CN103994258B - 兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀 - Google Patents

Abstract

本发明兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，含比例阀和自吸阀，比例阀的铝阀芯上端连阀瓣，阀体下端有阀盖，皮膜周边夹在阀体和阀盖之间，铝阀芯下端与皮膜中心孔连，皮膜下面连有铝阀芯复位机构；阀盖连比例电磁阀，其含导管，导管上连阀盖下连比例电磁阀下阀座，激磁线圈通过骨架连在导管外，导管中配调节动芯，下阀座下段内孔配下端盖；铝阀芯下端有轴端与调节动芯中心对应，调节动芯上端与复位弹簧抵压，复位弹簧套在轴端外，其上顶着阀盖；调节动芯下端顶稳压弹簧，另一端顶比例电磁阀下端盖，下阀座侧边与稳压弹簧对应部位连反馈气压管接头，管接头与燃烧室连。本发明用于燃气热水器，具输出水温波动极小的优点。

Description

兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀

技术领域

本发明属于热水器阀门技术领域，具体涉及一种燃气阀装置。

背景技术

现有技术的一般热水器在使用当中，出现水温忽高忽底的情况是普遍存在的，原因之一是由于地域气源的稳定程度不同，有些气源压力输出较高的家庭或地区，即压力超过国家标准气源使用压力上限时，比例阀的工作压力较高，常常会出现比例阀发生震动、出口压力不稳定的现象，直接影响燃气热水器的运行；原因之二是由于现有技术比例阀的阀芯结构特性所导致的，现有技术的热水器其调节装置一般都是单纯采用电磁控制的，电磁控制需要等待传感器检测到水温然后转换为电信号，电信号传输至电气控制装置并经比较判断再输出至执行装置，其控制路线长，误差大，反应速度慢，直接影响控温效果，很明显，传感器检测需要通过一系列的热传导过程，包括流水中心部位与流水边层的温度偏差、流水边层至传感器壳体表面的热交换、传感器壳体的由外至内的热传导，传感器壳体至热敏感元件的热交换等等，而最关键的还在于水温变化一般都会比燃烧室送风量大小对燃烧工况影响的反应严重滞后，这是传统的传感器检测加上电气控制运算所无法及时、灵敏、准确地作出判断和作出反应的，反应滞后的结果是要么水温实际已经降低，而控制装置却还在发出降温信号，要么水温实际已经升高，而控制装置却仍然发出继续升温信号。

例如中国专利号ZL201010140995.3，名称为“恒温燃气热水器控制器”的发明专利，公开了一种恒温燃气热水器控制器,包括单片机、燃气阀驱动/检测电路、点火器控制/火焰检测电路、风机驱动/反馈电路、燃气比例阀驱动/检测电路、风压检测电路、水流量传感器电路、入水/出水温度传感器电路、过热保护电路;燃气阀驱动/检测电路又包括燃气阀驱动电路和阀检测电路；点火器控制/火焰检测电路又包括点火器控制电路、火焰检测电路。这种燃气热水器控制器单纯依赖以单片机为核心的电气检测和控制，其最大的弊病是无法对燃烧室风压和通风量对水温变化做出及时准确反映，所以也就无法避免上述的调节灵敏度低、反映缓慢甚至误判甚至误操作的缺陷。

