CN115370817A - 一种燃气阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气阀，包括调压装置，调压装置包括电机、连接座、螺母、弹性件以及膜片组件，电机和连接座固定连接，电机包括转子芯轴组件，转子芯轴组件的芯轴与螺母螺纹配合，转子芯轴组件只进行周向旋转运动，螺母进行轴向升降运动以施压于弹性件，弹性件施压于膜片组件以使膜片组件接近或远离比例调节阀口以调节比例阀口的开度大小。

Description

一种燃气阀

技术领域

本发明涉及燃气控制技术领域，特别是涉及一种燃气阀。

背景技术

燃气阀被广泛地应用于燃气系统中，燃气阀包括阀体，阀体设有阀口部，还包括调压装置，调压装置包括调节部件、静铁芯、动铁芯组件、线圈部件以及膜片组件，动铁芯组件包括动铁芯和丝杆，丝杆和动铁芯固定连接，丝杆的下部连接有膜片组件，当线圈部件处于通电状态时，动铁芯组件相对接近静铁芯，膜片组件相对靠近阀口部；当线圈部件处于断电状态时，动铁芯组件相对静铁芯，膜片组件相对远离阀口部以调节燃气阀的燃气流量，对于本领域技术人员来说如何设计一种新结构的燃气阀以相对提升燃气流量的调节精度是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种新结构的燃气阀，能够相对提升燃气流量的调节精度。

本申请提供一种燃气阀，包括阀体，所述阀体设有阀口部，还包括调压装置，所述调压装置包括电机和连接座，所述电机与所述连接座连接，所述电机包括转子芯轴组件，所述转子芯轴组件包括芯轴和转子组件，所述芯轴设有外螺纹部，所述芯轴与所述转子组件固定连接，所述转子芯轴组件能够沿周向旋转；

还包括螺母、弹性件以及膜片组件，所述螺母设有内螺纹部，所述螺母通过所述内螺纹部与所述外螺纹部的螺纹配合作用能够进行轴向升降作动，所述螺母与所述连接座周向限位，所述螺母与所述连接座滑动配合，所述弹性件位于所述芯轴的外周部，所述弹性件的一端部与所述螺母直接或间接相抵，所述弹性件的另一端部与所述膜片组件直接或间接相抵，所述膜片组件能够接近或远离所述阀口部。

本申请通过对燃气阀的调压装置结构的优化设计，使其具有电机和连接座，电机包括转子芯轴组件，芯轴设有外螺纹部，还包括螺母、弹性件以及膜片组件，螺母设有内螺纹部，螺母通过内螺纹部与外螺纹部的螺纹配合作用能够进行轴向升降作动，螺母与连接座周向限位，螺母与连接座滑动配合，弹性件位于芯轴的外周部，弹性件的一端部与螺母直接或间接相抵，弹性件的另一端部与膜片组件直接或间接相抵，膜片组件能够接近或远离阀口部，能够相对提升燃气流量的调节精度。

附图说明

图1为本发明提供的燃气阀的整体结构剖视示意图；

图2为图1的燃气阀的调压装置的放大结构示剖视图；

图3为本发明提供的燃气阀的电机俯视视角示意图；

图4为本申请提供的燃气阀的转子芯轴组件的第一种实施例剖视示意图；

图5为本申请提供的燃气阀的转子芯轴组件的第二种实施例剖视示意图；

图6为本申请提供的燃气阀的转子芯轴组件的第三种实施例剖视示意图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式作进一步的详细说明。

本申请提供一种燃气阀，参考图1所示，燃气阀包括阀体11，阀体11整体可采用铝材料一体铸造成型，阀体11包括进口部和出口部，还设有第一阀口部112、第二阀口部113、第三阀口部114以及作为比例调节阀口的阀口部111，阀体11内部还设有燃气流通通道115，燃气阀包括安全控制装置1A，调压装置1B以及压差调节装置1C，其中安装控制装置1A包括主阀塞和副阀塞，主阀塞能够接近或远离第一阀口部112，副阀塞能够接近或远离第二阀口部113，安全控制装置1A通过两道阀塞以保障燃气阀的使用安全，压差调节装置1B包括比例膜片组件60，比例膜片组件60能够接近或远离阀口部111，以调节阀口部111的开口大小以影响燃气流通通道115内的燃气压力，以作用于压差调节装置1C的缓存背压气腔A从而调节主阀口的开度调节燃气阀的燃气流量大小。

