CN116447340A - 燃气阀结构、燃气灶供气系统、供气控制方法和燃气灶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气阀结构、燃气灶供气系统、供气控制方法和燃气灶，其结构包括：阀座，其设有敞口的内腔，且设有至少一个用于连接进气结构和出气结构的燃气通路；阀芯，其滑移于阀座的内腔中，设有流量通道，且流量通道的两端，一端用于连通阀座的燃气入结构，另一端用于连通阀座的燃气出结构；压板，其设置于阀座的内腔中，平行且贴合阀芯设置；盖板，用于盖合阀座的内腔；驱动组件，其安装于阀座且有至少一个做直线驱动的驱动部穿入阀座并与阀芯联动；驱动组件的动力发生源受电信号控制驱动量；压板上开设有压板孔，压板孔位于流量通道的一个开口方向上，且配合流量通道做流通量无级调节。本申请具有改善燃气控制精度的效果。

Description

燃气阀结构、燃气灶供气系统、供气控制方法和燃气灶

技术领域

本申请涉及燃气灶技术领域，尤其是涉及一种燃气阀结构、燃气灶供气系统、供气控制方法和燃气灶。

背景技术

燃气灶是指以液化石油气（液态）、人工煤气、天然气等燃料进行直火加热的厨房用具。

当前，燃气灶因其使用的便捷性和清洁性已经在世界各地广泛应用，被公众所熟悉。在利用燃气灶烹饪时，需要调节燃气阀的开度，以控制燃气释放量。而已知的：燃气阀的开度调节大多依赖用户手动旋转对应阀门，该方式需要手动操作，存在控制精度低等缺陷。

发明内容

为了改善燃气控制精度，本申请提供一种燃气阀结构、燃气灶供气系统、供气控制方法和燃气灶。

第一方面，本申请提供一种燃气阀结构，采用如下的技术方案：

一种燃气阀结构，包括：

阀座，其设有敞口的内腔，且设有至少一个用于连接进气结构和出气结构的燃气通路；

阀芯，其滑移于阀座的内腔中，设有流量通道，且流量通道的两端，一端用于连通阀座的燃气入结构，另一端用于连通阀座的燃气出结构；

压板，其设置于阀座的内腔中，平行且贴合阀芯设置；

盖板，其可拆卸连接于阀座上，用于盖合阀座的内腔；以及，

驱动组件，其安装于阀座，且有至少一个做直线驱动的驱动部穿入阀座并与阀芯联动；

其中，所述驱动组件的动力发生源受电信号控制驱动量；所述压板上开设有压板孔，所述压板孔位于流量通道的一个开口方向上，且配合流量通道做流通量无级调节。

可选的，还包括压制弹簧，所述压制弹簧的一端连接于盖板，另一端抵触于压板，所述压板位于流量通道的靠近燃气出结构的开口方向上。

可选的，所述压板的侧部设置有凸耳，所述阀座的内壁开设有凹槽，所述凸耳卡接于凹槽。

可选的，所述流量通道的通径为沿滑动方向渐变。

可选的，所述驱动组件包括驱动杆、止转组件和作为动力源的电机；所述驱动杆一端设有螺纹，且与电机的输出轴呈螺纹连接；所述止转组件用于将电机的机体与阀座连接，用于阻止驱动杆转动并允许驱动杆轴向移动。

可选的，所述止转组件包括导向套和定位杆，所述导向套固定于阀座外，所述电机设置于导向套且输出轴穿过导向套朝向阀座；

所述定位杆固定于驱动杆且垂直于驱动杆；所述导向套内沿长度方向设有导向槽，所述定位杆的一端滑移连接于导向槽；所述驱动杆远离电机的一端穿入阀座且与阀芯连接。

可选的，所述阀芯的一端设有卡口，所述驱动杆远离电机的一端周向开设有沟槽，所述驱动杆卡入卡口，所述卡口的外端内壁设有凸台，且所述凸台插入沟槽。

可选的，所述驱动组件还包括驱动量检测单元，所述驱动量检测单元包括位置传感器和位置检测头；

所述导向套内设置有安装板，所述位置传感器固定于安装板，所述定位杆的两端均伸出驱动杆的侧壁，且一端插入导向槽，另一端与位置检测头固定，所述位置检测头与位置传感器配合检测并反馈定位杆相对导向套的位置。

