CN113503387A - 一种燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

一种燃气比例阀，包括阀体、主阀和先导阀，阀体设相隔的进气流道、出气流道；主阀设于阀体的第一安装凹槽中并设有背压控制腔；其中，阀体设与进气流道相通的用于安装先导阀的第二安装凹槽；第二安装凹槽通过泄压孔与出气流道连通、通过先导通道与背压控制腔连通；先导阀设有驱动件、先导阀塞及中空的先导阀座；先导阀座设第一出气口和与进气流道相通的第一进气口；先导阀座与第二安装凹槽围合形成有与第一出气口、先导通道、泄压孔相通的调节腔；先导阀塞位于调节腔中；驱动件用于驱动先导阀塞在第一出气口与泄压孔之间移动，以调整先导阀塞与第一出气口之间的流通面积、先导阀塞与泄压孔之间的流通面积。本发明结构相对简单，利于精准控制。

Description

一种燃气比例阀

技术领域

本发明涉及燃气热水器装置技术领域，更具体地，涉及一种燃气比例阀。

背景技术

目前市面上的电控型先导式燃气比例阀，一般采用的控制方式为：第一道截止阀控制进气流道的通断；第二道截止阀设置在先导通道入口处，控制先导通道的通断；先导阀设置在先导通道上并且位于第二道截止阀之后，控制主阀的主膜片背压，从而改变主阀的开度大小，实现燃气压力比例调节功能。这种结构形式设置了三个电磁线圈组件分别控制三道阀(即第一道截止阀、第二道截止阀和先导调压阀)，结构复杂，成本较高。

为简化结构，中国专利CN201910708775.7和CN201910300178.0，提出了两种方案：一是把第一道截止阀和第二道截止阀合并，采用同一电磁线圈组件同时控制进气流道和先导通道的通断；二是把第二道截止阀和先导阀合并，采用同一电磁线圈组件控制先导通道的通断，同时控制先导阀的阀门开度大小。上述两种方案虽然可以节省一个电磁线圈组件，但由于需要同一电磁线圈组件同时控制两个阀塞移动，增加了控制难度，可靠性低。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种燃气比例阀，结构相对简单，利于精准控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种燃气比例阀，包括阀体、主阀和先导阀，阀体设有相隔的进气流道、出气流道；阀体设有连通进气流道和出气流道的第一安装凹槽；主阀设于第一安装凹槽中并设有背压控制腔；其中，所述阀体设有与进气流道相通的第二安装凹槽；第二安装凹槽通过泄压孔与出气流道连通、通过先导通道与背压控制腔连通；所述先导阀设有驱动件、先导阀塞及中空的先导阀座；所述先导阀座设有第一进气口和第一出气口；所述先导阀座设于所述第二安装凹槽中，所述第一进气口与所述进气流道相通，所述先导阀座与所述第二安装凹槽围合形成有与第一出气口、先导通道、泄压孔相通的调节腔；所述先导阀塞位于所述调节腔中；所述驱动件用于驱动先导阀塞在第一出气口与泄压孔之间移动，以调整先导阀塞与第一出气口之间的流通面积、先导阀塞与泄压孔之间的流通面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过对阀体的改造以及与先导阀的配合，实现利用一个驱动件和一个先导阀塞，完成控制先导通道的通断以及控制先导通道的气流大小，结构相对简单，节省成本，也利于精准控制。

在其中一种优选方案中，所述先导阀座的上部与所述第二安装凹槽的开口密封设置，所述先导阀座的底部与所述第二安装凹槽的侧壁密封设置，所述第一出气口设于所述先导阀座的底部；所述先导阀座的侧壁与第二安装凹槽的侧壁之间留有间隙，所述先导阀座的侧壁设有多个所述第一进气口。

