CN112253827B - 一种水流量稳流阀及应用该阀的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水流量稳流阀及应用该阀的燃气热水器，其中水流量稳流阀包括阀体，呈管状，阀体的下部开设有进水口，上部开设有出水口；流道，设于阀体中并连通进水口和出水口，流道上设有至少两个沿水流方向间隔设置的过水口，相邻两个过水口之间流体连通；阀芯，至少有两个并沿水流方向间隔设置，每个阀芯对应设置在一个过水口处，且阀芯在不同的水压的作用下能按沿着水流方向的布置顺序依次相对对应的过水口移动从而减小对应的过水口的流通面积；弹性件，使对应的阀芯始终具有朝增大对应的过水口的流通面积的方向移动的趋势。本发明通过将各阀芯对应的起始稳流点设置的不同，可以实现至少两级稳流，扩大整个稳流阀的稳流范围，适应性更强。

Description

一种水流量稳流阀及应用该阀的燃气热水器

技术领域

本发明涉及一种稳流装置，具体涉及一种水流量稳流阀及应用该阀的燃气热水器。

背景技术

在燃气热水器水路系统中设置水流量稳定装置能有效改善水流量波动引起的出热水温度波动问题，改善用户使用燃气热水器的体验感。GB6932-2015《家用燃气快速热水器》中的5.2.2.4.6要求：水路系统应设置流量稳定或流量调节装置。随着高层建筑的不断增多，用户家的水压情况越来越复杂，有些小区水压大，水压波动大，给现有的燃气热水器使用带来一定的困扰。开发方便调节的稳流装置能有效解决不同水压地区使用燃气热水器出水温度波动大的问题。

针对上述问题，专利号为CN201621097774.1(公告号为CN206130229U)的中国实用新型专利公开了一种《水流量稳流装置》，包括内设外壳水道的外壳以及分别设置于外壳水道内的上座、定位座、阀芯、弹簧和下座，阀芯设有阀芯水道，阀芯穿过定位座且搁挂在定位座顶部，定位座固定在上座，上座固定在外壳水道内并与外壳水道内壁密封配合，上座设有上座限位块和上座出水口，上座限位块横置于阀芯的移动路径上并与阀芯水道出水口相对设置，上座出水口与阀芯水道连通，下座固定在阀芯下部，弹簧套在阀芯外围且弹簧两端分别与上座、下座相抵。该专利采用一个弹簧，配合水压控制阀芯的往复移动，实现水流量的稳定。

但是该专利只能通过阀芯的移动实现一级稳流，其稳流压力范围是有限的，如果压力达到该阀芯的稳流极限(即阀芯向上移动到极限位置，不能再继续移动)，该稳流装置就不能继续发挥稳流的作用。

另外，下座(相当于下文的第一板体)因为能够相对外壳(相当于下文的阀体)移动，故下座的外周壁和外壳的内周壁之间是具有间隙的，这样水会从下座的外周壁和外壳的内周壁之间的间隙流过，会导致稳流的精度不够高。

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，提供一种能够实现至少二级稳流的水流量稳流阀。

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，提供一种应用上述水流量稳流阀的燃气热水器。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种水流量稳流阀，包括阀体，呈管状，所述阀体的下部开设有进水口，上部开设有出水口；

其特征在于，还包括

流道，设于阀体中并连通进水口和出水口，所述流道上设有至少两个沿水流方向间隔设置的过水口，相邻两个过水口之间流体连通；

阀芯，至少有两个并沿水流方向间隔设置，每个阀芯对应设置在一个过水口处，且所述阀芯在不同的水压的作用下能按沿着水流方向的布置顺序依次相对对应的过水口移动从而减小对应的过水口的流通面积；

弹性件，与阀芯数量一致，每个弹性件对应作用在一个阀芯上，从而使对应的阀芯始终具有朝增大对应的过水口的流通面积的方向移动的趋势。

在上述方案中，所述阀芯有两个，分别为第一阀芯和第二阀芯，所述过水口有两个，分别为第一过水口和第二过水口，所述弹性件有两个，分别为第一弹性件和第二弹性件，所述第一阀芯位于第一过水口处，所述第一弹性件作用于第一阀芯上，所述第二阀芯位于第二过水口处，所述第二弹性件作用于第二阀芯上。

