CN112984156B - 一种热水器用水比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热水器用水比例阀，包括阀体，阀体上开设有阀口，阀体的阀口内活动安装有阀杆，在阀体的外侧面上开设有至少两个贯通阀口的进出水口，在阀杆的外侧面上开设有至少两个可连通进出水口的切口，阀杆上远离切口的一端设有一体的传动齿轮，阀杆上设有传动齿轮的一端安装有带动阀杆转动的电机，电机的输出端设有与传动齿轮啮合的内齿圈，阀杆内远离传动齿轮的一端滑动安装有转动盖，转动盖上开设有第一连通口，阀体上靠近进出水口一端固定安装有端盖，端盖上开设有第二连通口以及孔口。通过上述方式，本发明能够能够有效避免阀杆卡死的现象，并具有较高的水流量调节精度。

Description

一种热水器用水比例阀

技术领域

本发明涉及燃气热水器技术领域，更具体的说，涉及一种热水器用水比例阀。

背景技术

近年来随着生活水平的提高及技术的进步，高档燃气热水器在市场上的销售比例在逐步提高，采用水比例阀进行水量自动调节的燃气热水器有着广泛的水压适应能力，成为高档燃气水器中的贵族。

水比例阀主要由水比例阀阀体、步进电机、阀杆组件和密封件四大部件组成。其中，水比例阀阀体除了本身的比例调节流量组件外，还附带一个水流量传感器组件和温度传感器组件。水比例阀一般装在热水器进水端，可实现调节水流量的功能。

当水通过水流量传感器时，霍尔传感器会输出一个其频率随水流量变化而变化的脉冲信号，反馈给控制器。同时热水器控制器根据出水温度与设定温度之间的差值向水比例阀电机输出相应的控制信号，以控制水比例阀输出适当的水流量，从而快速达到设定温度的目的。

水比例阀的进水口一端与热水器的进水接头连接，出水口一端与热交换器的进水口连接在一起。在燃气热水器的水流量需要调整时，燃气热水器的控制板会给出水比例阀上步进电机的调节信号，步进电机转动带动水比例阀上的阀杆移动，进一步的实现调整水比例阀进水口的开度来调节水流量大小。

这种结构的水比例阀的水流量由阀杆在水比例阀阀体内的上下移动来控制，在最小流量时，通道口与阀杆上的凸肩之间形成最小间隙，若水中带有杂异物，易造成阀杆卡死进而损坏步进电机。为克服这些缺陷，对水比例阀的结构进行了改进。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种热水器用水比例阀，能够有效避免阀杆卡死的现象，并具有较高的水流量调节精度。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述一种热水器用水比例阀，包括阀体，所述阀体上开设有阀口，所述阀体的阀口内活动安装有阀杆，在所述阀体的外侧面上开设有至少两个贯通所述阀口的进出水口，在所述阀杆的外侧面上开设有至少两个可连通所述进出水口的切口，所述阀杆上远离所述切口的一端设有一体的传动齿轮，所述阀杆上设有传动齿轮的一端安装有带动所述阀杆转动的电机，所述电机的输出端设有与所述传动齿轮啮合的内齿圈，所述阀杆内远离所述传动齿轮的一端滑动安装有转动盖，所述转动盖上开设有第一连通口，所述阀体上靠近所述进出水口一端固定安装有端盖，所述端盖上开设有第二连通口以及孔口。

作为本方案的进一步改进,所述阀体内远离所述进出水口的一端开设有安装口，所述安装口内安装有轴承。

作为本方案的进一步改进，所述电机上安装有固定板，所述阀体通过固定板安装在电机上。

作为本方案的进一步改进，所述转动盖外侧面上凸设有限位部，所述阀杆内开设有对应限位部的滑槽。

作为本方案的进一步改进，所述端盖上凸设有柱状部，所述第二连通口开设在柱状部的端面，所述孔口开设在柱状部的外周面上。

作为本方案的进一步改进，所述进出水口包括槽形进出水口及环形进出水口，所述槽形进出水口在阀体的外侧面上对称开设有两个，所述环形进出水口在阀体的外侧面上错开两槽形进出水口的位置处开设有一个。

作为本方案的进一步改进，所述切口包括矩形切口、槽形切口及弧形切口，所述矩形切口在阀杆外侧面上的同一高度位置处开设有两个，所述槽形切口在阀体外侧面上的两矩形切口之间开设有一个，所述弧形切口在阀体外侧面上的矩形切口一端开设有一个。

