CN205331487U - 燃气旋塞阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气旋塞阀，包括阀体、阀芯、阀杆以及输出轴连接阀杆的步进电机，所述阀体内设有进气孔和出气孔；阀体内部设有配气腔，所述配气腔设置在进气孔的气路上，将进气孔分为内外两段，内段的进气孔与配气腔壁交汇形成配气口；配气腔的内部设有配气轮，配气轮的背面紧贴具有配气口的配气腔壁，所述配气轮上设有与配气口对应布置的配气孔；所述阀杆穿过配气轮，阀杆转动同时带动配气轮转动。本实用新型在进气孔的气路上设置配气腔，通过转动配气轮，使配气口与不同孔径的配气孔或同一配气孔的不同不问配合，调节进气孔的进气量，进而调节旋塞阀的出气量，得到更多档位的火力。

Description

燃气旋塞阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，尤其涉及一种燃气旋塞阀。

背景技术

现今的家用电器如热水器、燃气灶等均使用管道煤气或液化气作为燃料，管道煤气或液化气燃烧加热相对于电加热热效率更高，升温速率快，因此更受大众的欢迎。普通电器的加热温度调节比较简单，只需调整电器的工作功率即可，但是对于使用燃气的电器，则需要调节进气量，而进气量调节的主要部件就是燃气旋塞阀。

燃气旋塞阀一般包括阀体和阀芯，阀芯上设有出气口，而阀体内设有出气孔，阀芯转动过程中，出气口会对准出气孔，进而实现出气，出气口和出气孔的重叠面积不同，导致出气量的差异。随着家用电器智能化的发现，传统的手动燃气旋塞阀逐渐被电机驱动的燃气旋塞阀取代。

CN2795582U公开了一种步进电机驱动式燃气旋塞阀，它包括阀体、阀芯以及阀芯弹簧，在阀体上开有进气口和出气口，步进电机通过连接板与阀体连接，步进电机的输出轴通过传动销与阀芯连接，输出轴与阀芯处于同一中心线上，可在阀体内同步旋转，步进电机与单片机的驱动电路接口相接。

CN203614784U一种用于触摸式灶具的燃气旋塞阀，包括阀体、装于阀体上的步进电机、设于阀体内且相对阀体可转动的阀芯和设于阀芯头部用于压紧阀芯的压紧弹簧，所述的阀芯的头部与步进电机的输出轴连接，所述的阀芯具有中心孔且阀芯圆周面上设有与中心孔连通的大火孔和小火孔，在阀芯侧壁处的阀体上设有进气通道，该进气通道的出口端与阀芯侧壁紧贴。

CN201925516U公开了一种多档流量的旋塞阀，由阀体和可转动的安装在阀体里的阀芯组成，其特征是阀芯内设有接通气源的轴向孔，阀芯的圆周上设有若干个联通轴向孔的流量控制孔，在阀体上设有1个与流量控制孔对应的出气孔，其克服了现有旋塞阀燃气流量产生变化的旋转角度集中在非常小角度范围内的缺点，特别是在使用其它动力装置如微型电机来代替人工对旋塞阀进行流量调节时，很难实现在非常小的角度范围内实现多档流量控制的缺点，使使用者能非常方便的调节燃气灶的燃气流量大小，得到多档的火力。

实用新型内容

本实用新型提供了一种燃气旋塞阀，通过调节进气量得到更多档位的火力。

一种燃气旋塞阀，包括阀体、阀芯、阀杆以及输出轴连接阀杆的步进电机，所述阀体内设有进气孔和出气孔；阀体内部设有配气腔，所述配气腔设置在进气孔的气路上，将进气孔分为内外两段，内段的进气孔与配气腔壁交汇形成配气口；配气腔的内部设有配气轮，配气轮的背面紧贴具有配气口的配气腔壁，所述配气轮上设有与配气口对应布置的配气孔；所述阀杆穿过配气轮，阀杆转动同时带动配气轮转动。

本实用新型所述配气轮的背面是指配气轮紧贴配气腔壁的表面，相应的其反面为配气轮的正面。所述火力是指燃烧器燃烧的状态，它与旋塞阀的出气量是成正比关系，达到最大火力就是指旋塞阀出气量最大，所以本领域一般用火力来描述旋塞阀的出气量。

