CN209839159U - 一种调水阀和具有其的燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种调水阀和具有其的燃气热水器，包括阀体和阀芯，在所述阀体里面设置有内腔并且在所述阀体上设置有与所述内腔相连通的进水口和出水口，所述阀芯设置于所述内腔里面用于调节所述出水口的出水量，在所述阀芯内设置有常通水路，所述常通水路一端与所述阀体的进水口连通，另一端与所述阀体的出水口连通，其水量的调节方便、省时。

Description

一种调水阀和具有其的燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种调水阀和具有其的燃气热水器。

背景技术

相关技术中，目前市面上具有水气双调功能的燃气热水器包括调水阀，通过调水阀实现对水流量的调节，调水阀是由步进电机控制内置的齿轮螺杆机构，带动阀芯移动，从而改变出水口开度，实现水流量的调节。阀芯用于提供一种通道，当阀芯在最大开口位置时，以最大流量输出。实现对水流量的调节的方式是由水流信号输出模块参与运算的同时，配合控制器指令，通过步进电机控制内置的齿轮螺杆机构运转，齿轮螺杆机构运转以带动阀芯移动。

按照这种考虑，在入秋以后，燃气热水器的进水温度较低，人们洗浴需要的水温比夏天要稍高，这种状态下实际需求的阀芯开度相应较小。当开启此项功能设定水温后，阀芯需要由常规状态按一定频率转动一定角度。如果设置到最小负荷才能满足或接近此条件，那么步进电机带动阀芯转动的步数会更多，因此稳定需要的时间也会更长，一定程度影响用户舒适性体验。

与此同时，齿轮螺杆机构频繁的动作会加速齿轮咬合磨损，降低步进电机使用寿命和控制精度。

此外，如果出现阀芯关死的状态，再次捕捉水流信号时有可能会因为上述的磨损积累使阀芯卡滞无法动作，影响启动性能。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本实用新型提出一种调水阀，其水量调节方便、省时。

此外，本实用新型提出一种燃气热水器，其调水性能稳定、可靠。

上述第一个目的是通过如下技术方案来实现的：

一种调水阀，包括阀体和阀芯，在所述阀体里面设置有内腔并且在所述阀体上设置有与所述内腔相连通的进水口和出水口，所述阀芯设置于所述内腔里面用于调节所述出水口的出水量，在所述阀芯内设置有常通水路，所述常通水路一端与所述阀体的进水口连通，另一端与所述阀体的出水口连通。

在一些实施方式中，所述常通水路包括沿径向延伸的第一水流通道和沿轴向延伸的第二水流通道，所述第一水流通道端部的开口与所述阀体的进水口连通，所述第二水流通道一端与所述常通水路连通，另一端与所述阀体的出水口连通。

在一些实施方式中，所述阀芯设置于所述进水口和所述出水口的交汇处。

在一些实施方式中，还包括有驱动装置，所述驱动装置与所述阀芯相连用于驱动所述阀芯转动和/或沿所述阀芯的轴向移动。

在一些实施方式中，所述驱动装置包括电机和齿轮螺杆机构，所述电机通过所述齿轮螺杆机构与所述阀芯远离所述出水口的一端相连。

在一些实施方式中，所述水流通道沿所述阀芯的轴向延伸。

在一些实施方式中，在所述阀芯靠近所述出水口一端的端部上设置有凸台部，在所述凸台部上设置有往所述出水口方向延伸的柱体，所述第二水流通道设置于所述凸台部和所述柱体内。

在一些实施方式中，所述凸台部的外径至少部分大于所述出水口的直径，使得所述凸台部在所述阀芯移动时被抵在所述出水口外，并且所述柱体的外径小于所述出水口的直径，使得所述柱体在所述阀芯移动时可伸入到所述出水口里面。

