CN105626874A - 燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气比例阀，所述燃气比例阀包括：阀体、阀芯组件和驱动复位件，其中，阀体内形成有第一阀腔、第二阀腔和阀口，阀口的下端连通第一阀腔且上端连通第二阀腔，第一阀腔连接有进气口，第二阀腔连接有出气口；阀芯组件沿上下方向在打开和封闭阀口的位置之间可移动地设在阀体上，阀芯组件包括阀芯和密封件，密封件设在阀芯上，阀芯组件封闭阀口时密封件抵在阀口的下面；驱动复位件分别与阀体和阀芯组件相连，驱动复位件用于驱动阀芯移动以打开或封闭阀口。根据本发明的燃气比例阀，可以提高燃气比例阀的密封性能，提高燃气比例阀的使用寿命。

Description

燃气比例阀

技术领域

本发明涉及燃气具技术领域，尤其是涉及一种燃气比例阀。

背景技术

燃气比例阀是燃气具的核心控制部件，通过燃气比例阀的压力调节和稳压功能，能够在燃气进口压力波动的情况下稳定输出压力。同时，燃气比例阀还具有通断燃气管路的作用，在燃气具关闭的状态下能够断开燃气通道，阻止燃气的流动和泄漏，保护使用者的人生安全。

相关技术中的燃气比例阀，在未工作时，依靠阀芯下面的弹簧推动阀芯和密封件紧贴在阀口上，起到截止燃气通道的作用。然而，密封件会受到进气腔阀腔内的气压朝下的作用力，此作用力会减弱密封件和阀口的紧贴程度，降低此处的密封性能；当气压变化时，此处的密封性可能丧失，造成燃气泄漏，引发安全事故。燃气比例阀工作时，进气压力直接作用在膜片上，当系统负荷喷嘴较小时，出口压受阻背压增大；当进气压力升高时，作用在膜片上的压力不断增大，容易在阀口处形成湍流，阀芯产生激振，引起出口压波动甚至噪音。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种燃气比例阀，所述燃气比例阀具有密封性能好和使用寿命高的优点。

根据本发明的燃气比例阀，包括：阀体，所述阀体内形成有第一阀腔、第二阀腔和阀口，所述阀口的下端连通所述第一阀腔且上端连通所述第二阀腔，所述第一阀腔连接有进气口，所述第二阀腔连接有出气口；阀芯组件，所述阀芯组件沿上下方向在打开和封闭所述阀口的位置之间可移动地设在所述阀体上，所述阀芯组件包括阀芯和密封件，所述密封件设在所述阀芯上，所述阀芯组件封闭所述阀口时所述密封件抵在所述阀口的下面；驱动复位件，所述驱动复位件分别与所述阀体和所述阀芯组件相连，所述驱动复位件用于驱动所述阀芯移动以打开或封闭所述阀口。

根据本发明的燃气比例阀，通过改变阀体内的燃气流向，改变气源通路，采用反向进气，使得燃气的进气压力向上推动密封件紧贴阀口，从而提高燃气比例阀的密封性能，提高燃气比例阀的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，所述密封件的至少一部分位于所述阀口的下方，且所述密封件至少一部分的径向尺寸大于所述阀口下端的径向尺寸。

在本发明的一些实施例中，所述密封件的外周面呈从上到下径向尺寸逐渐增大的楔形面状，所述阀芯组件封闭所述阀口时所述阀口的下沿抵在所述密封件的周面上。

在本发明的一些实施例中，所述阀芯下端设有向外凸出的定位凸缘，所述密封件包覆在所述定位凸缘上。

在本发明的一些实施例中，所述阀芯呈上端封闭且下端敞开并与所述第一阀腔连通的中空杆。

在本发明的一些实施例中，所述密封件设在所述阀芯的下端，所述第二阀腔内设有导向环，所述阀芯沿上下可滑动地穿过所述导向环。

在本发明的一些实施例中，所述驱动复位件包括：弹簧，所述弹簧的两端分别与所述阀体和所述阀芯相连，且所述弹簧常驱动所述阀芯封闭所述阀口；永磁体，所述永磁体设在所述阀芯上；电磁驱动部，所述电磁驱动部设在所述阀体上并与所述永磁体对应。

