CN114278777B - 燃气阀及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气阀及控制方法，燃气阀包括阀体、设置于阀体内部的阀芯以及一端穿入阀体与阀芯结合用于操纵阀芯的阀杆，所述燃气阀还包括固定于所述阀体带有输出轴的电机，所述输出轴与所述阀杆之间设置有包含单向离合结构的传动装置，使得两者之间相应的具有联动状态以及非联动状态。该方案相对于现有技术，通过设置单向离合机构，电机在联动状态下带动阀杆转动；在非联动状态下，可以通过手动操控阀杆。

Description

燃气阀及控制方法

技术领域

本申请涉及燃气具配件领域，特别是涉及一种燃气阀及控制方法。

背景技术

燃气阀是燃气灶具的核心部件，它一般包括阀体、阀芯、阀杆、拨叉和电磁阀，其中，阀体内部设置有进气通道、出气通道以及介于两者之间的阀芯腔，阀芯为锥台型，安装在所述阀芯腔内，阀杆一端伸入阀体内部并穿过阀芯。需要开启旋塞阀时，阀杆通过拨叉顶开电磁阀，开启后可以驱动阀芯旋转，以调节出气通道内的气体流量。

为了自动控制燃气阀，燃气阀具有用于驱动阀杆的电机。如公开号为CN202418775U中国专利文献公开了一种电控燃气阀，包括阀体和安装在阀体上的步进电机，阀体上设有进气孔、出气孔和内置阀芯的旋塞孔，步进电机的输出轴通过传动件与阀芯配合连接；所述的旋塞孔内周面固定有与阀体绝缘的金属块，金属块与阀芯之间留有间隙，所述的传动件部分穿出阀芯构成触点，所述的触点在阀芯转动零度角和最大角度时与金属块接触。

但由于燃气阀的阀芯换成电机驱动，从而无法实现手动调节出气量，存在使用局限性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种燃气阀及控制方法，在实现阀芯由电机驱动的同时，可以实现燃气阀的手动调节。

本申请提供的燃气阀，包括阀体、设置于阀体内部的阀芯以及一端穿入阀体与阀芯结合用于操纵阀芯的阀杆，其特征在于，所述燃气阀还包括固定于所述阀体带有输出轴的电机，所述输出轴与所述阀杆之间设置有包含单向离合结构的传动装置，使得两者之间相应的具有联动状态以及非联动状态。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述单向离合结构包括：

第一传动件，与所述阀杆同步转动；

第二传动件，活动套设于所述阀杆，且相对所述阀杆双向转动配合，包括可以带动第一传动件转动的联动方向以及可以独自转动的非联动方向，所述第二传动件与所述输出轴联动。

可选的，所述第二传动件沿联动方向转动时具有触发第一传动件联动的临界状态，以及在临界状态前的待联动状态；

所述电机驱动所述第二传动件沿联动方向旋转、并带动所述阀杆运动后，接着驱动所述第二传动件沿非联动方向转动第一转动幅度至待联动状态。

可选的，所述阀杆带动所述第一传动件由初始位旋转至极限位为第二转动幅度；且第二转动幅度小于所述第一转动幅度。

可选的，所述阀杆按照相对于所述阀体的转动方向，具有用于增加燃气量的第一方向，以及用于减少燃气量的第二方向；

相对于所述第一传动件，所述第二传动件的联动方向对应所述阀杆运动的第二方向。

可选的，所述第一传动件和所述第二传动件同轴线的套设于所述阀杆，其中至少一者沿所述阀杆轴向滑动配合；

沿所述阀杆轴向，所述第一传动件和所述第二传动件两者之间具有相对的趋近位置和分离位置，其中所述趋近位置对应两者的临界状态；

所述燃气阀还包括第一弹性件，所述第一弹性件作用于所述第一传动件和所述第二传动件中的至少一者，以驱使两者保持在趋近位置。

可选的，沿所述阀杆轴向，所述第一传动件和所述第二传动件两者相向的一侧分别为第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面两者中：