所述第一阀芯与第一过水口可以有多种配合方式，优选地，所述流道包括竖向设于阀体内且顶部封闭的第一管状部，所述第一过水口设于第一管状部的周壁上并沿第一管状部的轴向延伸，所述第一阀芯包括活动插装在第一管状部中的第一芯体以及自第一芯体外周壁径向延伸的第一板体，所述第一芯体呈管状且能将第一过水口至少局部遮蔽，所述第一板体位于第一管状部的下方，所述第一板体的外周壁邻近阀体的内周壁。第一板体的受力面积较大，水压增大时，第一板体受力后带动第一芯体向上移动，第一芯体向上移动的行程越大，第一过水口被遮蔽的面积越大，第一过水口的流通面积越小，避免流量增大。

为了提高第一阀芯的稳流精度，所述第一板体的外周壁和阀体的内周壁之间设有密封圈，所述密封圈上沿其周向设有一圈环形槽，所述密封圈的纵截面呈倒U型。在第一板体和阀体之间设置密封圈，密封圈起到密封的作用，减小了水从第一板体和阀体之间的间隙流过，提高了稳流阀稳流的精度；另外，密封圈上设有环形槽，使得密封圈具有较大的变形量，与阀体之间的摩擦力小，保证第一板体能够顺利的相对于阀体移动，从而带动第一芯体移动，进而调节水流量，达到稳流的目的。

所述第二阀芯与第二过水口可以有多种配合方式，优选地，所述流道还包括竖向设于所述阀体内并位于第一管状部上方的第二管状部，所述第一过水口和第二管状部流体连通，所述第二阀芯包括水平布置的第二板体以及与第二板体相连的第二芯体，所述第二过水口开设在第二管状部的顶壁上，所述第二芯体能相对于第二过水口移动从而改变第二过水口的流通面积。

为了使得第二过水口的流通面积随着第二芯体的移动而改变，所述第二过水口至少局部的纵截面自上而下逐渐增大，所述第二芯体的下部的纵截面呈自上而下扩径的锥状。随着第二芯体的向上移动，第二过水口的流通面积增大；随着第二芯体的向下移动，第二过水口的流通面积减小。

为了避免水流自出水口反向流入阀体中，所述第二板体位于第二管状部的上方，所述第二芯体通过穿过第二过水口的连接轴与第二板体相连，所述第二板体套设在连接轴上并能相对连接轴上下移动，且所述第二板体在一第三弹性件的作用下保持向上移动的趋势。第二板体能相对于连接轴移动的好处在于：当水反向流动时，第二板体在水流作用下向下移动并抵在第二管状部的上端面，即将第二管状部上的第二过水口堵住，避免当用户家冲马桶或其他用水时造成水流在热水器内反向流动，造成误启动，给用户带来困扰。

优选地，所述第二板体的外周壁上设有橡胶圈，所述橡胶圈的外周缘位于第二板体外并向上向外弯折而形成翻边，因橡胶圈能够变形，如此橡胶圈也能起到一定的单向流通能力，即水流从下向上流动可以正常流出，从上向下将被橡胶圈翻边阻挡。

为了降低水流噪音，所述橡胶圈的外周沿呈锯齿状，锯齿状结构起到切割水流、降低水流噪音的作用。

为了便于设置第一管状部和第二管状部，并使水流从第一过水口流出后流进第二过水口，所述阀体内横向设有隔板，所述第一管状部的上端和第二管状部的下端均设置在隔板上，且所述隔板上开设有位于第一管状部外侧而位于第二管状部内侧的过水孔。

为了便于将第二芯体插装在第二管状部中，所述第二管状部包括管体以及盖设在管体上的顶盖，所述第二过水口开设在顶盖上，所述顶盖的外周壁上设有定位块，所述管体的周壁上开设有L型的定位槽，所述定位槽包括一体相连的竖向段和横向段，所述竖向段自管体的顶部向下延伸，所述横向段与竖向段的下端相连并沿管体的周向延伸，所述定位块能相对定位槽移动并能轴向限位在横向段中。装配时，先将第二芯体的下部置于管体中，然后再将顶盖装配在管体上。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用上述水流量稳流阀的燃气热水器，其特征在于：还包括换热器以及与换热器的入水侧流体连通的进水管，所述阀体的出水口与进水管的入水端流体连通。

与现有技术相比，本发明的优点：本发明通过在阀体中设置至少两个沿水流方向间隔设置的过水口，相邻两个过水口之间依次流体连通，每个过水口处对应设置一个阀芯，当水压增大时，沿水流方向设置的阀芯依次动作，以减小对应的过水口的流通面积，从而抑制水流量的增加，起到稳流的作用；当水压减小时，阀芯在对应的弹性件的作用下依次动作，以增大对应的过水口的流通面积，从而保证水流量不减小，起到稳流的作用。换言之，本发明通过将各阀芯对应的起始稳流点设置的不同(即能在不同的水压作用下移动)，可以实现至少两级稳流，扩大整个稳流阀的稳流范围，适应性更强。