可选的，所述位置传感器上有多个位置检测触点，所述位置检测头的移动方向平行于多个位置检测触点的排列方向；所述位置检测头上有金属弹簧片，所述金属弹簧片可抵触任一位置检测触点。

第二方面，本申请提供一种燃气灶供气系统，采用如下的技术方案：

一种燃气灶供气系统，包括：

包括主进气管、电磁阀、旋塞阀、电位器、分气管、自动阀和燃烧器；

所述主进气管一端用于连通气源，另一端连通旋塞阀 的进气端口，所述电磁阀安装于旋塞阀的进气气路 ；所述电位器安装于旋塞阀且电位器的转轴与旋塞阀的旋转轴固定；

所述分气管为多个，且均连通于在旋塞阀的出气端口；

所述自动阀的结构为如权利要求-任一所述的燃气阀结构，所述自动阀至少安装于一个分气管上；

所述分气管的出气端头连通于燃烧器的进气口。

可选的，还包括温度传感器和控制模块，所述温度传感器安装于燃烧器，且输出端电连接于控制模块；所述电位器、电磁阀和自动阀电连接于控制模块。

第三方面，本申请提供一种供气控制方法，采用如下的技术方案：

一种供气控制方法，包括：根据预设的自动流量调节逻辑控制自动阀，和/或，根据预设的手动流量调节逻辑控制旋塞阀。

可选的，所述自动流量调节逻辑，其包括：

燃气灶供气系统获取用户烹饪操作指令，识别并确定烹饪模式；

若烹饪模式为油温烹饪模式，则获取电位器的反馈信号，判断旋塞阀是否开启最大流量，如果是，自动阀执行流量自动调节流程；如果否，则调节旋塞阀到最大流量位置，之后自动阀执行流量自动调节流程；其中，所述流量自动调节流程包括：

获取温度传感器反馈的温度值；

判断温度值是否高于预设的高温阈值，如果是，则输出自动阀流通量减小指令，直到温度值不高于预设的高温阈值；

判断温度值是否小于预设的低温阈值，如果是，则输出自动阀流通量增大指令，直到温度值不小于预设的低温阈值。

可选的，所述手动流量调节逻辑 ，其包括：

令自动阀开启到流量最大位置；以及，

对旋塞阀手动旋转，令其燃气释放速率达到需求流量。

第四方面，本申请提供一种燃气灶，采用如下的技术方案：

一种燃气灶，燃气灶的控制模块加载并执行如上述的供气控制方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：燃气阀结构不再采用传统的人工调节燃气通量方式，而是通过给出电信号来对驱动组件控制，以驱动组件来改变阀芯位置，调节燃气通量，由此燃气阀结构可配合控制模块等做燃气通量控制，从而可改善燃气控制精度。

附图说明

图1是本申请的阀结构示意图；

图2是本申请的阀座打开盖板且隐藏压板后的结构示意图；

图3是本申请的阀座打开盖板后的结构示意图；

图4是图3沿A-A剖切后的结构示意图；

图5是本申请对剖后的结构示意图；

图6是本申请的位置传感器和位置检测头的配合结构示意图；

图7是本申请的供气系统的结构示意图。

附图标记说明：1、阀座；11、密封平面；12、燃气通路；2、阀芯；21、流量通道；22、卡口；221、凸台；3、盖板；31、密封垫；4、压制弹簧；41、压板；410、压板孔；411、凹槽；412、凸耳；51、驱动杆；511、沟槽；52、定位杆；53、电机；54、导向套；541、导向槽；542、安装板；55、位置传感器；551、位置检测触点；56、位置检测头；561、金属弹簧片；61、主进气管；62、电磁阀；63、旋塞阀；64、电位器；65、分气管；66、燃烧器；7、温度传感器；8、控制模块；9、灶壳。