其中一者开设有绕所述阀杆分布的联动槽，另一者设置有与所述联动槽相配合的联动齿；

沿所述阀杆周向，所述联动槽其中一侧的槽壁具有斜坡状的引导面，用以在两传动件相对转动时引导所述联动齿进出所述联动槽；

所述联动槽的另一侧槽壁为工作面，临界状态，所述工作面与所述联动齿相抵。

可选的，所述联动槽与所述联动齿形状互补，所述第一传动件和所述第二传动件两者在趋近位置下，所述第一端面和所述第二端面彼此贴合。

可选的，所述第二传动件沿所述阀杆轴向滑动的套设于所述阀杆，所述第一弹性件作用于所述第二传动件背向所述第一传动件的一侧；

所述第二传动件为被动齿轮，所述电机的输出轴上安装有主动齿轮，所述主动齿轮与所述被动齿轮直接啮合或通过传动部件联动。

可选的，所述燃气阀还包括固定于所述阀体的封装盒；

所述阀杆贯穿延伸出所述封装盒，且延伸出的部位作为手动操作部；

各传动件处在所述封装盒的内部；

所述电机处在所述封装盒的内部或外部。

可选的，所述封装盒包括相互配合的盒体以及盖板，所述盒体背向所述阀体的一侧带有开口，所述盖板可拆卸的安装在所述开口处，所述阀杆从所述盖板的一侧延伸出所述封装盒；

所述第一弹性件为压簧，一端抵接至所述第二传动件，另一端抵接至所述盒体的内壁；

所述电机处在所述封装盒的外部，且所述电机的输出轴延伸至所述盒体内，所述主动齿轮沿所述电机的输出轴轴向滑动的套设于所述输出轴，所述盒体内设置限制所述主动齿轮滑脱出所述输出轴的第二弹性件，该第二弹性件抵压在所述盖板和所述主动齿轮之间。

可选的，所述燃气阀还包括感应元件，所述感应元件用于检测所述第一传动件的位置，用于控制所述电机。

本申请还提供一种所述的燃气阀的控制方法，包括：

在符合预定条件下，通过所述电机带动所述阀杆在联动状态下转动至第一预定位置；

所述阀杆作为主动件时，旋转阀杆，使所述阀杆在非联动状态下转动至第二预定位置。

本申请中的燃气阀及控制方法，通过设置单向离合机构，电机在联动状态下带动阀杆转动；在非联动状态下，可以通过手动操控阀杆。

附图说明

图1为本申请提供的一实施例燃气阀的立体结构图；

图2为图1中燃气阀的剖视图；

图3为图1中的燃气阀的分解示意图；

图4为图1中的燃气阀的另一视角的分解示意图；

图5为图3中第一传动件、第二传动件以及阀杆的结构示意图；

图6为图3中第一传动件、第二传动件以及阀杆的另一视角的结构示意图图；

图7为图3中第一传动件处于极限位置、第二传动件处于待联动状态的示意图；

图8为图3中第二传动件与第一传动件处于临界状态的示意图；

图9为图3中第一传动件与第二传动件均处于初始位的示意图；

图10为图3中第一传动件处于初始位、第二传动件处于待联动状态的示意图；

图11为本申请提供的一实施例燃气阀的控制流程框图。

图中附图标记说明如下：

1、阀杆；

2、阀体；21、进气通道；22、出气通道；23、阀芯腔；

3、封装盒；31、盒体；311、开口；32、盖板；

4、电机；41、输出轴；42、主动齿轮；

5、第一传动件；51、第一端面；52、联动槽；521、引导面；522、工作面；

6、第二传动件；61、第二端面；62、联动齿；621、推抵面；

71、第一弹性件；72、第二弹性件；721、压片。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和3所示，本申请提供的燃气阀包括阀体2、阀芯(图中未示出)以及阀杆1，其中阀体2的内部设置有进气通道21、出气通道22以及介于两者之间的阀芯腔23，出气通道22与阀芯腔23交汇形成出气口。

