一种火焰喷嘴及其制造方法与流程

本发明涉及燃具技术领域，特别是涉及一种火焰喷嘴及其制造方法。

背景技术：

在金属加工、切割中经常需要对金属进行预热，目前通常采用煤气、天然气等可燃气体能源燃烧产生的热量来进行预热。现有火焰喷嘴一般采用单孔或简单多孔阵列喷火的方式设计，存在气体燃烧不充分的现象，导致燃烧效率较低、浪费能源及预热时间长等问题。

目前具有多通道的火焰喷嘴，一般采用整块金属进行cnc铣削加工、铸造或者盘管加工，但是cnc、铸造或盘管加工均存在工艺复杂、加工时间长、费用高的问题，而且不同规格的火焰喷嘴都需要重新编程或开模，导致费时费力；特别是在需要根据火焰形状加工螺旋状导流通道时，制造更为困难。

因此，亟需开发一种火焰喷嘴及其制造方法，提升燃烧效率、节约能源，并且降低制造工艺的难度，降低制造成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种火焰喷嘴及其制造方法，提升燃烧效率、节约能源，而且具有加工简单、成本低的特点。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种火焰喷嘴，包括第一导流块和第二导流块，其特征在于：

所述第一导流块为中空的圆柱体，所述第一导流块的外侧设置有两个或以上均布的第一导流通道；所述第一导流通道以第一导流块的轴线为中心由下至上螺旋上升的贯穿第一导流块的上、下端面及外圆柱面；

所述第二导流块为圆柱体，套设在第一导流块的内部；所述第二导流块由外至内依次设置有两个或以上均布的第二导流通道和一个第三导流通道，所述第二导流通道以第二导流块的轴线为中心由下至上螺旋上升的贯穿第二导流块的上、下端面；所述第三导流通道与第二导流块的轴线重合并贯穿第二导流块的上、下端面。

优选的，所述第一导流块和所述第二导流块相互同轴固定。

优选的，所述第一导流块和所述第二导流块之间使用无机高温胶粘接。

优选的，所述第一导流通道的截面为矩形，第二导流通道的截面为圆形或椭圆形。

优选的，所述第一导流通道和所述第二导流通道均为圆柱螺旋分布。

优选的，所述第一导流通道和所述第二导流通道的螺旋方向相反或相同，螺距相等。

优选的，所述第一导流通道和所述第二导流通道的螺旋升角大于20度。

优选的，所述第一导流块和所述第二导流块的材料为sus316或sus316l不锈钢的其中一种。

本发明还公开了一种火焰喷嘴的制造方法，包括以下步骤：

(一)将不锈钢薄片使用冲床或切割设备加工出第一导流板，所述第一导流板的外侧和内部分别设置有第一气孔和内卡孔；

(二)取若干个步骤(一)制得的第一导流板，以内卡孔为基准同轴叠放，使用定位夹具以第一气孔为参考点，将所有相邻的第一导流板同向旋转相同的角度，使第一气孔形成螺旋状的第一导流通道；

(三)将步骤(二)制得的第一导流板压紧，然后使用焊接设备将所有相邻的第一导流板依次在外侧焊接并打磨抛光，获得第一导流块，备用；

(四)将不锈钢薄片使用冲床或切割设备加工出第二导流板，所述第二导流板的由外至内分别设置有第二气孔和第三气孔；

(五)取若干个步骤(四)制得的第二导流板，以第三气孔为基准同轴叠放，使用定位夹具以第二气孔为参考点，将所有相邻的第二导流板同向旋转相同的角度，使第二气孔形成螺旋状的第二导流通道，第三气孔形成圆柱形的第三导流通道；

