CN206875716U - 步进比例三通阀及热泵热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步进比例三通阀及热泵热水器，该步进比例三通阀包括步进电机、传动机构、阀体及位于所述阀体内的阀芯组件，所述阀体设有入水口、第一出水口及第二出水口，所述入水口用于与热泵系统的出水口连通，所述第一出水口用于与水箱的进水口连通，所述第二出水口用于与旁路管连通，所述旁路管与所述热泵系统的进水口连通，所述阀体还设有安装孔，所述传动机构一端位于所述阀体的外侧并与所述步进电机连接，另一端穿过所述安装孔并与所述阀芯组件连接，所述步进电机可驱动所述阀芯组件上下移动用以调节该步进比例三通阀的开度。本实用新型可以达到自动调节阀门开度的效果，阀门调节精准可靠，可保持水温恒定。

Description

步进比例三通阀及热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及热泵加热技术领域，尤其是涉及一种步进比例三通阀及热泵热水器。

背景技术

现有的热泵式热泵热水器为了保持水温的稳定，通常都会采用比例调节阀来调节水流量，从而达到保持水温稳定的效果，但是现行通用的比例调节阀通常存在以下问题:1.部分比例调节阀为旋钮式比例调节阀，这种旋钮式比例调节阀调节水流量完全依靠人工完成，不仅费时费力，而且调节会不精确，反而影响了水温稳定；2.为了改善旋钮式比例调节阀的不足，目前很多厂家开始选用电动式比例调节阀，但是有些电动式比例调节阀只能简单的开或关，或有些电动式比例调节阀需要依靠机械拉杆来调节阀的开度，这些实施方式都很容易造成调节精度不高的问题，而且也会影响阀的使用寿命。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种步进比例三通阀及热泵热水器，该步进比例三通阀可以达到自动调节阀门开度的效果，阀门调节精准可靠，可保持水温恒定，同时其可以根据实际需要来调节阀门的开度大小，实现更精准的开度调节，而且也避免了采用机械拉杆来调节所带来的阀门使用寿命短的问题。

其技术方案如下：

一种步进比例三通阀，包括步进电机、传动机构、阀体及位于所述阀体内的阀芯组件，所述阀体设有入水口、第一出水口及第二出水口，所述入水口用于与热泵系统的出水口连通，所述第一出水口用于与水箱的进水口连通，所述第二出水口用于与旁路管连通，所述旁路管与所述热泵系统的进水口连通，所述阀体还设有安装孔，所述传动机构一端位于所述阀体的外侧并与所述步进电机连接，另一端穿过所述安装孔并与所述阀芯组件连接，所述步进电机可驱动所述阀芯组件上下移动用以调节该步进比例三通阀的开度。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括与所述步进电机驱动连接的转动件，所述转动件设有内螺纹，所述阀芯组件包括阀杆和设于所述阀杆底端的阀瓣，所述阀杆设有与所述转动件配合的外螺纹，所述阀瓣可在所述传动机构的驱动下上下移动用以调节该步进比例三通阀的开度。

在其中一个实施例中，所述传动机构还包括联轴器，所述步进电机的输出轴通过所述联轴器与所述转动件连接。

在其中一个实施例中，所述转动件包括位于所述阀体外侧的手柄和位于所述阀体内侧的转动芯，所述联轴器与所述手柄连接，所述转动芯设有所述内螺纹。

在其中一个实施例中，还包括设于所述阀体内的第一阀座和第二阀座，所述阀体内设有垂直连通的第一流水通道和第二流水通道，所述第一流水通道的两端分别设有所述入水口和所述第一出水口，所述第二流水通道的末端设有所述第二出水口，所述第一阀座设于所述第一流水通道内并用以将所述第一流水通道阻隔，所述第二阀座设于所述第二流水通道内并用以将所述第二流水通道阻隔，所述第一阀座开设有第一开口，所述第二阀座开设有与所述第一开口上下相对设置的第二开口，所述阀瓣位于所述第一开口和所述第二开口之间，当所述阀瓣向上移动将所述第一开口封堵时，所述第一流水通道关闭，仅所述第二流水通道打开，当所述阀瓣向下移动将所述第二开口封堵时，所述第二流水通道关闭，仅所述第一流水通道打开。

