專利名稱：機械密封的可調(diào)氣體噴嘴的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于氣體加熱式設備的噴嘴，更具體地說，涉及一種與燃燒天然氣或液化石油(LP)氣的設備一起使用的噴嘴，該噴嘴既可以在很高溫度的燃燒環(huán)境中使用，也可以在較低的常規(guī)低溫環(huán)境中使用。例如，象燃氣熱水器、煤氣發(fā)生爐、煤氣爐、氣體衣物干燥機這類的設備中的氣體在常規(guī)燃燒溫度中工作，溫度定為大約500至550華氏度，然而，自清潔爐的清潔循環(huán)的溫度可定為大約900華氏度。在這些高溫環(huán)境中，把氣體分配給設備燃燒室的噴嘴的密封不能損壞或變形是很重要的，是為了阻止氣體回滲以及之后以高于期望的或潛在增大的速度被吸入火焰中從而產(chǎn)生爆炸環(huán)境。
背景技術：
本發(fā)明是對美國專利No.5,025,990所述噴嘴結構的改進，該專利與本發(fā)明具有共同受讓人。在前述專利的噴嘴中，盡管沒有說明，但傳統(tǒng)上，在噴嘴主體和螺紋管道之間可以有一個O型環(huán)或者可以有一個油封或蠟封，該螺紋管支承并定位插入物以允許出口孔或被限制使用LP氣或不被限制使用天然氣。這些密封在自清潔爐循環(huán)的高溫條件下可能會遭受如前描述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個主要目的是提供一種可調(diào)氣體噴嘴的噴嘴主體與管道之間的機械密封，該管道與噴嘴主體連接并且支承一個氣流調(diào)節(jié)元件，該密封位于管道與噴嘴主體連接位置的下游。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可調(diào)氣體噴嘴的噴嘴主體與管道之間的機械密封，該管道與噴嘴主體可螺紋連接并且支承一個氣流調(diào)節(jié)元件，該密封包括至少一個在管道上的徑向環(huán)，該環(huán)與噴嘴主體的平滑內(nèi)孔內(nèi)徑接觸并密封。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可調(diào)氣體噴嘴，該可調(diào)氣體噴嘴有一個安置在支承在管道上的噴嘴主體中的氣流調(diào)節(jié)元件，該噴嘴主體可螺紋地容納于管道中，該調(diào)節(jié)元件可移動以交替地與噴嘴主體的內(nèi)壁接合或不接合，并且調(diào)節(jié)元件有一個結構使得當調(diào)節(jié)元件與噴嘴主體的內(nèi)壁接合時氣體可以流進一空腔中并以第一流速流向噴嘴主體的出口孔，并且在調(diào)節(jié)元件周圍為氣體流動提供一個流動通道，從而當調(diào)節(jié)元件與噴嘴主體的內(nèi)壁不接合時使得有額外的氣體流過噴嘴主體的出口孔。
因此，本發(fā)明提供了一種有一個噴嘴主體的可調(diào)氣體噴嘴，包括一個在一端向第一孔開口的貫穿的通道和一個在那附近的內(nèi)密封面，一個在第二端的螺紋內(nèi)表面，一個一端與氣體源相連、并且在靠近第二端有外螺紋可螺紋地接受在噴嘴主體的所述第二端內(nèi)、可在第一與第二可選位置之間相對于所述噴嘴主體移動的管道，圍繞外螺紋與管道第二端中間的管道外部安置的、且可與所述密封面與所述螺紋中間的所述噴嘴主體的內(nèi)表面相配的整體式徑向肋片，和一個支承在所述管道內(nèi)的、且隨著噴嘴主體螺旋地圍繞所述管道移動可朝著或遠離所述第一孔移動的氣流調(diào)節(jié)元件，該調(diào)節(jié)元件有一個連通管道和第一孔的內(nèi)部通道并且還有一個用來在一個可選位置協(xié)同配合噴嘴主體的所述密封面的并且在第二可選位置從那里被間隔開的外部表面，流過所述第一孔的氣流隨著可選位置的選擇而發(fā)生變化。
管道外部的徑向肋片的直徑比噴嘴主體的可配合內(nèi)表面的直徑大，使得在連接噴嘴和管道時它們之間的變形產(chǎn)生緊密的密封。更好地是，管道的材料比噴嘴的材料更硬，以便肋片使噴嘴的壁面變形。