下面参考图1并结合图2-4详细介绍本申请提供的燃气阀的调压装置结构，调节装置结构包括连接座10和电机20，连接座10整体与阀体11固定连接，连接座10和电机20之间还设有密封件30以防止燃气从两者的连接部位往外泄漏，连接座10设有连接座凹部101，连接座凹部101自连接座10的上端面向内凹陷，部分密封件30位于连接座凹部101内，密封件30相抵于电机20的盖板22与连接座10之间。

电机20包括盖板22、定子线圈部件、第一连接部23、第二连接部24以及转子芯轴组件21，电机20设有第一容纳腔20a，部分转子芯轴组件21位于第一容纳腔20a，定子线圈部件位于转子芯轴组件21的外周部，盖板22位于定子线圈部件的外周部，盖板22包括第一盖板221和第二盖板222，第一盖板221相对第二盖板222距离连接座10更远，第一连接部23与第一盖板221固定连接，具体可采用压装配合或焊接等方式连接，或者第一连接部23与第一盖板221也可通过加工形成一体结构，第二连接部24与第二盖板222固定连接，可采用压装配合或焊接等港式连接，或者第二连接部24与第二盖板222也可通过加工形成一体结构，密封件30夹紧于第二盖板222与连接座10之间，第一连接部23设有第一孔部231，第二连接部24设有第二孔部241，转子芯轴组件21包括芯轴211和转子组件212，转子组件212包括转子部件2121和连接架，本实施例中连接架为第一连接架2122，部分第一连接架2122与转子部件2121嵌件成型，又一部分第一连接架2122与芯轴固定连接，第一连接架2122设有第一孔道21224，芯轴211穿设于第一孔道21224，且部分芯轴211位于第一孔部231内，又一部分芯轴211位于第二孔部241内，芯轴211与第一孔部231间隙配合，芯轴211与第二孔部间隙配合，第一孔部231、第二孔部241、第一孔道21224以及芯轴211同轴设置以保障零部件实现同轴作动，第一连接架2122还包括大径部21221、小径部21222和本体部21223，大径部21222通过本体部21223与小径部21222连接，本体部21223第一连接架2122大致呈倒工字结构状，本体部21223沿调节装置1B的高度方向延伸设置，大径部21221自本体部21223径向向外凸伸，小径部21222自本体部21223径向向外凸伸，大径部21221的外缘部与转子部件2121通过注塑嵌件成型，为了方便两者嵌件成型，大径部21221设有缺口部，缺口部自大径部的外缘面向内凹陷，芯轴211与本体部21223的内周壁压装配合，例如可通过过盈压配等方式实现芯轴与第一连接架的固定连接，或者也可通过焊接等方式实现两个的固定连接，小径部21222与转子部件2121之间形成有间距以方便转子部件与大径部嵌件成型，电机20还包括第一垫片25、第二垫片26以及第三垫片25a，第一垫片25、第二垫片26和第三垫片25a均为耐磨材质制成的垫片，第一垫片25直接或间接地夹紧于第一连接部23和大径部21221之间，第二垫片26直接或间接地夹紧于第二连接部24与小径部21222之间，还可增设有弹性部件27，弹性部件27可为弹簧或者簧片结构，第三垫片25a位于第一连接部23和弹性部件27之间，且弹性部件27相抵于第一垫片25和第三垫片25a之间，弹性部件27的一端部与第三垫片25a相抵，弹性部件27的另一端与第一垫片25相抵，以大大减小零部件之间的摩擦力实现更好地耐磨利于电机的作动，通过上述设置，使转子芯轴组件21作为一个整体，定子线圈部件通电时在励磁作用下，转子芯轴部件21能够进行周向旋转运动，因受第一连接部和第二连接部的限位作用无法进行轴向的升降运动，需要说明的是因受零部件产品加工公差尺寸等方面因素影响，芯轴211也可以在轴向上进行微动，芯轴211设有外螺纹部2111，外螺纹部2111自第二连接部24的下端面向下凸伸，连接座10设有容纳部10a，调压装置1B还包括螺母40、弹性件50和膜片组件60，螺母40位于容纳部10a内，螺母40设有内螺纹部41，螺母40通过内螺纹部41与外螺纹部2111螺纹配合能够进行轴向升降运动，螺母40与连接座10滑动配合，且螺母40与连接座10周向限位，螺母40相对连接座10无法进行周向转动只能进行轴向升降运动，容纳部10a包括第一容纳子部101a、第二容纳子部102a以及第三容纳子部103a，第一容纳子部和第二容纳子部位于第二容纳子部的不同侧，至少部分螺母40位于第二容纳子部102a内，本实施例中第二容纳子部102a具有大致呈椭圆状的第二容纳孔部，第二容纳孔部与螺母40进行周向限位，使其相对连接座无法进行周向旋转，需要说明的是第二容纳孔部还可以是其他多边型或异型等非圆形的结构，只要能对螺母进行周向限位即可，此外也可以通过在连接座以及螺母的其中一者设置有凸筋，另一者设置有凹部，两者配合同样也能够实现螺母与连接座的周向限位，螺母40的外周壁与第二容纳子部的内壁滑动配合，且螺母第三容纳子部的内径大于第二容纳子部的内径以方便膜片组件60在轴向进行变形，弹性件50套设于芯轴211的外螺纹部2111的外周部，弹性件50的一端部与螺母40相抵，另一端部与膜片组件60相抵，部分弹性件50套设于螺母40的凸起部41以实现对弹性件50更好的定位作用，第一连接部、第二连接部、转子芯轴组件、螺母为同轴设置。

