CN204358164U - 一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，包括分气杆、阀体、阀芯及阀芯转动驱动机构，所述阀体与分气杆的燃气通道连通并设燃气入口，所述阀体内开设有圆锥形孔结构的阀腔孔，所述阀芯为一与阀腔孔对应的锥形圆台结构，本实用新型通过采用锥形圆台结构的阀芯配合锥形的阀腔孔，并通过弹簧等弹性装置压紧阀芯，阀芯与阀腔孔能够紧密配合，使得阀芯与阀腔孔之间的间隙可以忽略不计，保证阀体的密封性能，原有设计中的间隙漏气就基本不存在了，阀体的单向性得到了很好的保证，且阀芯的调节精度更高更可靠。

Description

一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构

技术领域

本实用新型涉及一种应用于恒温燃气热水器的自动调节燃气气量的调气机构。

背景技术

目前，国内恒温燃气热水器自动调气主流技术，包括燃气比例阀调气及步进电机调气两种，其中燃气比例阀系统成本较高，而步进电机调气方式虽然成本较低，但性能上存在缺陷，影响恒温效果。

步进电机调气方式恒温热水器的特点：在现有水气联动阀结构基础上，采用步进电机带动气阀芯，电控系统根据出水温度的变化，调整气阀芯、通过节流调整燃气消耗量实现恒温。实际上这种恒温机，就是模拟普通强排热水器手工调温过程来实现恒温，产品结构成本相对较低。

从现有产品结构来看，水气联动阀中，气阀芯为圆筒状，与气阀体配合孔之间采用间隙配合。产品生产过程中，这个间隙很难控制：间隙过大，可能造成间隙漏气量过大，影响调节效果；提高制造精度，在现有生产技术条件下很难取得突破，同时势必对生产成本造成影响、也不符合大批量生产要求。

针对该问题，有厂家在步进电机恒温产品上，上也进行了一些改进：在气阀芯的下部增加了橡胶圈密封，阻隔从阀体孔下部通过上述间隙通往调节阀芯后气流，但对气阀芯大孔、通过配合间隙通往调节阀芯后气流就无能为力了，更加致命的是，这种间隙漏气量，本身是无规律的，与每套阀体与阀芯配套状况、旋转角度、旋转方向等因素相关，无法预判、更不可能控制。

这一缺陷在常规产品手动调温时，影响并不明显，但在步进电机自动调温时，就成了致命缺陷，可以说是设计思路缺陷，难以弥补。可能出现的状况：热水器调温，电控判断燃气量需增加时，步进电机按正常设计加大气阀芯开度，但可能由于实际间隙减小，燃气供应量反而减小了；进一步加大燃气量，又可能出现燃气供应量过多；控制器又开始减小阀芯开度，同样受间隙影响，又可能出现燃气供应量过少，并且由于电机转动方向的改变、造成气阀芯受力方向的改变，间隙与前一状态相反可能性很大；如此反复，造成出水温度一直波动，不能恒温，同时控制系统的寿命也受到影响。

按专业术语，调节系统不具备单向性，不适合自动调节。

同样受以上配合间隙影响，热水器最小温升难以控制，只能采用电磁阀关闭数个火排燃气通道，人为固定一个最小温升，由此出现最小温升与自动调节温度区间存在断档。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构紧凑、密封效果好的新型恒温燃气热水器的自动调气机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，包括分气杆、阀体、阀芯及阀芯转动驱动机构，所述阀体与分气杆的燃气通道连通并设燃气入口，所述阀体内开设有圆锥形孔结构的阀腔孔，所述阀芯为一与阀腔孔对应的锥形圆台结构，所述阀体还配置有能够将阀芯压紧在阀腔孔内的弹性装置，以密封阀芯与阀体之间的间隙。

所述阀芯转动驱动机构为一齿轮传动机构，其包括与阀芯连接的大齿轮、与大齿轮啮合的小齿轮及步进电机，所述步进电机的输出轴与小齿轮连接。

所述弹性装置为一弹簧，所述锥形圆台结构的阀芯底部设置有一连接轴，所述弹簧套设在该连接轴上，且该弹簧一端顶压在阀芯底部，其另一端顶压在阀体内壁。

所述阀芯内开设有向燃气入口开口的配气孔，所述分气杆内开设有两组独立的燃气通道，所述阀芯轴向上设置有两组分别与两组燃气通道对应的通气孔组，其中每组通气孔组包括至少一个沿阀芯周向分布的通气孔。