作为本方案的进一步改进，所述阀杆的外侧面上靠近传动齿轮的一端开设有环形槽，所述环形槽上套设安装有密封圈。

作为本方案的进一步改进，所述阀体上靠近所述进出水口的一端设有凸缘部，所述端盖通过在凸缘部处穿过螺栓可拆卸地安装于阀体。

作为本方案的进一步改进，所述阀体远离进出水口的一端对称设有两连接耳，所述阀体通过在连接耳处穿过螺栓可拆卸地安装于固定板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设置可在阀体内转动的阀杆，并在阀体以及阀杆上分别开设有进出水口及切口来供水进行流通，另外还设置了转动盖及端盖以形成另一水流通口，并设置了可精确控制转动角度的电机带动阀杆进行转动来控制进出水口与切口、第一连接口与第二连接口的相对开度大小来起到控制水流量的作用，具有较高的水流量调节精度，多个水流通口的结构可实现燃气热水器的多种功能，带给使用者更好的使用体验，有效避免了现有技术中阀杆在最小流量时因有异物而卡死的现象；

2.在阀体内安装有轴承，轴承可支撑阀杆的转动，使阀杆的转动更加平滑顺畅，轴承可使阀杆的对中性好，这样在阀杆转动时就能保证其转动精度，使阀杆上远离轴承的一端不轻易发生抖动而碰撞阀体，从而保护了阀杆以及阀体，在保证运动精度的同时延长了水比例阀的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明一种热水器用水比例阀的结构示意图；

图2是本发明一种热水器用水比例阀的剖视结构图；

图3是本发明一种热水器用水比例阀的爆炸结构图；

图4是本发明一种热水器用水比例阀中阀体的结构示意图；

图5是本发明一种热水器用水比例阀的中阀杆的结构示意图；

图6是本发明一种热水器用水比例阀的中端盖的结构示意图；

图中：1、阀体；2、阀口；3、阀杆；4、进出水口；41、槽形进出水口；42、环形进出水口；5、切口；51、矩形切口；52、槽形切口；53、弧形切口；6、传动齿轮；7、电机；8、内齿圈；9、转动盖；10、第一连通口；11、端盖；12、第二连通口；13、孔口；14、安装口；15、轴承；16、固定板；17、限位部；18、滑槽；19、柱状部；20、环形槽；21、密封圈；22、凸缘部；23、连接耳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图6所示，本发明所述的一种热水器用水比例阀，包括圆筒状结构的阀体1，阀体1上开设有阀口2，阀口2与阀体1同轴心，阀口2的内径大于阀杆3的最大外径以保证阀杆3在阀口2内的顺利转动并且不会产生转动摩擦阻力，在阀体1上阀口2的周侧壁厚均匀，阀口2内设有阻挡的肩部，阀杆3沿阀口2滑入阀体1内至阀杆3滑入端的端面抵接阀口2内的肩部时，即安装到位。因阀体1的结构比较复杂，在实际制造中，优选选用铸造的工艺进行生产，铸造出来后再进行精加工即可成形，这样能很大程度降低生产成本，可批量化生产企业带来经济效益。

阀体1内远离进出水口4的一端开设有安装口14，安装口14内滑动安装有轴承15，安装口14的开口深度大于轴承15的宽度，轴承15与安装口14的配合关系为间隙配合，具体的，安装口14的开口直径比轴承15的最大外径大0.2毫米。在本实施例中，轴承15具体选用推力球轴承15，该轴承15可在阀杆3运转时承受来自阀杆3的轴向载荷并支撑阀杆3的转动，另外，轴承15可使阀杆3的对中性好，这样在阀杆3转动时就能保证其转动精度，使阀杆3远离轴承15的一端不轻易发生抖动而碰撞阀体1，从而保护了阀杆3以及阀体1，在保证运动精度的同时延长了水比例阀的使用寿命。轴承15的内径大小大于阀杆3上传动齿轮6的最大外径，阀杆3安装在阀体1内时在阀体1的安装口14位置处设有配合部，该配合部的外径与轴承15的内径相配合，在安装时，直接将轴承15从阀杆3的传动齿轮6端滑入至阀体1内的安装口14处与阀杆3上的配合部配合且与安装口14底壁面抵接即安装到位，在阀杆3转动时，由于安装口14开口深度大于轴承15的宽度，轴承15上的转动端不与阀体1的安装口14壁面接触，从而保护了阀体1与轴承15。

阀体1上靠近进出水口4的一端设有圆形薄板状的凸缘部22，凸缘部22与阀体1做成一体式结构，在凸缘部22的边角尖锐处设置有圆角，在进行装配或搬运时可防止刮伤人手或者其它部件，起到了很好的保护作用，端盖11上相应开设有三个按圆周方向均匀分布的螺纹孔，螺纹孔的开孔深度贯穿整个凸缘部22的厚度，对应的，在端盖11上与凸缘部22配合的面相应开设有三个通孔，通孔的大小略大于螺纹孔的内牙直径0.2至0.4毫米。另外，在端盖11以及凸缘部22上分别开设有定位孔，在端盖11滑入阀体1内至其端面与凸缘部22抵接时，转动端盖11至定位孔相对应即为正确的安装位，而后端盖11通过在凸缘部22处穿过螺栓可拆卸地安装于阀体1。