工作时，传统的燃气旋塞阀调节火力主要是通过调节出气孔内的气体流量，进气孔内的气体流量是始终不发生变化的。阀芯孔壁的进气口与阀芯上的调气槽对准的面积一般在最大火力阶段也是不变化的，这导致内、外环出气量从最大到最小渐变的过程很短，很难实现火力的无级调节。

本实用新型针对上述问题设置了配气腔和配气轮，增加对内段进气孔内气体流量的调节，进而实现更多档的火力调节。调节内段进气孔的进气量可以通过让配气口对准不同孔径的配气孔实现，也可以让配气口对准同一配气孔的不同部分实现，当然在只有一个配气孔的情况下，配气孔在不同部位的宽度应有所不同，而且是沿着配气轮的转动方向布置。

仅仅利用一个配气孔实现进气量的精确调节是比较困难的，主要原因在于配气孔的加工精度和步进电机的转动精度难以保证。优选的方式为，所述配气轮上设有至少两个沿配气轮周向排列的配气孔，也就是通过让配气口对准不同孔径的配气孔实现进气的精确调节。

上述方案存在如下的问题，为避免出现断气的情况，配气口的弧度较大，肯定大于相邻两个配气孔的间隙，这样就会导致配气轮转动过程中，配气口会同时对准两个以上的配气孔，就会出现火力的不稳定，为解决该问题，本实用新型的方案是：

所述配气轮上设有最大进气孔，所述配气孔分为两组，第一组配气孔的进气端封闭，最大进气孔和第一组的配气孔通过气道依次连通，气道的横截面积沿逆配气轮转动方向逐渐减小；第二组的配气孔各自独立，孔径逆配气轮转动方向逐渐减小。

第一组配气孔用于调节外环和内环的出气量，而第二组配气孔用于调节内环的出气量，当然第二组配气孔也可以通过另外一组的气道与最大进气孔连通，连通的方式也是依次连通，否则会导致气道数量过多，而无法进行加工。

每段气道本身的横截面积是均匀的，只是相邻的气道横截面积逐渐减小，配气孔的孔径远大于气道的横截面积，因此内段的进气量受气道横截面积的制约，这样就可以实现随着配气轮的转动，内段进气孔的气体流量越来越少，不会出现不稳定的现象。

气道可以设置在配气轮的内部，但加工非常困难，优选的方案是：所述配气轮正面设有依次连通最大进气孔和第一组各个配气孔的进气槽，所述配气轮的正面覆有盖片，盖片将第一组配气孔的进气端和进气槽封闭，构成所述的气道。在配气轮的表面开槽非常方便，而且可以通过调整进气槽的宽度或深度来调节进气槽的横截面积。

每个配气孔的出气端在配气轮的背面扩口形成配气槽，所述配气槽和配气口均是以配气轮转动轴线为圆心的扇环形，且边长相等，所有的配气槽形状和面积均相同，相邻配气槽的间距相等。因为配气孔的孔径会有差异，如果再加上间距也不相等，那么控制系统就很难设定具体转动多少角度才能达到需要的火力，通过设置配气槽，而且大小形状相同，间距也相等，可以非常方便计算配气轮需要转动的角度，不需要考虑配气孔的孔径和间距。

本实用新型中，所述配气轮上设有最大进气孔，所述配气孔分为两组，第一组配气孔的进气端封闭，最大进气孔和第一组的配气孔通过气道依次连通，第一组配气孔的数量为5个，所对应的配气槽横跨配气轮的转动弧度为120-130°，第二组配气孔的数量为3个，所对应的配气槽横跨配气轮的转动弧度为60-70°。所述横跨配气轮的转动弧度是指第一个配气槽和第二配气槽之间绕配气轮圆周的弧度。理论上配气孔的数量越多，能够调节的火力档位越多，但是加工难度也越高，横跨的转动弧度一般根据实际情况设定。

本实用新型中，配气口的弧度为配气槽弧度的三倍，相邻配气槽的间隙弧度大于配气槽的弧度，但小于两倍配气槽的弧度，可以保证配气轮转动过程中不断气，但配气口又不会同时对准三个配气孔。