两组通气孔组的部分通气孔对齐设置，两组通气孔组余下的通气孔在阀芯不同的周向位置开设，使得转动阀芯时，能够同时调节两组燃气通道的气量或单独调节其中一组燃气通道的气量。

所述通气孔为圆形孔或槽型孔，或圆形孔与槽型孔的组合。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用锥形圆台结构的阀芯配合锥形的阀腔孔，并通过弹簧等弹性装置压紧阀芯，阀芯与阀腔孔能够紧密配合，使得阀芯与阀腔孔之间的间隙可以忽略不计，保证阀体的密封性能，原有设计中的间隙漏气就基本不存在了，阀体的单向性得到了很好的保证，且阀芯的调节精度更高更可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型整体组装的剖面示意图；

图2是本实用新型阀芯的结构示意图；

图3是本实用新型阀芯的剖面示意图；

图4是图3中A-A的剖面示意图；

图5是图4中通气孔的周向展开时的分布示意图；

图6是图3中B-B的剖面示意图；

图7是图6中通气孔的周向展开时的分布示意图。

具体实施方式

参照图1至图7，图1至图7是本实用新型一个具体实施例的结构示意图，如图所示，一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，包括分气杆1、阀体2、阀芯3及阀芯转动驱动机构，所述阀体2内设有连通至分气杆1燃气通道的阀腔孔，所述阀体2还设置有连通至阀腔孔的燃气入口5a，所述阀芯3设置在阀腔孔内，该阀芯3设置有若干能够连通燃气入口5a与分气杆1的通气孔，所述阀芯3为一锥形圆台结构，所述阀腔孔为与阀芯3对应的圆锥形孔，所述阀体2还配置有能够将阀芯3压紧在阀腔孔内的弹性装置。

如图所示，作为优选的，所述锥形圆台结构的阀芯3底部设置有一连接轴31，所述阀芯转动驱动机构为一齿轮传动机构，其包括与连接轴31连接的大齿轮41、与大齿轮41啮合的小齿轮42及步进电机43，所述步进电机43的输出轴与小齿轮42连接，在本实施例中，在阀体2的侧面设置有一固定板7，所述的步进电机43固定在该固定板7上，且该固定板7上盖装在阀腔孔侧面，步进电机43由燃气热水器的控制系统控制其转动的角度。

作为优选的，如图所示，所述弹性装置为一弹簧5，所述弹簧5套设在该连接轴31上，且该弹簧5一端顶压在阀芯3底部，其另一端顶压在固定板7内侧，使阀芯3始终与配套的阀腔孔之间保持贴合，避免燃气泄漏。

本实用新型通过采用锥形圆台结构的阀芯3配合锥形的阀腔孔，并通过弹簧5等弹性装置压紧阀芯3，阀芯与阀腔孔能够紧密配合，使得阀芯与阀腔孔之间的间隙可以忽略不计，

实际加工过程中，锥形圆台结构的阀芯3与配套的锥形阀腔孔先采用精车加工，如果加工精度仍达不到密封要求时，可将阀芯3与锥形阀腔孔研磨加工，实现其密封。

由于阀芯3与阀体2之间基本实现密封，原有设计中的间隙漏气就基本不存在了，调气阀的单向性得到了很好的保证，且阀芯的调节精度更高更可靠。

如图所示，所述阀芯3内开设有向燃气入口开口的配气孔61，所述分气杆1内开设有两组独立的燃气通道，所述阀芯3轴向上设置有两组分别与两组燃气通道对应的通气孔组，其中每组通气孔组包括至少一个沿阀芯3周向分布的通气孔。

作为优选的，图图2至图7所示，在本实施例中，两组通气孔组的部分通气孔对齐设置，两组通气孔组余下的通气孔在阀芯3不同的周向位置开设，使得转动阀芯3时，能够同时调节两组燃气通道的气量或单独调节其中一组燃气通道的气量。

本实用新型利用锥形阀芯3与阀体2之间的良好密封性能，在阀芯3设计中，在气阀芯3的轴向位置上、采用不同角度的开孔，配合两个相互密封的的燃气通道，实现以下效果：通过阀芯3旋转，实现两个通道同时调节燃气供应量，或者是关闭其中一个燃气通道，单独对另一个燃气通道进行燃气量调节，取代原有电磁阀作用，且调节精度更高。