又如中国专利申请号201110437095.X，名称为“一种数控燃气燃烧机”的发明专利申请，公开了一种数控燃气燃烧机，包括配合设置的燃气阀门组、燃气计量单元、鼓风机、点火装置、火焰探测装置与高智能数控系统；工作中，高智能数控系统根据温度或压力等反馈信号及手动指令，通过预设燃烧机的火焰开度，控制燃气阀门组输出与火焰开度相适应的燃气流量；根据燃气计量单元提供的燃气流量和空燃比，计算并调节鼓风机的转速，确保鼓风机在大范围的火焰调节过程中始终输出最佳的配风量。该专利申请显然是要充分依赖高智能数控系统，可是其明显存在如下之缺陷，在燃烧室的特定条件下，风量和风压对燃烧室工况是直接相关的，而企图通过测量水温度及风压力再经过运算重新输出控制指令，然后再返回来以控制风压和风量，无论其高智能运算精度是如何精准，都有点隔靴挠痒之感，而且测量水温度还存在测量点的设置差异，一般燃烧器也不会采取多点设置测温点再取其平均值的措施，这种不是直接控制而是间接控制的舍近就远的方案，虽然其在中间途径上精打细算，实际都是不合算的，结果是时间误差和温度波动大，而且温度传感器的感温滞后及测量点设置差异又是先天存在的缺陷。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的燃气阀结构不良，单纯依赖电气控制滞后性大，以致引起水温波动大的缺陷，提供一种不仅有电气控制，而且配置风压控制，这种风压控制是直接控制而不是间接控制的，可达到调节及时精准、水温恒定的优良效果的燃气阀结构。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，包括比例阀，比例阀的阀体上端设置输出口，阀体侧边设置输入口，输入口与输出口通过阀体中间的缓冲气腔连通，输入口连接有电磁控制的自吸阀；缓冲气腔中心有铝阀芯，铝阀芯上端连接阀瓣，阀瓣与设在缓冲气腔上侧边的阀座对应，阀体下端有阀盖，阀盖中心部位有通孔，有一皮膜的周边固定夹持在阀体和阀盖之间，铝阀芯的下端部与皮膜的中心孔连接，皮膜的下面连接有铝阀芯的复位机构；阀盖的下侧连接有比例电磁阀；比例电磁阀的构成为，有一导管，导管的上端与阀盖连接，导管的下端与比例电磁阀的下阀座上端连接，激磁线圈配有骨架，骨架连接在导管外面，导管中滑动配合有调节动芯，下阀座下段的内孔配有下端盖且有密封装置；铝阀芯的下端有一轴端，轴端的下端面与调节动芯中心部位对应，调节动芯的上端面与复位弹簧下端相抵压，复位弹簧间隙地套在所述轴端外面且其上端顶在阀盖下表面；调节动芯的下端顶着稳压弹簧，稳压弹簧的另一端顶在比例电磁阀的下端盖上，下阀座侧边与稳压弹簧相对应的部位连有反馈气压管接头，反馈气压管接头通过管道与设有鼓风装置的燃气燃烧室连接。

自吸阀由自主控制的电磁装置吸进燃气并输送至比例阀的缓冲气腔，然后经比例阀上端的输出口输送至燃烧室，输出口的阀瓣开启大小由铝阀芯带动，铝阀芯的移动量有两个控制因素，其一是比例电磁阀通过电气控制装置根据水温检测值确定调节动芯的主移动量，其二是通过反馈气压管接头来自燃烧室的气压反馈，该气压从调节动芯的下端推动调节动芯的副移动量，主移动量和副移动量默契配合，复合作用于调节动芯，使调节动芯以最佳状态全面反映而不是片面满足热水温度调节之需要，可得到水温极小波动的益处；稳压弹簧以及复位弹簧综合提供对调节动芯的复位力；当水温降低时，电气控制装置发出指令使比例电磁阀适量增大输气流量，同时对燃烧室加大送风量，但是因为电气控制的滞后性，此时可借助于因送风量加大使得燃烧室内气压增大的效果，反馈至调节动芯的下端，使推动调节动芯的副移动量随之加大，从而补充燃气的输出，使水温稳定。

作为优选，比例电磁阀的下阀座通过压圈与激磁线圈的骨架连接。

作为优选，导管的下端与比例电磁阀的下阀座的连接处涂有密封胶。

作为优选，比例电磁阀的下端盖由调节螺钉构成，调节螺钉的螺尾端部有作为稳压弹簧座的凸台，调节螺钉与比例电磁阀的下阀座为螺纹配合并设有密封装置。

作为优选，调节螺钉的下端面顶着锁紧螺钉。

作为优选，皮膜中间部位的上表面压在铝阀芯轴端的靠肩上，铝阀芯的复位机构包括在皮膜中间部位的下表面衬着垫盘，轴端与复位弹簧之间有压簧，压簧的一端顶着垫盘，压簧的另一端顶着套在轴端上的平垫圈，平垫圈下表面与卡在轴端尾部的沟槽中的蝶形垫圈抵压。蝶形垫圈具有弹性，可自动压紧垫圈；压簧提供铝阀芯的复位力。