在本实施例中，阀芯转动地安装在阀芯腔23内，其具有与进气通道21连通的对应出气口设置的配气孔。阀杆1的一端伸入阀体2内部并与阀芯结合，用以驱动阀芯旋转，改变配气孔和出气口之间的重叠面积，以调节出气量。

为了实现燃气阀的自动控制，比如定时自动熄火，本申请燃气阀还包括用于驱动阀芯的电机4。但在传统电控燃气阀中，大部分结构是电机的输出轴直接连接阀芯，必然导致无法设置阀杆，进而无法对燃气阀进行手动调节。

为了解决上述技术问题，如图3和4所示，电机4的输出轴41与阀杆之间设置有包含单向离合结构的传动装置，使得两者之间相应的具有联动状态以及非联动状态。

单向离合结构包括固定于阀体2的封装盒3以及位于封装盒3内的第一传动件5与第二传动件6。第一传动件5与阀杆1同步转动；第二传动件6活动套设于阀杆1，且相对阀杆1双向转动配合，包括可以带动第一传动件5转动的联动方向以及可以独自转动的非联动方向。

封装盒3包括相互配合的盒体31以及盖板32，盒体31通过螺钉等方式安装于阀体2外部，盒体31背向阀体2的一侧带有开口311，盖板32通过螺钉等方式可拆卸的安装在开口311处。其中，电机4处在封装盒3的外部，且电机4的输出轴41延伸至盒体31内，并与第二传动件6联动。

盒体31的内壁与第二传动件6之间抵接有第一弹性件71，第一弹性件71驱使第一传动件5和第二传动件6的部分结构始终接触，且第一传动件5与盖板32相贴合。优选地，第一弹性件71为压簧。

如图5、图6所示，其中X箭头指向为第二传动件6的联动方向，第二传动件6沿X反向为非联动方向。在本实施例中，阀杆1按照相对于阀体2的转动方向，具有用于增加燃气量的第一方向，以及用于减少燃气量的第二方向；相对于第一传动件5，第二传动件6的联动方向对应阀杆1运动的第二方向。电机4仅通过联动方向带动阀杆1沿第二方向转动，即电机4仅能减少燃气阀的燃气量，进一步减少了安全隐患。

第一传动件5大致呈盘状，第一传动件5具有供阀杆1穿过的过孔，阀杆1的外侧壁与过孔的内壁相贴合，且过孔的轮廓为非圆形，第一传动件5沿阀杆1轴向滑动的套设于阀杆1。第一传动件5具有朝向第二传动件6的一侧为第一端面51。例如，第一传动件5上的过孔为D形，阀杆1的局部横截面为D形。

第二传动件6为被动齿轮，被动齿轮沿阀杆1轴向滑动套设于阀杆1，且与阀杆1转动配合，电机4的输出轴41上安装有主动齿轮42，主动齿轮42与被动齿轮直接啮合或通过传动部件联动。其中，被动齿轮具有供阀杆1穿过的圆形孔。

其中，第一传动件5和第二传动件6同轴线设置。第二传动件6具有朝向第一传动件5的一侧为第二端面61。

在本实施例中，第一端面51开设有绕阀杆1分布的联动槽52，第二端面61设置有与联动槽52相配合的联动齿62；联动槽52与联动齿62形状互补。例如，联动齿62大致呈弧形块状结构。

沿阀杆1周向，联动槽52其中一侧的槽壁具有斜坡状的引导面521，用以在两传动件相对转动时引导联动齿62进出联动槽52；联动槽52的另一侧槽壁为工作面522。其中，斜坡状为与第一端面51或第二端面61之间倾斜设置。其中，沿阀杆1周向，联动齿62的一端为推抵面621，另一端为具有斜坡状的导向面。

推抵面621与工作面522相抵时为临界状态，在临界状态前的为待联动状态，电机4驱动第二传动件6沿联动方向旋转、并带动阀杆1运动后，接着驱动第二传动件6沿非联动方向转动第一转动幅度至待联动状态。

