CN207880141U - 一种比例稳压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种比例稳压阀，包括：阀体，其内部设有与进气口相连通的进气腔、与出气口相连通的出气腔以及阀腔；阀杆，能移动地设置在所述阀腔内；阀塞，连接所述阀杆的第一端，通过所述阀塞的移动来通断所述阀腔和所述出气腔；第一弹性组件，驱动连接所述阀杆的第二端；其特征在于还包括：驱动装置，驱动连接所述阀杆的第二端，用于驱动所述阀杆移动；第二弹性组件，驱动连接所述阀塞，用于提供所述阀塞复位的驱动力；回流通道，设置在所述阀体的壁上，所述回流通道的入口连通所述和出气腔；回流腔，设置在所述阀体内，至少部分所述阀塞容置在所述回流腔内，并且所述阀塞能相对于所述回流腔移动；所述回流通道的出口连通所述回流腔。

Description

一种比例稳压阀

技术领域

本实用新型涉及一种比例稳压阀。

背景技术

目前，为了燃气热水器的使用安全，在燃气热水器上一般都会装上稳压阀，稳压管装在燃气管道和燃气热水器燃气进口之间，用以降低和稳定进入燃气热水器的燃气压力，但是现在使用的很多燃气稳压阀，稳压性能不佳，压力波动较大，燃气热水器的火力大小不易掌控，而且存在漏气的风险。

CN205978678U公开了《一种双截止燃气稳压阀》，包括阀体，阀体具有纵向设置的进气段和横向设置的出气段，进气段端部一体成型有进气接头，进气接头外壁上设有连接螺纹，进气接头上端设有连接板，出气段端部一体成型有出气接头，出气接头出口端外壁上设有连接耳，进气段内设有进气腔，出气段内从与进气段连接端到另一端依次设有过渡腔、稳压腔、出气腔，阀体上安装有用于通断进气腔和过渡腔的前级截止阀组件，出气段端部安装有用于通断出气腔和出气接头的后级截止阀组件，稳压腔内设有隔离环，隔离环将稳压腔分隔成稳压外腔和稳压内腔，稳压外腔和出气腔连通，稳压内腔和过渡腔连通，稳压腔内连接有稳压阀组件，稳压阀组件包括稳压皮膜、阀芯、阀瓣、稳压弹簧，盖板，阀芯一端连接在稳压皮膜上，阀瓣连接在阀芯另一端，稳压皮膜外边缘紧密连接在分隔环底端边缘，阀瓣贴合在分隔环开口端外边缘，盖板连接在阀体上，盖板上可调节连接有弹簧座，稳压弹簧安装在弹簧座和稳压皮膜之间。

该稳压阀将反馈设置在燃气入口位置，通过弹簧的弹力来适配燃气入口压力的波动，无法得知出口腔的实时出口压力，出口压力的控制精度低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种出口压力反馈式的比例稳压阀，从而更精确地控制出口压力。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该比例稳压阀，包括：

阀体，其内部设有与阀体上的进气口相连通的进气腔、与阀体上的出气口相连通的出气腔以及设置在所述进气腔和所述出气腔之间的阀腔；

阀杆，能移动地设置在所述阀腔内；

阀塞，连接所述阀杆的第一端，通过所述阀塞的移动来通断所述阀腔和所述出气腔；

第一弹性组件，驱动连接所述阀杆的第二端；

其特征在于还包括：

驱动装置，驱动连接所述阀杆的第二端，用于驱动所述阀杆移动；

第二弹性组件，驱动连接所述阀塞，用于提供所述阀塞复位的驱动力；

回流通道，设置在所述阀体的壁上，所述回流通道的入口连通所述出气腔；

回流腔，设置在所述阀体内，至少部分所述阀塞容置在所述回流腔内，并且所述阀塞能相对于所述回流腔移动；所述回流通道的出口连通所述回流腔。

较好的，可以在所述阀塞上设有凹槽，所述第二弹性组件容置在所述凹槽内，所述凹槽的入口连通所述回流腔，进而连通所述回流通道。凹槽一方面提供了弹性组件的容置腔，同时还降低了阀塞的重量，进一步提高了阀塞移动的灵敏性。

优选，所述凹槽31为倒“U”型结构，方便推动阀塞。

较好的，所述第二弹性组件可以包括设置在阀体的内壁上的弹簧座和弹簧；

所述弹簧套设在所述弹簧座上，弹簧的两端分别抵触在所述弹簧座的底面上和所述凹槽的底面上；

所述阀杆的第一端驱动连接所述凹槽的底壁。

进一步地，所述阀塞可以设置在所述阀腔的第一端口和所述出气腔的入口位置；

所述第一弹性组件为柔性阀瓣，所述柔性阀瓣密封连接所述阀腔的第二端口，所述柔性阀瓣连接所述阀杆。柔性阀瓣的使用进一步保证了阀的气密性，杜绝燃气的外漏。

所述阀腔的第一端口的端面面积与阀腔的第二端口的端口面积相等。

上述各方案中是的驱动装置结构可以有多种，较好的，所述驱动装置可以包括壳体和设置在所述壳体内且能相对于所述壳体移动的线圈，所述线圈驱动连接所述阀杆的第二端；

所述壳体采用磁性材料制备；所述线圈通电时所产生的磁性与所述壳体的磁性相斥。

还可以在所述壳体内设有用于容置所述线圈的容置腔，所述壳体上设有连通所述容置腔的排气孔，以方便排气，从而提高阀杆的运动灵敏度。

与现有技术相比，本实用新型所提供的比例稳压阀，在燃气出口处设置压力反馈，使用真实的出口压力进行闭环反馈，对出口压力控制更精确，稳压性能得到了显著改善，稳压效果更佳。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体示意图；