下面简单陈述调压装置的作动原理，燃气自进口进入后通过第一阀口部112和第二阀口部113进入燃气流通通道，调压装置通过控制阀口部111的开度大小影响燃气流通通道的燃气压力从而控制第三阀口部114的阀口的开度，当需要流出燃气阀的出口的燃气流量较大时，需要第三阀口部114的开度加大，通过对定子线圈部件通电，转子芯轴组件21受励磁作用进行周向旋转，芯轴211与转子组件212进行同步旋转，通过外螺纹部2111与螺母的内螺纹部的螺纹配合作用，螺母40周向向下移动，施压于弹性件50，弹性件50收到的压缩量增大施压于膜片组件60，膜片组件60整体轴向向下移动以靠近阀口部111，阀口部111的开度减小，作用于燃气流通通道内的燃气压力增大，作用于压差调节装置1C的缓存背压气腔的压力增大，作为主阀口的第三阀口部114的开度加大，通过第三阀口部114的燃气流量增大；当需要流出燃气阀的出口的燃气流量较小时，可给于电机20施加较小的脉冲，通过内螺纹部和外螺纹部的螺纹配合作用螺母40可向下移动较小的距离施压于弹性件50的作用力较小，弹性件50施压于膜片组件60的作用较小，阀口部111的开度相对较大，作用于燃气流通通道内的燃气压力较小，压差调节装置1C的缓存背压气腔的压力减小，作为主阀口的第三阀口部114的开度减小，通过第三阀口部114的燃气流量减小。

为了方便对调压的初始压力位置进行调节，芯轴211设还有操作槽80，操作槽80自芯轴211的顶部端面朝向外螺纹部方向凹陷成型，通过与外部操作扳手例如一字螺丝刀等工具进行配合以对调压装置的初始压力进行调节设置。

通过上述设置与背景技术的调压装置的通过动静铁芯吸和分以控制比例调节阀口部的开口度相比，本申请采用步进电机施加脉冲通过螺纹给进机构对调压控制的行程进行控制，实现调压装置的无极调节，通过螺母的内螺纹部与芯轴的外螺纹部的螺纹配合作用，施加作用力于弹簧进而施加弹性作用力于膜片组件，使调压装置整体呈现线性调节，使比例调节阀口的出口压压力更为平稳且调压精度更高，且调压装置整体结构较为简化相比较背景技术的设置的动静铁芯结构的调压装置整体零部件较少，燃气阀整体的结构得到简化。