作为优选，在阀体内侧上部与铝阀芯的上端部对应的位置有下凸的限位台，限位台的下端面与铝阀芯的上端面之间有一定的距离，该距离为比例阀开口的最大行程。

作为优选，调节动芯的上端有上凸肩，上凸肩构成复位弹簧下端的弹簧座；调节动芯的下端有下凸肩，下凸肩构成稳压弹簧上端的弹簧座；上凸肩和下凸肩都为圆锥台形状的结构。

本发明的有益效果是：

1、燃气阀由燃烧室反馈气压直接推动调节动芯，使比例阀输出燃气流量和压力与燃烧室鼓风量更加协调，准确、灵敏；

2、由电磁比例阀和燃烧室反馈气压协同控制，保证输出稳定、合理；

3、水温波动幅度极小。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构原理示意图；

图2是本发明另一种实施例的结构原理示意图。

图中，阀体1；输出口11；输入口12；缓冲气腔13；阀座14；自吸阀2；铝阀芯3；阀瓣31；轴端32；垫盘33；压簧34；平垫圈35；蝶形垫圈36；阀盖4；皮膜5；比例电磁阀6；导管61；下阀座62；激磁线圈63；骨架64；调节动芯65；下端盖66；凸台661；锁紧螺钉662；复位弹簧67；稳压弹簧68；压圈69；反馈气压管接头7；燃烧室8；限位台9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步描述。

实施例1：如图1所示，一种兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，包括比例阀，比例阀的阀体1上端设置输出口11，阀体1侧边设置输入口12，输入口与输出口通过阀体中间的缓冲气腔13连通，输入口12连接有电磁控制的自吸阀2；缓冲气腔13中心有铝阀芯3，铝阀芯3上端连接阀瓣31，阀瓣31与设在缓冲气腔13上侧边的阀座14对应，阀座14直接在阀体1上加工而成，阀瓣31由相对于阀体1为软质的且耐燃气腐蚀的材料制成，阀体1下端有阀盖4，阀盖中心部位有通孔，有一皮膜5的周边固定夹持在阀体1和阀盖4之间，铝阀芯3的下端部与皮膜5的中心孔连接，皮膜5的下面连接有铝阀芯3的复位机构，皮膜5中间部位的上表面压在铝阀芯轴端32的靠肩上，所述复位机构包括在皮膜5中间部位的下表面衬着垫盘33，轴端32的外面套着压簧34，压簧34一端顶着垫盘33，压簧34的另一端顶着套在轴端32上的平垫圈35，平垫圈35下表面与卡在轴端尾部的沟槽中的蝶形垫圈36抵压。阀盖4的下侧连接有比例电磁阀6；比例电磁阀6的构成为，有一导管61，导管61的上端与阀盖4的中心部位连接，导管61的下端与比例电磁阀的下阀座62上端连接，激磁线圈63配有骨架64，骨架64连接在导管61外面，导管61中滑动配合有调节动芯65，下阀座下段的内孔配有下端盖66且有密封装置；铝阀芯3下端的轴端下端面与调节动芯65中心部位对应，调节动芯的上端面与复位弹簧67下端相抵压，复位弹簧67间隙地套在压簧34外面且其上端顶在阀盖4下表面；调节动芯65的下端顶着稳压弹簧68，稳压弹簧68的另一端顶在比例电磁阀的下端盖66上，下阀座62侧边与稳压弹簧68相对应的部位有反馈气压管接头7，反馈气压管接头7通过管道与设有鼓风装置的燃气燃烧室8连接。比例电磁阀的下阀座62通过压圈69与激磁线圈的骨架64连接。导管61的下端与比例电磁阀6的下阀座的连接处涂有密封胶。比例电磁阀6的下端盖66由调节螺钉构成，调节螺钉的螺尾端部有作为稳压弹簧座的凸台661，调节螺钉与比例电磁阀的下阀座为螺纹配合并设有密封装置。

自吸阀2由自主控制的电磁装置吸进燃气并输送至比例阀的缓冲气腔13，然后经比例阀上端的输出口输送至燃烧室8，输出口的阀瓣31开启大小由铝阀芯3带动，铝阀芯3的移动距离有两个控制因素，其一是比例电磁阀6通过电气控制装置根据水温检测值确定调节动芯65的主移动量，调节动芯65顶起铝阀芯3，其二是通过反馈气压管接头7来自燃烧室8的气压反馈，该气压从调节动芯65的下端推动调节动芯的副移动量，主移动量和副移动量默契配合，复合作用于调节动芯65，使调节动芯以最佳状态全面反映而不是片面满足热水温度调节之需要，可得到水温极小波动的益处；稳压弹簧68以及复位弹簧67综合提供对调节动芯65的复位力；当水温降低时，电气控制装置发出指令使比例电磁阀6适量增大输气流量，同时通过送风口对燃烧室加大送风量，但是因为电气控制的滞后性，此时可借助于因送风量加大使得燃烧室8内气压增大的效果，反馈至调节动芯65的下端，使推动调节动芯的副移动量随之加大，从而补充燃气的输出，使水温稳定。