阀杆1带动第一传动件5由初始位旋转至极限位为第二转动幅度；且第二转动幅度小于第一转动幅度。由于第二转动幅度小于第一转动幅度，阀杆1带动第一传动件5沿联动方向旋转到极限时不会到达触发第二传动件6联动的临界状态，避免转动阀杆1时带动电机4。

沿阀杆1轴向，第一传动件5和第二传动件6两者之间具有相对的趋近位置和分离位置，其中趋近位置对应两者的临界状态，第一传动件5和第二传动件6两者在趋近位置下，第一端面51和第二端面61彼此贴合；分离状态下，联动齿62与第一端面51或第二端面61始终相接触。

在本实施例中，主动齿轮42沿电机4的输出轴41轴向滑动的套设于输出轴41，盒体31内设置限制主动齿轮42滑脱出输出轴41的第二弹性件72，该第二弹性件72抵压在盖板32和主动齿轮42之间。优选地，第二弹性件72为压簧，主动齿轮42朝向盖板32的一侧具有凹槽，第二弹性件72的一端置于该凹槽内，另一端通过压片721与盖板32相抵靠。

在本实施例中，燃气阀还包括安装于封装盒3(例如盖板32)的感应元件(图未视)，第一传动件5嵌装有触发件，感应元件检测触发件的位置信号，对该位置信号进行处理，根据处理后的位置信号控制电机4。优选的，感应元件为霍尔元件，触发件为磁铁。

如图7至图10中，电机4驱动第二传动件6沿联动方向旋转，直至第二传动件6与第一传动件5联动，灶具的火力逐渐减小，直至第一传动件5与第二传动件6均处于初始位，此时灶具熄火；

接着电机4驱动第二传动件6沿非联动方向转动第一转动幅度至待联动状态，此时第一传动件5保持在初始位；

阀杆1作为主动件时，可以带动第一传动件5在第二转动幅度范围内转动，在此范围内可以调整灶具的火力。

基于上述各实施例中的燃气阀，如图11所示，本申请还提供一种燃气阀的控制方法，包括：

在符合预定条件(例如：燃气阀定时关机)下，电机4带动第二传动件6沿联动方向转动，直至联动齿62与联动槽52相抵，第二传动件6通过第一传动件5同步带动阀杆1运动，燃气阀的燃气量逐渐减小，灶具的火力逐渐减小，直至感应元件检测到触发件，控制电机4停止工作，此时阀杆1处于初始位，燃气阀处于关闭的状态，灶具熄火。

电机4带动第二传动件6沿非联动方向转动第一转动幅度至待联动状态。此时阀杆1处于初始位。

操控阀杆1的手动操作部，阀杆1由初始位旋转，并同步带动第一传动件5旋转，此时阀杆1在第二转动幅度的范围内旋转，以起到对燃气阀的燃气量进行调节，以对灶具的火力进行调整。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (13)

1.燃气阀，包括阀体、设置于阀体内部的阀芯以及一端穿入阀体与阀芯结合用于操纵阀芯的阀杆，其特征在于，所述燃气阀还包括固定于所述阀体带有输出轴的电机，所述输出轴与所述阀杆之间设置有包含单向离合结构的传动装置，使得两者之间相应的具有联动状态以及非联动状态；