阀体1远离进出水口4的一端外侧面上对称设有两连接耳23，连接耳23具有一定厚度，其厚度的大于凸缘部22的厚度，两连接耳23也与阀体1做成一体式结构，在每一连接耳23上开设有螺纹孔，螺纹孔的开孔深度贯穿整个连接耳23的厚度，相应地，在固定板16上开设有两通孔，通过的大小也是大于螺纹孔内牙直径0.2至0.4毫米，在安装时将阀体1设有连接耳23处的端面与固定板16贴合，而后阀体1通过在连接耳23处穿过螺栓可拆卸地安装于固定板16。

在阀体1的外侧面上开设有三个贯通阀口2的进出水口4，进出水口4包括槽形进出水口41及环形进出水口42，槽形进出水口41在阀体1的外侧面的同一高度位置上对称开设有两个，环形进出水口42在阀体1的外侧面上错开两槽形进出水口41的位置处开设有一个，环形进出水口42与槽形进出水口41不在阀体1上的同一高度位置，环形进出水口42的位置更靠近于阀体1上的凸缘部22，槽形进出水口41的开口大小大于环形进出水口42，在槽形进出水口41与环形进出水口42全开的情况下，槽形进出水口41的水流量大于环形进出水口42，因而在实际使用时，将槽形进出水口41连接水流量大的管道，常将两相互对称的槽形进出水口41连接外部的冷水进水管及燃气热水器上的内胆。对应槽形进出水口41及环形进出水口42处相应设置有凸起部，凸起部与阀体1一体设置，凸起部上设有连通槽形进出水口41或环形进出水口42的内孔，通过在阀体1上设置凸起部，可便于连接管道，管道直接插入凸起部上的内孔处并缠上防水胶即可连接使用，简单快捷。

电机7上安装有扁平状的固定板16，阀体1通过固定板16安装在电机7上。固定板16上开设有两用于穿过螺栓的通孔，两通孔相互对称，两通孔的连线与用于固定阀体1的两通孔连线相互垂直，另外，在两通孔的旁边分别开设有用于定位的孔，相应的在电机7上设置有定位柱，在安装时，将固定板16上的各定位孔对准电机7上的定位柱使其相配合即安装到位，而后通过穿过螺栓将固定板16及其阀体1各部件可拆卸地安装于电机7上。

阀体1的阀口2内活动安装有柱状的阀杆3，阀杆3直径较大的部分开设有用于供水流通的内孔，直径较小的部分为实心杆状。在阀杆3的外侧面上开设有四个可连通进出水口4的切口5，每一切口5与阀杆3内的内孔贯通，具体的，切口5包括矩形切口51、槽形切口52及弧形切口53，矩形切口51在阀杆3外侧面上的同一高度位置处开设有两个，矩形切口51环绕阀杆3的壁面开设；槽形切口52在阀体1外侧面上的两矩形切口51之间开设有一个，槽形切口52的开口形状与槽形进出水口41类似，槽形切口52与矩形切口51在同一高度位置处并且其开口宽度与矩形切口51一致；弧形切口53在阀体1外侧面上的矩形切口51一端开设有一个，弧形切口53也为环绕阀杆3的壁面开设，其开口形状为不规则的形状，弧形切口53上有过渡的倾斜面，能使开口的宽度逐渐变小。应用在燃气热水器上对进出水的比例进行控制时，旋转阀杆3指定的角度，即可改变各个连接管道位置处的进出水量，从而实现出水恒温等各个热水器功能，在该水比例阀的配合作用下能使燃气热水器实现的功能更多，满足使用者更多的使用需求。

阀杆3上远离切口5的一端即直径较小的部分上设有一体的传动齿轮6，电机7的输出端设有与传动齿轮6啮合的内齿圈8，传动齿轮6具有一定的宽度，在本实施例中，传动齿轮6的齿牙为特殊的三角形状，这样能便于传动齿轮6滑入电机7的输出端啮合安装，传动齿轮6与电机7的输出端上的内齿圈8紧密贴合，以此来实现扭矩的精准传递。

阀杆3的外侧面上靠近传动齿轮6的一端开设有两环形槽20，环形槽20上套设安装有密封圈21，密封圈21应选用防水性佳且与阀体1内的阀口2壁面低摩擦阻力的材料制成的密封圈21，这样即可防止密封圈21刮伤阀体1并降低电机7的转动负载，通过安装密封圈21可防止在实际使用过程中，阀杆3内的水渗入传动齿轮6处并流入电机7内部造成电机7的短路甚至损毁，保护了电机7的正常运转。

