通过差压比例阀1、燃气孔板2与通过空气过滤网3、空气蝶阀4后的空气在风机5前汇合。在风机5叶片的高速旋转搅拌下，空气、燃气充分混合。空气过滤网过滤空气中粗大尘埃颗粒，避免混合气由于粗大尘埃颗粒撞击产生爆燃，空气蝶阀4用于调节空气流量，调节风机5的转速可调节燃气燃烧器/燃气烧嘴7功率大小。

所述燃气孔板2和所述混合气孔板6的中心设置一个节流孔分别供燃气和空气通过。这样设置设计，结构简单并方便调节孔径和开合所述节流孔。所述燃气孔板2和所述混合气孔板6分别安装在所述燃气孔板阀和所述混合气孔板阀上，所述燃气孔板阀和所述混合器孔板阀分别安装在所述燃气管道和所述空气管道上。所述燃气孔板阀和所述混合气孔板阀可以通过所述燃气孔板2和所述混合气孔板6随时关闭所述燃气管道和所述空气管道。

所述比例阀为差压比例阀1，所述差压比例阀1上设置两根燃气取压气管14和两根混合气取压气管15，所述燃气孔板2的两侧设置燃气取压点，所述混合气孔板6的两侧设置混合气取压点，两根所述燃气取压气管14的一端分别连接在所述燃气孔板2两侧的所述燃气取压点上，两根所述混合气取压气管15的一端分别连接在所述混合气孔板6两侧的所述混合气取压点上。

两根所述燃气取压气管14配合所述差压比例阀1测量所述燃气孔板2两侧的燃气差压△pg，△pg＝pd-pe，pd为燃气孔板2前侧的压力，pe燃气孔板2后侧的压力；两根所述混合气取压气管15配合所述差压比例阀1测量所述混合气孔板6两侧的混合气差压△p，

△p＝pb-pc，pb为混合气孔板6前侧的压力，pc混合气孔板6后侧的压力。

所述差压比例阀1上设置混合比调节装置，混合比调节装置包括平衡调节装置9和导杆装置11，混合比调节装置有自动调节平衡功能，调节此装置能调节平衡曲线上下平移，决定平衡时燃气多一点还是少一点。所述平衡调节装置9和所述导杆装置11之间设置弹簧10和第一压片，所述弹簧10的上端与所述平衡调节装置9的下端连接，所述弹簧10的下端与所述第一压片连接，所述平衡调节装置9的上端设置与螺丝刀8配合的凹槽，通过所述螺丝刀8调节所述平衡调节装置9的高度位置。所述第一压片上固定第一膜片12，所述第一膜片12的两端抵靠在所述差压比例阀1的内壁上，第一膜片12将差压比例阀1分割成上下两个腔室，所述第一膜片12包括中间水平段和位于所述中间水平段两侧的弯折段，所述弹簧10与所述第一压片的上表面中心点连接，所述弹簧10作用在第一压片上，所述弹簧10对所述第一压片产生的压强为弹簧差压△a，△a＝f/s，f为弹簧10的弹力，s为第一压片的面积，所述△pg＝△p+△a。

所述导杆装置11上设置第二压片，第二压片设置在所述第一压片的下方，所述第二压片上固定第二膜片13，所述第二膜片13的两端抵靠在所述差压比例阀1的内壁上，两根混合气取压气管15分别设置在所述第一压片12的上下两侧，两根燃气取压气管14分别设置在所述第二压片13的上下两侧，第一压片和第二压片面积相等，通过所述燃气差压△pg在第二压片13处产生的压力与通过混合气差压△p在所述第一压片12处产生的压力和弹簧10的压力之和相等，来使差压比例阀1处于平衡状态，中间连杆处于受力平衡状态。当平衡状态被破坏时，例如混合气差压△p变大时，△pg≠△p+△a，混合气差压对第一压片12施加的向下的压力变大，弹簧10发生拉伸形变，由于燃气差压△pg和混合气差压△p的差值是固定的，为了保证弹簧10恢复原来的状态，调节差压比例阀1上的阀门16，从而增大燃气气流，燃气差压△pg随之变大，燃气差压在第二压片13处产生的向上压力增大，导杆装置11通过向上移动使弹簧10压缩自动恢复到原来的状态继续维持弹簧10差压△a，使得△pg＝△p+△a。

所述平衡调节装置9的上端垂直设置在所述差压比例阀1中，且平衡调节装置9的上端与所述差压比例阀1通过螺纹连接，调节螺丝刀8可以将平衡调节装置9拧入或柠出，从而将所述弹簧10和第一压片12带动到相应位置，使弹簧10和第一压片12根据相应燃烧器功率到达相应的弹簧压力平衡点，保证△pg＝△p+△a。如果△pg≠△p+△a，差压比例阀1则通过第一压片12和导杆装置11自动调节燃气流量，燃气差压和混合气差压继续保持相应的数值差关系，使燃气流量与混合气流量保持稳定。