与现有技术相比，本优选方案的有益效果：先导阀座的侧壁与第二安装凹槽的侧壁之间的间隙，以及先导阀座的侧壁上的多个第一进气口能够实现先导阀座内气流的均匀。

在其中一种优选方案中，还包括第一密封圈；所述第二安装凹槽内设有调节槽段以及位于调节槽段之上的第一台阶和第二台阶；所述先导阀座的底面外侧设有位于第一出气口处的凸起；所述第一密封圈套设于所述凸起；所述先导阀座安设于第二台阶并与第一台阶共同限定第一密封圈，所述先导阀座与所述调节槽段形成所述调节腔。

在其中一种优选方案中，还包括第二密封圈；所述第二安装凹槽的开口处设有第三台阶，所述先导阀座的侧壁上部设有凸环，所述第二密封圈套设于所述先导阀座；所述先导阀座的凸环与所述第三台阶共同限定第二密封圈。

在其中一种优选方案中，所述驱动件包括一设于所述先导阀座内并用于驱动所述先导阀塞关闭所述第一出气口的阀门模块、以及一能驱使阀门模块以驱动先导阀塞开启所述第一出气口的电磁线圈模块。

与现有技术相比，本优选方案的有益效果：先导阀采用的是电磁线圈与磁铁配合驱动先导阀塞的动磁铁型结构，能够实现先导阀开度精准的无极调节，可以通过控制先导阀的开度实现通过主阀的燃气量的精确控制；能够实现无论先导阀开度是大还是小，仍然可以保持流经先导阀的燃气精确、少量，实现信号孔的功能从而无需设置信号孔。

另外，先导阀塞在整个工作过程中没有与其它零部件滑动接触，不受摩擦阻力的影响，而且电磁线圈的电磁力可由输入电流精确控制，因此可实现较高的调压精度。

在其中一种优选方案中，所述先导阀座设有模块安装口，所述阀门模块包括先导阀杆、磁铁、密封隔膜和复位弹簧；所述先导阀杆设于所述先导阀座中，其一端与所述先导阀塞连接，其另一端穿设于所述密封隔膜；所述密封隔膜盖设于所述先导阀座的模块安装口，所述磁铁固定于所述先导阀塞的另一端并位于所述先导阀座内，所述复位弹簧设于所述磁铁与所述先导阀座的内侧壁之间。

在其中一种优选方案中，所述电磁线圈模块包括支架、线圈组件和铁芯；所述支架固定在所述阀体上，所述线圈组件固定在所述支架上，所述铁芯设于所述支架并穿过所述线圈组件。

在其中一种优选方案中，还包括截止阀；所述截止阀设于所述进气流道中，以截断或开通所述进气流道。

在其中一种优选方案中，所述截止阀为电磁截止阀。

在其中一种优选方案中，所述主阀包括主阀座、主膜片、主阀杆、主弹簧和主阀塞；所述主膜片设于所述主阀座内并将所述主阀座分割成所述背压控制腔和流通腔；所述主阀座设有与所述流通腔相通的第二进气口和第二出气口，第二进气口与进气流道相通，第二出气口与出气流道相通；所述主阀杆的一端与所述主膜片连接，主阀杆的另一端伸出第二进气口并与主阀塞连接；所述主弹簧用于驱动所述主阀杆以带动主阀塞关闭第二进气口。

