CN103547865A - 具有行程偏转系统的燃气阀单元 - Google Patents

Abstract

本发明的内容是一种燃气阀单元，用于调整输送到燃气设备、尤其是燃气烹饪设备的燃气燃烧器的燃气体积流。该燃气阀单元具有阀壳（20）和操纵轴（31），它通过操纵段从阀壳（20）伸出来。在阀壳（20）里面构成截止阀（40）。按照本发明在阀壳（20）里面构成至少两个开-关阀（3），其中该开-关阀（3）可以通过旋转操纵轴（31）操纵并且所述截止阀（4）可以通过操纵轴（31）的轴向移动操纵。该截止阀（40）具有活动的截止部件（44）。设有偏转装置，它传递操纵轴（31）的轴向运动到与其基本成直角的截止阀（40）的截止部件（44）的轴向运动。

Description

具有行程偏转系统的燃气阀单元

技术领域

本发明涉及一种燃气阀单元，用于调整输送到燃气设备、尤其是燃气烹饪设备的燃气燃烧器的燃气体积流，其中该燃气阀单元具有阀壳和操纵轴，它通过操纵段从阀壳伸出来，并且其中在阀壳里面构成截止阀。

背景技术

这种结构形式的燃气阀单元经常也称为安全燃气阀。该燃气阀单元具有变化的开孔横截面，它可以通过操纵轴调整。在此开孔横截面可以无级地调整。通流燃气阀单元的燃气体积流的大小和相关的在燃气燃烧器上的火苗大小直接取决于开孔横截面。通常在这种燃气阀单元中开孔横截面可以调整到零，即燃气阀单元完全关闭。

该燃气阀单元附加地具有与开孔横截面调整无关地操纵的截止阀。该截止阀通常具有打开的开关位置和关闭的开关位置，但是没有中间位置。在截止阀关闭时，通过燃气阀单元的燃气流完全中断。而截止阀打开时对燃气阀单元的开孔横截面没有影响。该截止阀一方面用于，保证冗余地完全关闭燃气阀单元。另一方面能够，例如根据火苗传感器的信号自动操纵截止阀。

已知的上述形式的燃气阀单元通常由旋塞阀构成。在这里根据在阀座里面可旋转的旋塞的旋转位置调整开孔横截面。操纵轴与旋塞同轴地设置并且与旋塞连接。燃气阀单元的开孔横截面通过操纵轴的旋转调整。截止阀可以通过顶压同一操纵轴打开。

这种结构形式的燃气阀单元经常具有不利的开关特性。尤其开孔横截面经常只能不精确地且不可重复地调整。

发明内容

本发明的目的是，提供一个具有改善的开关特性的燃气阀单元。

这个目的按照本发明由此实现，在阀壳里面构成至少两个开-关阀，其中所述开-关阀可以通过旋转操纵轴操纵并且所述截止阀可以通过操纵轴的轴向移动操纵。所述开-关阀用于，调整燃气阀单元的开孔横截面并由此调整通流燃气阀单元的燃气体积流的大小。这一点例如可以由此实现，所述开-关阀先后打开和再关闭。通过旋转操纵轴实现开-关阀的控制。此外所述燃气阀单元具有附加的截止阀，它在关闭状态完全中断通过阀单元的燃气流。在打开状态所述截止阀具有这样大的开孔横截面，使燃气体积流的大小仅仅通过打开和关闭开-关阀确定。所述截止阀通过操纵轴的轴向运动操纵。由此通过同一操纵轴不仅可以操纵开-关阀，而且可以操纵截止阀。

特别有利的是，在阀壳里面构成至少两个节流位置，分别具有至少一节流孔，它们根据开-关阀的通断位置通流燃气。优选对每个开-关阀附设正好一个节流位置。在打开开-关阀时附属于这个开-关阀的节流位置不直接从燃气入口以燃气通流，而是可能通过其它节流位置绕流。优选所述截止阀设置在燃气阀单元的燃气入口部位。由此在关闭截止阀时在开-关阀和节流位置上没有燃气。如果在开-关阀或节流位置部位存在泄漏位置，则可靠地防止在关闭截止阀时燃气从这个泄漏位置流出。

