CN110966607B - 一种天然气辅助火焰处理燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然气辅助火焰处理燃烧器，包括氧气管、天然气管、氧气支管、针阀以及燃烧组件，氧气管、天然气管均与燃烧组件连接，分别向燃烧组件中输送氧气和天然气，并且氧气管和天然气管输送的气体在燃烧组件的出口处混合，氧气支管与氧气管连接，同时与燃烧组件连接，向燃烧组件出口中部输送氧气，针阀安装在氧气支管上，调节燃烧组件出口中部氧气流量，进而调节火焰焦距。所述天然气辅助火焰处理燃烧器安全性好，加热更加充分，加热效率高，且体积较小。

Description

一种天然气辅助火焰处理燃烧器
技术领域
本发明涉及光纤预制棒制造相关技术领域，更准确的说涉及一种天然气辅助火焰处理燃烧器。
背景技术
光纤预制棒的制造工艺主要有VAD、OVD、MCVD、PVCD等，其中VAD和OVD属于外部沉积法，MCVD和PVCD属于管内沉积法。管内沉积法制造光纤预制棒的径向尺寸受限，外部沉积法不存在这一问题，可以用来制作径向尺寸较大的预制棒。在VAD和OVD工艺中，原料四氯化硅蒸发气体通过和氧气混合，并与氢气或天然气同时配合氧气火焰喷向转动的靶棒，在热能作用下，原料发生水解反应生成二氧化硅，二氧化硅颗粒热解产生的粉尘粒子吸附在靶棒上，形成多孔的预制棒胚体。
在光纤预制棒的制造过程中，通常需要辅助燃烧器对棒体进行辅助预热、加热、烧结等，现有技术一般使用普通传统的氢氧燃烧器。普通传统的氢氧燃烧器采用内部预混式燃烧的形式，但由于内部预混易出现爆鸣叫，存在安全隐患。普通传统的氢氧燃烧器对燃料的热值发挥不充分，火焰温度低，无法完全释放出燃料的热值，加热效率与充分性低，燃料使用量大，若是加大流量或延长时间进行燃烧加热，棒体易出现烧熔变形等问题。此外，普通传统的氢氧燃烧器体积较大，安装受空间制约。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种天然气辅助火焰处理燃烧器，包括氧气管、天然气管、氧气支管、针阀以及燃烧组件，氧气管、天然气管均与燃烧组件连接，分别向燃烧组件中输送氧气和天然气，并且氧气管和天然气管输送的气体在燃烧组件的出口处混合，氧气支管与氧气管连接，同时与燃烧组件连接，向燃烧组件出口中部输送氧气，针阀安装在氧气支管上，调节燃烧组件出口中部氧气流量，进而调节火焰焦距。
为了达到上述目的，本发明提供一种天然气辅助火焰处理燃烧器，包括氧气管、氧气支管、针阀、天然气管以及燃烧组件，所述氧气管、所述天然气管与所述燃烧组件连接，分别向所述燃烧组件中输送氧气和天然气，并且所述氧气管和所述天然气管输送的气体在所述燃烧组件的出口处混合；所述氧气支管与所述氧气管连接，所述氧气支管同时与所述燃烧组件连接，向所述燃烧组件的出口中部输送氧气，所述针阀安装在所述氧气支管上，调节所述针阀调节所述燃烧组件出口中部的氧气流量。
优选地，所述燃烧组件包括燃烧器、中部氧气管、若干氧气细管以及喷头，所述燃烧器内部具有一密封件，所述密封件将所述燃烧器内部分隔为互不连通的氧气腔和天然气腔；所述氧气管与所述氧气腔连通，所述天然气管与所述天然气腔连通；所述喷头安装在所述燃烧器的端部与所述燃烧器密封连接，所述喷头远离所述燃烧器的端部为所述燃烧组件的出口；所述中部氧气管与所述燃烧器同轴的设置在所述燃烧器的中部，同时穿透所述燃烧器、所述密封件以及所述喷头，所述氧气支管与所述中部氧气管远离所述喷头的端部连接；若干所述氧气细管与所述燃烧器轴线平行的设置在所述天然气腔中，同时穿透所述密封件和所述喷头；所述喷头远离所述燃烧器的端部具有若干出气孔，所述出气孔环绕所述氧气细管及所述中部氧气管，且所述出气孔的孔径大于其对应的所述氧气细管或所述中部氧气管的外径。
优选地，若干所述氧气细管环绕所述中部氧气管设置，所述氧气细管为6至16个。
优选地，所述氧气细管的管径设置为2mm至8mm。
优选地，所述氧气管和所述天然气管的管径为8mm至30mm，所述氧气支管的管径为2mm至8mm。
优选地，所述燃烧组件轴线与所述天然气管轴线的夹角为120°至140°。