在本实用新型中，所述通气孔为圆形孔或槽型孔，或圆形孔与槽型孔的组合，如图5、图7所示，图5、图7分别是两组通气孔组的通气孔周向展开时的分布示意图，如图所示，当阀芯3的转角为0°时，两组通气孔组的通气孔1a、2a导通，此时两组的燃气通道3a、4a燃气流量最大，火力也最大，继续转动阀芯3，在0°-80°之间，通气孔变小，槽型的通气孔1b、2b导通，此时两组的燃气通道3a、4a燃气流量逐渐变小，当阀芯3转动至100°时，小通气孔1c、2c导通，使得两组的燃气通道3a、4a均保持在一较低燃气流量状态，使火力维持在一最小状态，而当阀芯3转动至160°时，其中一组通气孔组完全关闭，即关闭其中一燃气通道3a，此时，通气孔2d导通，燃气通道4a开启至最大状态，当阀芯3转动至160°-240°之间时，通气孔变小，槽型的通气孔2e导通，此时燃气通道4a燃气流量逐渐变小，当转动至260°时，小通气孔2f导通，燃气通道4a保持在一较低燃气流量状态，使火力维持在一最小状态。从上述的过程可知，当阀芯3转角在0°-100°这个区间时，阀芯3可同时调整两组的燃气通道3a、4a的燃气流量，当阀芯3转角在160°-260°这个区间时，阀芯3封闭燃气通道3a，并能够单独的调整燃气通道4a的燃气流量，实现同时调整两个燃气通道燃3a、4a气供应量，或者是关闭其中一个燃气通道，单独对另一个燃气通道进行燃气量调节。

工作原理：燃气从燃气入口5a进入，经过阀体2后，从阀芯3的两组通气孔组进入分气杆1的两个燃气通道燃3a、4a，最后从分气杆1上端燃气喷嘴71喷出，进入燃烧器，实现燃烧；热水器自动控制系统，通过比对热水器出水温度与用户设定温度的差异，带动步进电机43旋转；步进电机43旋转，通过大齿轮41及小齿轮42，带动阀芯3转动，实现两个通道同时调节燃气供应量，或者是关闭其中一个燃气通道，单独对另一个燃气通道进行燃气量调节，最终使热水器出水温度达到用户设定温度，完成燃气热水器恒温过程。

以上对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，当然，本实用新型还可以采用与上述实施方式不同的形式，如弹性装置可采用扭簧等替代弹簧5，而阀芯转动驱动机构也可采用伺服电机等替代，故熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：包括分气杆（1）、阀体（2）、阀芯（3）及阀芯转动驱动机构，所述阀体（2）与分气杆（1）的燃气通道连通并设燃气入口，所述阀体（2）内开设有圆锥形孔结构的阀腔孔，所述阀芯（3）为一与阀腔孔对应的锥形圆台结构，所述阀体（2）还配置有能够将阀芯（3）压紧在阀腔孔内的弹性装置，以密封阀芯（3）与阀体（2）之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：所述阀芯转动驱动机构为一齿轮传动机构，其包括与阀芯（3）连接的大齿轮（41）、与大齿轮（41）啮合的小齿轮（42）及步进电机（43），所述步进电机（43）的输出轴与小齿轮（42）连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：所述弹性装置为一弹簧（5），所述锥形圆台结构的阀芯（3）底部设置有一连接轴（31），所述弹簧（5）套设在该连接轴（31）上，且该弹簧（5）一端顶压在阀芯（3）底部，其另一端顶压在阀体（2）内壁。

4.根据权利要求1所述的一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：所述阀芯（3）内开设有向燃气入口开口的配气孔（61），所述分气杆（1）内开设有两组独立的燃气通道，所述阀芯（3）轴向上设置有两组分别与两组燃气通道对应的通气孔组，其中每组通气孔组包括至少一个沿阀芯（3）周向分布的通气孔。

5.根据权利要求4所述的一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：两组通气孔组的部分通气孔对齐设置，两组通气孔组余下的通气孔在阀芯（3）不同的周向位置开设，使得转动阀芯（3）时，能够同时调节两组燃气通道的气量或单独调节其中一组燃气通道的气量。

6.根据权利要求4所述的一种新型恒温燃气热水器的自动调气机构，其特征在于：所述通气孔为圆形孔或槽型孔，或圆形孔与槽型孔的组合。