图2为图1的纵向剖视图；

图3是在图2的基础上标注了气流方向。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图3所示，该比例稳压阀包括：

阀体1，其内部设有与阀体1上的进气口11相连通的进气腔12、与阀体1上的出气口13相连通的出气腔14以及位于进气腔12和出气腔14之间的阀腔15。

阀体1内还设有回流通道16和用于容置阀塞3的回流腔17，回流通道16连通出气腔14和回流腔17。

本实施例中的进气口11和出气口13设置在阀腔15的相对的侧壁上。

阀杆2，能移动地设置在阀腔15内。

阀塞3，连接所述阀杆2的第一端，通过所述阀塞3的移动来通断所述阀腔15和所述出气腔14。

本实施例中，阀塞3设置在阀腔15的第一端口151和出气腔14的入口位置；阀塞 3的上端面可挡住或打开阀腔15的第一端口151，阀塞的侧壁可挡住或打开出气腔14 的入口。

阀塞3容置在回流腔17内并能相对于回流腔17往复移动。

阀塞3上设有倒“U”型凹槽31，凹槽31的入口朝下对向阀体的内壁，并连通回流腔17，进而连通回流通道16。

驱动装置4，对应于阀腔15的第二端口152连接在阀体1上，包括壳体41和设置在壳体41内且能相对于壳体41移动的线圈42，线圈42驱动连接所述阀杆2的第二端。

壳体41采用磁性材料制备；线圈42通电时所产生的磁性与壳体41的磁性相斥。

本实施例在壳体41内设有用于容置线圈42的容置腔43，壳体41上设有连通容置腔43的排气孔44，用于在阀杆2复位时排出容置腔内的气，从而使阀杆的动作更灵敏。

本实施例在壳体的顶部设有与线圈42电连接的电插头45，用于连接外界电源。

第一弹性组件5，为柔性阀瓣，柔性阀瓣的外周缘设置在壳体41和阀体1相对接的端面之间，这部分阀瓣既起到密封壳体和阀体的作用，同时，壳体和阀体密封连接所述阀腔15的第二端口152，所述柔性阀瓣连接阀杆2的第二端部。

本实施例中阀杆穿过阀瓣的中部，阀杆2上设有连接座21，螺母22拧在阀杆2上，阀瓣中心孔的周缘被挤压在螺母22和连接座21之间，从而密封阀腔15的第二端口152，同时驱动连接阀杆2的第二端部。

第二弹性组件6，用于提供阀塞3复位的驱动力；包括对应于阀塞3设置在阀体1 的内壁上的弹簧座61和弹簧62；所述弹簧62套设在所述弹簧座61上并容置在所述凹槽31内，弹簧62的两端分别抵触在所述弹簧座61的底面上和所述凹槽31的底面上；

所述阀杆2的第一端驱动连接所述凹槽31的底壁。

本实施例中，所述阀腔的第一端口151的端面面积与阀腔的第二端口152的端口面积相等。

该比例稳压阀的工作原理描述如下：

工作时，燃气从进气口经由进气腔进入到阀腔内；线圈得电产生与壳体相斥的磁性，线圈驱动阀杆下移，阀杆驱动阀塞下移，弹簧被挤压；阀塞下移打开阀腔的第一端口，同时打开出气腔的入口，使阀腔和出气腔连通，燃气进入出气腔经由出气口排出；阀塞下移的距离即出气腔入口的开度由施加到线圈上的电流控制。

当燃气压力波动时，经由阀腔进入出气腔的压力增大，这部分流量经由回流通道进入到回流腔内，进而进入到阀塞的凹槽内，向上挤压凹槽，同时在弹簧弹力的辅助作用下，活塞上移，减小出气腔入口的开度，从而达到出气压力的恒定。

具体为：

当燃气入口压力P1稳定时，由于阀腔第一端口和第二端口的端面面积相等，因此作用到阀塞上表面的压力有效作用面积A2与作用到阀瓣上的有效作用面积A1一样，即A1＝A2，此时进口压力对阀塞的作用力在这两个表面上被相互抵消了。

当进入进气腔内的燃气压力有波动、增大时，出气腔内的出口压力P2通过压力反馈孔即回流通道被引到阀塞的凹槽内，对阀塞形成向上的作用力，此作用力的趋势是使阀口即出气腔的入口关闭。此时作用在阀芯上的力有：