氣流調(diào)節(jié)元件包括一個在一端有一個與流到第一孔的氣流連通的孔的插入物或主體元件，調(diào)節(jié)元件中的孔較小從而比第一孔更有限制性，所以，當調(diào)節(jié)元件的外表面與噴嘴主體的密封面配合時氣流速度就由更有限制性的孔決定。調(diào)節(jié)元件有多個從外表面的一部分延伸的間隔分開的伸長支柱，支柱可定位在管道的內(nèi)表面上，為氣流越過支柱中間的外表面提供一個通道，當調(diào)節(jié)元件脫離密封面時該通道使氣流與第一孔連通。


本發(fā)明的特殊特征和優(yōu)點以及其它目的可以通過下面連同附圖的描述變得更明顯，其中圖1是本發(fā)明構造的可調(diào)氣體噴嘴的縱剖視圖；和圖2是將噴嘴主體移出管道的部分分解視圖。
具體實施例方式
如圖所示的可調(diào)氣體噴嘴10包括三個主要部分接受來自氣體源(圖中未示出)的氣體的一個管道12，向設備(圖中未示出)的燃燒器部分提供氣體噴射的一個噴嘴元件14，和一個氣流調(diào)節(jié)元件16。
噴嘴元件14有一個氣體通道18，該通道貫穿縱軸20與第一端22的螺紋入口同軸。噴嘴主體元件14上的螺紋24與管道12的外表面上的開口端25附近的螺紋26相互作用，該管道與噴嘴元件的軸線同軸。噴嘴主體元件的第二端有一個同軸的出口28，噴嘴主體元件可以是一個環(huán)狀元件，有一個內(nèi)圓面29，該內(nèi)環(huán)面的一部分是一個錐形表面30，該錐形表面限定出穿過噴嘴的通道的一部分。
氣流調(diào)節(jié)元件16有一個貫穿的、與管道和噴嘴主體元件的軸線20同軸的軸向通道。氣流調(diào)節(jié)元件16是一個有一個外圓面32的插入物，該外圓面也是一個與噴嘴元件的錐形表面30的角度相同的錐形。當噴嘴主體元件螺旋裝在管道12上時，噴嘴主體元件14的內(nèi)錐形表面30適合于與調(diào)節(jié)元件的外錐形表面32進行密封，除了末端34沒有接觸并且因此不會向內(nèi)壓而使噴嘴元件的出口36更有限制性。調(diào)節(jié)元件的出口36是第一限制孔，噴嘴主體元件的出口28是第二限制孔，在優(yōu)選實施例中，第一限制孔36的直徑比第二限制孔28的直徑小。
在管道的內(nèi)壁向外突出的一個小臺肩38適合于支承多個與調(diào)節(jié)元件16的外壁為一體并在其外突出的伸長支柱40、42、44，該凸肩在調(diào)節(jié)元件的遠離出口的端部，當表面30和32密封配合時該凸肩限制調(diào)節(jié)元件16的位置。更好地是，在優(yōu)選實施例中，有三個這樣的支柱并且在每一對這樣的支柱之間的空間提供了流動通道46使氣體從管道流向噴嘴主體元件14，因此圍繞調(diào)節(jié)元件的中心流動通道48、在管道和噴嘴主體元件內(nèi)的間隙內(nèi)形成一個旁通道。因此，當噴嘴主體元件14緊密地螺旋裝在管道12上時，調(diào)節(jié)元件16的外錐形表面32與噴嘴主體元件的內(nèi)錐形表面30配合，并且避免氣流通過旁通道，所有氣流流出孔36。然而，如果噴嘴主體元件沒有緊密地螺旋裝在管道上時，調(diào)節(jié)元件的外錐形表面32就沒有與噴嘴主體元件的內(nèi)錐形表面30緊密接觸，氣流就會流過旁通道46并且可以流過噴嘴主體元件的孔28。在這個時候，氣流也會流過調(diào)節(jié)元件的中心流動通道48，并且，這個限制流與旁通道中的氣流一起流過噴嘴主體元件的較大的孔28。如果噴嘴主體元件緊密地螺旋裝在管道12上，兩個錐形表面30、32就相對著密封，在LP氣是燃燒的氣體源的情況下，流過噴口28的全部氣流來自通過調(diào)節(jié)元件的更有限制性的孔36。當氣流流過調(diào)節(jié)元件的中心孔36和旁通道46兩者時，可調(diào)噴嘴可以使用天然氣。