优选地，所述针阀设置在所述氧气支管远离所述燃烧组件的一端，所述针阀两端分别通过两个卡套接头与所述氧气支管密封连接。
优选地，所述氧气管、所述氧气支管、所述天然气管及所述燃烧组件为镍基合金材料。
优选地，所述针阀为不锈钢材料。
优选地，包括锁紧圆环和夹紧块，所述锁紧圆环同时锁紧固定所述氧气管、所述氧气支管及所述天然气管；所述夹紧块设置在所述锁紧圆环和所述燃烧组件之间，同时锁紧固定所述氧气管、所述氧气支管及所述天然气管。
与现有技术相比，本发明公开的一种天然气辅助火焰处理燃烧器的优点在于：氧气和天然气在燃烧组件外部混合，安全性好；氧气流速快，带动天然气形成高流速、热量高度集中的火焰，加热更加充分，且加热效率高；体积较小，能够节省安装空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明一种天然气辅助火焰处理燃烧器的结构示意图。
图2所示为图1中A部分的放大剖视图。
图3所示为图1中的B向视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种天然气辅助火焰处理燃烧器包括氧气管10、氧气支管11、针阀12、天然气管20以及燃烧组件30。所述氧气管10、所述天然气管20均与所述燃烧组件30连接，分别向所述燃烧组件30中输送氧气和天然气，并且所述氧气管10和所述天然气管20输送的气体在所述燃烧组件30的出口处混合，所述氧气支管11与所述氧气管10连接，所述氧气支管11同时与所述燃烧组件30连接，向所述燃烧组件30的出口中部输送氧气，所述针阀12安装在所述氧气支管11上，通过调节所述针阀12调节所述燃烧组件30出口中部的氧气流量，进而调节火焰焦距。
具体的，所述氧气管10和所述天然气管20平行设置，所述氧气支管11部分与所述氧气管10平行。所述燃烧组件30轴线与所述天然气管20轴线的夹角θ设置为120°至140°。所述针阀12设置在所述氧气支管11远离所述燃烧组件30的一端。所述针阀12两端分别通过两个卡套接头121与所述氧气支管11密封连接。通过调节所述针阀12可以调节所述燃烧组件30出口中部的氧气流量，进而调节火焰焦距。
为了对所述氧气管10、所述天然气管20及所述氧气支管11进行固定限位，设置锁紧圆环41和夹紧块42。所述锁紧圆环41包括上锁紧块411和下锁紧块412，所述上锁紧块411和所述下锁紧块412组合安装形成所述锁紧圆环41，所述锁紧圆环41紧邻所述针阀12设置，同时锁紧固定所述氧气管10、所述氧气支管11及所述天然气管20。所述夹紧块42设置在所述锁紧圆环41和所述燃烧组件30之间，同时锁紧固定所述氧气管10、所述氧气支管11及所述天然气管20。
如图2所示，所述燃烧组件30包括燃烧器31、中部氧气管32、若干氧气细管33以及喷头34。所述燃烧器31内部具有一密封件310，所述密封件310将所述燃烧器31内部分隔为互不连通的氧气腔311和天然气腔312。所述燃烧器31侧壁上具有氧气通孔3111，所述氧气通孔3111与所述氧气腔311连通，所述氧气管10***所述氧气通孔3111中，与所述燃烧器31连接；所述燃烧器31侧壁上具有天然气通孔3112，所述天然气通孔3112与所述天然气腔312连通，所述天然气管20***所述天然气通孔3112中，与所述燃烧器31连接。所述喷头34安装在所述燃烧器31的端部，与所述燃烧器31密封连接，所述喷头34远离所述燃烧器31的端部为所述燃烧组件30的出口。所述中部氧气管32与所述燃烧器31同轴的设置在所述燃烧器31的中部，同时穿透所述燃烧器31、所述密封件310以及所述喷头34，所述氧气支管11与所述中部氧气管32远离所述喷头34的端部连接，即所述中部氧气管32连通所述氧气支管11和所述燃烧组件30的出口。若干氧气细管33与所述燃烧器31轴线平行的设置在所述天然气腔312中，同时穿透所述密封件310和所述喷头34，即所述氧气细管33连通所述氧气腔311和所述燃烧组件30的出口。所述喷头34远离所述燃烧器31的端部具有若干出气孔341，所述出气孔341环绕所述氧气细管33及所述中部氧气管32设置，且所述出气孔341的孔径大于其对应的所述氧气细管33或所述中部氧气管32的外径，即所述出气孔341连通所述天然气腔312和所述燃烧组件30的出口。氧气和天然气在所述燃烧组件30的出口处混合。