在阀体1内侧上部与铝阀芯3的上端部对应的位置有下凸的限位台9，限位台9的下端面与铝阀芯3的上端面之间有一定的的距离，该距离为比例阀开口的最大行程，也就是限定铝阀芯上移的最高位置。

调节动芯65的上端有上凸肩，上凸肩构成复位弹簧67下端的弹簧座；调节动芯65的下端有下凸肩，下凸肩构成稳压弹簧68上端的弹簧座；上凸肩和下凸肩都为圆锥台形状的结构。

图中的A所示为燃烧器的送风口。

实施例2：如图2所示，作为下端盖66的调节螺钉的下端面顶着锁紧螺钉662，其余结构同实施例1,用锁紧螺钉662锁紧调节螺钉，这在出厂调试阶段由专业人员负责调定。

本发明用于燃气热水器的燃气阀，具有输出压力更加稳定，水温波动极小的优点，本领域的技术人员如果对上述发明内容作简单的修改或替换，这样的改变不能认为是脱离本发明的范围，所有这样对所属领域的技术人员显而易见的修改将包括在本发明的权利要求的范围之内。

Claims (8)

1.一种兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，包括比例阀，比例阀的阀体上端设置输出口，阀体侧边设置输入口，输入口与输出口通过阀体中间的缓冲气腔连通，输入口连接有电磁控制的自吸阀；缓冲气腔中心有铝阀芯，铝阀芯上端连接阀瓣，阀瓣与设在缓冲气腔上侧边的阀座对应，阀体下端有阀盖，其特征是，阀盖中心部位有通孔，有一皮膜的周边固定夹持在阀体和阀盖之间，铝阀芯的下端部与皮膜的中心孔连接，皮膜的下面连接有铝阀芯的复位机构；阀盖的下侧连接有比例电磁阀；比例电磁阀的构成为，有一导管，导管的上端与阀盖连接，导管的下端与比例电磁阀的下阀座上端连接，激磁线圈配有骨架，骨架连接在导管外面，导管中滑动配合有调节动芯，下阀座下段的内孔配有下端盖且有密封装置；铝阀芯的下端有一轴端，轴端的下端面与调节动芯中心部位对应，调节动芯的上端面与复位弹簧下端相抵压，复位弹簧间隙地套在所述轴端外面且其上端顶在阀盖下表面；调节动芯的下端顶着稳压弹簧，稳压弹簧的另一端顶在比例电磁阀的下端盖上，下阀座侧边与稳压弹簧相对应的部位连有反馈气压管接头，反馈气压管接头通过管道与设有鼓风装置的燃气燃烧室连接。

2.根据权利要求1所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，比例电磁阀的下阀座通过压圈与激磁线圈的骨架连接。

3.根据权利要求1或2所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，导管的下端与比例电磁阀的下阀座的连接处涂有密封胶。

4.根据权利要求1或2所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，比例电磁阀的下端盖由调节螺钉构成，调节螺钉的螺尾端部有作为稳压弹簧座的凸台，调节螺钉与比例电磁阀的下阀座为螺纹配合并设有密封装置。

5.根据权利要求4所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，调节螺钉的下端面顶着锁紧螺钉。

6.根据权利要求4所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，皮膜中间部位的上表面压在铝阀芯轴端的靠肩上，铝阀芯的复位机构包括在皮膜中间部位的下表面衬着垫盘，轴端与复位弹簧之间有压簧，压簧的一端顶着垫盘，压簧的另一端顶着套在轴端上的平垫圈，平垫圈下表面与卡在轴端尾部的沟槽中的蝶形垫圈抵压。

7.根据权利要求6所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，在阀体内侧上部与铝阀芯的上端部对应的位置有下凸的限位台，限位台的下端面与铝阀芯的上端面之间有一定的距离，该距离为比例阀开口的最大行程。

8.根据权利要求6所述的兼具比例电磁阀调节和燃烧室气压反馈调节的燃气阀，其特征是，调节动芯的上端有上凸肩，上凸肩构成复位弹簧下端的弹簧座；调节动芯的下端有下凸肩，下凸肩构成稳压弹簧上端的弹簧座；上凸肩和下凸肩都为圆锥台形状的结构。