在一些实施方式中，所述出水口包括中心出水孔和设置于所述中心出水孔外周的多个外围出水孔，所述柱体穿设于所述中心出水孔里面。

上述第二个目的是通过如下技术方案来实现的：

一种燃气热水器，具有如上述所述的调水阀。

在一些实施方式中，所述燃气热水器包括进水管、出水管和热交换器，其中所述进水管与所述调水阀的进水口连接，所述出水管与所述调水阀的出水口连接，并且所述出水管经过所述热交换器。

本实用新型与现有技术相比，至少具有如下效果：

1、本实用新型的调水阀，通过增设的常通水路用于连通阀体的进水口和出水口，以此可使得调水阀的水量调节更加方便、省时。

2、本实用新型的燃气热水器，由于采用上述调水阀，使得燃气热水器的调水性能更加稳定、可靠，使用寿命更长。

本实用新型的其他有益结果将在具体实施方式中结合附图作说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例中调水阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中阀芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中调水阀的流量-行程特性曲线关系图；

图4是本实用新型实施例中相同进水压力下流量-阀芯开度特性曲线关系图；

图5是本实用新型实施例中燃气热水器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：如图1和图2所示的，本实施例提供一种调水阀，包括阀体 1和阀芯2，在阀体1里面设置有内腔100并且在阀体1上设置有与内腔100 相连通的进水口101和出水口102，阀芯2设置于内腔100里面用于调节出水口102的出水量，在阀芯2内设置有常通水路200，常通水路200一端与阀体1的进水口101连通，另一端与阀体1的出水口102连通，通过常通水路200将阀体1的进水口101和出水口102连通。具体地，常通水路200包括沿径向贯穿阀芯2的第一水流通道201和沿轴向延伸的第二水流通道202，第一水流通道201端部的开口与阀体1的进水口101连通，第二水流通道202 一端与常通水路200连通，另一端与阀体1的出水口102连通。

本实施例的调水阀，通过增设的常通水路200用于连通阀体1的进水口 202和出水口102，以此可使得调水阀的水量调节更加方便、省时。

优选地，阀芯2设置于进水口101和出水口102的交汇处，以此便于调节出水口102的出水量，从进水口101流经阀芯2的水，经过阀芯2的调节后从出水口102往外流出。

当然，第一水流通道201可采用不贯穿阀芯2的设计，第一水流通道201 只要可实现将阀体1的进水口101与第二水流通道202连通之目的即可。

进一步地，还包括有驱动装置3，驱动装置3与阀芯2相连用于驱动阀芯2转动和/或沿阀芯2的轴向移动，通过电动的方式控制阀芯2转动、移动以调节出水口102的出水量，其水量调节方便、省力、省时，可有效提高用户的使用体验。通过转动或者移动阀芯2调节阀芯2的第一水流通道201端部的开口与阀体1的进水口101的连通程度，以调节阀芯2的进水量。

特别地，驱动装置3包括电机和齿轮螺杆机构，电机通过齿轮螺杆机构与阀芯2远离出水口102的一端相连，驱动装置3的结构简单，齿轮螺杆机构的运行可靠、使用寿命长，且可实现对阀芯2的精确控制以及驱动。

此外，第二水流通道202沿阀芯2的轴向延伸，以此便于从第一水流通道201端部的开口进入到阀芯2里面的水经第二水流通道202流向阀体1的出水口102。

在本实施例中，在阀芯2靠近出水口102一端的端部上设置有凸台部 204，在凸台部204上设置有往出水口102方向延伸的柱体203，第二水流通道202设置于凸台部204和柱体203内。优选地，凸台部204的外径至少部分大于出水口102的直径，使得凸台部204在阀芯2移动时被抵在出水口102 外，通过凸台部204可打开或者关闭阀体1的出水口102，在凸台部204抵在出水口102外时，凸台部204处于关闭阀体1的出水口102状态，此时处于阀芯2外围或者经第一水流通道201流出的水不能从凸台部204外缘与出水口102之间的缝隙往外流出，反之，在凸台部204远离出水口102时，凸台部204处于打开阀体1的出水口102状态，此时处于阀芯2外围或者经第一水流通道201流出的水能从凸台部204外缘与出水口102之间的缝隙往外流出。并且柱体203的外径小于出水口102的直径，使得柱体203在阀芯2 移动时可伸入到出水口102里面，从第一水流通道201流进阀芯2并经第二水流通道202流过的水可一直经出水口102往外排出。