所述截止阀优选具有活动的截止部件。该截止部件例如可以由轴向活动的阀盘构成，它在关闭状态顶压在环形阀座上。

所述截止阀的活动的截止部件在关闭方向上预紧，尤其利用弹簧力。由此使所述截止阀在燃气设备的非工作状态总是关闭的。

所述截止阀的活动的截止部件通过顶压操纵轴反作用于预紧运动到打开位置。在此所述操纵轴的顶压运动直接或间接传递到截止部件上。在打开位置所述截止部件从截止阀的阀座上抬起来并由此释放从阀壳的燃气入口到开-关阀方向的燃气路程。

此外所述截止阀的活动的截止部件利用磁线圈力反作用于弹簧力地保持在打开位置。所述截止阀具有磁线圈，通过它同样可以施加在打开方向上作用的力在截止部件上。在此磁线圈例如可以由热电偶或者由电的控制以电压加载。在此这样设计磁线圈，使已经位于打开位置的截止部件可以利用磁线圈力保持在这个位置。而不能够利用磁线圈力使截止部件从关闭位置运动到打开位置。磁线圈这样耦联在燃气燃烧器部位的火苗传感器上，当在燃气燃烧器上燃烧燃气火苗时，则保持打开截止阀。在燃气火苗熄灭以后中断磁线圈的电流输送并且利用弹簧力自动关闭截止阀。

按照本发明的适宜结构设有偏转装置，它传递操纵轴的轴向运动到与其基本成直角的截止阀的截止部件的轴向运动。在此截止部件的运动方向垂直于操纵轴的轴向操纵方向。选择燃气阀单元的这种结构方式，用于使燃气阀单元的外壳尺寸在操纵轴的轴向上最小化。

所述偏转装置具有第一滑动部件，它设置在操纵轴上与操纵段相反的操纵轴端部部位。第一滑动部件在操纵轴轴向运动时与操纵轴一起运动。第一滑动部件和操纵轴例如可以一体地构成。

优选所述第一滑动部件由第一锥形部件这样构成，使第一锥形部件的尖端离开操纵轴的操纵段。在顶压操纵轴时第一锥形部件在其尖端方向上运动。而在操纵轴旋转时不改变第一锥形部件的空间位置，因为它同时围绕其对称轴线旋转。

优选所述偏转装置具有第二滑动部件，它至少在顶压操纵轴期间位于与第一滑动部件接触。在此第二滑动部件在第一滑动部件上滑动。

优选所述第二滑动部件设计成第二锥形部件，其中心轴线基本垂直于操纵轴设置并且其尖端指向第一滑动部件的方向。第二滑动部件设计成第二锥形部件的优点是，第二锥形部件的基于其对称轴线的旋转位置对于偏转装置的工作原理没有影响。

所述第一滑动部件和第二滑动部件这样构成和设置，使操纵轴的轴向移动由于顶压在操纵段上转换成第二滑动部件在离开操纵轴方向上的轴向移动。

此外所述第二滑动部件这样与截止阀的截止部件功能连接，使第二滑动部件的轴向运动在离开操纵轴的方向上传递到截止部件上。由此在顶压操纵轴时截止阀的截止部件从其阀座上抬起来并由此打开截止阀。

此外在燃气阀单元里面设有用于开-关阀的操纵装置，它利用耦联装置在位于阀壳内部的操纵轴端部上耦联在操纵轴上。该操纵装置包括例如永久磁铁，它可以相对于开-关阀运动。所述操纵轴的旋转运动利用耦联装置传递到用于开-关阀的操纵装置上。

在此这样构成所述耦联装置，使所述操纵装置防旋转地耦联在操纵轴上。

此外这样构成所述耦联装置，使所述操纵轴的轴向移动不传递到操纵装置上。

为此所述耦联装置在与操纵段相反的操纵轴端部端面上具有缝隙形的空隙。

此外所述耦联装置包括扁平的拨杆，它嵌入到缝隙形空隙里面。嵌入到缝隙形空隙里面的扁平拨杆允许传递操纵轴的转矩到开-关阀的操纵装置上。由此实现操纵轴轴向运动的平衡，使扁平的拨杆或多或少地插入到缝隙形空隙里面。

