CN211315124U - 燃气稳压步进阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种燃气稳压步进阀，包含一常闭式阀门模块、以及一步进式驱动模块，其中，所述驱动模块包含一双电磁线圈、一转子套筒、一步进推杆、一稳压弹簧、以及一复位弹簧。当双电磁线圈通电时，能驱动转子套筒旋转，使步进推杆轴向位移而开阀，开阀时通过稳压弹簧推抵阀门模块来反应及补偿燃气进气压力大小，以精确地控制其开度，同时使复位弹簧弹性变形而蓄积弹力；当双电磁线圈断电时，该复位弹簧能牵引转子套筒或步进推杆反向旋转，使步进推杆复位，进而使阀门模块恢复关阀状态，达成精确调节燃气流量大小及稳压的效果。

Description

燃气稳压步进阀

技术领域

本实用新型涉及一种燃气稳压步进阀，包含一常闭式阀门模块、以及一步进式驱动模块，该驱动模块能够以步进驱动方式精确地控制阀门模块的开度，并且在断电后利用一复位弹簧释放弹力使阀门模块自动复位。

背景技术

利用可动式线圈驱动阀门组件开阀的比例阀已广泛应用在各种燃器具上，例如中国专利CN205534250U、中国台湾专利TWM521161、中国台湾专利TWM519717、中国专利CN205298760U、中国台湾专利TWM511575、中国专利CN204805563U等等，其结构主要是利用可动式线圈通电时与永久磁铁之间产生排斥而位移的方式，去驱动主阀杆、阀塞及稳压膜片开阀；由于可动式线圈的驱动方式具有弹性，能配合稳压膜片来反应不同燃气压力的位移量，因此理论上能够更为精确的控制阀门开度。

然而，上述可动式线圈对应的永久磁铁会因为使用环境的温度造成磁力产生些微的变化，加上通过可动式线圈的电流也会因为温度阻值改变而连带产生变化，使得可动式线圈位移的精确度受到影响，因此本实用新型人设想，若把将磁铁的动圈驱动方式改为类似步进马达的驱动方式，将可以避免比例阀处在高温的燃器具内，其开阀时的驱动力产生变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气稳压步进阀，包含一常闭式阀门模块、以及一步进式驱动模块，其中驱动模块是利用转子套筒旋转带动步进推杆轴向位移，并通过一稳压弹簧来顶抵阀门模块开阀，因此不但能够精确地控制步进推杆的位移量，还能通过通过稳压弹簧反应燃气进气压力大小，当驱动模块断电时，还能利用一复位弹簧牵引转子套筒或步进推杆反向旋转，使步进推杆复位，进而使阀门模块恢复关阀状态，达成精确调节燃气流量大小及稳压的效果。

为达成上述目的，本实用新型提供了一种燃气稳压步进阀，包含一常闭式阀门模块、以及一步进式驱动模块；该阀门模块至少包含一利用弹力封闭阀门的主阀塞；其中：

该驱动模块包含一通电产生磁力的双电磁线圈、一能接受该双电磁线圈磁力驱动旋转的转子套筒、一外缘具有导引螺纹的步进推杆、一顶推于转子套筒或步进推杆的复位弹簧、以及一设置在该步进推杆与阀门模块之间的稳压弹簧；

该双电磁线圈通电产生磁力驱动转子套筒旋转，能使该步进推杆通过导引螺纹的导引而轴向位移，并通过稳压弹簧顶推该主阀塞位移开阀，同时使该复位弹簧弹性变形蓄积弹力；该双电磁线圈断电消磁，该复位弹簧能释放弹力而牵引转子套筒或步进推杆反向旋转复位，使该主阀塞恢复关阀状态。

以下进一步说明各元件的具体实施方式：

实施时，该复位弹簧为能带动转子套筒或步进推杆旋转的扭转弹簧、涡卷弹簧或压缩/拉伸弹簧。

实施时，该转子套筒具有一接近该阀门模块的第一端、以及一远离该阀门模块的第二端，该第一端或第二端设置有一与该转子套筒同步旋转的连接部；

该复位弹簧为一扭转弹簧或涡卷弹簧与该连接部连接；

该转子套筒旋转时能通过该连接部带动该复位弹簧旋转而弹性变形，或者该复位弹簧释放弹力时能够通过该连接部牵引转子套筒反向旋转，使步进推杆复位。

实施时，该转子套筒内缘设有与该步进推杆的导引螺纹相对应的内螺纹，该转子套筒的第一端分离地设有一定位帽盖，该定位帽盖中央设有一穿孔，该穿孔的两侧设有轴向导引槽；

该步进推杆在位于定位帽盖的端部设有一顶端穿出上述穿孔的导引件，该导引件的两侧设有滑块，该滑块可滑移地嵌入该轴向导引槽，使该转子套筒旋转时，能通过该内螺纹与导引螺纹、以及导引件与导引槽的导引，使该步进推杆相对于转子套筒轴向位移。