阀杆3上设有传动齿轮6的一端安装有带动阀杆3转动的电机7，具体的，电机7选用步进电机7，步进电机7是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。因而步进电机7能控制阀杆3的角位移即转动角度来控制阀杆3上的切口5在阀体1上相对进出水口4的位置，来扩大或者减小或者关闭进出水口4，从而实现对进出水量的精确控制。在本实施例中，电机7不单纯指步进电机7，还包括与步进电机7做成一体式的连接外壳及其它中间传动部件，以符合实际的需求。

阀杆3内远离传动齿轮6的一端滑动安装有转动盖9，转动盖9中部内凹即挖空，可减轻转动盖9的自身质量，因转动盖9跟随阀杆3转动间接降低了电机7的转动负载。转动盖9上开设有弧形状的第一连通口10，第一连通口10可供水流入或者流出，第一连通口10与端盖11上的第二连通口12组成另一水流通口，至此，整个水比例阀上形成四个水流通口，以此来实现对燃气热水器的不同功能控制。

在转动盖9外侧面上凸设有两圆弧状的限位部17，两限位部17成一定距离的间隔设置，限位部17与转动盖9做成一体式结构，对应地，在阀杆3的内孔上开设有对应限位部17的滑槽18，在安装时，将转动盖9的限位部17对准阀杆3内的滑槽18滑入至其端面与阀杆3内孔处的另一限位结构抵接即安装到位，转动盖9在阀杆3内限位后不能继续向阀杆3内滑入的方向移动，但是能往脱离阀杆3的方向滑移，这时就通过端盖11上的柱状部19端面抵接转动盖9就可防止转动盖9往脱离阀杆3的方向移动。因转动盖9上设有限位部17，故转动盖9装入阀杆3内后跟随阀杆3发生同步转动，以此来控制这一水流通口的开口大小。

阀体1上靠近进出水口4一端固定安装有端盖11，端盖11的横截面为T形状，端盖11上凸设有柱状部19，端盖11上的柱状部19在安装时伸入阀体1内的阀杆3内孔处与转动盖9抵接，端盖11上的柱状部19的内部设有开孔，端盖11上开设有贯通柱状部19上开孔的第二连通口12以及孔口13，弧形状的第二连通口12开设在柱状部19的端面，孔口13开设在柱状部19的外周面上。在使用时，端盖11不发生转动，通过转动盖9的转动以控制其实的第一连通口10与第二连通口12的开口大小来控制水的流量，孔口13与阀杆3上的弧形切口53及阀体1上的环形进水出口对应，来控制环形进出水口42处的水流量。

本实施例所述一种热水器用水比例阀的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种热水器用水比例阀，其特征在于：包括阀体，所述阀体上开设有阀口，所述阀体的阀口内活动安装有阀杆，在所述阀体的外侧面上开设有至少两个贯通所述阀口的进出水口，在所述阀杆的外侧面上开设有至少两个可连通所述进出水口的切口，所述阀杆上远离所述切口的一端设有一体的传动齿轮，所述阀杆上设有传动齿轮的一端安装有带动所述阀杆转动的电机，所述电机的输出端设有与所述传动齿轮啮合的内齿圈，所述阀杆内远离所述传动齿轮的一端滑动安装有转动盖，所述转动盖上开设有第一连通口，所述阀体上靠近所述进出水口一端固定安装有端盖，所述端盖上开设有第二连通口以及孔口；

其中，所述进出水口包括槽形进出水口及环形进出水口，所述槽形进出水口在阀体的外侧面上对称开设有两个，所述环形进出水口在阀体的外侧面上错开两槽形进出水口的位置处开设有一个；

所述切口包括矩形切口、槽形切口及弧形切口，所述矩形切口在阀杆外侧面上的同一高度位置处开设有两个，所述槽形切口在阀杆外侧面上的两矩形切口之间开设有一个，所述弧形切口在阀杆外侧面上的矩形切口一端开设有一个。

2.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述阀体内远离所述进出水口的一端开设有安装口，所述安装口内安装有轴承。

3.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述电机上安装有固定板，所述阀体通过固定板安装在电机上。

4.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述转动盖外侧面上凸设有限位部，所述阀杆内开设有对应限位部的滑槽。

5.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述端盖上凸设有柱状部，所述第二连通口开设在柱状部的端面，所述孔口开设在柱状部的外周面上。

6.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述阀杆的外侧面上靠近传动齿轮的一端开设有环形槽，所述环形槽上套设安装有密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述阀体上靠近所述进出水口的一端设有凸缘部，所述端盖通过在凸缘部处穿过螺栓可拆卸地安装于阀体。

8.根据权利要求3所述的一种热水器用水比例阀，其特征在于：所述阀体远离进出水口的一端对称设有两连接耳，所述阀体通过在连接耳处穿过螺栓可拆卸地安装于固定板。

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