优选地，出水口102包括中心出水孔和设置于中心出水孔外周的多个外围出水孔，柱体203穿设于中心出水孔里面。具体地，在凸台部204远离出水口102时，凸台部204处于打开阀体1的出水口102状态，此时处于阀芯 2外围或者经常通水路200流出的水能从凸台部204外缘与出水口102之间的缝隙往外流出，具体的是从外围出水孔往外流出。

水流在进入调水阀之后，一部分通过阀芯2内设的常通水路200，从阀芯2的头部流出，此水路调节不需经电机驱动。只要调水阀开机正常使用都会有水进入，而不受限制。此水路可分担主路水流，减少行程驱动所需要的时间。

如图2所示，为正常使用状态中，箭头所示方向为调水阀上的水流方向，水进入阀芯2后，水流分两路走。除了上述的常通水路200外，另外需求的水量需要电机带动阀芯2移动和/或转动进行调节然后少部分经第一水流通道201径向流过阀芯2后和剩余不经过阀芯2内部的部分水流从凸台部204 外缘与出水口102之间的缝隙往外流出。即，需要调节的大部分水量是不进入阀芯2里面的，而是从阀芯2的外围往外流出，而需要调节的少部分水量是经第一水流通道201径向流过阀芯2后，从凸台部204外缘与出水口102 之间的缝隙往外流出。

如图3所示，为本实施例中调水阀的流量-行程特性曲线和行程调节时间曲线关系图。当需求的水流量较大时，两种状态下通过阀芯2调节行程的时间不会差别明显。但是用户根据实际使用的条件不同，当中途洗浴过程需要微调水温减小流量时，阀芯2作出适应性调节动作需有做出反应的时间，从而引起水温短暂的波动。在以上两种状况需求同一出水量下，实际上的调节过程会有累计的行程和时间偏差出现。这是因为正常使用热水器时水流总会有一部分自然进入常通水路200，由于水流经过较窄区域压力增大，速度变化明显，会很快流出，后续的水又跟上接着分担需求的水量，根据实际测量运算，大部分是需要阀芯2转动调节完成。

而原有的单一水路阀芯结构，则完全是阀芯经由控制器驱动电机产生齿轮传动以均匀的速度动作来调节开度大小，从而控制一定的出水量。当出水量需求一致时，双分路水路的阀芯转动的步数会更少，因而时间会更短完成该过程。当水路完全关停时，会出现最大调节时间差T2max-T1max＝ΔTmax，阀芯也不再动作。

作为上述方案的进一步描述，对于以上提出的当使用过程中阀芯需要关死的情况，作进一步说明。实际上每次使用热水器时阀芯在调节过程中，由于机械运动产生的摩擦和本身的控制精度的偏差会使得阀芯实际转动的位置偏离控制指令需求的值。通常是针对步数给出限定的水流量范围。但是反复使用后阀芯跟齿轮的磨损增加，反应灵敏度下降。当控制指令没有设到最小时，阀芯已经转动到临界0°，这种异常的情况就会发生。导致阀芯卡死甚至反复窜动，无法再次启动等不良现象。市面上已经出现过这种问题。

而使用带常通水路的阀芯相对于单一水路的阀芯在调节时可通过形成一个理论上的Δα开度差值，这样会越过阀芯调节死区。当需要减小到最低限值时常开水路自然会给予流量补偿和流量信号。常通水路200没有水流通过，可间接视为到达最低点，这样不至于阀芯因运动偏位在某个点达到0°，造成控制异常。具体可参见图4所示，ΔQ为常开水路水流量值。