附图说明

图1为本发明实施例的水流量稳流阀的结构示意图；

图2为图1的剖视图(初始状态)；

图3为图1的剖视图(第一阀芯移动至上极限位置)；

图4为图1的剖视图(第二阀芯向上移动)；

图5为图1的剖视图(第二板体遮盖在第二过水口上)；

图6为图1的分解示意图；

图7为图2的分解示意图；

图8为图6中的橡胶圈的结构示意图；

图9为图8的剖视图；

图10为第一板体和阀体之间设置密封圈的局部剖视图；

图11为图2的水流方向示意图；

图12为应用图1的水流量稳流阀的燃气热水器的结构示意图；

图13为图1中的第一阀芯的稳流曲线；

图14为图1中的第二阀芯的稳流曲线；

图15为图1的整体的稳流曲线。

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12所示，本优选实施例的燃气热水器包括换热器70、进水管71、出水管72、水流量稳流阀A以及进水接头73，换热器70的进水侧与进水管71相连通，换热器70的出水侧与出水管72相连通。

水流量稳流阀包括阀体1、阀芯和弹性件，阀体1的下端敞口形成进水口11，阀体1的上端敞口形成出水口12，阀体1上的进水口11和进水接头73流体连通，阀体1上的出水口12和进水管71的入水端流体连通。进水接头73可以采用现有技术的结构，如CN202010011140.4所示。

阀体1中设有连通进水口11和出水口12的流道，流道上设有至少两个沿水流方向间隔设置的过水口，相邻两个过水口之间流体连通，每个过水口处对应设置一个能改变其流通面积的阀芯。

如图2、7所示，本实施例中，流道包括第一管状部4和第二管状部5，第一管状部4和第二管状部5均竖向设置，第二管状部5位于第一管状部4上方。阀体1内横向设有隔板6，第一管状部4的上端和第二管状部5的下端均设置在隔板6上，即第一管状部4的顶部封闭，第一管状部4和第二管状部5基本同轴，且第一管状部4的内径小于第二管状部5的外径，隔板6上开设有位于第一管状部4外侧而位于第二管状部5内侧的过水孔61。

过水口有两个，分别为第一过水口41和第二过水口52，第一过水口41开设在第一管状部4的周壁上并沿第一管状部4的轴向延伸，第二过水口52开设在第二管状部5的顶壁上，如此第一过水口41和第二管状部5流体连通，从第一过水口41流出的水经过水孔61流入第二管状部5中。

阀芯有两个，分别为第一阀芯2和第二阀芯3，弹性件有两个，分别为第一弹性件21和第二弹性件31，第一阀芯2位于第一过水口41处，第一弹性件21作用于第一阀芯2上，第二阀芯3位于第二过水口52处，第二弹性件31作用于第二阀芯3上。

当然，过水口并不局限于两个，可以有多个，对应的，阀芯的数量与过水口的数量一致并一一对应，弹性件的数量与阀芯的数量一致并一一对应。阀芯相对对应的过水口向上移动能减小对应的过水口的流通面积，每个弹性件对应作用在一个阀芯上，从而使对应的阀芯保持向下移动的趋势。

如图2所示，本实施例中，第一阀芯2包括第一芯体22和第一板体23，第一芯体22活动插装在第一管状部4中，第一板体23自第一芯体22的外周壁径向延伸，第一板体23位于第一管状部4的下方，阀体1的内周壁上设有能供第一板体23搁置其上的限位块10。

第一板体23的外周壁邻近阀体1的内周壁，且第一板体23能与第一管状部4的下端面相抵，第一芯体22呈管状且能将第一过水口41至少局部遮蔽。第一板体23的受力面积较大，水压增大时，第一板体23受力后带动第一芯体22向上移动，第一芯体22向上移动的行程越大，第一过水口41被遮蔽的面积越大，第一过水口41的流通面积越小，避免水流量增大。

可以在第一板体23的外周壁和阀体1的内周壁之间设有密封圈231，密封圈231起到密封的作用，提高了稳流阀稳流的精度；密封圈231上沿其周向设有一圈环形槽2311，如图10所示，密封圈231的纵截面呈倒U型以形成环形槽2311，且密封圈231的端壁与阀体1的内壁相接触，环形槽2311使得密封圈231具有较大的变形量，与阀体1之间的摩擦力小，保证第一板体23能够顺利的相对于阀体1移动，从而带动第一芯体22移动，进而调节水流量，达到稳流的目的。