实施时，该连接部位于该转子套筒的第二端，该连接部包含一缺口以及一插接在该缺口上的插片；

该复位弹簧为一扭转弹簧或涡卷弹簧与该插片连接，且该第二端外部设有一容置盒，该连接部及复位弹簧位于该容置盒内。

实施时，该连接部位于该转子套筒的第一端，该定位帽盖的穿孔外围设有一容置该复位弹簧的环型槽，该复位弹簧为一扭转弹簧或涡卷弹簧与该转子套筒的连接部连接。

实施时，该转子套筒具有一接近该阀门模块的第一端、以及一远离该阀门模块的第二端，该转子套筒在第一端与第二端之间的内缘设有径向限位部，且该第一端外部分离地设有一定位帽盖，该定位帽盖中央设有一穿孔，该穿孔内缘设有轴向导引部；

该步进推杆对应于该定位帽盖的端部穿出该穿孔，并设置该导引螺纹与轴向导引部相对应，该步进推杆外缘设置与转子套筒内缘相对应的径向限位部，使该步进推杆能与转子套筒同步旋转，并且通过导引螺纹与轴向导引部的导引，使该步进推杆相对于转子套筒轴向位移。

实施时，该转子套筒的第二端具有一容置空间，该容置空间内径大于径向限位部而在断差处形成一止挡部，该步进推杆在对应于该容置空间的端部设有一挡片，且该复位弹簧为一设置在该挡片与该止挡部之间的压缩弹簧。

实施时，该阀门模块包含一供该主阀塞设置的主阀杆，该主阀杆上设有一弹性顶抵该主阀塞封闭阀门的阀门弹簧、以及一设置在该主阀杆上靠近该驱动模块并且能够反应燃气进气压力大小的稳压膜片，且所述稳压弹簧设置在该稳压膜片与步进推杆之间。

实施时，该主阀杆在远离该驱动模块的端部设有一能调节该阀门弹簧弹性顶抵该主阀塞的弹力大小的微调组件，该微调组件包含一顶抵于该主阀杆的微调弹簧、以及一调节该微调弹簧弹力大小的调节螺丝。

相较于现有技术，由于本实用新型的双电磁线圈是利用交替供电与断电来产生磁力驱动转子套筒旋转，因此能够不受环境温度影响而精确地控制步进推杆轴向位移的距离，再加上稳压弹簧能够反应燃气进气压力大小而加以补偿，使得阀门模块的开度能够被精确控制；此外，该双电磁线圈断电时，复位弹簧能够立即释放弹力牵引转子套筒或步进推杆反向旋转复位，相较于一般步进马达需要逆向交替通电驱动杆件复位，本实用新型能够达成省电的效果。

以下依据本实用新型的技术手段，列举出适于本实用新型的具体实施方式，并配合图式说明如后。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例关阀时的结构示意图。

图2是本实用新型第一实施例开阀时的结构示意图。

图3是本实用新型第一实施例转子套筒与复位弹簧的结构示意图。

图4是本实用新型第一实施例转子套筒与步进推杆的结构示意图。

图5是本实用新型第二实施例关阀时的结构示意图。

图6是图5的局部放大图

图7是本实用新型第二实施例开阀时的结构示意图。

图8是本实用新型第三实施例关阀时的结构示意图。

图9是本实用新型第三实施例转子套筒与定位帽盖的结构示意图。

图10是本实用新型第三实施例开阀时的结构示意图。

附图标记说明：100阀门模块；101主阀杆；102主阀塞；103阀门；104阀门弹簧；105稳压膜片；200驱动模块；10双电磁线圈；20转子套筒；21第一端；22第二端；23连接部；231缺口；232插片；24容置盒；25内螺纹；26、34径向限位部；27容置空间；28止挡部；30步进推杆；31导引螺纹；32导引件；33滑块；35挡片；40复位弹簧；50稳压弹簧；60定位帽盖；61穿孔；62轴向导引槽；63环型槽；64轴向导引部；70微调组件；71微调弹簧；72调节螺丝。