有利的是，所述空隙设置在第三锥形部件的底部里面，该锥形部件在操纵轴上在与操纵段相反的操纵轴端部部位这样构成，使第三锥形部件的尖端指向操纵轴操纵段方向并且与第一锥形部件的尖端连接。所述操纵轴端部设计成锥形部件的优点是，锥形部件的空间伸展在操纵轴旋转时不改变。因此不存在由于第二滑动部件与第三锥形部件错误地接触而使第二滑动部件无意运动的危险。

附图说明

本发明的其它优点和细节借助于简示的实施例附图详细解释。附图示出：

图1  开-关阀和具有第一打开的开-关阀的节流位置的示意气路图，

图2  具有两个打开的开-关阀的示意气路图，

图3  具有最后的打开的开-关阀的示意气路图，

图4  具有关闭的开-关阀的燃气阀结构的示意构造，

图5  按照本发明的燃气阀单元在关闭状态的示意构造，

图6  在打开截止阀时的燃气阀单元，

图7  在打开截止阀和打开开-关阀时的燃气阀单元，

图8  具有未顶压的操纵轴的打开的燃气阀单元，

图9  截止阀的关闭状态，

图10  打开的截止阀，

图11  打开的截止阀与顶压的操纵轴，

图12  燃气阀单元的截面图。

具体实施方式

图1至3示出开-关阀3（3.1至3.5）和燃气阀单元的节流位置4（4.1至4.5）的气路图。但是在这里未示出按照本发明的截止阀。

可以看出燃气入口1，通过它使燃气阀单元例如连接在燃气烹饪设备的主燃气管道上。在燃气入口1上用于燃烧的燃气处于例如20毫巴或50毫巴的恒定压力上。在燃气阀单元的燃气出口2上连接例如导引到燃气烹饪设备的燃气燃烧器的燃气管道。燃气入口1通过燃气阀单元的燃气入口室9与在本实施例五个开-关阀3（3.1至3.5）的入口端连接。通过打开开-关阀3使燃气入口1分别与节流段5的确定段连接，燃气通过打开的开-关阀3流到里面。节流段5包括入口段7，第一开-关阀3.1通到里面。其它开-关阀3.2至3.5分别通到节流段5的连接段6（6.1至6.4）。在入口段7与第一连接段6.1之间的过渡以及在两个相邻的连接段6.1至6.4之间的过渡分由节流位置4（4.1至4.5）构成。最后的节流位置4.5使最后的连接段6.4与燃气出口2连接。节流位置4.1至4.5具有按照顺序增加的开孔横截面。最后的节流位置4.5的通流横截面可以选择这样大，使最后的节流位置4.5实际上没有节流功能。

利用永久磁铁8实现开-关阀3的操纵，永久磁铁可以沿着开-关阀3的顺序移动。在此用于打开各开-关阀3的力直接由永久磁铁8的磁力形成。这个磁力反作用于弹性力打开各开-关阀3。

在按照图1的气路位置仅仅打开第一开-关阀3.1。通过这个开-关阀3.1使燃气从燃气入口室9流到入口段7并且从那里经过在到燃气出口2的路程上的所有节流位置4和所有连接段6。通过阀单元流动的燃气量给定连接在燃气阀单元上的燃气燃烧器的最小功率。

图2示出示意气路图，其中永久磁铁8这样在图中向右移动，使得不仅第一开-关阀3.1而且第二开-关阀3.2都打开。

通过打开第二开-关阀3.2燃气从燃气入口室9直接流到第一连接段6.1，并且从那里通过节流位置4.2至4.5流到燃气出口2。流到燃气出口2的燃气由于打开的开-关阀3.2绕过第一节流位置4.1。因此按照图2的气路图中的燃气体积流大于按照图1的气路图的燃气体积流。实际上仅仅通过第二开-关阀3.2实现到第一连接段6.1的燃气输入。由于处于打开的开-关阀3.1和3.2在入口段7里面存在与在第一连接段6.1里面相同的压力水平。因此从入口段7通过第一节流位置4.1如同没有燃气一样好地流到第一连接段6.1。因此总共通过燃气阀单元流动的燃气体积流实际上不改变，如果永久磁铁8继续在图中向右移动并由此在打开第二开-关阀3.2时关闭第一开-关阀3.1。