实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种燃气阀结构。

参照图1，燃气阀结构包括阀座1、阀芯2、盖板3和驱动组件，其中，阀座1的主体呈长体结构且一端成型端连接接头盘；阀座1中空形成有内腔，内腔为敞口结构；在阀座1的内腔开口沿向外延伸形成有穿设螺栓的连接耳。

参照图1和图2，盖板3盖设于阀座1上，遮挡阀座1的内腔开口，且通过螺栓与阀座1固定。为了加强盖板3的密封性，阀座1的内腔开口内凹，内凹部分卡接密封垫31，密封垫31被盖板3压紧于阀座1，以做密封增强。当然，盖板3与阀座1还可以是卡接等可拆卸连接方式。

参照图3和图4，阀座1的内腔内底面加工有密封平面11，密封平面11可以为高出内腔底的平台且开孔或者密封平面11可以是内腔底的部分且开孔；阀座1还开设有燃气通路12，燃气通路12可以是一个或多个。以图为例，燃气通路可以是两个且相互连通；一个贯通阀座1的内腔和外界，且阀座1侧部成型有一个匹配燃气通路12进气的内螺纹管口；另一个燃气通路12连通密封平面11的开孔且一端贯通阀座1且另一端连接一个匹配出气的内螺纹管口；内螺纹管口以螺纹连接的方式与进气、出气结构连接，如螺纹固定进气接头、出气接头，以用于连通燃气供气结构、出气结构的管子。

阀芯2沿滑动方向开设有横截面积渐变的流量通道21，流量通道21可以呈水滴状。阀芯2落在阀座1的密封平面11上，配合燃气通路12在沿阀座1的长度方向滑动时改变有效的通气面积大小，即用于实现燃气流通量控制。

参照图1，驱动组件的主体接于阀座1的接头盘一侧，其至少有一个做直线驱动的驱动部穿入阀座1并与阀芯2联动。驱动组件的动力发生源受电信号控制驱动量。

根据上述可知，本燃气阀结构可以通过给出电信号来对驱动组件控制，以驱动组件来改变阀芯位置，调节燃气通量，由此本燃气阀结构可配合控制器等做燃气通量控制，从而可改善燃气控制精度。

参照图1，本结构还包括压制弹簧4，压制弹簧4的作用是为了防止阀芯2被燃气压力顶起而影响使用效果，毕竟从上述结构可知，盖板3并未下凸进入阀座1内压制阀芯2。

参照图5，压制弹簧4的一端套接于盖板3下部面成型的柱头，另一端朝向阀座1的内腔底延伸。

由于阀芯2使用过程中滑动，因此若压制弹簧4直接接触阀芯2存在对其划伤的几率，为此还设置有压板41；压板41落在阀芯2上，压制弹簧4压于压板41上。

为配合阀芯2进行燃气通气，压板41上沿厚度方向开设压板孔410，压板孔410位于流量通道21的上方，两者连通。

进一步的，参照图1，为了防止压板41在阀芯2滑动时一同滑动而影响使用效果，在压板41的两侧分别成型有凸耳412；在阀座1的内腔侧壁上开设有竖向的凹槽411，凸耳412自上而下的放入凹槽411中做限制滑动。

参照图1和图5，在本结构的一个实施例中，上述驱动组件包括驱动杆51、止转组件、驱动量检测单元和电机53，其中，止转组件包括定位杆52和导向套54。

其中，导向套54的中心轴线与阀座1同轴，且其通过长螺栓固定于阀座1的接头盘上。

电机53可以是步进电机，其机壳外延伸出耳板，耳板被前述长螺栓穿过，以将电机53固定于导向套54远离阀座1的一端；电机53的输出轴伸入导向套54中，朝向阀座1。阀座1的接头盘中部开孔连通至阀座1的内腔。

驱动杆51一端成型外螺纹结构；电机53的输出轴开设螺纹孔，驱动杆51与电机53螺纹连接。驱动杆51远离电机53的一端穿过上述阀座1的接头盘的中部开孔，伸入阀座1内与阀芯2连接。