在其中一个实施例中，还包括电机外壳，所述步进电机位于所述电机外壳内，所述电机外壳与所述阀体连接。

本技术方案还提供了一种热泵热水器，包括热泵系统、供水管、回水管、旁路管、水箱以及上述的步进比例三通阀，所述热泵系统、所述供水管、所述水箱以及所述回水管依次连通形成水质的循环回路，所述旁路管跨接在所述供水管与所述回水管之间，所述步进比例三通阀设于所述旁路管与所述供水管的交接处，所述入水口与所述热泵系统的出水口连通，所述第一出水口与所述水箱连通，所述第二出水口与所述旁路管连通。

在其中一个实施例中，还包括温度探头，所述温度探头设于所述供水管上，且所述温度探头位于所述入水口与所述热泵系统之间。

在其中一个实施例中，还包括循环水泵，所述循环水泵设于所述供水管上，且所述循环水泵位于所述入水口与所述热泵系统之间。

在其中一个实施例中，还包括预存有目标温度参数的控制器，所述温度探头以及所述步进电机均与所述控制器电性连接。

下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：

本实用新型所述的步进比例三通阀，用在热泵系统和水箱之间。其在阀体的基础上增设步进电机，步进电机可接受热泵热水器的控制信号后转化为脉冲信号，从而通过脉冲信号来控制阀芯组件的周期式移动，进而可达到自动调节阀门开度的效果。具体地，可根据热泵系统的实时出水温度与目标出水温度进行比对后判断是否需要调节阀门的开度，如果需要调节，热泵热水器的控制器则控制步进比例三通阀开始动作，此时步进电机将接收到的控制信号转化为脉冲信号，然后通过脉冲信号来自动调节阀门的开度，从而达到调节旁路管的水流量的效果，从而实现水温稳定。如当实际出水温度小于目标出水温度，可开大步进比例三通阀，增大旁路管的水流量，使得更多的水回流至热泵系统中加热通；当实际出水温度大于目标出水温度，则可关小步进比例三通阀，减少旁路管的水流量即可。本实用新型有效地解决了传统通过人工调节开度的费时费力和控制不精准等问题，同时由于通过脉冲信号来自动调节阀门的开度，阀门的开度就不仅仅是开和关两种状态，其可以根据实际需要来调节阀门的开度大小，实现更精准的开度调节，而且也避免了采用机械拉杆来调节所带来的阀门使用寿命短的问题。

本实用新型通过传动机构来将步进电机的转动转化为阀芯组件的上下移动。具体地，通过传动机构里的转动件与阀芯组件里的阀杆之间螺纹配合，从而使得步进电机在带动转动件转动的过程中可驱动阀芯组件沿轴线上下移动，进而达到调节阀门开度的效果。本实用新型结构简单，设计合理有效，制作成本较低。

本实用新型通过联轴器来连接步进电机的输出轴和转动件，一方面，联轴器可以连接步进电机的输出轴与转动件，从而带动转动连接转动，另一方面联轴器可以达到缓冲、减振和提高轴系动态性能的效果。

本实用新型还包括电机外壳，电机外壳将步进电机包裹，可以达到防水和防尘的功效，延长步进比例三通阀的使用寿命。

本实用新型还提供一种热泵热水器，该热泵热水器采用上述的步进比例三通阀，可以达到自动调节阀门开度、阀门调节精准可靠、可保持水温恒定的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的热泵热水器的系统示意图；

图2为本实用新型实施例所述的步进比例三通阀的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的步进比例三通阀的剖视图；