具体实施方式

如图1到图10所示，本实用新型燃气稳压步进阀包含一常闭式阀门模块100、以及一步进式驱动模块200；其中，该阀门模块100包含一主阀杆101、一设置在该主阀杆101上的主阀塞102、一弹性顶抵主阀塞102常态性封闭阀门103的阀门弹簧104、以及一设置在该主阀杆101上靠近该驱动模块200的稳压膜片105。

当主阀杆101被步进式驱动模块200推动位移时，如图2所示，主阀杆101能够使主阀塞102远离阀门103而开阀，同时压缩/拉伸阀门弹簧104，使阀门弹簧104蓄积弹力；此时，燃气由阀门103进入后，燃气压力会推压稳压膜片105，因此能凭借该稳压膜片105反应燃气进气压力大小来达成稳压的效果。

如图1、图2所示本实用新型的第一具体实施方式，图中揭示该驱动模块200包含一通电产生磁力的双电磁线圈10、一能接受该双电磁线圈10磁力驱动旋转的转子套筒20、一外缘具有导引螺纹31的步进推杆30、一顶推于转子套筒20或步进推杆30的复位弹簧40、以及一设置在该步进推杆30与阀门模块100的稳压膜片105之间的稳压弹簧50。当双电磁线圈10上下两组线圈交替通电与断电时，能产生磁力驱动转子套筒20步进旋转；此双电磁线圈10驱动转子套筒20步进旋转的方式与一般步进马达原理相同，在此不另赘述。

实施时，该转子套筒20具有一接近该阀门模块100的第一端21、以及一远离该阀门模块100的第二端22，该第二端22设置有一与该转子套筒20同步旋转的连接部23，且该复位弹簧40为一扭转弹簧或涡卷弹簧与该连接部23连接；如图3所示，连接部23包含一缺口231以及一插接在该缺口231上的插片232，且该插片232该复位弹簧40连接。

图示中，该复位弹簧40为一涡卷弹簧，因此，当转子套筒20旋转时，能通过连接部23带动复位弹簧40内侧或外侧旋转，并蓄积弹力；当转子套筒20停止旋转时，该复位弹簧40即可释放弹力，令转子套筒20反向旋转。此外，图示中该转子套筒20的第二端22外部设有一容置盒24，该连接部23及复位弹簧40位于该容置盒24内。

如图1、图4所示，上述转子套筒20内缘设有与该步进推杆30的导引螺纹31相对应的内螺纹25，且该转子套筒20的第一端21分离地固定设有一定位帽盖60，该定位帽盖60中央设有一穿孔61，该穿孔61的两侧设有轴向导引槽62；该步进推杆30在位于定位帽盖60的端部设有一顶端穿出上述穿孔61的导引件32，该导引件32的两侧设有滑块33，该滑块33可轴向滑移地嵌入该轴向导引槽62，使该转子套筒20旋转时，步进推杆30的导引螺纹31能通过该转子套筒20的内螺纹25的螺合关系、以及导引件32与轴向导引槽62的导引，防止步进推杆30随之旋转，并且轴向位移。

如图2所示，凭借上述构造，当双电磁线圈10上下两组线圈交替通电与断电时，能产生磁力驱动转子套筒20旋转，使该步进推杆30通过导引螺纹31的导引而轴向位移，并通过稳压弹簧50顶推该主阀杆101及主阀塞102位移开阀；开阀后，由于燃气压力会推压稳压膜片105，加上稳压弹簧50的弹性赋予稳压膜片105适度的位移空间，因此能凭借该稳压膜片105反应燃气进气压力大小来达成稳压的效果。

如图所示，上述转子套筒20旋转时，通过连接部23同时带动复位弹簧40内侧或外侧旋转而弹性变形，并蓄积弹力，因此当该双电磁线圈10断电消磁，该复位弹簧40即可释放弹力，并通过该连接部23牵引转子套筒20反向旋转，进而带动步进推杆30复位，使该主阀塞102恢复如图1所示的关阀状态；也即，欲使主阀塞102关阀时，只需断电即可，不需要如同一般步进马达需要反向通电才能让推杆复位，达到省电的目的。