如图3所示，若干所述氧气细管33环绕所述中部氧气管32设置，优选设置所述氧气细管33为6至16个。由于所述氧气细管33的管径较小，能够大幅增加氧气的流速，在所述燃烧组件30的出口处带动天然气形成高流速且热量高度集中的火焰，加热更加充分，且加热效率更高。
优选的，所述氧气管10和所述天然气管20的管径设置为8mm至30mm，所述氧气支管11的管径设置为2mm至8mm，所述氧气细管33的管径设置为2mm至8mm。所述氧气管10、所述氧气支管11、所述天然气管20及所述燃烧组件30材质全部选用镍基合金材料，耐温防腐，在高温腐蚀环境下使用寿命长。所述针阀12采用不锈钢材料，能够耐高温。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，包括氧气管、氧气支管、针阀、天然气管以及燃烧组件，所述氧气管、所述天然气管与所述燃烧组件连接，分别向所述燃烧组件中输送氧气和天然气，并且所述氧气管和所述天然气管输送的气体在所述燃烧组件的出口处混合；所述氧气支管与所述氧气管连接，所述氧气支管同时与所述燃烧组件连接，向所述燃烧组件的出口中部输送氧气，所述针阀安装在所述氧气支管上，调节所述针阀调节所述燃烧组件出口中部的氧气流量；所述燃烧组件包括燃烧器、中部氧气管、若干氧气细管以及喷头，所述燃烧器内部具有一密封件，所述密封件将所述燃烧器内部分隔为互不连通的氧气腔和天然气腔；所述氧气管与所述氧气腔连通，所述天然气管与所述天然气腔连通；所述喷头安装在所述燃烧器的端部与所述燃烧器密封连接，所述喷头远离所述燃烧器的端部为所述燃烧组件的出口；所述中部氧气管与所述燃烧器同轴的设置在所述燃烧器的中部，同时穿透所述燃烧器、所述密封件以及所述喷头，所述氧气支管与所述中部氧气管远离所述喷头的端部连接；若干所述氧气细管与所述燃烧器轴线平行的设置在所述天然气腔中，同时穿透所述密封件和所述喷头，所述喷头远离所述燃烧器的端部具有若干出气孔，所述出气孔环绕所述氧气细管及所述中部氧气管；所述氧气管、所述氧气支管、所述天然气管及所述燃烧组件为镍基合金材料；所述氧气细管的管径小于所述中部氧气管的管径，所述氧气细管的管径设置为2mm至8mm。
2.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，所述出气孔的孔径大于其对应的所述氧气细管或所述中部氧气管的外径。
3.如权利要求2所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，若干所述氧气细管环绕所述中部氧气管设置，所述氧气细管为6至16个。
4.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，所述氧气管和所述天然气管的管径为8mm至30mm，所述氧气支管的管径为2mm至8mm。
5.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，所述燃烧组件轴线与所述天然气管轴线的夹角为120°至140°。
6.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，所述针阀设置在所述氧气支管远离所述燃烧组件的一端，所述针阀两端分别通过两个卡套接头与所述氧气支管密封连接。
7.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，所述针阀为不锈钢材料。
8.如权利要求1所述的天然气辅助火焰处理燃烧器，其特征在于，包括锁紧圆环和夹紧块，所述锁紧圆环同时锁紧固定所述氧气管、所述氧气支管及所述天然气管；所述夹紧块设置在所述锁紧圆环和所述燃烧组件之间，同时锁紧固定所述氧气管、所述氧气支管及所述天然气管。
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