通过永久磁铁8在图中向右运动使开-关阀3.3至3.5接续打开并由此逐步地提高通过燃气阀单元的燃气体积流。

图3示出燃气阀单元在最大打开位置的示意气路图。在此永久磁铁8位于其在图中右端的终端位置。最后的开-关阀3.5在永久磁铁8的这个位置打开。在此燃气直接从燃气入口室9流到最后的连接段6.4并且在到燃气出口2的路程上仅仅经过最后的节流位置4.5。这个最后的节流位置4.5可以具有这样大的通流横截面，使得实际上不产生燃气流节流，并且燃气实际上可以无节流地通流燃气阀单元。

图4简示出燃气阀单元的结构构造，具有按照图1至3的气路图。在这里同样未示出按照本发明的截止阀。

在图4中看出阀体20，在其中构成燃气阀单元的燃气入口1。在阀体20内部存在与燃气入口1连接的燃气入口室9。开-关阀3的截止体10在阀体20里面这样导引，使它们可以在图面中向上和向下运动。每个截止体10利用弹簧11在图面中向下预紧。利用永久磁铁8力可以使每个截止体10反作用于弹簧11力在图面中向上运动。弹簧11顶压截止体在阀密封板12上，由此截止体10燃气密封地关闭在阀密封板12里面存在的开孔12a。在阀密封板12下方设置顶压板13，具有开孔13a，它们与阀密封板12里面的开孔12a对应。在顶压板13里面的开孔13a通到在第一燃气分配板14里面的开孔14a。在图面中第一燃气分配板14下方存在节流板15，具有许多节流孔18。在此每个节流位置4.1至4.4由两个节流孔18构成。两个属于节流位置4.1至4.4的节流孔18分别利用在第二燃气分配板16中的开孔16a相互连接。而在第一燃气分配板里面的开孔14a使两个相邻节流位置4.1至4.5的并排的节流孔18连接。最后的节流位置4.5由只一个节流孔18组成，它通过在第二燃气分配板16中的对应开孔16a通到燃气阀单元的燃气出口2。

在按照图4的气路图中永久磁铁8位于终端位置，在该位置所有开-关阀3关闭。因此燃气阀单元总体上关闭。燃气体积流等于零。从这个气路位置开始永久磁铁8在图面中向右运动，由此分别使设置在永久磁铁8下面的开-关阀3打开。

图5示出按照本发明的燃气阀结构的示意构造。可以看出基本旋转对称的阀壳20，具有中心设置的操纵轴31。例如五个开-关阀3沿着围绕操纵轴31的圆弧设置。在操纵轴31的上端部上存在其操纵段29，在其上例如可以插上旋扭。在操纵轴31的下端部上设置操纵装置25，在其外端部上设置永久磁铁8。在操纵轴31旋转时永久磁铁8沿着圆弧在开-关阀3旁边运动。正好直接位于永久磁铁8上面的开-关阀3分别通过永久磁铁8的磁力打开。在操纵轴31上端例如可以插上由操作人员直接把握的旋钮。

在阀体顶面上构成盖30，在盖里面从下向上设置阀密封板12、顶压板13、第一燃气分配板14、节流板15和第二燃气分配板16。通过取下盖30可以接触到板12至16。从上面、即从操纵轴31从阀壳20伸出来的同一侧面接触到板12至16。

为了使燃气阀单元适配于其它燃气形式，尤其可以更换节流板15。在节流板15里面存在节流孔18，它们决定性地确定燃气体积流的大小。在向上取下盖以后所有板12至16位于盖30里面。

还可以看出用于操纵在这个附图中未示出的截止阀40的结构。这个结构包括第一滑动部件41，它固定在操纵轴31上。第一滑动部件41与第二滑动部件42接触，它通过连接部件45耦联在截止阀的阀体上。两个滑动部件41,42由锥形体构成。第三锥形体43作为耦联装置26的一部分，通过它使操纵轴31的旋转运动传递到操纵装置25。耦联装置26主要由拨杆27组成，它嵌入到缝隙形空隙28里面。