参照图5，在阀芯2靠近阀座1的接头盘的一端开设有卡口22，在驱动杆51远离电机53的一端环绕外壁开设有沟槽511，驱动杆51远离电机53的一端卡入卡口22内；卡口22的外端成型有凸台221，凸台221插入沟槽511内，以实现将阀芯2和驱动杆51连接。该种连接方式，可以方便工作人员对阀芯2拆卸安装。

上述定位杆52垂直固定于驱动杆51且贯通驱动杆51；在导向套54内沿长度方向开设有导向槽541，定位杆52的一端伸入导向槽541中。

当电机53转动，其存在带动驱动杆51转动的趋势，由于此时定位杆52配合导向槽限制驱动杆51发生转动，所以驱动杆51发生中心轴线移动（相当于螺母丝杆），驱动杆51移动带动阀芯2滑动，由此实现燃气流通量控制，且因为采用步进电机，所以控制精度相对较高。

参照图1和图5，在本申请的一个实施例中，为了实现闭环控制，驱动量检测单元包括位置传感器55和位置检测头56。

在导向套54内沿长度方向成型有安装板542，位置传感器55固定于安装板542上；位置检测头56固定于定位杆52的另一端，与位置传感器55对应。

参照图6，关于位置传感器55和位置检测头56，具体地：位置传感器55上有多个位置检测触点551。

位置检测头56的移动方向平行于多个位置检测触点551的排列方向；位置检测头56上有金属弹簧片561，金属弹簧片561下端向上弯折且外弯部可抵触任一位置检测触点551。

使用时，位置传感器55根据金属弹簧片561接触的是哪一个检测触点得到位置检测头56的位置信息，由此根据位置检测头的位置变化量得到驱动杆51的移动量。关于本结构的使用过程，在本申请的另一实施例中阐述，因此不再赘述。

本申请实施例还公开一种燃气灶供气系统。

参照图7，燃气灶供气系统包括：主进气管61、电磁阀62、旋塞阀63、电位器64、自动阀、分气管65和燃烧器66。

可以理解的是，上述结构布设于燃气灶的灶壳9中，主进气管61的一端用于连通气源，另一端用作与旋塞阀63的进气端口连通。电磁阀62集成安装于旋塞阀63的进气气路上。电位器64安装于旋塞阀63，且其转轴与旋塞阀63的旋转轴固定，即令旋塞阀63的转动量能以电信号的方式输出。

分气管65为多个，可以根据燃气灶的燃烧器66的火焰圈层数量需求确定；以两个为例，则一个做外环分气，连通至燃烧器66的外火焰圈进气；另一个做内环分气，连通至燃烧器66的内火焰圈进气。分气管65远离燃烧器66的一端连通于旋塞阀63的出气端口。

自动阀采用上述任一实施例所述的燃气阀结构，其至少安装于某一个分气管65上；本实施例，优先外环分气的管道上安装，因为燃烧器66火焰外圆对应的外环分气承担燃烧器大部分的流量，燃气流量调节范围更大。

在本系统的一个实施例中，本系统还包括温度传感器7和控制模块8。

其中，温度传感器7安装于燃烧器的中心，用于感知燃烧温度并输出对应的温度检测信号；控制模块8诸如：集成灶的控制电路板，其电信号连接于温度传感器7的信号输出端，用于根据温度检测信号得到温度值。

对应的，上述电位器64、电磁阀62和自动阀中的电机53、位置传感器55分别连接于控制模块8，以用于实现旋塞阀63的转动量反馈，电磁阀62的控制，自动阀的电机53驱动量反馈以及对电机53的自动化控制。

关于上述系统的手动、自动化控制在本申请的另一个实施例中阐述，因此不再赘述。

本申请实施例还公开一种供气控制方法。

供气控制方法，其建立于上述燃气灶供气系统，包括：根据预设的自动流量调节逻辑控制自动阀，和/或，根据预设的手动流量调节逻辑控制旋塞阀。

关于自动流量调节逻辑，其由燃气灶供气系统（如：上述控制模块8）实现，包括：

获取（诸如：集成灶的控制面板输入的）用户烹饪操作指令，识别，确定烹饪模式；

若烹饪模式为油温烹饪模式，则获取电位器64的反馈信号，判断旋塞阀63是否开启最大流量，如果是，执行流量自动调节流程；如果否，则先由用户手动操作，调节旋塞阀63到最大流量位置，之后自动阀执行流量自动调节流程。