位于錐形表面30與第一端22中間的噴嘴主體元件的內(nèi)壁29附近的管道12的開口端25和螺紋26的中間有一個密封裝置以避免氣體從噴嘴主體元件與管道之間的通道18倒流泄漏。在現(xiàn)有技術中，這樣的密封裝置是油封、蠟封或一個O型環(huán)。然而，如前所述，當在高溫環(huán)境中工作時，這些密封會失效，因此導致氣體經(jīng)過螺紋24、26發(fā)生倒流，并且進入設備的燃燒室的氣體的分散產(chǎn)生更高的溫度或可能積累成一個爆炸環(huán)境。
因此，根據(jù)本發(fā)明，最好是在管道12的外壁上形成至少一個，最好是兩個整體式肋片或脊50、52，當螺紋24、26配合時，該管道的直徑可以確保與噴嘴主體元件的內(nèi)壁29進行配合并密封。噴嘴主體元件或管道中的一者的材料比另一個更硬，裝配是一個緊配合使得肋片50、52或壁面可以在配合時發(fā)生變形。更好地是，管道由鋼管構造成，或者噴嘴主體元件是一種較軟的黃銅合金，這樣，當噴嘴主體元件14螺旋裝在管道12上時壁面29就會變形。當然，噴嘴主體元件也可以用比管道更硬的材料制成，如果是那樣的話，肋片就會變形。通過這個方法，在噴嘴主體元件與管道之間形成了很好的密封，這種密封不會被氣體設備的環(huán)境中遇到的溫度所影響。
在優(yōu)選實施例中，調(diào)節(jié)元件16也是由黃銅合金形成，使得當噴嘴主體元件14擰緊在管道12上時，調(diào)節(jié)元件的錐形表面32會與噴嘴主體元件的錐形表面30形成一個好的密封。如前所述，也如前述專利No.5,025,990中描述的一樣，當這種情況發(fā)生時，全部氣流流過調(diào)節(jié)元件的中心通道48并且流過更有限制性的孔36，流出較大的孔28。這是LP氣應用到設備中的狀態(tài)。當使用天然氣時，噴嘴主體元件更松地螺旋裝在管道上，使得表面30和32不密封。在這種情況下，氣體不僅僅流過通道48也流過通道46，這樣，孔28接受更多量的氣體以噴入設備的燃燒室中。
這里公開的結構的多個變形自身會給本領域技術人員提供很多暗示。然而，應當理解的是，所涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例的公開只是示例性的并不是作為本發(fā)明的一個限制。所有不背離本發(fā)明本質(zhì)的變形都應被歸入所附權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種可調(diào)氣體噴嘴包括，組合形式一個噴嘴主體元件，其具有一個貫穿其中的伸長通道，在第一端有一個入口，在第二端有一個出口；一個管道，包括一個有一個出口的調(diào)節(jié)元件；一個位于所述管道與所述主體元件之間的連接，以允許它們之間的第一和第二可選位置；所述出口中的一個是第一限制孔；一個旁通道，圍繞調(diào)節(jié)元件和所述第一限制孔；在所述第一位置處的協(xié)作表面在所述主體元件和所述調(diào)節(jié)元件之間密封，切斷氣流通過所述旁通道，允許第一氣流連續(xù)地通過兩個出口，使得氣流速度被所述第一限制孔調(diào)節(jié)；與所述調(diào)節(jié)元件和所述協(xié)作表面的上游的所述管道相關的協(xié)作裝置，用于限制所述噴嘴主體元件相對所述管道在所述第一位置處的移位；所述噴嘴主體元件可相對所述管道移入第二位置以解除所述主體元件與所述管道之間的密封，以允許比第一氣流量更大的第二氣流流過所述第一限制孔與所述旁通道的組合；和一個密封，形成在所述管道與所述噴嘴主體元件之間，以避免它們之間的氣體泄漏，所述密封包括在所述噴嘴主體元件和所述管道上的整體式表面。
2.如權利要求1所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
3.如權利要求1所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述管道和主體元件中的一者的材料比另一個更硬。
4.如權利要求3所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
5.如權利要求4所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，管道和肋片的材料比噴嘴主體元件的材料更硬。
