CN111140690A - 燃气比例阀和燃气热水器及其控制方法 - Google Patents

燃气比例阀和燃气热水器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃气比例阀，包括阀体、阀芯、推杆、承压盘、鼓风膜和电磁线圈，所述阀芯设于阀体内腔中，所述推杆与阀芯连接，所述承压盘与推杆连接，所述鼓风膜设在承压盘上，并与阀体内腔之间形成密封，所述电磁线圈用于给推杆施加作用力推动阀芯使阀芯在阀体内产生位移，其特征在于：还包括线圈架和固定座，所述线圈架安装在固定座上，且设于推杆下方，所述电磁线圈围绕在线圈架上，所述线圈架下侧面凸设有传动轴，所述固定座开有用于供传动轴插入的通孔，该通孔侧壁开有螺纹并连接有一能调节传动轴在通孔中的相对位置的调节螺母。本发明还涉及一种燃气热水器及其控制方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：具有抬高最小二次压的功能。

Description

燃气比例阀和燃气热水器及其控制方法
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，具体指一种燃气比例阀和燃气热水器及其控制方法。
背景技术
现有的燃气热水器中一般会使用比例阀来调节输出的燃气压力，基本上有以下三类：动磁铁式比例阀、动铁芯式比例阀、动线圈式比例阀。其中动磁铁式比例阀一级动铁芯比例阀由于运动装置相对较重，在比例阀调节时，需要更多的电流以及出现磁滞现象。
而动圈式比例阀一般包括阀体，阀芯，用于推动阀芯使阀芯在阀体内产生位移从而改变比例阀输出流量大小的推动件，及用于给所述推动件施加作用力的电磁线圈，电磁线圈外围绕有永磁铁，比例阀的工作原理为：由电脑板单独控制电磁线圈中电流的大小，随着电磁线圈中电流的增加，推动件在阀芯内的位移逐渐增大，比例阀输出的燃气流量也就越大。如专利申请号为CN201010573408.X的发明专利《一种燃气热水器中比例阀的控制装置》和专利申请号为CN200520113492.1的发明专利《动圈式燃气比例阀》均公开了动圈式比例阀的具体构造。动圈式比例阀由于磁铁强度比较大，很小的电流就可以产生较大的推力，从而可以将线圈做的很小，极大的降低了成本，且减轻了阀芯的重量，提高了再电流变化时阀芯的动作速度，反应更加灵敏。但是，现有燃气热水器最小二次压满足50Pa的情况下能正常点火并维持不熄火，而动圈式比例阀中的永磁铁会随着温度以及时间的变化，磁性慢慢减小，故会出现使用很长一段时间以后，燃气热水器的二次压会下降，进而出现点不着火或者中途熄火的现象。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种可以具有抬高最小二次压功能的燃气比例阀。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在任何情况下都能够点火成功，并且稳定燃烧的燃气热水器。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种在任何情况下都能够点火成功，并且稳定燃烧，且可进行软件补偿的燃气热水器的控制方法。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种燃气比例阀，包括阀体、阀芯、推杆、承压盘、鼓风膜和电磁线圈，所述阀芯设于阀体内腔中，所述推杆与阀芯连接，所述承压盘与推杆连接，所述鼓风膜设在承压盘上，并与阀体内腔之间形成密封，所述电磁线圈用于给推杆施加作用力推动阀芯使阀芯在阀体内产生位移，其特征在于：还包括线圈架和固定座，所述线圈架安装在固定座上，且设于推杆下方，所述电磁线圈围绕在线圈架上，所述线圈架下侧面凸设有传动轴，所述固定座开有用于供传动轴插入的通孔，该通孔侧壁开有螺纹并连接有一能调节传动轴在通孔中的相对位置的调节螺母。