进一步地，所述弹簧沿上下方向延伸，所述弹簧的上端与所述阀芯的下端相连，所述弹簧的下端与所述第一阀腔的底面相连，且所述弹簧常处于被压缩的状态。

可选地，所述阀芯的下端面上形成有缺口槽，所述弹簧的上端配合在所述缺口槽内，所述第一阀腔的底面上设有凸块，所述弹簧的下端套在所述凸块上。

在本发明的一些实施例中，所述阀芯的上端设有呈环形的膜片，所述膜片的外周沿与所述阀体密封连接，且所述膜片的内周沿与所述阀芯密封连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的燃气比例阀在关闭状态时的示意图；

图2是图1中所示的燃气比例阀在打开状态时的示意图。

附图标记：

燃气比例阀100，

阀体1，第一阀腔11，第二阀腔12，阀口13，进气口14，出气口15，

阀芯组件2，阀芯21，缺口槽211，定位凸缘212，密封件22，

膜片23，

弹簧31，永磁体32，电磁驱动部33，防护套34，卡簧35，

底板4，凸块41，

顶盖5，导向环6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的燃气比例阀100。

如图1所示，根据本发明实施例的燃气比例阀100，包括：阀体1、阀芯组件2和驱动复位件。

具体地，阀体1内形成有第一阀腔11、第二阀腔12和阀口13，阀口13的下端连通第一阀腔11且上端连通第二阀腔12，第一阀腔11连接有进气口14，第二阀腔12连接有出气口15。在燃气比例阀100打开时燃气的流向为：燃气从进气口14进入第一阀腔11内，再从下往上穿过阀口13进入第二阀腔12，最终从出气口15流出。

阀芯组件2沿上下方向在打开和封闭阀口13的位置之间可移动地设在阀体1上，阀芯组件2包括阀芯21和密封件22，密封件22设在阀芯21上，阀芯组件2通过密封件22封闭阀口13，阀芯组件2封闭阀口13时密封件22抵在阀口13的下面。此时，密封件22的至少部分位于第一阀腔11内，由于第一阀腔11与进气口14连通，第一阀腔11内的进气压力作用在密封件22上，且方向朝上，由此可以推动密封件22紧贴阀口13，从而增强阀口13的密封性能。

驱动复位件分别与阀体1和阀芯组件2相连，驱动复位件用于驱动阀芯21移动以打开或封闭阀口13，从而实现燃气比例阀100的打开和关闭。

根据本发明实施例的燃气比例阀100，在燃气比例阀100关闭时，进入到第一阀腔11的燃气将会施加给阀芯21一个向上的压力，这个使得密封件22可以进一步地提高密封件22封闭阀口13的力，从而提高燃气比例阀100的密封性能。

另外，相对于传统燃气阀而言，通过改变阀体1内的燃气流向，改变气源通路，采用反向进气，使得燃气的进气压力向上推动密封件22紧贴阀口13，从而进一步提高燃气比例阀100的密封性能，提高燃气比例阀100的使用寿命。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，密封件22的至少一部分位于阀口13的下方，且密封件22至少一部分的径向尺寸可以大于阀口13下端的径向尺寸。由此，可以增大进入到第一阀腔内的燃气对密封件22的压力，进一步地提高密封性能，同时可以避免密封件22穿过阀口13而丧失密封性能，使密封件22的结构更加合理。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，密封件22的外周面可以呈从上到下径向尺寸逐渐增大的楔形面状，阀芯组件2封闭阀口13时阀口13的下沿抵在密封件22的周面上。由此，当阀芯组件2打开时，可以在密封件22与阀口13之间形成较为顺滑的气流通道，当阀芯组件2关闭时，可以提高密封件22与阀口13之间的密封性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，阀芯21下端可以设有向外凸出的定位凸缘212，密封件22包覆在定位凸缘212上。由此，定位凸缘212可以由内向外支撑密封件22，提高密封件22的刚度，避免进气压力过大时密封件22穿过阀口13丧失密封性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，阀芯21呈上端封闭且下端敞开并与第一阀腔11连通的中空杆。由此，不仅可以减少阀芯21的重量，降低阀芯21的生产成本，还可以增大阀芯21与第一阀腔11内燃气的接触面积，增大燃气进气压力对阀芯21的向上的推力，从而提高阀芯组件2与阀口13之间的密封性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，密封件22设在阀芯21的下端，第二阀腔12内设有导向环6，阀芯21沿上下可滑动地穿过导向环6。这样，利用导向环6可以限定阀芯21的径向位移，保证阀芯组件2在工作的过程中只沿上下方向移动，由此可以有效地避免阀芯21左右偏斜碰撞阀口13产生振动和噪音，提高燃气比例阀100的稳压性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，驱动复位件可以包括：弹簧31、永磁体32和电磁驱动部33。其中，弹簧31的两端分别与阀体1和阀芯21相连，且弹簧31常驱动阀芯21封闭阀口13，也就是说，弹簧31的弹力始终推动阀芯组件2朝向阀口13的方向运动，以使阀芯组件2与阀口13接触封闭阀口13。永磁体32设在阀芯21上，电磁驱动部33设在阀体1上并与永磁体32对应。这里，电磁驱动部33与永磁体32对应是指：电磁驱动部33通电所产生的磁场覆盖永磁体32。由此可以通过磁场对永磁体32的作用力使阀芯组件2在永磁体32的带动下沿上下方向运动，从而实现驱动阀芯组件2打开或关闭阀口13。