请参阅图5至七图所示本实用新型的第二具体实施方式，与前述第一具体实施方式不同处在于，第二具体实施方式中的复位弹簧40是设置在转子套筒20的第一端21而与转子套筒20连动。实施时，连接部23设置在转子套筒20的第一端21，前述定位帽盖60除了穿孔61及轴向导引槽62以外，在穿孔61的外周围设有一能容置该复位弹簧40的环型槽63，且该复位弹簧40与该转子套筒20的连接部23连接。

如图6、图7所示，此实施例中，复位弹簧40为一扭转弹簧，同样的，当转子套筒20旋转时，通过连接部23同时带动复位弹簧40其中一端旋转而弹性变形，并蓄积弹力，因此当该双电磁线圈10断电消磁后，该复位弹簧40即可释放弹力，并通过该连接部23牵引转子套筒20反向旋转，进而带动步进推杆30复位，使该主阀塞102恢复如图7所示的关阀状态。

如图8至图10所示本实用新型的第三具体实施方式，此具体实施方式与前述二具体实施方式不同处在于，该转子套筒20在第一端21与第二端22之间的内缘设有径向限位部26，而定位帽盖60的穿孔61内缘则设有轴向导引部64；该步进推杆30对应于该定位帽盖60的端部穿出该穿孔61，并设置前述的导引螺纹31与轴向导引部64相对应，且该步进推杆30外缘设置与转子套筒20内缘相对应的径向限位部34。

上述径向限位部26、34为径向限位但轴向可以相对应滑移的机构，例如转子套筒20的径向限位部26为内六角孔，步进推杆30的径向限位部34为相对应的六角杆，使转子套筒20与步进推杆30之间为同步旋转，但步进推杆30可以相对于转子套筒20轴向位移。

因此，当转子套筒20被前述双电磁线圈10驱动旋转时，步进推杆30因径向限位部26、34的径向限位而同步旋转，此时，由于定位帽盖60为固定的元件，因此旋转中的步进推杆30的导引螺纹31即能够顺着定位帽盖60的轴向导引部64的导引，使步进推杆30相对于转子套筒20轴向位移，进而通过稳压弹簧50顶推该主阀杆101及主阀塞102位移开阀。

除此之外，此具体实施方式的复位弹簧40可以采用一般常见的压缩或拉伸弹簧。如图所示，该转子套筒20的第二端22具有一容置空间27，该容置空间27的外径大于其内缘的径向限位部26，使容置空间27与径向限位部26之间的断差形成一止挡部28，该步进推杆30在对应于该容置空间27的端部尾端设有一挡片35，且该复位弹簧40为一设置在该挡片35与该止挡部28之间的压缩弹簧。

如图10所示，当步进推杆30被驱动而轴向位移时，挡片35与止挡部28之间的距离缩短，使复位弹簧40被压缩而蓄积弹力；当双电磁线圈10断电时，被压缩的复位弹簧40释放弹力，可顶持挡片35推动步进推杆30以相反方向轴向位移，自动恢复为图8所示的位置，同时让主阀塞102恢复关阀状态。

须说明的是，本具体实施方式在前述轴向导引部64与导引螺纹31的导引下，步进推杆30是以旋转的方式轴向位移，同时由于径向限位部26、34的径向限位，使转子套筒20也和步进推杆30同步旋转，但由于此旋转力是由被压缩的复位弹簧40释放弹力所驱动，所以同样不需要如同一般步进马达需要反向通电才能让推杆复位，达到省电的目的。

值得一提的是，本实用新型可应用于多种不同机构设计的燃气比例阀，例如前述的三种具体实施方式，其常闭式阀门模块100各有些微的差异。而为了克服阀体内所有弹性元件因制造或弹性疲乏效应所造成的弹性差异，本实用新型进一步在常闭式阀门模块内设置了微调组件70，使主阀塞102开阀时的开度能够被精准地控制。

如图所示，该微调组件70设置100在主阀杆101远离该驱动模块200的端部，包含一顶抵于该主阀杆101的微调弹簧71、以及一调节该微调弹簧71弹力大小的调节螺丝72，当使用者旋转调节螺丝72使的位移时，能够压缩或释放微调弹簧71，进而提高或减少微调弹簧71弹性顶抵于主阀杆101的弹力，同时加强或减少阀门弹簧104弹性顶抵于主阀塞102的弹力，使主阀塞102开阀时的开度能够通过微调组件70的微调而精准地被控制。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气稳压步进阀，包含一常闭式阀门模块、以及一步进式驱动模块；该阀门模块至少包含一利用弹力封闭阀门的主阀塞；其特征在于：