附图说明

图1是本发明中一种实施例的整体结构示意图。

图2是本发明中一种实施例的爆炸示意图。

图3是本发明中一种实施例的内部结构示意图。

图4是本发明中先导阀的结构示意图。

图5是本发明中阀体的结构示意图。

图6是本发明中先导阀座的结构示意图。

图中，1—阀体，2—截止阀，3—主阀，4—先导阀，5—第一密封圈，6—第二密封圈，101—进气流道，102—出气流道，103—第一安装凹槽，104—第二安装凹槽，105—过渡腔，141—泄压孔，142—先导通道，143—调节槽段，144—第一台阶，145—第二台阶，146—第三台阶，131—调节腔，301—主阀座，302—主膜片，303—主阀杆，304—主弹簧，305—主阀塞，311—背压控制腔，312—流通腔，313—第二进气口，314—第二出气口，401—先导阀塞，402—先导阀座，421—第一进气口，422—第一出气口，423—凸起，424—凸环，431—先导阀杆，432—磁铁，433—密封隔膜，434—复位弹簧，441—支架，442—线圈组件，443—铁芯。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1到图6所示，一种燃气比例阀，包括阀体1、主阀3和先导阀4，阀体1设有相隔的进气流道101、出气流道102；阀体1设有连通进气流道101和出气流道102的第一安装凹槽103；主阀3设于第一安装凹槽103中并设有背压控制腔311；其特征在于，所述阀体1设有与进气流道101相通的第二安装凹槽104；第二安装凹槽104通过泄压孔141与出气流道102连通、通过先导通道142与背压控制腔311连通；所述先导阀4设有驱动件、先导阀塞401及中空的先导阀座402；所述先导阀座402设有第一进气口421和第一出气口422；所述先导阀座402设于所述第二安装凹槽104中，所述第一进气口421与所述进气流道101相通，所述先导阀座402与所述第二安装凹槽104围合形成有与第一出气口422、先导通道142、泄压孔141相通的调节腔131；所述先导阀塞401位于所述调节腔131中；所述驱动件用于驱动先导阀塞401在第一出气口422与泄压孔141之间移动，以调整先导阀塞401与第一出气口422之间的流通面积、先导阀塞401与泄压孔141之间的流通面积。

在其中一个实施例中，如图4和图6所示，所述先导阀座402的上部与所述第二安装凹槽104的开口密封设置，所述先导阀座402的底部与所述第二安装凹槽104的侧壁密封设置，所述第一出气口422设于所述先导阀座402的底部；所述先导阀座402的侧壁与第二安装凹槽104的侧壁之间留有间隙，所述先导阀座402的侧壁设有多个所述第一进气口421。

在其中一个实施例中，如图2到图5所示，还包括第一密封圈5；所述第二安装凹槽104内设有调节槽段143以及位于调节槽段143之上的第一台阶144和第二台阶145；所述先导阀座402的底面外侧设有位于第一出气口422处的凸起423；所述第一密封圈5套设于所述凸起423；所述先导阀座402安设于第二台阶145并与第一台阶144共同限定第一密封圈5，所述先导阀座402与所述调节槽段143形成所述调节腔131。

在其中一个实施例中，如图2到图5所示，还包括第二密封圈6；所述第二安装凹槽104的开口处设有第三台阶146，所述先导阀座402的侧壁上部设有凸环424，所述第二密封圈6套设于所述先导阀座402；所述先导阀座402的凸环424与所述第三台阶146共同限定第二密封圈6。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述驱动件包括一设于所述先导阀座402内并用于驱动所述先导阀塞401关闭所述第一出气口422的阀门模块、以及一能驱使阀门模块以驱动先导阀塞401开启所述第一出气口422的电磁线圈模块。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述先导阀座402设有模块安装口424，所述阀门模块包括先导阀杆431、磁铁432、密封隔膜433和复位弹簧434；所述先导阀杆431设于所述先导阀座402中，其一端与所述先导阀塞401连接，其另一端穿设于所述密封隔膜433；所述密封隔膜433盖设于所述先导阀座402的模块安装口424，所述磁铁432固定于所述先导阀塞401的另一端并位于所述先导阀座402内，所述复位弹簧434设于所述磁铁432与所述先导阀座402的内侧壁之间。

在其中一个实施例中，如图4所示，所述电磁线圈模块包括支架441、线圈组件442和铁芯443；所述支架441固定在所述阀体1上，所述线圈组件442固定在所述支架441上，所述铁芯443设于所述支架441并穿过所述线圈组件442。