优选地，所述传动轴下端面凸设有第一凸柱，该第一凸柱上套设有一调节弹簧，所述调节弹簧支撑在调节螺母上端面和传动轴下端面之间，使线圈架始终具有向上移动的趋势。调节弹簧的设置使得调节螺母和线圈架的连接变为软连接，在调节调节螺母时，起到缓冲作用，避免线圈架的位置变化太大，从而可以调节地更为细致，而从稳压性能上来看，当外界气压加大时，会对燃气比例阀中的鼓风膜产生一个向下的力，使鼓风膜向下运动，然后对调节弹簧产生压力，从而保证压力稳定，如果使用硬连接，会使其丧失稳压性能。
进一步，所述推杆下端面凸设有第二凸柱，该第二凸柱上套设有一连接弹簧，所述连接弹簧支撑在线圈架上侧面和推杆下端面之间，使推杆始终具有向上移动的趋势。增加连接弹簧后，相当于在中间增加了一个缓冲带，鼓风膜向下运动时，会使两个调节弹簧和连接弹簧同时压缩，这样会使到力平衡点的现象延后。线圈架上侧面凸设有供连接弹簧容置的凸环，从而使连接弹簧的安装更为稳定。
再进一步，所述线圈架上表面凸设有供连接弹簧容置的凸环，从而使连接弹簧的安装更为稳定。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种包括上述燃气比例阀的燃气热水器，其特征在于：还包括燃烧器，用于给燃烧器点火的点火器，用于控制进入燃烧室内空气量多少的风机，设置在进水管道上的进水温度传感器，设置在出水管道上的出水温度传感器，设置在进气管道上用于接通或关闭进入燃气热水器内的燃烧气体的主阀，以及用于控制燃气比例阀电流值、风机转速和点火器开闭的主控制板，所述燃气比例阀设置在主阀之后。安装该燃气比例阀的燃气热水器可以有效地解决燃气压力不足导致的熄火、打不着火的现象，在任何情况下都能够点火成功，并且稳定燃烧。
优选地，还包括设置在主阀之前、用于调节进入进气管道的气体压力的电磁减压阀，所述电磁减压阀的开闭由所述主控制板控制，电磁减压阀可配合整个控制系统进行软件补偿。
本发明解决第三个技术问题所采用的技术方案为：上述燃气热水器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、初始化参数；
步骤二、判断进水流量是否达到L0，如是，执行步骤三，如不是，执行步骤六；
步骤三、判断依次压力是否达到P0，如是，启动电磁减压阀，将压力降低，返回步骤三，如不是，进入步骤四；
步骤四、判断产率是否连续10s达到L1，如是，正常参数燃烧，返回步骤二，如不是，进入步骤五；
步骤五、判断产率是否连续10s达到L2，如是，认为燃气比例阀抬高最小二次压的功能已经失效，对其进行单一的燃气比例阀电流补偿，返回步骤二，如不是，认为燃气比例阀抬高最小二次压的功能正常，但是压力过低，影响正常产率，需要对其进行适当的燃气比例阀电流补偿，返回步骤二；
步骤六、流程结束。
优选地，步骤二中，所述L0的值为2.5L/min；步骤三中，所述P0的值为2500Pa。
优选地，步骤四和步骤五中，所述产率＝ΔT*温升/25，其中，ΔT＝出水温度-进水温度。
优选地，步骤四中，所述L1的值为2.5L；步骤五中，所述L2的值为1.5L。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过调节螺母的设置，可以根据需求调节线圈架与固定座的相对位置，进而调节阀芯与阀体的相对位置，使燃气比例阀在不通电的情况下，比例阀开度满足输出的压力在100～120Pa之间，起到抬高最小二次压的作用。
附图说明
图1为本发明实施例燃气热水器的结构示意图；
图2为本发明实施例燃气比例阀的结构示意图；