P1×A1＝P1×A2

P1×A1+k×x1+P2×A3＝P1×A2+f×I

最后得：

P2＝(f×I-k×x1)/A3

式中：k-弹簧弹性系数；x1-弹簧变形量；f-电磁力系数；I-电流。

由P2表达公式可知，电流与出口压力成正比，两者之间是一一对应的。燃气出口压力与通入线圈的电流成正比。

控制电流不变，燃气进口压力变大时，首先出口压力也随着增加。导致阀塞上的力变得不平衡，阀塞向上移动，使阀口变小，进而使出口压力减小。当阀芯上的力再次达到平衡状态时：

P1×A1+k×x2+P2×A3＝P1×A2+f×I

最后得：P2'＝(f×I-k×x2)/A3

比较变化前后的出口压力变化有：

P2'＝(f×I-k×x2)/A3

比较变化前后的出口压力变化有：

△P＝P2-P2'＝k×(x1-x2)/A3

这种情况下弹簧的位移比较小，且所用弹簧的弹性系数也较小，因此此时可以忽略弹簧力的变化，由△P表达式可知忽略弹簧力变化后，由P1变化导致P2变化的量接近于零，即出口压力将再次回归到原来的压力。反之，当进口压力减小时，上述结论也成立。因此阀的出口稳态压力不随阀进口压力的改变而改变。只有比例阀电流的改变才能改变阀的出口压力。所以此比例稳压阀在电流一定的情况下，具有将出口压力稳定在对应进口压力的功能。并且它使用的是目标值(即二次压P2)进行闭环反馈的，在稳压性能方面比现有燃气比例阀更加的稳定、可靠。

需要关闭阀门时断开线圈的电流，线圈失去磁性，阀塞在底部复位弹簧的作用下上移，切断阀腔与出气腔之间的连通；从而关闭阀门。

Claims (8)

1.一种比例稳压阀，包括：

阀体(1)，其内部设有与阀体(1)上的进气口(11)相连通的进气腔(12)、与阀体(1)上的出气口(13)相连通的出气腔(14)以及设置在所述进气腔(12)和所述出气腔(14)之间的阀腔(15)；

阀杆(2)，能移动地设置在所述阀腔(15)内；

阀塞(3)，连接所述阀杆(2)的第一端，通过所述阀塞(3)的移动来通断所述阀腔(15)和所述出气腔(14)；

第一弹性组件(5)，驱动连接所述阀杆(2)的第二端；

其特征在于还包括：

驱动装置(4)，驱动连接所述阀杆(2)的第二端，用于驱动所述阀杆(2)移动；

第二弹性组件(6)，驱动连接所述阀塞(3)，用于提供所述阀塞(3)复位的驱动力；

回流通道(16)，设置在所述阀体(1)的壁上，所述回流通道(16)的入口连通所述和出气腔(14)；

回流腔(17)，设置在所述阀体(1)内，至少部分所述阀塞(3)容置在所述回流腔(17)内，并且所述阀塞(3)能相对于所述回流腔(17)移动；所述回流通道(16)的出口连通所述回流腔(17)。

2.根据权利要求1所述的比例稳压阀，其特征在于：所述阀塞(3)上设有凹槽(31)，所述第二弹性组件(6)容置在所述凹槽(31)内，所述凹槽(31)的入口连通所述回流腔(17)，进而连通所述回流通道(16)。

3.根据权利要求2所述的比例稳压阀，其特征在于所述凹槽(31)为倒“U”型结构。

4.根据权利要求2所述的比例稳压阀，其特征在于：所述第二弹性组件(6)包括设置在阀体(1)的内壁上的弹簧座(61)和弹簧(62)；

所述弹簧(62)套设在所述弹簧座(61)上，弹簧(62)的两端分别抵触在所述弹簧座(61)的底面上和所述凹槽(31)的底面上；

所述阀杆(2)的第一端驱动连接所述凹槽(31)的底壁。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的比例稳压阀，其特征在于所述阀塞(3)设置在所述阀腔(15)的第一端口(151)和所述出气腔(14)的入口位置；

所述第一弹性组件(5)为柔性阀瓣，所述柔性阀瓣密封连接所述阀腔(15)的第二端口(152)，所述柔性阀瓣连接所述阀杆(2)。

6.根据权利要求5所述的比例稳压阀，其特征在于所述阀腔的第一端口(151)的端面面积与阀腔的第二端口(152)的端口面积相等。

7.根据权利要求1至4任一权利要求所述的比例稳压阀，其特征在于所述驱动装置(4)包括壳体(41)和设置在所述壳体(41)内且能相对于所述壳体(41)移动的线圈(42)，所述线圈(42)驱动连接所述阀杆(2)的第二端；

所述壳体(41)采用磁性材料制备；所述线圈(42)通电时所产生的磁性与所述壳体(41)的磁性相斥。

8.根据权利要求7所述的比例稳压阀，其特征在于所述壳体(41)内设有用于容置所述线圈(42)的容置腔(43)，所述壳体(41)上设有连通所述容置腔(43)的排气孔(44)。