在其中一个实施例中，图1和图3所示，还包括截止阀2；所述截止阀2设于所述进气流道101中，以截断或开通所述进气流道101。

在其中一个实施例中，所述截止阀2为电磁截止阀。

在其中一个实施例中，如图3和图5所示，所述主阀3包括主阀座301、主膜片302、主阀杆303、主弹簧304和主阀塞305；所述主膜片302设于所述主阀座301内并将所述主阀座301分割成所述背压控制腔311和流通腔312；所述主阀座301设有与所述流通腔312相通的第二进气口313和第二出气口314，第二进气口313与进气流道101相通，第二出气口314与出气流道102相通；所述主阀杆303的一端与所述主膜片302连接，主阀杆303的另一端伸出第二进气口313并与主阀塞305连接；所述主弹簧304用于驱动所述主阀杆303以带动主阀塞305关闭第二进气口313。

上述燃气比例阀的工作过程如下：

首先，燃气从阀体1的进气流道101流入，截止阀2通电打开后，燃气进入主阀3进气侧的进气流道101；主阀3在主弹簧304推力作用下常闭，主阀3的开度大小受主膜片302背后的背压控制腔311内的压力控制。其次，主阀3进气侧的进气流道101中的燃气通过第一进气口进入先导阀4；先导阀4采用动磁铁结构形式，线圈组件442断电时，在磁铁432对铁芯443的吸力和复位弹簧434的作用下，先导阀塞401紧贴在第一出气口422上，实现先导阀4控制的流道截断；线圈组件442通电时，电磁线圈模块产生极性与磁铁432作用面极性相同的电磁场，产生的排斥力使先导阀杆431沿轴线向下移动，先导阀塞401与第一出气口422分离，先导阀4控制的流道内燃气流通。然后，燃气通过第一出气口422后进入过渡腔105，过渡腔105中一部分燃气从先导通道142把压力传递到背压控制腔311，通过主膜片302推动主阀3打开，进气流道101打开，燃气流出阀体1的出气流道102；过渡腔105中另一部分燃气通过泄压孔141流到阀体1的出气流道102。最后，通过控制线圈组件442的输入电流的大小，可以让电磁线圈模块产生强弱不同的电磁场，以实现控制先导阀4的开度大小，线圈组件442的输入电流与先导阀4的阀门开度成正比。线圈组件442输入较小电流时，第一出气口422开度较小，先导阀塞401与泄压孔141距离较大，泄压效果明显，过渡腔105中的燃气压力通过先导通道142传递到背压控制腔311的压力较小，主阀3的开度较小，输出较低的二次压力；线圈组件442输入较大电流时，第一出气口422开度较大，先导阀塞401与泄压孔141距离较小，泄压效果减弱，过渡腔105中的燃气压力主要通过先导通道142传递到背压控制腔311，压力较大，主阀3开度变大，输出较高的二次压力。当线圈组件442断电时，在磁铁432对铁芯443的吸力以及复位弹簧434的弹力共同作用下，先导阀塞401复位，紧贴在第一出气口422上，先导阀4控制的流道截断。同时，背压控制腔311中的压力通过先导通道142向泄压孔141流出，主阀3在主弹簧304推力作用下关闭进气流道101。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气比例阀，包括阀体(1)、主阀(3)和先导阀(4)，阀体(1)设有相隔的进气流道(101)、出气流道(102)；阀体(1)设有连通进气流道(101)和出气流道(102)的第一安装凹槽(103)；主阀(3)设于第一安装凹槽(103)中并设有背压控制腔(311)；其特征在于，所述阀体(1)设有与进气流道(101)相通的第二安装凹槽(104)；第二安装凹槽(104)通过泄压孔(141)与出气流道(102)连通、通过先导通道(142)与背压控制腔(311)连通；所述先导阀(4)设有驱动件、先导阀塞(401)及中空的先导阀座(402)；所述先导阀座(402)设有第一进气口(421)和第一出气口(422)；所述先导阀座(402)设于所述第二安装凹槽(104)中，所述第一进气口(421)与所述进气流道(101)相通，所述先导阀座(402)与所述第二安装凹槽(104)围合形成有与第一出气口(422)、先导通道(142)、泄压孔(141)相通的调节腔(131)；所述先导阀塞(401)位于所述调节腔(131)中；所述驱动件用于驱动先导阀塞(401)在第一出气口(422)与泄压孔(141)之间移动，以调整先导阀塞(401)与第一出气口(422)之间的流通面积、先导阀塞(401)与泄压孔(141)之间的流通面积。