图4为本实用新型实施例所述的第一阀座、第二阀座与阀芯组件之间的装配关系示意图。

附图标记说明：

100、步进比例三通阀，110、阀体，111、第一流水通道，1111、入水口， 1112、第一出水口，112、第二流水通道，1121、第二出水口，113、定位凸起，1131、安装孔，120、阀芯组件，121、阀杆，122、阀瓣，130、第一阀座，131、第一竖直板，132、第二竖直板，133、水平板，1331、第一开口，140、第二阀座，141、横挡板，1411、第二开口，150、传动机构，151、联轴器，152、转动件，1521、手柄，1522、转动芯，160、步进电机，170、电机外壳，200、热泵系统，300、水箱，400、旁路管，500、供水管，600、回水管，700、循环水泵，800、温度探头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件时，它可以直接固定在另一个元件上或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元件。此外，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

如图1所示，本实用新型所述的热泵热水器，包括热泵系统200、供水管 500、回水管600、旁路管400、水箱300以及步进比例三通阀100。所述热泵系统200、所述供水管500、所述水箱300以及所述回水管600依次连接形成水质的循环回路。所述旁路管400跨接在所述供水管500与所述回水管600之间。所述步进比例三通阀100设于所述旁路管400与所述供水管500的交接处。请结合图2，所述步进比例三通阀100设有入水口1111、第一出水口1112和第二出水口1121。入水口1111与所述热泵系统200的出水口连通，第一出水口1112 与所述水箱300的进水口连通，第二出水口1121与所述旁路管400连通。

其中，请参阅图3，该步进比例三通阀100包括步进电机160、传动机构150、阀体110及位于所述阀体110内的阀芯组件120。所述阀体110设有所述入水口 1111、所述第一出水口1112及所述第二出水口1121。所述阀体110还设有安装孔1131，所述传动机构150一端位于所述阀体110的外侧用于步进电机160连接，另一端穿过所述安装孔1131并进入所述阀体110内用于与所述阀芯组件120 连接。所述步进电机160可通过所述传动机构来驱动所述阀芯组件120上下移动用以调节该步进比例三通阀100的开度。

本实用新型在阀体110的基础上增设步进电机160，步进电机160可接受热泵热水器的控制信号后转化为脉冲信号，从而通过脉冲信号来控制阀芯组件120 的周期式移动，进而可达到自动调节阀门开度的效果。具体地，可根据热泵系统200的实时出水温度与目标出水温度进行比对后判断是否需要调节阀门的开度，如果需要调节，热泵热水器的控制器则控制步进比例三通阀100开始动作，此时步进电机160将接收到的控制信号转化为脉冲信号，然后通过脉冲信号来自动调节阀门的开度，从而达到调节旁路管400的水流量的效果，从而实现水温恒定。如当实际出水温度小于目标出水温度，可开大步进比例三通阀100，增大旁路管400的水流量，使得更多的水回流至热泵系统200中加热；当实际出水温度大于目标出水温度，则可关小步进比例三通阀100，减少旁路管400的水流量即可。本实用新型有效地解决了传统通过人工调节开度的费时费力和控制不精准等问题，同时由于通过脉冲信号来自动调节阀门的开度，阀门的开度就不仅仅是开和关两种状态，其可以根据实际需要来调节阀门的开度大小，实现更精准的开度调节，而且也避免了采用机械拉杆来调节所带来的阀门使用寿命短的问题。

具体地，所述传动机构150包括联轴器151和转动件152，步进电机160通过联轴器151与转动件152连接。所述转动件152包括位于所述阀体110外侧的手柄1521和位于所述阀体110内侧的转动芯1522。所述联轴器151与所述手柄1521连接，所述转动芯1522设有内螺纹。所述阀芯组件120包括阀杆121 (可为传动螺栓)和设于所述阀杆121底端的阀瓣122(塑胶)。所述阀杆121 设有与所述转动芯1522配合的外螺纹，所述阀瓣122可上下移动用以调节该步进比例三通阀100的开度。通过传动机构150里的转动件152与阀芯组件120 里的阀杆121之间螺纹配合，从而使得步进电机160在带动转动件152转动的过程中可驱动阀芯组件120沿轴线上下移动，进而达到调节阀门开度的效果。本实用新型结构简单，设计合理有效，制作成本较低。