图3为本发明实施例燃气热水器的控制方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种燃气热水器，包括燃烧器1，用于给燃烧器1点火的点火器2，用于控制进入燃烧室内空气量多少的风机3，设置在进水管道上的进水温度传感器4，设置在出水管道上的出水温度传感器5，设置在进气管道上用于接通或关闭进入燃气热水器内的燃烧气体的主阀6，设置在主阀6之前、用于调节进入进气管道的气体压力的电磁减压阀7，设置在主阀6之后、用于控制进入燃气热水器内的燃烧气体多少的燃气比例阀8，以及用于控制燃气比例阀8电流值、风机3转速、点火器2开闭和电磁减压阀7开闭的主控制板9。
其中，如图2所示，燃气比例阀8包括阀体81、阀芯82、推杆83、承压盘84、鼓风膜85、电磁线圈(图中未示出)、线圈架86和固定座87，阀芯82设于阀体81内腔中，推杆83与阀芯82连接，承压盘84与推杆83连接，鼓风膜85设在承压盘84上，并与阀体81内腔之间形成密封，电磁线圈用于给推杆83施加作用力推动阀芯82使阀芯82在阀体81内产生位移，从而改变燃气比例阀8输出流量大小，线圈架86安装在固定座上，且设于推杆83下方，电磁线圈围绕在线圈架86上。线圈架86下侧面凸设有传动轴861，固定座87开有用于供传动轴861插入的通孔871，该通孔871侧壁开有螺纹并连接有一能调节传动轴861在通孔871中的相对位置的调节螺母88，通过调节螺母88的设置，可以根据需求调节线圈架86与固定座87的相对位置，进而调节阀芯82与阀体81的相对位置，使燃气比例阀8在不通电的情况下，比例阀开度满足输出的压力在100～120Pa之间，从而能够确保整机在任何情况下都能够点火成功，并且稳定燃烧。
另外，传动轴861下端面凸设有第一凸柱8611，该第一凸柱8611上套设有一调节弹簧a，调节弹簧a支撑在调节螺母88上端面和传动轴861下端面之间，使线圈架86始终具有向上移动的趋势，调节弹簧a的设置使得调节螺母88和线圈架86的连接变为软连接，在调节调节螺母88时，起到缓冲作用，避免线圈架86的位置变化太大，从而可以调节地更为细致，而从稳压性能上来看，当外界气压加大时，会对燃气比例阀8中的鼓风膜85产生一个向下的力，使鼓风膜85向下运动，然后对调节弹簧a产生压力，从而保证压力稳定，如果使用硬连接，会使其丧失稳压性能。但是当鼓风膜85向下运动时对调节弹簧a的压力达到一定程度时，鼓风膜85仍然会出现不能继续向下运动的情况，从而丧失稳压性能，为了满足稳压特性的要求，推杆83下端面凸设有第二凸柱831，该第二凸柱831上套设有一连接弹簧b，连接弹簧b支撑在线圈架86上侧面和推杆83下端面之间，使推杆83始终具有向上移动的趋势，增加连接弹簧b后，相当于在中间增加了一个缓冲带，鼓风膜85向下运动时，会使两个调节弹簧a和连接弹簧b同时压缩，这样会使到力平衡点的现象延后。线圈架86上表面凸设有供连接弹簧b容置的凸环862，从而使连接弹簧b的安装更为稳定。
该燃气比例阀8的工作原理如下：燃气热水器的二次压在长期使用后下降，出现点不着火或者中途熄火的现象时，可以通过调节螺母88的设置，调节线圈架86与固定座87的相对位置，进而调节阀芯82与阀体81的相对位置，使燃气比例阀8在不通电的情况下，比例阀开度满足输出的压力在100～120Pa之间，起到抬高最小二次压的作用。
因此，安装该燃气比例阀8的燃气热水器可以有效地解决燃气压力不足导致的熄火、打不着火的现象，在任何情况下都能够点火成功，并且稳定燃烧。
但是，燃气比例阀8还是可能存在失效的风险，本实施例中若燃气比例阀8在调节小二次压的功能失效后，该燃气比例阀8与常规比例阀并无区别，仍可以正常使用，只是不能起到抬高最小二次压的作用。面对这种情况，本实施例中的燃气热水器中设置的电磁减压阀7可配合整个控制系统进行软件补偿。
如图3所示，上述燃气热水器的控制方法包括以下步骤：
步骤一、初始化参数；
步骤二、判断进水流量是否达到2.5L/min，如是，执行步骤三，如不是，执行步骤六；
步骤三、判断依次压力是否达到2500Pa，如是，启动电磁减压阀7，将压力降低，返回步骤三，如不是，进入步骤四；