阀杆穿过配气轮，可以与配气轮固定连接，但这种结构不便于装备，也无法保证配气轮与配气腔壁之间的气密性，更好的方案是，所述阀杆通过配气轮中心的非圆形孔与配气轮过渡配合，所述配气轮的正面与配气腔壁之间设有压簧，压簧顶着配气轮，使其背面紧贴着配气腔壁，非圆形孔可以是方孔、多边形孔等。

因为步进电机是比较精密的器件，但是阀体的装配相对来说不够精密，如果阀杆直接连接阀芯，在阀杆和阀芯转动不同心的情况下，会导致卡死，严重的情况会损坏步进电机，本实用新型的方案是：所述阀杆通过联动盘连接阀芯，联动盘与阀芯之间设有复位弹簧，通过设置联动盘和复位弹簧，即使阀杆和阀芯存在的偏心的情况，也可以实现联动。

所述阀体内设有与阀芯相配合的阀芯孔，内段的进气孔与阀芯孔壁交汇形成出气口，所述阀体上设有内环出气孔和外环出气孔，内环出气孔和外环出气孔与阀芯孔壁交汇分别形成内环进气口和外环进气口，所述阀芯上设有分别与内环进气口和外环进气口相对应的内环调气槽和外环调气槽，内环调气槽和外环调气槽上下连通，所述出气口与外环进气口处于阀芯的同一高度。

本实用新型在进气孔的气路上设置配气腔，通过转动配气轮，使配气口与不同孔径的配气孔或同一配气孔的不同不问配合，调节进气孔的进气量，进而调节旋塞阀的出气量，得到更多档位的火力。

附图说明

图1为本实用新型燃气旋塞阀的结构示意图。

图2为配气轮与配气腔壁的配合结构示意图。

图3为与配气轮相配合的配气腔壁的结构示意图。

图4为配气轮正面的结构示意图。

图5为配气轮背面的结构示意图。

图6为配气轮A-A剖面图。

图7为阀芯的结构示意图。

图8为阀芯的C-C剖面图。

图9为阀芯的B-B剖面图。

图10为阀芯在阀芯孔内的装配结构示意图。

图11为阀杆转动65°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图12为阀杆转动65°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图13为阀杆转动65°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

图14为阀杆转动108°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图15为阀杆转动108°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图16为阀杆转动108°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

图17为阀杆转动192°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图18为阀杆转动192°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图19为阀杆转动192°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

图20为阀杆转动220°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图21为阀杆转动220°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图22为阀杆转动220°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

图23为阀杆转动248°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图24为阀杆转动248°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图25为阀杆转动248°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

图26为阀杆转动304°配气轮与配气口之间的配合示意图。

图27为阀杆转动304°阀芯与内环出气孔的配合示意图。

图28为阀杆转动304°阀芯与外环出气孔、进气孔的配合示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种燃气旋塞阀，包括阀体1和阀芯2，阀体由4个部分装配组成，第一部分用于保护步进电机3，第二部分用于安装固定电磁阀4和步进电机3，第二部分和第三部分配合形成配气腔10，第四部分安装阀芯2，相邻两个部分之间均通过螺栓连接，并且之间设有密封圈。

步进电机3的输出轴通过联轴器5连接阀杆7，阀杆7上设有电位器6，电位器6用于检测阀杆7的转动角度和转动方向，阀杆7穿过配气腔10，一直延伸到阀芯2的底端，阀杆7和阀芯可以直接连接，但由于它们之间装配会有间隙，会导致两者无法同轴转动，由于阀杆7是由步进电机驱动的，无法感应到偏心，即使阀芯2卡住，也会一直工作，严重情况会损坏步进电机。

因此，在阀杆7的端部和阀芯2的底端之间设有联动盘11，联动盘11中心设有与阀杆配合的凹槽，靠近阀芯2的一端具有与阀芯2的底端相配合的凸块，联动盘11与阀芯的底端之间设有复位弹簧12。即使阀杆7、联动盘11和阀芯2之间存在装配间隙，由于联动盘和阀杆以及阀芯之间是活动连接，加上复位弹簧的配合，使得联动盘11可以朝任意方向倾斜，避免阀芯2转动偏心而影响旋塞阀正常工作。