在图5中所示的位置燃气阀单元1位于完全关闭的位置。这样选择操纵轴31的旋转位置，使永久磁铁8不位于开-关阀3下方并由此关闭所有的开-关阀3。此外操纵轴31也不轴向压入。第二滑动部件42位于左边的止挡位置。由于第一滑动部件41作为锥形体的造型操纵轴31和相关的第一滑动部件41的仅仅旋转运动不影响第二滑动部件42的位置。由于相同的原因操纵轴31的下端部同样由（第三）锥形体43构成。

在按照图5的气路位置在燃气阀单元的阀壳20里面由于关闭的截止阀40没有燃气。如果现在操纵轴31在轴向向下压入，则截止阀40打开并且阀壳20以燃气充满。

在图6中示出燃气阀单元的这个状态。在此第一滑动部件41已经使第二滑动部件42与连接部件45在图面中向右顶压。连接部件45直接作用于截止阀40的截止部件44上（见图10），由此打开截止阀。由此在图面下部的燃气阀单元以燃气充满（点示面积）。而开-关阀3还关闭，因此燃气阀单元通流横截面还等于零。

在图6中还看出耦联装置26与扁平拨杆27的结构，拨杆插入到第三锥形体43的缝隙形空隙28里面。操纵轴31的轴向运动通过拨杆27与空隙28的这种组合给出，由此使这种运动不传递到开-关阀3的操纵装置25上。

图7示出燃气阀单元的另一运行位置，在该位置截止阀40通过压入操纵轴31打开并且还利用永久磁铁8打开一个开-关阀3。通过这个打开的开-关阀3现在燃气也在燃气出口2方向上流到开-关阀上方的部位。在此截止阀40机械地通过第一滑动部件41、第二滑动部件42和连接部件45保持在打开位置。

与此不同，图8示出燃气阀单元的一个运行位置，在该位置截止阀40的截止部件44利用在本视图中未示出的电磁铁力保持在打开位置。操纵轴32在这里位于非压入的位置，因此第一滑动部件41不施加力在第二滑动部件42上。如果在与燃气阀单元连接的燃气燃烧器燃烧火苗，则燃气阀单元在连续运行期间位于这个位置。

还借助于图9,10和11详细描述截止阀40的这种操纵。在这里可以分别看出第一滑动部件41、第二滑动部件42、由弹簧形成的连接部件45、截止部件44以及电磁单元50。通过作用于截止体10上的弹簧51保证截止阀40的关闭的静止位置。

在按照图9的视图中不压入操纵轴31。截止阀40通过弹簧51力关闭。连接部件45具有与截止体10的距离。

在按照图10的气路位置压入操纵轴31，因此第二滑动部件42与连接部件45在图面中向左移动，并且截止部件44反作用于弹簧51力从其阀座上抬起来。由此截止阀40可以被燃气通流。

在按照图11的视图中同样压入操纵轴31，但是比按照图10的位置更远。因此第二滑动部件42比在图10中更远地在图面中向左移动。为了使第二滑动部件42的这个继续运动不传递到截止阀40的截止部件44上，使连接部件45由弹簧构成。但是形成连接部件45的弹簧比截止阀40的弹簧51更刚性地构成。连接部件45由弹簧构成尤其用于，避免损伤截止阀40，如果在操纵轴31上以过大的力顶压的时候。

图12示出按照本发明的燃气阀单元的横截面图。示出燃气入口1，它直接通到截止阀40。由截止阀40尤其看出截止体10、弹簧51和磁铁单元50。

由弹簧构成的连接部件45适用于传递第二滑动部件42的顶压力到截止体10上。第二滑动部件42在第一滑动部件41上滑动，它由操纵轴31构成。

在第一滑动部件41下方存在第三锥形部件43与耦联装置26，它传递操纵轴31的旋转运动到永久磁铁8。永久磁铁8利用其磁力分别打开直接位于其上的开-关阀3。

附图标记列表：

1 燃气入口

2 燃气出口

3 （3.1至3.5）开-关阀

4 （4.1至4.5）节流位置

5 节流段

6 （6.1至6.4）连接段

7 进入段

8 永久磁铁

9 燃气进入室

10 截止体

11 弹簧

12 阀密封板

12a 开孔

13 顶压板

13a 开孔

14 第一燃气分配板

14a 开孔

15 节流板

16 第二燃气分配板

16a 开孔

17 封闭板

18 节流孔

20 阀壳

25 操纵装置

26 耦联装置

27 拨杆

28 空隙

29 操纵段

30 盖

31 操纵轴

32 盖板

33 沟壳

34 工作板

40 截止阀

41 第一滑动部件

42 第二滑动部件

43 第三锥形体

44 截止元件

45 连接部件

50 磁单元

51 弹簧。

Claims (15)