所述单向离合结构包括：

第一传动件，与所述阀杆同步转动；

第二传动件，活动套设于所述阀杆，且相对所述阀杆双向转动配合，所述第二传动件与所述输出轴联动。

2.根据权利要求1所述的燃气阀，其特征在于，所述第二传动件包括可以带动第一传动件转动的联动方向以及可以独自转动的非联动方向。

3.根据权利要求2所述的燃气阀，其特征在于，所述第二传动件沿联动方向转动时具有触发第一传动件联动的临界状态，以及在临界状态前的待联动状态；

所述电机驱动所述第二传动件沿联动方向旋转、并带动所述阀杆运动后，接着驱动所述第二传动件沿非联动方向转动第一转动幅度至待联动状态。

4.根据权利要求3所述的燃气阀，其特征在于，所述阀杆带动所述第一传动件由初始位旋转至极限位为第二转动幅度；且第二转动幅度小于所述第一转动幅度。

5.根据权利要求2所述的燃气阀，其特征在于，所述阀杆按照相对于所述阀体的转动方向，具有用于增加燃气量的第一方向，以及用于减少燃气量的第二方向；

相对于所述第一传动件，所述第二传动件的联动方向对应所述阀杆运动的第二方向。

6.根据权利要求3所述的燃气阀，其特征在于，所述第一传动件和所述第二传动件同轴线的套设于所述阀杆，其中至少一者沿所述阀杆轴向滑动配合；

沿所述阀杆轴向，所述第一传动件和所述第二传动件两者之间具有相对的趋近位置和分离位置，其中所述趋近位置对应两者的临界状态；

所述燃气阀还包括第一弹性件，所述第一弹性件作用于所述第一传动件和所述第二传动件中的至少一者，以驱使两者保持在趋近位置。

7.根据权利要求6所述的燃气阀，其特征在于，沿所述阀杆轴向，所述第一传动件和所述第二传动件两者相向的一侧分别为第一端面和第二端面，所述第一端面和所述第二端面两者中：

其中一者开设有绕所述阀杆分布的联动槽，另一者设置有与所述联动槽相配合的联动齿；

沿所述阀杆周向，所述联动槽其中一侧的槽壁具有斜坡状的引导面，用以在两传动件相对转动时引导所述联动齿进出所述联动槽；

所述联动槽的另一侧槽壁为工作面，临界状态，所述工作面与所述联动齿相抵。

8.根据权利要求7所述的燃气阀，其特征在于，所述联动槽与所述联动齿形状互补，所述第一传动件和所述第二传动件两者在趋近位置下，所述第一端面和所述第二端面彼此贴合。

9.根据权利要求8所述的燃气阀，其特征在于，所述第二传动件沿所述阀杆轴向滑动的套设于所述阀杆，所述第一弹性件作用于所述第二传动件背向所述第一传动件的一侧；

所述第二传动件为被动齿轮，所述电机的输出轴上安装有主动齿轮，所述主动齿轮与所述被动齿轮直接啮合或通过传动部件联动。

10.根据权利要求9所述的燃气阀，其特征在于，所述燃气阀还包括固定于所述阀体的封装盒；

所述阀杆贯穿延伸出所述封装盒，且延伸出的部位作为手动操作部；

各传动件处在所述封装盒的内部；

所述电机处在所述封装盒的内部或外部。

11.根据权利要求10所述的燃气阀，其特征在于，所述封装盒包括相互配合的盒体以及盖板，所述盒体背向所述阀体的一侧带有开口，所述盖板可拆卸的安装在所述开口处，所述阀杆从所述盖板的一侧延伸出所述封装盒；

所述第一弹性件为压簧，一端抵接至所述第二传动件，另一端抵接至所述盒体的内壁；

所述电机处在所述封装盒的外部，且所述电机的输出轴延伸至所述盒体内，所述主动齿轮沿所述电机的输出轴轴向滑动的套设于所述输出轴，所述盒体内设置限制所述主动齿轮滑脱出所述输出轴的第二弹性件，该第二弹性件抵压在所述盖板和所述主动齿轮之间。

12.根据权利要求2所述的燃气阀，其特征在于，所述燃气阀还包括感应元件，所述感应元件用于检测所述第一传动件的位置，用于控制所述电机。

13.权利要求1-12任一项所述的燃气阀的控制方法，其特征在于，包括：

在符合预定条件下，通过所述电机带动所述阀杆在联动状态下转动至第一预定位置；

所述阀杆作为主动件时，旋转阀杆，使所述阀杆在非联动状态下转动至第二预定位置。

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