步骤四、判断产率是否连续10s达到2.5L，如是，正常参数燃烧，返回步骤二，如不是，进入步骤五；
步骤五、判断产率是否连续10s达到1.5L，如是，认为燃气比例阀8抬高最小二次压的功能已经失效，对其进行单一的燃气比例阀8电流补偿，返回步骤二，如不是，认为燃气比例阀8抬高最小二次压的功能正常，但是压力过低，影响正常产率，需要对其进行适当的燃气比例阀8电流补偿，返回步骤二；
步骤六、流程结束。
其中，产率＝ΔT*温升/25，其中，ΔT＝出水温度-进水温度。

Claims (10)

1.一种燃气比例阀，包括阀体、阀芯、推杆、承压盘、鼓风膜和电磁线圈，所述阀芯设于阀体内腔中，所述推杆与阀芯连接，所述承压盘与推杆连接，所述鼓风膜设在承压盘上，并与阀体内腔之间形成密封，所述电磁线圈用于给推杆施加作用力推动阀芯使阀芯在阀体内产生位移，其特征在于：还包括线圈架和固定座，所述线圈架安装在固定座上，且设于推杆下方，所述电磁线圈围绕在线圈架上，所述线圈架下侧面凸设有传动轴，所述固定座开有用于供传动轴插入的通孔，该通孔侧壁开有螺纹并连接有一能调节传动轴在通孔中的相对位置的调节螺母。
2.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于：所述传动轴下端面凸设有第一凸柱，该第一凸柱上套设有一调节弹簧，所述调节弹簧支撑在调节螺母上端面和传动轴下端面之间，使线圈架始终具有向上移动的趋势。
3.根据权利要求2所述的燃气比例阀，其特征在于：所述推杆下端面凸设有第二凸柱，该第二凸柱上套设有一连接弹簧，所述连接弹簧支撑在线圈架上侧面和推杆下端面之间，使推杆始终具有向上移动的趋势。
4.根据权利要求3所述的燃气比例阀，其特征在于：所述线圈架上表面凸设有供连接弹簧容置的凸环。
5.一种包括权利要求1～4任一项所述的燃气比例阀的燃气热水器，其特征在于：还包括燃烧器，用于给燃烧器点火的点火器，用于控制进入燃烧室内空气量多少的风机，设置在进水管道上的进水温度传感器，设置在出水管道上的出水温度传感器，设置在进气管道上用于接通或关闭进入燃气热水器内的燃烧气体的主阀，以及用于控制燃气比例阀电流值、风机转速和点火器开闭的主控制板，所述燃气比例阀设置在主阀之后。
6.根据权利要求5所述的燃气热水器，其特征在于：还包括设置在主阀之前、用于调节进入进气管道的气体压力的电磁减压阀，所述电磁减压阀的开闭由所述主控制板控制。
7.一种根据权利要求6所述的燃气热水器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、初始化参数；
步骤二、判断进水流量是否达到L0，如是，执行步骤三，如不是，执行步骤六；
步骤三、判断依次压力是否达到P0，如是，启动电磁减压阀，将压力降低，返回步骤三，如不是，进入步骤四；
步骤四、判断产率是否连续10s达到L1，如是，正常参数燃烧，返回步骤二，如不是，进入步骤五；
步骤五、判断产率是否连续10s达到L2，如是，认为燃气比例阀抬高最小二次压的功能已经失效，对其进行单一的燃气比例阀电流补偿，返回步骤二，如不是，认为燃气比例阀抬高最小二次压的功能正常，但是压力过低，影响正常产率，需要对其进行适当的燃气比例阀电流补偿，返回步骤二；
步骤六、流程结束。
8.根据权利要求6所述的燃气热水器的控制方法，其特征在于：步骤二中，所述L0的值为2.5L/min；步骤三中，所述P0的值为2500Pa。
9.根据权利要求6所述的燃气热水器的控制方法，其特征在于：步骤四和步骤五中，所述产率＝ΔT*温升/25，其中，ΔT＝出水温度-进水温度。
10.根据权利要求6所述的燃气热水器的控制方法，其特征在于：步骤四中，所述L1的值为2.5L；步骤五中，所述L2的值为1.5L。
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