与现有技术相比，本实施例的调水阀至少具有如下有益效果：

1、当需求出水量一致时，按照以上分析，带常通水路200的阀芯2比普通的单一水路调节更节省调节时间，使用过程水温波动会更小。

2、当需求出水量一致时，实际上的步进电机转动步数会相应减小，降低摩擦磨损，从而使用同样的热水器更有利于延长阀芯的使用寿命。

3、按以上分析，使用带常通水路200的阀芯2结构，可有效避免因水量调节变化和自身偏差，陷入死区。有助于提高阀芯控制精度和稳定性，从而保证整个调节范围都在安全区间内。

实施例二：如图5所示的，本实施例提供一种燃气热水器，具有如实施例一所描述的调水阀。本实施例的燃气热水器，由于采用上述调水阀，使得燃气热水器的调水性能更加稳定、可靠，使用寿命更长。

具体地，燃气热水器包括进水管4、出水管5和热交换器6，其中进水管 4与调水阀的进水口101连接，出水管5与调水阀的出水口102连接，并且出水管5经过热交换器6，热交换器6用于对流经出水管5的冷水进行加热使其变成热水往外流出。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，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)

1.一种调水阀，包括阀体(1)和阀芯(2)，在所述阀体(1)里面设置有内腔(100)并且在所述阀体(1)上设置有与所述内腔(100)相连通的进水口(101)和出水口(102)，所述阀芯(2)设置于所述内腔(100)里面用于调节所述出水口(102)的出水量，其特征在于，在所述阀芯(2)内设置有常通水路(200)，所述常通水路(200)一端与所述阀体(1)的进水口(101)连通，另一端与所述阀体(1)的出水口(102)连通。

2.根据权利要求1所述的一种调水阀，其特征在于，所述常通水路(200)包括沿径向延伸的第一水流通道(201)和沿轴向延伸的第二水流通道(202)，所述第一水流通道(201)端部的开口与所述阀体(1)的进水口(101)连通，所述第二水流通道(202)一端与所述常通水路(200)连通，另一端与所述阀体(1)的出水口(102)连通。

3.根据权利要求1所述的一种调水阀，其特征在于，所述阀芯(2)设置于所述进水口(101)和所述出水口(102)的交汇处。

4.根据权利要求2所述的一种调水阀，其特征在于，还包括有驱动装置(3)，所述驱动装置(3)与所述阀芯(2)相连用于驱动所述阀芯(2)转动和/或沿所述阀芯(2)的轴向移动。

5.根据权利要求4所述的一种调水阀，其特征在于，所述驱动装置(3)包括电机和齿轮螺杆机构，所述电机通过所述齿轮螺杆机构与所述阀芯(2)远离所述出水口(102)的一端相连。

6.根据权利要求4所述的一种调水阀，其特征在于，在所述阀芯(2)靠近所述出水口(102)一端的端部上设置有凸台部(204)，在所述凸台部(204)上设置有往所述出水口(102)方向延伸的柱体(203)，所述第二水流通道(202)设置于所述凸台部(204)和所述柱体(203)内。

7.根据权利要求6所述的一种调水阀，其特征在于，所述凸台部(204)的外径至少部分大于所述出水口(102)的直径，使得所述凸台部(204)在所述阀芯(2)移动时被抵在所述出水口(102)外，并且所述柱体(203)的外径小于所述出水口(102)的直径，使得所述柱体(203)在所述阀芯(2)移动时可伸入到所述出水口(102)里面。

8.根据权利要求7所述的一种调水阀，其特征在于，所述出水口(102)包括中心出水孔和设置于所述中心出水孔外周的多个外围出水孔，所述柱体(203)穿设于所述中心出水孔里面。

9.一种燃气热水器，其特征在于，具有如权利要求1至8任一项所述的调水阀。

10.根据权利要求9所述的一种燃气热水器，其特征在于，所述燃气热水器包括进水管(4)、出水管(5)和热交换器(6)，其中所述进水管(4)与所述调水阀的进水口(101)连接，所述出水管(5)与所述调水阀的出水口(102)连接，并且所述出水管(5)经过所述热交换器(6)。