在本实施例中，请结合图3和图4，所述阀体110内的具体结构如下：包括第一阀座130和第二阀座140。所述阀体110内设有连通且垂直的第一流水通道 111和第二流水通道112。所述第一流水通道111的两端分别设有所述入水口 1111和所述第一出水口1112；所述第二流水通道112的末端设有所述第二出水口1121。所述第一阀座130设于所述第一流水通道111内用以将所述第一流水通道111阻隔；所述第二阀座140设于所述第二流水通道112内用以将所述第二流水通道112阻隔。所述第一阀座130开设有第一开口1331，所述第二阀座140开设有与所述第一开口1331上下相对设置的第二开口1411，所述阀瓣122 位于所述第一开口1331和所述第二开口1411之间。

当所述阀瓣122向上移动将所述第一开口1331封堵时，所述第一流水通道111关闭，仅所述第二流水通道112打开；当所述阀瓣122向下移动将所述第二开口1411封堵时，所述第二流水通道112关闭，仅所述第一流水通道111打开；当阀瓣122位于第一开口1331和第二开口1411之间时，第一流水通道111和第二流水通道112均打开导通。在阀瓣122向下靠近第二开口1411的过程中，第一流水通道111的水流量增多，第二流水通道112的水流量则逐渐减小，此时，经过旁路管400回流进入热泵系统200的水流量逐渐减少，步进比例调节阀的开度处于逐渐减小的趋势；相反地，在阀瓣122向上逐渐靠近第一开口1331 的过程中，第一流水通道111的水流量逐渐减小，第二流水通道112的水流量则逐渐增大，此时经过旁路管400回流进入热泵系统200的水流量增多，此时步进比例调节阀的开度处于逐渐开大的趋势。

需要说明的是，所述第一阀座130为一弯折件，其包括依次折角连接的第一竖直板131、水平板133和第二竖直板132，所述第二竖直板132位于所述第一竖直板131的下方，所述第一竖直板131和所述第二竖直板132固定在第一流水通道111的内壁上，其均垂直于第一流水管道111的轴线设置；所述水平板133则平行于第一流水管道111的轴线设置，其与所述第二阀座140相对设置且开设有所述第一开口1331。所述第二阀座140则为与所述第二流水通道112 形状相匹配的圆形横挡板141，横挡板141上开设有所述第二开口1411。

此外，请参阅图3，本实施例所述步进比例三通阀100还包括电机外壳170，所述步进电机160、所述联轴器151以及所述手柄1521均位于所述电机外壳170 内，所述电机外壳170则与所述阀体110连接。具体的，阀体110上设有定位凸起113，电机外壳170插设于所述定位凸起113上。电机外壳170可以将步进电机160等包裹，可以达到防水和防尘的功效，延长步进比例三通阀100的使用寿命。

在本实施中，请参阅图1，在所述热泵热水器的系统中，还包括循环水泵 700、温度探头800以及控制器(附图未示出)。所述循环水泵70 0和所述温度探头800均设于所述供水管500上，且其均位于所述步进比例三通阀100的入水口1111与所述热泵系统200之间。温度探头800用以实时测量实际出水温度，循环水泵700用以为水质循环提供驱动力。所述的控制器中预存有目标温度参数的控制器，所述温度探头800以及所述步进电机160均与所述控制器电性连接。温度探头800测量实际出水温度后，将实际出水温度信息值发送至控制器，控制器根据目标温度参数来给步进电机160发出相应的指令，从而控制阀门开度自动调节。本实用新型可达到自动控制阀门开度大小、阀门调节精准可靠、可保持水温恒定的技术效果。