如图1和图10所示，阀体1内设有安装阀芯2的阀芯孔，阀芯孔的口部具有封装的盖板23，阀芯2的顶端与盖板23之间设有缓冲弹簧21，阀芯顶端设有容纳所述缓冲弹簧21的盲孔。因为阀芯2工作时需要转动，缓冲弹簧21必然会随之转动，但是盖板23是不随着转动的，这导致弹簧21顶部会扭曲而无法复原。在阀芯2的顶端还设有封扣22，封扣22的两只脚插入阀芯顶部的限位槽27内，中心具有伸入缓冲弹簧21的凸起，盖板23压住封扣22，从而固定缓冲弹簧21。封扣22会随阀芯转动，由于封扣22和盖板23的接触面积小，摩擦力也小，不会影响阀芯的转动。

阀体的表面具有进气口、内环出气口和外环出气口，如图1所示，阀体1的内部设有进气孔13、内环出气孔28和外环出气孔29，电磁阀用于控制进气孔13的进气。配气腔10设置在进气孔13的气路上，也就是进气孔经过的位置，配气腔10将进气孔分为内外两段。

如图2和图3所示，内段进气孔16与配气腔10的内壁交汇形成配气口121，如图1所示，配气腔内设有配气轮8，配气轮8的背面是紧贴着具有配气口121的配气腔壁，并且配气轮8的正面和配气腔10的侧壁之间具有穿套在阀杆7上的压簧9。压簧9顶着配气轮，保证配气轮8背面与配气腔壁之间配合的气密性。另外，如图2和3所示，为保证整个配气腔10的气密性，第二部分和第三部分之间具有密封圈120。

如图4-6所示，配气轮8为圆盘状，中心具有长方形孔82，长方形孔82与阀杆7过渡配合，因此配气轮8可以随阀杆一起转动。配气轮8上设有最大进气孔80和两组配气孔，第一组的配气孔801、802、803、804、805的孔径都相同，但是最大进气孔80和各个配气孔通过气道81依次连通，相邻两个配气孔之间的气道的横截面积是均匀，但是相邻两个气道的横截面积逆配气轮转动方向是逐渐减小的。第二组的配气轮83、84、85孔径互不相同，沿逆配气轮转动方向孔径逐渐减小。所谓逆配气轮转动方向是与配气轮转动方向相反的方向。气道81可以设置配气轮的内部，但加工非常困难，因此需要在配气轮8的正面开槽，然后用盖片87覆盖在配气轮8上，封闭第一组配气孔的进气端和槽口，形成气道。

为了达到精确控制的目的，配气孔的出气端扩口在配气轮8的背面形成配气槽88，配气槽88和配气口121均是以配气轮的转动轴线为圆心的扇环形，并且边长都想等。配气口121的弧度是配气槽88弧度的三倍，相邻两个配气槽88的间隙的弧度大于单个配气槽88的弧度，但小于两倍配气槽的弧度，每两个配气槽88之间间隙弧度都相等。这样可以保证配气轮在转动过程中必然有一个配气孔与配气口121对准，不会断气。

如图4所示，本实施例中，第一组配气孔的数量为5个，第二组配气孔的数量为3个，第一组配气孔对应的配气槽横跨的配气轮转动弧度为120-130°，第二组配气孔对应的配气槽横跨的配气轮转动弧度为60-70°。当然第二组配气孔也采用如同第一组配气孔的进气方式，但因为第二组的配气孔数量少，而且相邻两个配气孔的孔径差距较大，因此必要性不是很大。

如图7-10所示，阀芯2的侧面设有内环调气槽24和外环调气槽25，分别与内环出气孔28和外环出气孔29相对应，内环出气孔28和外环出气孔29相对应与阀芯孔壁交汇分别形成内环进气口和外环进气口，内段进气孔16与阀芯孔壁交汇形成出气口，出气口与外环进气口处于同一个高度，内环调气槽24和外环调气槽25；另外在阀芯2上还设有与外环进气口对应的保火槽290。