2.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述先导阀座(402)的上部与所述第二安装凹槽(104)的开口密封设置，所述先导阀座(402)的底部与所述第二安装凹槽(104)的侧壁密封设置，所述第一出气口(422)设于所述先导阀座(402)的底部；所述先导阀座(402)的侧壁与第二安装凹槽(104)的侧壁之间留有间隙，所述先导阀座(402)的侧壁设有多个所述第一进气口(421)。

3.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，还包括第一密封圈(5)；所述第二安装凹槽(104)内设有调节槽段(143)以及位于调节槽段(143)之上的第一台阶(144)和第二台阶(145)；所述先导阀座(402)的底面外侧设有位于第一出气口(422)处的凸起(423)；所述第一密封圈(5)套设于所述凸起(423)；所述先导阀座(402)安设于第二台阶(145)并与第一台阶(144)共同限定第一密封圈(5)，所述先导阀座(402)与所述调节槽段(143)形成所述调节腔(131)。

4.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，还包括第二密封圈(6)；所述第二安装凹槽(104)的开口处设有第三台阶(146)，所述先导阀座(402)的侧壁上部设有凸环(424)，所述第二密封圈(6)套设于所述先导阀座(402)；所述先导阀座(402)的凸环(424)与所述第三台阶(146)共同限定第二密封圈(6)。

5.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述驱动件包括一设于所述先导阀座(402)内并用于驱动所述先导阀塞(401)关闭所述第一出气口(422)的阀门模块、以及一能驱使阀门模块以驱动先导阀塞(401)开启所述第一出气口(422)的电磁线圈模块。

6.根据权利要求5所述的燃气比例阀，其特征在于，所述先导阀座(402)设有模块安装口(424)，所述阀门模块包括先导阀杆(431)、磁铁(432)、密封隔膜(433)和复位弹簧(434)；所述先导阀杆(431)设于所述先导阀座(402)中，其一端与所述先导阀塞(401)连接，其另一端穿设于所述密封隔膜(433)；所述密封隔膜(433)盖设于所述先导阀座(402)的模块安装口(424)，所述磁铁(432)固定于所述先导阀塞(401)的另一端并位于所述先导阀座(402)内，所述复位弹簧(434)设于所述磁铁(432)与所述先导阀座(402)的内侧壁之间。

7.根据权利要求6所述的燃气比例阀，其特征在于，所述电磁线圈模块包括支架(441)、线圈组件(442)和铁芯(443)；所述支架(441)固定在所述阀体(1)上，所述线圈组件(442)固定在所述支架(441)上，所述铁芯(443)设于所述支架(441)并穿过所述线圈组件(442)。

8.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，还包括截止阀(2)；所述截止阀(2)设于所述进气流道(101)中，以截断或开通所述进气流道(101)。

9.根据权利要求8所述的燃气比例阀，其特征在于，所述截止阀(2)为电磁截止阀。

10.根据权利要求1所述的燃气比例阀，其特征在于，所述主阀(3)包括主阀座(301)、主膜片(302)、主阀杆(303)、主弹簧(304)和主阀塞(305)；所述主膜片(302)设于所述主阀座(301)内并将所述主阀座(301)分割成所述背压控制腔(311)和流通腔(312)；所述主阀座(301)设有与所述流通腔(312)相通的第二进气口(313)和第二出气口(314)，第二进气口(313)与进气流道(101)相通，第二出气口(314)与出气流道(102)相通；所述主阀杆(303)的一端与所述主膜片(302)连接，主阀杆(303)的另一端伸出第二进气口(313)并与主阀塞(305)连接；所述主弹簧(304)用于驱动所述主阀杆(303)以带动主阀塞(305)关闭第二进气口(313)。

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