流量自动调节流程，其包括：

获取温度传感器7反馈的温度值；

判断温度值是否高于预设的高温阈值，如果是，则输出自动阀流通量减小指令，直到温度值不高于预设的高温阈值；即，输出预设的电机53的步进控制信号，令其带动驱动杆51拉动阀芯2关小流量，单位控制量预设，以令供气减小，使锅具的温度降低。

判断温度值是否小于预设的低温阈值，如果是，则输出自动阀流通量增大指令，直到温度值不小于预设的低温阈值；即上述的反向控制过程。

关于手动流量调节逻辑，其包括：

首先，先令自动阀开启到流量最大位置，之后手动调节旋塞阀63到需要的流量位置。

根据上述，相比现有燃气灶的供气控制方式，此时燃气灶即可像传统灶具手动工作，也具备智能灶具的功能，可避免在停电情况下燃气灶由于缺乏驱动电源，灶具无法使用的问题，即在燃气灶元器件失效时，可手动操作燃气灶，更具安全性；在有电的情况下，自动阀以电信号控制电机53拖动阀芯2直线移动，并利用位置传感器55定位闭环反馈，实现燃气流量自动控制，所以流量控制精准度更高。

本申请实施例还公开一种燃气灶。

燃气灶的控制模块加载并执行如上述供气控制方法的计算机程序。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种燃气阀结构，其特征在于，包括：

阀座（1），其设有敞口的内腔，且设有至少一个用于连接进气结构和出气结构的燃气通路（12）；

阀芯（2），其滑移于阀座（1）的内腔中，设有流量通道（21），且流量通道（21）的两端，一端用于连通阀座（1）的燃气入结构，另一端用于连通阀座（1）的燃气出结构；

压板（41），其设置于阀座（1）的内腔中，平行且贴合阀芯（2）设置；

盖板（3），其可拆卸连接于阀座（1）上，用于盖合阀座（1）的内腔；以及，

驱动组件，其安装于阀座（1），且有至少一个做直线驱动的驱动部穿入阀座（1）并与阀芯（2）联动；

其中，所述驱动组件的动力发生源受电信号控制驱动量；所述压板（41）上开设有压板孔（410），所述压板孔（410）位于流量通道（21）的一个开口方向上，且配合流量通道（21）做流通量无级调节。

2.根据权利要求1所述的燃气阀结构，其特征在于：还包括压制弹簧（4），所述压制弹簧（4）的一端连接于盖板（3），另一端抵触于压板（41），所述压板（41）位于流量通道（21）的靠近燃气出结构的开口方向上。

3.根据权利要求2所述的燃气阀结构，其特征在于：所述压板（41）的侧部设置有凸耳（412），所述阀座（1）的内壁开设有凹槽（411），所述凸耳（412）卡接于凹槽（411）。

4.根据权利要求1或2或3所述的燃气阀结构，其特征在于：所述流量通道（21）的通径为沿滑动方向渐变。

5.根据权利要求1所述的燃气阀结构，其特征在于：所述驱动组件包括驱动杆（51）、止转组件和作为动力源的电机（53）；所述驱动杆（51）一端设有螺纹，且与电机（53）的输出轴呈螺纹连接；所述止转组件用于将电机（53）的机体与阀座（1）连接，用于阻止驱动杆（51）转动并允许驱动杆（51）轴向移动。

6.根据权利要求5所述的燃气阀结构，其特征在于：所述止转组件包括导向套（54）和定位杆（52），所述导向套（54）固定于阀座（1）外，所述电机（53）设置于导向套（54）且输出轴穿过导向套（54）朝向阀座（1）；