在图3中，配气轮8处于转动角度为0°的位置，配气口未与任何的配气孔对准，此时不进气。如图11-13所示，配气轮8顺时针转动了65°，最大进气孔80与配气口121对准，内环出气孔28和外环出气孔都达到最大出气量，达到最大火力；如图14-16所示，配气口121与配气孔81对准，内段进气孔16的进气量减小，内环出气孔28和外环出气孔29的出气量均减小，达到中+火力；随着配气轮8随阀杆7继续顺时针转动，配气口121会依次对准配气孔802、803、804，因为气道的横截面会逐渐减小，因此，内段进气孔16的进气量也会逐渐减小，内环出气孔28和外环出气孔29的出气量逐渐减小，内、外环火力逐渐减小。

如图17-19所示，配气轮8转动了192°，配气口121与配气孔804对准。如图20-22所示，配气轮8转动220°，配气口121与配气孔805对准，外环进气孔29与阀芯上的保火槽290对准，内、外环均达到保火火力。

继续转动阀芯8，外环进气孔29就不再进气，如图23-25所示，配气轮8转动248°，配气口121与配气孔83对准，内环进气孔28又达到最大出气量，外环无火，内环达到最大火力；再转动阀芯8，配气口121会和配气孔84、85对准，由于孔径都比配气孔83的小，内段进气孔的进气量也会变小，内环出气孔28的出气量减小，内环火力减小。如图26-28所示，配气口121与配气孔85对准，内段进气孔16的进气量达到最小，内环为最小火力。

Claims (10)

1.一种燃气旋塞阀，包括阀体、阀芯、阀杆以及输出轴连接阀杆的步进电机，所述阀体内设有进气孔和出气孔；其特征在于，阀体内部设有配气腔，所述配气腔设置在进气孔的气路上，将进气孔分为内外两段，内段的进气孔与配气腔壁交汇形成配气口；配气腔的内部设有配气轮，所述配气轮上设有与配气口对应布置的配气孔，配气轮的背面紧贴具有配气口的配气腔壁；所述阀杆穿过配气轮，阀杆转动同时带动配气轮转动。

2.如权利要求1所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述配气轮上设有至少两个沿配气轮周向排列的配气孔。

3.如权利要求2所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述配气轮上设有最大进气孔，所述配气孔分为两组，第一组配气孔的进气端封闭，最大进气孔和第一组的配气孔通过气道依次连通，气道的横截面积沿逆配气轮转动方向逐渐减小；第二组的配气孔各自独立，孔径逆配气轮转动方向逐渐减小。

4.如权利要求3所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述配气轮正面设有依次连通最大进气孔和第一组各个配气孔的进气槽，所述配气轮的正面覆有盖片，盖片将第一组配气孔的进气端和进气槽封闭，构成所述的气道。

5.如权利要求1-4任一所述的燃气旋塞阀，其特征在于，每个配气孔的出气端在配气轮的背面扩口形成配气槽，所述配气槽和配气口均是以配气轮转动轴线为圆心的扇环形，且边长相等，所有的配气槽形状和面积均相同，相邻配气槽的间距相等。

6.如权利要求5所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述配气轮上设有最大进气孔，所述配气孔分为两组，第一组配气孔的进气端封闭，最大进气孔和第一组的配气孔通过气道依次连通，第一组配气孔的数量为5个，所对应的配气槽横跨配气轮的转动弧度为120-130°，第二组配气孔的数量为3个，所对应的配气槽横跨配气轮的转动弧度为60-70°。

7.如权利要求5所述的燃气旋塞阀，其特征在于，配气口的弧度为配气槽弧度的三倍，相邻配气槽的间隙弧度大于配气槽的弧度，但小于两倍配气槽的弧度。

8.如权利要求1所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述阀杆通过配气轮中心的非圆形孔与配气轮过渡配合，所述配气轮的正面与配气腔壁之间设有压簧。

9.如权利要求1所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述阀杆通过联动盘连接阀芯，联动盘与阀芯之间设有复位弹簧。

10.如权利要求1所述的燃气旋塞阀，其特征在于，所述阀体内设有与阀芯相配合的阀芯孔，内段的进气孔与阀芯孔壁交汇形成出气口，所述阀体上设有内环出气孔和外环出气孔，内环出气孔和外环出气孔与阀芯孔壁交汇分别形成内环进气口和外环进气口，所述阀芯上设有分别与内环进气口和外环进气口相对应的内环调气槽和外环调气槽，内环调气槽和外环调气槽上下连通，所述出气口与外环进气口处于阀芯的同一高度。