(六)将步骤(五)制得的第二导流板压紧，然后使用焊接设备将所有相邻的第二导流板依次在外侧焊接并打磨抛光，获得第二导流块，备用；

(七)在步骤(三)制得的第一导流块的内卡孔上涂敷无机高温胶，然后将步骤(六)制得的第二导流块插入内卡孔中，无机高温胶固化后，获得火焰喷嘴。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、火焰喷嘴设置有多个气体导流通道，相对于单气体导流通道，可以使火焰燃烧更加充分，提升燃烧效率、节约能源；

2、通过分别在火焰喷嘴不同的导流通道中分别施加高压可燃气体和高压助燃气体的方式，使高压可燃气体和高压助燃气体充分混合后高速喷射，获得较高的温度。

3、火焰喷嘴采用同轴设置的圆柱螺旋分布的第一导流通道和第二导流通道，形成龙旋风状的螺旋火焰环绕在被加热体的表面，增加火焰与被加热体的接触面接，从而获得更好的加热效果。

4、本发明的火焰喷嘴制造方法，可以根据火焰的形状、被加热体的面积及温度需要，快速的制造出不同螺旋升角的导流通道，而且相比于现有技术具有工艺简单、成本低的优点。

5、本发明的火焰喷嘴制造方法，使用一种原材料即可满足不同直径、不同高度的火焰喷嘴的制造，与现有技术相比，具有通用性好、减少原材料库存压力的优点。

附图说明

图1为本发明的火焰喷嘴整体结构示意图；

图2为本发明的第一导流板结构示意图；

图3为本发明的第一导流块结构示意图；

图4为本发明的第二导流板结构示意图；

图5为本发明的第二导流块局部剖切示意图；

图6为本发明的火焰加热示意图。

其中：第一导流块10；第一导流板11；第一导流通道12；第一气孔12a；内卡孔13；第二导流块20；第二导流板21；第二导流通道22；第二气孔22a；第三导流通道23；第三气孔23a；被加热体30；螺旋火焰40；非螺旋火焰50。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示，一种火焰喷嘴，包括第一导流块10和第二导流块20；

所述第一导流块10为中空的圆柱体，第一导流块10的外侧设置有十个均布的第一导流通道12；所述第一导流通道12以第一导流块10的轴线为中心由下至上螺旋上升的贯穿第一导流块10的上、下端面及外圆柱面；

所述第二导流块20为圆柱体，套设在第一导流块10的内部；所述第二导流块20由外至内依次设置有十个均布的第二导流通道22和一个第三导流通道23，所述第二导流通道22以第二导流块20的轴线为中心由下至上螺旋上升的贯穿第二导流块20的上、下端面；所述第三导流通道23与第二导流块20的轴线重合并贯穿第二导流块20的上、下端面

进一步的，所述第一导流块10和所述第二导流块20相互同轴固定。

进一步的，所述第一导流块10的内柱面和所述第二导流块20外柱面之间使用无机高温胶粘接；无机高温胶最高可承受1800摄氏度的高温，在粘接固定的同时，也可以防止气体从结合处泄漏。

进一步的，所述第一导流通道12的截面为矩形，第二导流通道22的截面为圆形或椭圆形。

进一步的，所述第一导流通道12和所述第二导流通道22均为圆柱螺旋分布。如图6所示，采用圆柱螺旋分布的导流通道，形成龙旋风状的螺旋火焰40，环绕在被加热体30的表面，增加火焰与被加热体的接触面积；而直线状的导流通道形成的非螺旋火焰50，在接近被加热体30的表面时产生紊流，而导致火焰快速散开；可见采用圆柱螺旋分布的导流通道可以获得更好的加热效果。

进一步的，所述第一导流通道12和所述第二导流通道22的螺旋方向相反或相同，螺距相等。螺旋方向相反时可以获得较宽大的火焰，螺旋方向相同时可以获得较集中的螺旋状火焰。