由于不同功率条件下△a的数值有一定的差别，调节风机5的转速后，可以通过调节螺丝刀8调节平衡调节装置9的位置，为了使平衡调节装置9到达重新设定的功率值下的弹簧压力平衡点的位置，从而进一步通过差压比例阀1调节燃气流量。当需要提高燃烧器的燃烧功率时，增大风机5的转速，此时混合气的流量和流速增大，经过混合气孔板6之后产生的混合气差压△p增大，此时为了保证△pg＝△p+△a，则差压比例阀1会自动调节燃气流量，增大燃气流量，使燃气差压△pg增大，保证燃烧的稳定性。

本发明的空燃比例混合器在所述燃气管道中设置燃气孔板2、在所述空气管道中设置混合气孔板6和风机5，燃气孔板2和混合气孔板6上设置气孔或节流孔，使燃气和空气分别经过燃气孔板2和混合气孔板6后流速增加，压力降低，从而分别在燃气孔板2和混合气孔板6两侧产生差压，即压强差，流量越大，差生的差压越大，通过设置差压比例阀1测量所述燃气孔板2两侧的燃气差压△pg和所述混合气孔板6两侧的混合气差压△p，同时差压比例阀1中的弹簧10对第一压片12也会产生弹簧差压△a，而混合气差压△p与所述弹簧差压△a之和与燃气差压△pg相等时才会使差压比例阀1处于平衡状态，当燃气差压△pg或混合气差压△p发生变化时，差压比例阀1会自动调节燃气流量，保证燃气流量与混合气流量保持一定的数量值关系，满足大功率下燃气绕烧器中均匀、稳定的空燃混合气要求。

实施例2

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述燃气管道与所述空气管道连接的位置设置单向气阀。单向气阀防止燃气和空气从空气管道逆流回燃气管道。

实施例3

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述燃气孔板2上绕所述燃气孔板2的中心设置有至少一组呈圆形分布的燃气孔阵列，每个所述燃气孔阵列上设置若干个直径相同且绕燃气孔板中心均布的燃气孔，由所述燃气孔板的中心向周面的方向，不同组的所述燃气孔阵列上的所述燃气孔的孔径相等。燃气经过燃气孔后得到加速、细分、改向、扩散。保证了燃气可以尽快进入空气管道中与空气混合，同时多股燃气气流在混合过程中与空气交叉且有层次地混合，从而使得燃气与空气进行多次混合，提高燃气与空气混合的均匀性，从而使得燃气燃烧更加充分，减少燃气的浪费以及有害气体的产生，节能环保。

所述混合气孔板6上绕所述混合气孔板6的中心设置有至少一组呈圆形分布的混合气孔阵列，每个所述混合气孔阵列上设置若干个直径相同且绕混合气孔板6中心均布的混合气孔，由所述混合气孔板6的中心向周面的方向，不同组的所述混合气孔阵列上的所述混合气孔的孔径逐渐增大。这样可以使得混合气经过混合气孔板6形成多股混合气流，从而使得靠近燃烧器烧嘴中心的内层气流小，有利于点火而不易被较强气流吹灭，提高点火的可靠性。

实施例4

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，混合气孔板6由周面向中心朝着所述空气管道的出气端弯曲一定的弧度，即所述混合气孔板6的中心与所述混合气孔板6的周向边缘处于不同的截面上，且混合气孔板6的中心点更加靠近所述空气管道的出气端。混合气孔板6的中心弯曲一定的弧度便于燃气和空气形成的混合气经过混合气孔后起到了汇聚的作用，改变混合气水平进入的方向，混合气得到加速、细分、改向，混合气朝着空气管道的中轴线汇聚，使混合气在燃烧头的中轴线附近得到充分汇合，防止出现气流分散燃烧不充分的现象。

实施例5

该实施例仅描述与上述实施例的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。在本实施例中，所述燃气孔板阀中设置两个燃气孔板2，所述混合气孔板阀中设置两个混合气孔板6，燃气孔板2上设置一个或多个互相平行设置的燃气孔阵列，每个燃气孔阵列上设置多个呈线性排列的燃气孔，两组燃气孔阵列之间的距离大于所述燃气孔的孔径，其中一个所述燃气孔板2固定在所述燃气孔板阀的腔体中，另一个所述燃气孔板2紧贴着固定的燃气孔板2做升降运动，运动的燃气孔板2中的燃气孔阵列之间的燃气孔板2可以封闭固定的燃气孔板2上的所述燃气孔，并调节固定的燃气孔板2上的所述燃气孔的孔径；

所述混合气孔板阀中设置两个混合气孔板6，混合气孔板6上设置一个或多个互相平行设置的混合气孔阵列，每个混合气孔阵列上设置多个呈线性排列的混合气孔，两组混合气孔阵列之间的距离大于所述混合气孔的孔径，其中一个所述混合气孔板6固定在所述混合气孔板阀的腔体中，另一个所述混合气孔板6紧贴着固定的混合气孔板6做升降运动，运动的混合气孔板6中的混合气孔阵列之间的混合气孔板6可以封闭固定的混合气孔板6上的所述混合气孔，并调节固定的混合气孔板6上的所述混合气孔的孔径。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。