以上所述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个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。

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

Claims (10)

1.一种步进比例三通阀，其特征在于，包括步进电机、传动机构、阀体及位于所述阀体内的阀芯组件，所述阀体设有入水口、第一出水口及第二出水口，所述入水口用于与热泵系统的出水口连通，所述第一出水口用于与水箱的进水口连通，所述第二出水口用于与旁路管连通，所述旁路管与所述热泵系统的进水口连通，所述阀体还设有安装孔，所述传动机构一端位于所述阀体的外侧并与所述步进电机连接，另一端穿过所述安装孔并与所述阀芯组件连接，所述步进电机可驱动所述阀芯组件上下移动用以调节该步进比例三通阀的开度。

2.根据权利要求1所述的步进比例三通阀，其特征在于，所述传动机构包括与所述步进电机驱动连接的转动件，所述转动件设有内螺纹，所述阀芯组件包括阀杆和设于所述阀杆底端的阀瓣，所述阀杆设有与所述转动件配合的外螺纹，所述阀瓣可在所述传动机构的驱动下上下移动用以调节该步进比例三通阀的开度。

3.根据权利要求2所述的步进比例三通阀，其特征在于，所述传动机构还包括联轴器，所述步进电机的输出轴通过所述联轴器与所述转动件连接。

4.根据权利要求3所述的步进比例三通阀，其特征在于，所述转动件包括位于所述阀体外侧的手柄和位于所述阀体内侧的转动芯，所述联轴器与所述手柄连接，所述转动芯设有所述内螺纹。

5.根据权利要求2所述的步进比例三通阀，其特征在于，还包括设于所述阀体内的第一阀座和第二阀座，所述阀体内设有垂直连通的第一流水通道和第二流水通道，所述第一流水通道的两端分别设有所述入水口和所述第一出水口，所述第二流水通道的末端设有所述第二出水口，所述第一阀座设于所述第一流水通道内并用以将所述第一流水通道阻隔，所述第二阀座设于所述第二流水通道内并用以将所述第二流水通道阻隔，所述第一阀座开设有第一开口，所述第二阀座开设有与所述第一开口上下相对设置的第二开口，所述阀瓣位于所述第一开口和所述第二开口之间，当所述阀瓣向上移动将所述第一开口封堵时，所述第一流水通道关闭，仅所述第二流水通道打开，当所述阀瓣向下移动将所述第二开口封堵时，所述第二流水通道关闭，仅所述第一流水通道打开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的步进比例三通阀，其特征在于，还包括电机外壳，所述步进电机位于所述电机外壳内，所述电机外壳与所述阀体连接。

7.一种热泵热水器，其特征在于，包括热泵系统、供水管、回水管、旁路管、水箱以及如权利要求1至6中任一项所述的步进比例三通阀，所述热泵系统、所述供水管、所述水箱以及所述回水管依次连通形成水质的循环回路，所述旁路管跨接在所述供水管与所述回水管之间，所述步进比例三通阀设于所述旁路管与所述供水管的交接处，所述入水口与所述热泵系统的出水口连通，所述第一出水口与所述水箱连通，所述第二出水口与所述旁路管连通。

8.根据权利要求7所述的热泵热水器，其特征在于，还包括温度探头，所述温度探头设于所述供水管上，且所述温度探头位于所述入水口与所述热泵系统之间。

9.根据权利要求7所述的热泵热水器，其特征在于，还包括循环水泵，所述循环水泵设于所述供水管上，且所述循环水泵位于所述入水口与所述热泵系统之间。

10.根据权利要求8或9所述的热泵热水器，其特征在于，还包括预存有目标温度参数的控制器，所述温度探头以及所述步进电机均与所述控制器电性连接。