所述定位杆（52）固定于驱动杆（51）且垂直于驱动杆（51）；所述导向套（54）内沿长度方向设有导向槽（541），所述定位杆（52）的一端滑移连接于导向槽（541）；所述驱动杆（51）远离电机（53）的一端穿入阀座（1）且与阀芯（2）连接。

7.根据权利要求6所述的燃气阀结构，其特征在于：所述阀芯（2）的一端设有卡口（22），所述驱动杆（51）远离电机（53）的一端周向开设有沟槽（511），所述驱动杆（51）卡入卡口（22），所述卡口（22）的外端内壁设有凸台（221），且所述凸台（221）插入沟槽（511）。

8.根据权利要求6所述的燃气阀结构，其特征在于：所述驱动组件还包括驱动量检测单元，所述驱动量检测单元包括位置传感器（55）和位置检测头（56）；

所述导向套（54）内设置有安装板（542），所述位置传感器（55）固定于安装板（542），所述定位杆（52）的两端均伸出驱动杆（51）的侧壁，且一端插入导向槽（541），另一端与位置检测头（56）固定，所述位置检测头（56）与位置传感器（55）配合检测并反馈定位杆（52）相对导向套（54）的位置。

9.根据权利要求8所述的燃气阀结构，其特征在于：所述位置传感器（55）上有多个位置检测触点（551），所述位置检测头（56）的移动方向平行于多个位置检测触点（551）的排列方向；所述位置检测头（56）上有金属弹簧片（561），所述金属弹簧片（561）可抵触任一位置检测触点（551）。

10.一种燃气灶供气系统，其特征在于：包括主进气管（61）、电磁阀（62）、旋塞阀（63）、电位器（64）、分气管（65）、自动阀和燃烧器（66）；

所述主进气管（61）一端用于连通气源，另一端连通旋塞阀（63） 的进气端口，所述电磁阀（62）安装于旋塞阀（63）的进气气路 ；所述电位器（64）安装于旋塞阀（63）且电位器（64）的转轴与旋塞阀（63）的旋转轴固定；

所述分气管（65）为多个，且均连通于在旋塞阀（63）的出气端口；

所述自动阀的结构为如权利要求1-9任一所述的燃气阀结构，所述自动阀至少安装于一个分气管（65） 上；

所述分气管（65）的出气端头连通于燃烧器（66）的进气口。

11.根据权利要求10所述的燃气灶供气系统，其特征在于：还包括温度传感器（7）和控制模块（8），所述温度传感器（7）安装于燃烧器（66），且输出端电连接于控制模块（8）；所述电位器（64）、电磁阀（62）和自动阀电连接于控制模块（8）。

12.一种基于权利要求10-11任一项所述燃气灶供气系统的供气控制方法，其特征在于：根据预设的自动流量调节逻辑控制自动阀，和/或，根据预设的手动流量调节逻辑控制旋塞阀。

13.根据权利要求12所述的供气控制方法，其特征在于，所述自动流量调节逻辑，其包括：

燃气灶供气系统获取用户烹饪操作指令，识别并确定烹饪模式；

若烹饪模式为油温烹饪模式，则获取电位器（64）的反馈信号，判断旋塞阀（63）是否开启最大流量，如果是，自动阀执行流量自动调节流程；如果否，则调节旋塞阀到最大流量位置，之后自动阀执行流量自动调节流程；其中，所述流量自动调节流程包括：

获取温度传感器（7）反馈的温度值；

判断温度值是否高于预设的高温阈值，如果是，则输出自动阀流通量减小指令，直到温度值不高于预设的高温阈值；

判断温度值是否小于预设的低温阈值，如果是，则输出自动阀流通量增大指令，直到温度值不小于预设的低温阈值。

14.根据权利要求12所述的供气控制方法，其特征在于，所述手动流量调节逻辑 ，其包括：

令自动阀开启到流量最大位置；以及，

对旋塞阀手动旋转，令其燃气释放速率达到需求流量。

15.一种燃气灶，其特征在于：燃气灶的控制模块（8）加载并执行权利要求12-14任一项所述的供气控制方法的计算机程序。