下面结合图5介绍本申请提供的燃气阀的调压装置的第二种实施方式，本实施例中转子芯轴组件21包括芯轴211'和转子组件，转子组件包括转子部件和第二连接架2122a，第二连接架2122a大致呈板状结构，第二连接架2122a的外缘部与转子部件嵌件成型，第二连接架2122a设有第二孔道，芯轴211'包括缩径部2111'和第一本体部2112'，第一本体部的外径大于缩径部的外径，第一本体部2112'设有上台阶部2112a和下台阶部2112b，缩径部2111'穿设于第二孔道，第一垫片25套设于缩径部的外周部，第二连接架2112'与缩径部2111'和/或上台阶部2112a固定连接，第一垫片25夹持于第二连接架和弹性部件27之间，第二垫片26夹持于第二连接部和下台阶部2111b之间，通过上述设置同样能够实现本申请的发明，相关作动原理和技术效果在第一实施例已作了具体陈述在此不再一一赘述。

下面结合图6介绍本申请提供的燃气阀的调压装置的第三种实施方式，本实施例中转子芯轴组件同样包括芯轴211和转子组件，转子组件包括转子部件和第二连接架2122a，转子芯轴组件还包括抵接部70，抵接部70与芯轴211固定连接，其中第一垫片夹持于第二连接架和弹性部件27之间，第二垫片26夹持于第二连接部和抵接部70之间，通过上述设置同样能够实现本申请的发明，相关作动原理和技术效果在第一实施例已作了具体陈述在此不再一一赘述。

本申请提供一种燃气阀，包括阀体，阀体设有阀口部，还包括调压装置，调压装置包括电机和连接座，电机与连接座固定连接，电机包括转子芯轴组件，转子芯轴组件包括芯轴和转子组件，芯轴设有外螺纹部，芯轴与转子组件固定连接，转子芯轴组件能够沿周向旋转；

还包括螺母、弹性件以及膜片组件，螺母设有内螺纹部，螺母通过内螺纹部与外螺纹部的螺纹配合作用能够进行轴向升降作动，螺母与连接座滑动配合，弹性件位于芯轴的外周部，弹性件的一端部与螺母相抵，弹性件的另一端部与膜片组件相抵；

芯轴的下端部与膜片组件之间形成有间隙，膜片组件能够接近或远离阀口部。

通过上述设置与背景技术的调压装置的通过动静铁芯吸和分以控制比例调节阀口部的开口度相比，本申请采用步进电机施加脉冲通过螺纹给进机构对调压控制的行程进行控制，实现调压装置的无极调节，使比例调节阀口的出口压压力更为平稳且调压精度更高，且调压装置整体结构较为简化相比较背景技术的设置的动静铁芯结构的调压装置整体零部件较少，燃气阀整体的结构得到简化。

需要说明的是本发明说明书中所陈述的方位词上、下、左和右是以说明书附图所示示图为基准定义的，只是为了理解和表述方便，不应限定本申请的保护范围，此外本申请所陈述的“第一、第二”也同上解释,此外需要说明的是本申请所陈述的相抵包括直接相抵情况也包括额外设置一零部件通过该零部件进行间接相抵的情况。

以上对本发明所提供的燃气阀进行了详细介绍，需要说明的是本说明书中仅例如了若干个例对本申请的原理和发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和其核心思想，例如调压装置的电机结构可以是其他的限位结构只需保证转子芯轴组件能够进行周向旋转即可，上述实施例的说明只用于帮助理解本发明的方法和其核心思想，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说在不脱离本发明原理的前提边，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种燃气阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体设有阀口部，还包括调压装置，所述调压装置包括电机和连接座，所述电机与所述连接座连接，所述电机包括转子芯轴组件，所述转子芯轴组件包括芯轴和转子组件，所述芯轴设有外螺纹部，所述芯轴与所述转子组件固定连接，所述转子芯轴组件能够沿周向旋转；

还包括螺母、弹性件以及膜片组件，所述螺母设有内螺纹部，所述螺母通过所述内螺纹部与所述外螺纹部的螺纹配合作用能够进行轴向升降作动，所述螺母与所述连接座周向限位，所述螺母与所述连接座滑动配合，所述弹性件位于所述芯轴的外周部，所述弹性件的一端部与所述螺母直接或间接相抵，所述弹性件的另一端部与所述膜片组件直接或间接相抵，所述膜片组件能够接近或远离所述阀口部。