如图2所示，第二阀芯3包括水平布置的第二板体32以及与第二板体32相连的第二芯体33，第二板体32位于第二管状部5的上方，第二芯体33通过穿过第二过水口的连接轴34与第二板体32相连，第二板体32套设在连接轴34上并能相对连接轴34上下移动，且第二板体32在一第三弹性件321的作用下保持向上移动的趋势，连接轴34上螺纹连接有能与第二板体32的上端面相抵的螺母341，隔板6上设有竖向的导向柱62，连接轴34插装在导向柱62上，以对连接轴34的移动轨迹进行导向。

如图4、7所示，第二过水口52局部的纵截面自上而下逐渐增大而形成喉口部51，第二芯体33位于该喉口部51处并能相对于第二管状部5上下移动，第二芯体33的下部的纵截面呈自上而下扩径的锥状结构331。随着第二芯体33的向上移动，第二过水口52的流通面积增大；随着第二芯体33的向下移动，第二过水口52的流通面积减小。

如图5所示，上述第二板体32能相对于连接轴34移动的好处在于：当水反向流动时，第二板体32在水流作用下向下移动并抵在第二管状部5的上端面，即将第二管状部5上的第二过水口堵住，避免当用户家冲马桶或其他用水时造成水流在热水器内反向流动，造成误启动，给用户带来困扰。

如图2、8、9所示，第二板体32的外周壁上设有橡胶圈322，橡胶圈322的外周缘位于第二板体32外，且橡胶圈322的外周缘向上向外(外是指远离第二板体中心线的方向)弯折而形成翻边3221，因橡胶圈在水流作用下能够变形，如此橡胶圈322也能起到一定的单向流通能力，即水流从下向上流动可以正常流出，从上向下流动将被橡胶圈322翻边3221阻挡。另外，橡胶圈322的外周沿呈锯齿状，锯齿状结构起到切割水流、降低水流噪音的作用。

如图2、6、7所示，本实施例中，第二管状部5包括管体54以及盖设在管体54上的顶盖55，第二过水口52开设在顶盖55上，顶盖55的外周壁上设有定位块551，管体54的周壁开设有L型的定位槽，定位槽包括一体相连的竖向段541和横向段542，竖向段541自管体54的顶部向下延伸，横向段542与竖向段541的下端相连，且横向段542沿管体54的周向延伸，定位块551能相对定位槽移动并能轴向限位在横向段542中。装配时，先将第二芯体33的下部置于管体54中，然后再将顶盖55装配在管体54上。

本实施例的水流量稳流阀的工作过程如下：

正常情况下各部件如图2所示；

当进水口11有水流流入时，随着水压的增大流经整个阀体1的水流量增大，当水压达到第一板体23的动作压力时，水压继续增大将压缩第一板体23向上运动，第一芯体22随之向上移动关小第一过水口41，使流经整个稳流阀水流量保持不变，如图3所示；

如图13所示，第一阀芯2有一个稳流范围，如折线图所示在0.1～0.3MPa水压下可以保证通过第一过水口41的水流量稳定不变。当水压继续增大至0.3MPa时，第一板体23被压缩到图3位置，此时为第一板体23的极限位置(第一板体23与第一管状部4的下端面相抵)，当水压继续增大时第一板体23将不再运动，流经第一过水口41的水量将增大，此时由于设置第二阀芯3，水压继续增大时，如图4所示，第二板体32开始向上移动，第二芯体33随之向上移动，第二过水口52的流通面积减小，抑制水流量的增加。如图13、14所示，第二阀芯3的起始稳流点水压高于第一阀芯2，如图15所示，本实施例的稳流阀的稳流范围相较于一级稳流，稳流范围大。

由上可看出，第一阀芯和第二阀芯在不同的水压的作用下能按沿着水流方向的布置顺序依次相对对应的过水口移动(即第一阀芯先移动)从而减小对应的过水口的流通面积。

当水压减小时第二板体32先向下移动，使得第二过水口52的流通面积增大，水压继续减小，第一芯体22相继向下移动开大第一过水口41的流通面积，保证水流量不减小。

上文中所述的“流通面积”是指对应的过水口能供水流过的面积，流通面积越大，水流量越大，流通面积越小，水流量越小。

本发明所称的“流体连通”是指两个部件或部位(以下统一分别称为第一部位、第二部位)之间的空间位置关系，即流体(气体、液体或两者的混合)能从第一部位沿着流动路径流动或/和被运送到第二部位，可以是所述的第一部位、第二部位之间直接相连通，也可以是第一部位、第二部位之间通过至少一个第三者间接连通，该第三者可以是诸如管道、通道、导管、导流件、孔、槽等流体通道、也可以是允许流体流过的腔室或以上组合。

Claims (9)