1.一种燃气阀单元，用于调整输送到燃气设备、尤其是燃气烹饪设备的燃气燃烧器的燃气体积流，其中该燃气阀单元具有阀壳（20）和操纵轴（31），它通过操纵段从阀壳（20）伸出来，并且其中在阀壳（20）里面构成截止阀（40），其特征在于，在阀壳（20）里面构成至少两个开-关阀（3），其中该开-关阀（3）可以通过旋转操纵轴（31）操纵并且所述截止阀（4）可以通过操纵轴（31）的轴向移动操纵。

2. 如权利要求1所述的燃气阀单元，其特征在于，所述截止阀（40）具有活动的截止部件（44）。

3. 如权利要求2所述的燃气阀单元，其特征在于，所述截止阀（40）的活动的截止部件（44）在关闭方向上预紧，尤其利用弹簧力。

4. 如权利要求3所述的燃气阀单元，其特征在于，所述截止阀（40）的活动的截止部件（44）通过顶压操纵轴（31）反作用于预紧可运动到打开位置。

5. 如权利要求2至4中任一项所述的燃气阀单元，其特征在于，设有偏转装置，它传递操纵轴（31）的轴向运动到与其基本成直角的截止阀（40）的截止部件（44）的轴向运动。

6. 如权利要求5所述的燃气阀单元，其特征在于，所述偏转装置具有第一滑动部件（41），它设置在操纵轴（31）上与操纵段相反的操纵轴（31）端部部位。

7. 如权利要求6所述的燃气阀单元，其特征在于，所述第一滑动部件（41）由第一锥形部件这样构成，使第一锥形部件的尖端离开操纵轴（31）的操纵段。

8. 如权利要求6或7所述的燃气阀单元，其特征在于，所述偏转装置具有第二滑动部件（42），它至少在顶压操纵轴（31）期间位于与第一滑动部件（41）接触。

9. 如权利要求8所述的燃气阀单元，其特征在于，所述第二滑动部件（42）设计成第二锥形部件，其中心轴线基本垂直于操纵轴（31）设置并且其尖端指向第一滑动部件（41）的方向。

10. 如权利要求8或9所述的燃气阀单元，其特征在于，所述第一滑动部件（41）和第二滑动部件（42）这样构成和设置，使操纵轴（31）的轴向移动由于顶压在操纵段上转换成第二滑动部件（42）在离开操纵轴（31）方向上的轴向移动。

11. 如权利要求8至10中任一项所述的燃气阀单元，其特征在于，所述第二滑动部件（42）这样与截止阀（40）的截止部件（44）功能连接，使第二滑动部件（42）的轴向运动在离开操纵轴（31）的方向上传递到截止部件（44）上。

12. 如权利要求1至11中任一项所述的燃气阀单元，其特征在于，设有用于开-关阀的操纵装置（25），它利用耦联装置（26）在位于阀壳（20）内部的操纵轴（31）的端部上耦联在操纵轴（31）上。

13. 如权利要求12所述的燃气阀单元，其特征在于，所述耦联装置（26）在与操纵段相反的操纵轴（31）的端部端面上具有缝隙形的空隙（28）。

14. 如权利要求12或13所述的燃气阀单元，其特征在于，所述耦联装置（26）包括扁平的拨杆（27），它嵌入到缝隙形空隙（28）里面。

15. 如权利要求14所述的燃气阀单元，其特征在于，所述空隙（28）设置在第三锥形部件（43）的底部里面，该锥形部件在操纵轴（31）上在与操纵段相反的操纵轴（31）的端部部位这样构成，使第三锥形部件（43）的尖端指向操纵轴（31）的操纵段方向并且与第一锥形部件（41）的尖端连接。

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