进一步地，如图1所示，弹簧31沿上下方向延伸，弹簧31的上端与阀芯21的下端相连，弹簧31的下端与第一阀腔11的底面相连，且弹簧31常处于被压缩的状态。由此，弹簧31被压缩后的弹力可以推动阀芯21向上运动并紧贴阀口13，从而增强阀口13的密封性能。

可选地，如图1所示，阀芯21的下端面上形成有缺口槽211，弹簧31的上端配合在缺口槽211内，第一阀腔11的底面上设有凸块41，弹簧31的下端套在凸块41上。由此，通过将弹簧31的上端限定在缺口槽211内且下端套设在凸块41上，可以限定弹簧31沿径向方向的位移，避免弹簧31受力滑脱，从而简化弹簧31的安装，保证弹簧31连接的可靠性。

在本发明的一些实施例中，阀芯21的上端设有呈环形的膜片23，膜片23的外周沿与阀体1密封连接，且膜片23的内周沿与阀芯21密封连接。由此，膜片23可以密封第二阀腔12的上端，保证第二阀腔12的密封性能。此外，由于本发明实施例的燃气比例阀100采用反向进气，第二阀腔12与出气口15连通，第二阀腔12内的燃气压力由于阀口13的作用小于第一阀腔11内的燃气压力，从而可以减小膜片23受到的压力，提高膜片23的使用寿命，还可以避免燃气在阀口13处形成湍流，避免产生振动和噪音。

下面将参考图1和图2描述根据本发明一个具体实施例的燃气比例阀100。

参照图1，燃气比例阀100包括阀体1、阀芯组件2和驱动复位件。

具体地，如图1所示，阀体1内形成有第一阀腔11、第二阀腔12和阀口13，阀口13的上端连通第二阀腔12且下端连通第一阀腔11，第一阀腔11与进气口14连通，第二阀腔12与出气口15连通，底板4设在阀体1的底部并密封第一阀腔11的下端，底板4的中心形成有凸块41；顶盖5设在阀体1的顶部。

阀芯组件2包括阀芯21和密封件22，其中，阀芯21为上端封闭且下端敞开并与第一阀腔11连通的中空杆。阀芯21的下端面上形成有缺口槽211，阀芯21的下端设有向外凸出的定位凸缘212，密封件22包覆在定位凸缘212上，密封件22的外周面为从上到下径向尺寸逐渐增大的楔形面状，密封件22的至少一部分位于阀口13的下方，且密封件22的位于阀口13下方的至少一部分的径向尺寸大于阀口13下端的径向尺寸。

第二阀腔12内设有导向环6，阀芯21可上下滑动地穿过导向环6。阀芯21的上端设有环形的膜片23，膜片23的外周沿设在顶盖5和阀体1之间，并通过顶盖5压紧膜片23起到密封第二阀腔12的作用，膜片23的内周沿压紧在防护套34和阀芯21之间，从而起到密封的效果。

驱动复位件包括弹簧31、永磁体32和电磁驱动部33，其中，弹簧31的上端配合在阀芯21下端面的缺口槽211内，弹簧31的下端套在底板4的凸块41上；永磁体32通过防护套34固定在阀芯21的顶部，防护套34内设有卡簧35，卡簧35将防护套34压紧至阀芯21；电磁驱动部33为线圈组件，线圈组件设在顶盖5的上方并与永磁体32对应。