2.根据权利要求1所述的一种燃气阀，其特征在于，所述电机设有第一容纳腔，部分所述转子芯轴组件位于所述第一容纳腔，还包括第一盖板、第二盖板、第一连接部以及第二连接部，所述第一盖板相对所述第二盖板距离所述连接座更远，所述第一连接部与所述第一盖板固定连接或为一体结构，所述第二连接部与所述第二盖板固定连接或为一体结构，所述第一连接部设有第一孔部，部分所述芯轴位于所述第一孔部内，所述第二连接部设有第二孔部，又一部分所述芯轴位于所述第二孔部内，所述芯轴与所述第一孔部间隙配合，所述芯轴与所述第二孔部间隙配合。

3.根据权利要求2所述的一种燃气阀，其特征在于，所述转子组件包括连接架和转子部件，所述连接架与所述转子部件固定连接，所述连接架与所述芯轴固定连接，所述连接架设有孔道，所述芯轴穿设于所述孔道，还包括第一垫片和第二垫片，所述第一垫片和所述第二垫片均套设于所述芯轴的外周部，所述第一垫片直接或间接地夹紧于所述第一连接部与所述转子芯轴组件之间，所述第二垫片直接或间接地夹紧于所述第二连接部与所述转子芯轴组件之间。

4.根据权利要求3所述的一种燃气阀，其特征在于，还包括弹性部件和第三垫片，所述第三垫片位于所述第一连接部与所述弹性部件之间，所述弹性部件相抵于所述第三垫片与所述第一垫片之间，所述弹性部件的一侧端部与所述第三垫片相抵，所述弹性件的另一端部与所述第一垫片相抵。

5.根据权利要求3所述的一种燃气阀，其特征在于，所述连接架为第一连接架，所述第一连接架设有第一孔道，还包括大径部、小径部以及本体部，所述大径部通过所述本体部与所述小径部连接，所述大径部自所述本体部径向向外凸伸，所述小径部自所述本体部径向向外凸伸，所述大径部相对所述小径部更靠近所述第一连接部，部分所述大径部与所述磁转子部件固定连接，所述芯轴穿设于所述孔道，部分所述芯轴与所述本体部的内周壁压装配合或焊接固定。

6.根据权利要求5所述的一种燃气阀，其特征在于，所述第一垫片直接或间接地夹紧于所述第一连接部与所述大径部之间，所述第二垫片直接或间接地夹紧与所述第二连接部与所述小径部之间，所述小径部与所述转子部件之间形成有间距。

7.根据权利要求3所述的一种燃气阀，其特征在于，所述连接架为第二连接架，所述第二连接架大致呈板状结构，所述第二连接架设有第二孔道，所述芯轴包括缩径部和第一本体部，所述第一本体部包括上台阶部和下台阶部，所述缩径部穿设于所述第二孔道，所述缩径部穿设于所述第一垫片的第一垫片贯通孔，所述第二连接架与所述上台阶部和/或缩径部固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种燃气阀，其特征在于，所述第一垫片直接或间接地夹紧于所述第一连接部与所述第二连接架之间，所述第二垫片直接或间接地夹紧与所述下部台阶部与所述第二连接部之间。

9.根据权利要求3所述的一种燃气阀，其特征碍于，所述连接架为第二连接架，所述第二连接架大致呈板状结构，所述第二连接架设有第二孔道，所述转子芯轴组件包括抵接部，所述抵接部与所述芯轴固定连接，所述芯抽穿设于所述第二孔道，所述芯轴穿设于所述第一垫片的第一垫片贯通孔，所述第一垫片直接或间接地位于所述第一连接部与所述第二连接架之间，所述第二垫片直接或间接地位于所述抵接部与所述第二连接部之间。

10.根据权利要求1-9任一项所述的燃气阀，其特征在于，所述连接座设有容纳部，所述容纳部包括第二容纳子部，所述第二容纳子部具有第二容纳孔部，所述第二容纳孔部呈椭圆形或多边形的非圆状结构，所述第二容纳孔部与所述螺母周向限位。

11.根据权利要求1-9任一项所述的燃气阀，其特征在于，所述连接座和所述螺母的其中一者设有凸起部，另一者设有凹陷部，所述凸起部与所述凹陷部相适配以使所述螺母与所述连接座周向限位。

12.根据权利要求1-9任一项所述的燃气阀，其特征在于，还包括密封件，所述密封件直接或间接地夹紧于所述电机与所述连接座之间，所述芯轴设有操作槽，所述操作槽自所述芯轴的顶端面朝向所述外螺纹部方向凹陷。

Images