1.一种水流量稳流阀，包括

阀体(1)，呈管状，所述阀体(1)的下部开设有进水口(11)，上部开设有出水口(12)；

其特征在于，还包括

流道，设于阀体(1)中并连通进水口(11)和出水口(12)，所述流道的壁上设有两个沿水流方向间隔设置的过水口，相邻两个过水口之间流体连通；

阀芯，有两个并沿水流方向间隔设置，每个阀芯对应设置在一个过水口处，且所述阀芯在不同的水压的作用下能按沿着水流方向的布置顺序依次相对对应的过水口移动从而减小对应的过水口的流通面积；

弹性件，与阀芯数量一致，每个弹性件对应作用在一个阀芯上，从而使对应的阀芯始终具有朝增大对应的过水口的流通面积的方向移动的趋势；

两个所述阀芯分别为第一阀芯(2)和第二阀芯(3)，两个所述过水口分别为第一过水口(41)和第二过水口(52)，所述弹性件有两个，分别为第一弹性件(21)和第二弹性件(31)，所述第一阀芯(2)位于第一过水口(41)处，所述第一弹性件(21)作用于第一阀芯(2)上，所述第二阀芯(3)位于第二过水口(52)处，所述第二弹性件(31)作用于第二阀芯(3)上；

所述流道包括竖向设于阀体(1)内并顶部封闭的第一管状部(4)，所述第一过水口(41)设于所述第一管状部(4)的周壁上并沿第一管状部(4)的轴向延伸，所述第一阀芯(2)包括活动插装在第一管状部(4)中的第一芯体(22)以及自第一芯体(22)外周壁径向延伸的第一板体(23)，所述第一芯体(22)呈管状且能将第一过水口(41)至少局部遮蔽，所述第一板体(23)位于第一管状部(4)的下方，所述第一板体(23)的外周壁邻近阀体(1)的内周壁；

所述流道还包括竖向设于所述阀体(1)内并位于第一管状部(4)上方的第二管状部(5)，所述第一过水口(41)和第二管状部(5)流体连通，所述第二阀芯(3)包括水平布置的第二板体(32)以及与第二板体(32)相连的第二芯体(33)，所述第二过水口(52)开设于第二管状部(5)的顶壁上，所述第二芯体(33)能相对于第二过水口(52)移动并改变第二过水口(52)的流通面积。

2.根据权利要求1所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述第一板体(23)的外周壁和阀体(1)的内周壁之间设有密封圈(231)，所述密封圈(231)上沿其周向设有一圈环形槽(2311)，所述密封圈(231)的纵截面呈倒U型。

3.根据权利要求1所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述第二过水口(52)至少局部的纵截面自上而下逐渐增大，所述第二芯体(33)的下部的纵截面呈自上而下扩径的锥状结构(331)。

4.根据权利要求1所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述第二板体(32)位于第二管状部(5)的上方，所述第二芯体(33)通过穿过第二过水口的连接轴(34)与第二板体(32)相连，所述第二板体(32)套设在连接轴(34)上并能相对连接轴(34)上下移动，且所述第二板体(32)在一第三弹性件(321)的作用下保持向上移动的趋势。

5.根据权利要求4所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述第二板体(32)的外周壁上设有橡胶圈(322)，所述橡胶圈(322)的外周缘位于第二板体(32)外并向上向外弯折而形成翻边(3221)。

6.根据权利要求5所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述橡胶圈(322)的外周沿呈锯齿状。

7.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述阀体(1)内横向设有隔板(6)，所述第一管状部(4)的上端和第二管状部(5)的下端均设置在隔板(6)上，且所述隔板(6)上开设有位于第一管状部(4)外侧而位于第二管状部(5)内侧的过水孔(61)。

8.根据权利要求1～6中任一权利要求所述的水流量稳流阀，其特征在于：所述第二管状部(5)包括管体(54)以及盖设在管体(54)上的顶盖(55)，所述第二过水口(52)开设在顶盖(55)上，所述顶盖(55)的外周壁上设有定位块(551)，所述管体(54)的周壁开设有L型的定位槽，所述定位槽包括一体相连的竖向段(541)和横向段(542)，所述竖向段(541)自管体(54)的顶部向下延伸，所述横向段(542)与竖向段(541)的下端相连并沿管体(54)的周向延伸，所述定位块(551)能相对定位槽移动并能轴向限位在横向段(542)中。

9.一种应用权利要求1～8中任一权利要求所述的水流量稳流阀的燃气热水器，其特征在于：还包括换热器(70)以及与换热器(70)的入水侧流体连通的进水管(71)，所述阀体(1)的出水口(12)与进水管(71)的入水端流体连通。

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