如图1所示，在燃气比例阀100未工作时，燃气由进气口14进入第一阀腔11内，此时阀芯21和密封件22受到第一阀腔11内的压力，方向朝上，同弹簧31对阀芯21施加的推力的方向一致，共同推动密封件22紧贴阀口13，增强阀口13的密封性能，且燃气的进气压力越大，密封效果越好。同时，密封件22包覆在阀芯21上，定位凸缘212起到了支撑作用，从而保证了密封件22不会因受力太大穿过阀口13而丧失气密性。

如图2所示，在燃气比例阀100工作时，线圈组件通电产生磁场，推动永磁体32，从而使阀芯21和密封件22向下移动，阀口13打开，燃气由第一阀腔11通过阀口13进入第二阀腔12。此时，第二阀腔12内的燃气压力由于阀口13的作用而减弱，从而减小了膜片23上承受的压力，当出气口15的出气量较小时，燃气也不会在阀口13处形成湍流，从而避免产生振动和噪音。同时，阀芯21穿过导向环6，可以确保燃气比例阀100在工作过程中，阀芯21只会沿上下移动，从而可以有效避免阀芯21左右偏斜碰撞阀口13产生的振动和噪音，提高燃气比例阀100的稳压性能。

根据本发明实施例的燃气比例阀100，通过改变燃气进入第一阀腔11和第二阀腔12的方式，采用反向进气，从而提高了燃气比例阀100的密封性能。同时，减小了膜片23承受的压力，极大地延长了膜片23的使用寿命，提高燃气比例阀100的稳压性能；还有效地避免了振动和噪音的发生。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃气比例阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体内形成有第一阀腔、第二阀腔和阀口，所述阀口的下端连通所述第一阀腔且上端连通所述第二阀腔，所述第一阀腔连接有进气口，所述第二阀腔连接有出气口；

阀芯组件，所述阀芯组件沿上下方向在打开和封闭所述阀口的位置之间可移动地设在所述阀体上，所述阀芯组件包括阀芯和密封件，所述密封件设在所述阀芯上，所述阀芯组件封闭所述阀口时所述密封件抵在所述阀口的下面；

驱动复位件，所述驱动复位件分别与所述阀体和所述阀芯组件相连，所述驱动复位件用于驱动所述阀芯移动以打开或封闭所述阀口。

2.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述密封件的至少一部分位于所述阀口的下方，且所述密封件至少一部分的径向尺寸大于所述阀口下端的径向尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的燃气比例阀，其特征在于，所述密封件的外周面呈从上到下径向尺寸逐渐增大的楔形面状，所述阀芯组件封闭所述阀口时所述阀口的下沿抵在所述密封件的周面上。

4.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述阀芯下端设有向外凸出的定位凸缘，所述密封件包覆在所述定位凸缘上。

5.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述阀芯呈上端封闭且下端敞开并与所述第一阀腔连通的中空杆。

6.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述密封件设在所述阀芯的下端，所述第二阀腔内设有导向环，所述阀芯沿上下可滑动地穿过所述导向环。

7.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述驱动复位件包括：

弹簧，所述弹簧的两端分别与所述阀体和所述阀芯相连，且所述弹簧常驱动所述阀芯封闭所述阀口；

永磁体，所述永磁体设在所述阀芯上；

电磁驱动部，所述电磁驱动部设在所述阀体上并与所述永磁体对应。

8.根据权利要求7所述的燃气比例阀，其特征在于，所述弹簧沿上下方向延伸，所述弹簧的上端与所述阀芯的下端相连，所述弹簧的下端与所述第一阀腔的底面相连，且所述弹簧常处于被压缩的状态。

9.根据权利要求8所述的燃气比例阀，其特征在于，所述阀芯的下端面上形成有缺口槽，所述弹簧的上端配合在所述缺口槽内，

所述第一阀腔的底面上设有凸块，所述弹簧的下端套在所述凸块上。

10.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述阀芯的上端设有呈环形的膜片，所述膜片的外周沿与所述阀体密封连接，且所述膜片的内周沿与所述阀芯密封连接。