进一步的，所述第一导流块10和所述第二导流块20的材料为sus316或sus316l不锈钢的其中一种。

使用例一，将火焰喷嘴插入可燃气体管道出口，可燃气体分别通过第一导流通道12、第二导流通道22呈螺旋状喷出后点燃，使火焰呈龙旋风的螺旋状，增加火焰与被加热体的接触面积，并加速与空气中氧气接触，使可燃气体充分燃烧，提升燃烧效率及加热效率；第三导流通道23使喷出的火焰更加均匀。

第一导流通道12和第二导流通道22的螺旋升角越小，喷射出的火焰产生螺旋越强，因此在需要获得较大的加热面积的使用例中，可以通过较小的螺旋升角获得较大的加热面积。

使用例二，将可燃气体分别与第一导流通道12和第三导流通道23连通，第二导流通道22与助燃气体连通，将可燃气与助燃气体呈螺旋状喷出，使其充分混合后燃烧，可以大幅提升燃烧效率、获得较高的火焰温度。

第一导流通道12和第二导流通道22的螺旋升角越大，喷射出的火焰速度越高，因此在需要对较小面积进行高温加热的使用例中，可以通过加大螺旋升角，并分别在不同的导流通道中分别施加高压可燃气体和高压助燃气体的方式使用，使高压可燃气体和高压助燃气体充分混合后高速喷射，获得较高的温度。

上述实施例中公开的一种火焰喷嘴，在现有加工技术中，第一导流通道12通常需要使用多轴cnc机床进行铣削、钻孔加工，具有加工费用昂贵、加工时间长等缺点；第二导流通道22则通常需要使用砂芯或消失模铸造，具有制造工艺复杂、时间长，以及不能快速、低成本的根据需要对导流通道的螺旋升角进行调整等缺点。

另外，为了获得上述实施例中公开的一种火焰喷嘴类似的效果，还可以使用钢管螺旋绕制的方式进行加工，但是同样具有工艺复杂、成本高以及螺旋升角调整困难等缺点。

为了克服现有技术的不足，本发明还公开了一种火焰喷嘴的制造方法，包括以下步骤(该实施例的喷嘴总高度为80毫米，采用厚度0.2毫米的sus316不锈钢薄片为原材料加工)：

(一)如图2所示，将不锈钢薄片使用冲床或切割设备加工出第一导流板11，所述第一导流板11的外侧和内部分别设置有第一气孔12a和内卡孔13；

(二)如图3所示，取400个步骤(一)制得的第一导流板11，以内卡孔13为基准同轴叠放，使用定位夹具以第一气孔12a为参考点，将所有相邻的第一导流板11同向右旋0.1度，使第一气孔12a形成螺旋状的第一导流通道12；

(三)将步骤(二)制得的第一导流板11压紧后，使用焊接设备将所有相邻的第一导流板11依次在外侧焊接并打磨抛光，获得第一导流块10，备用；

(四)如图4所示，将不锈钢薄片使用冲床或切割设备加工出第二导流板21，所述第二导流板21的由外至内分别设置有第二气孔22a和第三气孔23a；

(五)如图5所示，取400个步骤(四)制得的第二导流板21，以第三气孔23a为基准同轴叠放，使用定位夹具以第二气孔22a为参考点，将所有相邻的第二导流板21同向左旋0.1度；使第二气孔22a形成螺旋状的第二导流通道22，第三气孔23a形成圆柱形的第三导流通道23；

(六)将步骤(五)制得的第二导流板21压紧后，使用焊接设备将所有相邻的第二导流板21依次在外侧焊接并打磨抛光，获得第二导流块20，备用；

(七)在步骤(三)制得的第一导流块10的内卡孔13上涂敷无机高温胶，然后将步骤(六)制得的第二导流块20插入内卡孔13中，无机高温胶固化后，获得火焰喷嘴。

该实施例中的火焰喷嘴的制造方法，为了使第一导流通道12和第二导流通道22具有较小的螺旋升角并且内壁光滑，可以使用较薄的不锈钢薄片进行加工，同时减少第一导流板11和第二导流板21各相邻导流板之间的旋转角度。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明专利权利要求的保护范围之内。