该驱动模块包含一通电产生磁力的双电磁线圈、一能接受该双电磁线圈磁力驱动旋转的转子套筒、一外缘具有导引螺纹的步进推杆、一顶推于转子套筒或步进推杆的复位弹簧、以及一设置在该步进推杆与阀门模块之间的稳压弹簧；

该双电磁线圈通电产生磁力驱动转子套筒旋转，能使该步进推杆通过导引螺纹的导引而轴向位移，并通过稳压弹簧顶推该主阀塞位移开阀，同时使该复位弹簧弹性变形蓄积弹力；该双电磁线圈的断电消磁使该复位弹簧能释放弹力而牵引转子套筒或步进推杆反向旋转复位，使该主阀塞恢复关阀状态。

2.如权利要求1所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该复位弹簧为能带动转子套筒或步进推杆旋转的扭转弹簧、涡卷弹簧或压缩/拉伸弹簧。

3.如权利要求1所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该转子套筒具有一接近该阀门模块的第一端、以及一远离该阀门模块的第二端，该第一端或第二端设置有一与该转子套筒同步旋转的连接部；

该复位弹簧为一扭转弹簧或涡卷弹簧，其与该连接部连接；

该转子套筒旋转时能通过该连接部带动该复位弹簧旋转而弹性变形，或者该复位弹簧释放弹力时能够通过该连接部牵引转子套筒反向旋转，使步进推杆复位。

4.如权利要求3所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该转子套筒内缘设有与该步进推杆的导引螺纹相对应的内螺纹，该转子套筒的第一端分离地设有一定位帽盖，该定位帽盖中央设有一穿孔，该穿孔的两侧设有轴向导引槽；

该步进推杆在位于定位帽盖的端部设有一顶端穿出上述穿孔的导引件，该导引件的两侧设有滑块，该滑块可滑移地嵌入该轴向导引槽，使该转子套筒旋转时，能通过该内螺纹与导引螺纹、以及导引件与导引槽的导引，使该步进推杆相对于转子套筒轴向位移。

5.如权利要求4所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，所述连接部位于该转子套筒的第二端，该连接部包含一缺口以及一插接在该缺口上的插片；

该复位弹簧与该插片连接，且该第二端外部设有一容置盒，该连接部及复位弹簧位于该容置盒内。

6.如权利要求4所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，所述连接部位于该转子套筒的第一端，该定位帽盖的穿孔外围设有一容置该复位弹簧的环型槽，该复位弹簧与该转子套筒的连接部连接。

7.如权利要求1所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该转子套筒具有一接近该阀门模块的第一端、以及一远离该阀门模块的第二端，该转子套筒在第一端与第二端之间的内缘设有径向限位部，且该第一端外部分离地设有一定位帽盖，该定位帽盖中央设有一穿孔，该穿孔内缘设有轴向导引部；

该步进推杆对应于该定位帽盖的端部穿出该穿孔，并设置该导引螺纹与轴向导引部相对应，该步进推杆外缘设置与转子套筒内缘相对应的径向限位部，使该步进推杆能与转子套筒同步旋转，并且通过导引螺纹与轴向导引部的导引，使该步进推杆相对于转子套筒轴向位移。

8.如权利要求7所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该转子套筒的第二端具有一容置空间，该容置空间内径大于径向限位部而在断差处形成一止挡部，该步进推杆在对应于该容置空间的端部设有一挡片，且该复位弹簧为一设置在该挡片与该止挡部之间的压缩弹簧。

9.如权利要求1-8中任一项所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该阀门模块包含一供该主阀塞设置的主阀杆，该主阀杆上设有一弹性顶抵该主阀塞封闭阀门的阀门弹簧、以及一设置在该主阀杆上靠近该驱动模块并且能够反应燃气进气压力大小的稳压膜片，且所述稳压弹簧设置在该稳压膜片与步进推杆之间。

10.如权利要求9所述的燃气稳压步进阀，其特征在于，该主阀杆在远离该驱动模块的端部设有一能调节该阀门弹簧弹性顶抵该主阀塞的弹力大小的微调组件，该微调组件包含一顶抵于该主阀杆的微调弹簧、以及一调节该微调弹簧弹力大小的调节螺丝。

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