6.如權利要求1所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述限制孔是同軸的，并且所述第一限制孔比所述噴嘴主體元件的出口小。
7.如權利要求1所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述協(xié)作裝置包括一個圍繞所述管道內(nèi)壁的環(huán)形凸肩；以及多個支柱，沿著調(diào)節(jié)元件軸向延長，與所述調(diào)節(jié)元件的出口軸向隔開，可安置在所述凸肩上，當所述協(xié)作表面沒有接合時相鄰支柱之間的間隔為它們之間的氣流提供一個通道。
8.如權利要求7所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
9.如權利要求7所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述管道或主體元件中的一者的材料比另一個更硬。
10.如權利要求9所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
11.如權利要求10所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，管道和肋片的材料比噴嘴主體元件的材料更硬。
12.如權利要求6所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述協(xié)作裝置包括一個圍繞所述管道內(nèi)壁的環(huán)形凸肩；以及多個支柱，沿著調(diào)節(jié)元件軸向延長，與所述調(diào)節(jié)元件的出口軸向隔開，可安置在所述凸肩上，當所述協(xié)作表面沒有配合時相鄰支柱之間的間隔為它們之間的氣流提供一個通道。
13.如權利要求12所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
14.如權利要求13所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述管道或主體元件中的一者的材料比另一個更硬。
15.如權利要求14所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，所述密封包括在所述管道上的肋片。
16.如權利要求15所述的可調(diào)氣體噴嘴，其特征在于，管道和肋、片的材料比噴嘴主體元件的材料更硬。
全文摘要
一種可調(diào)氣體噴嘴，有一個噴嘴主體，包括一個在一端向第一孔開口的貫穿的通道和一個在那附近的內(nèi)密封面。一個在噴嘴主體的第二端上形成的螺紋內(nèi)表面。一個一端與氣體源相連、在第二端附近有外螺紋的管道可螺紋地接受在噴嘴主體的所述第二端內(nèi)并且在第一與第二可選位置之間相對于所述噴嘴主體移動。整體式徑向肋片圍繞位于外螺紋和管道第二端之間的管道形成，并且與位于密封面與螺紋之間的所述噴嘴主體的內(nèi)表面配合。管道外部的徑向肋片的直徑比噴嘴體內(nèi)壁的內(nèi)徑更大，并且是更硬的材料，以便當噴嘴和管道連接時壁面發(fā)生的變形產(chǎn)生緊密密封。一個氣流調(diào)節(jié)元件支承在管道內(nèi)，并且隨著噴嘴主體可螺旋地圍繞所述管道的移動朝著或遠離噴嘴主體的孔移動。調(diào)節(jié)元件有一個連通管道和噴嘴主體的孔的內(nèi)部通道并且還有一個用來在一個可選位置協(xié)作配合噴嘴主體的密封面的外部表面并且在第二可選位置從那里被間隔開。流過噴嘴主體的孔的氣流隨著可選位置的選擇而發(fā)生變化。
文檔編號B05B1/30GK1938101SQ200580003388
公開日2007年3月28日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權日2004年1月30日
發(fā)明者O·W·斯沃格爾, K·R·沃德 申請人:燃燒器系統(tǒng)國際有限公司