CN213064697U - 水比例阀及燃气热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水比例阀和燃气热水器，其中，水比例阀用于燃气热水器，水比例阀包括阀体、球形阀芯和电机，阀体内设有球形阀腔以及与球形阀腔连通的水流通道，球形阀芯可转动设于球形阀腔内，并设有过水口，电机驱动连接于球形阀芯，用以驱动球形阀芯转动，以改变过水口相对水流通道的开闭和开度大小。本实用新型技术方案能够解决燃气热水器使用水比例阀关闭水路时容易卡死的问题。

Description

水比例阀及燃气热水器

技术领域

本实用新型涉及燃气热水器技术领域，特别涉及一种水比例阀及燃气热水器。

背景技术

在相关技术中，燃气热水器所用的水比例阀为推杆式结构，通过电机的转动带动推杆移动，利用推杆的行程调节阀口的开度大小，以达到调节水流量大小的目的。一方面，当推杆的端面挡住阀口使阀口关闭时，推杆的端面上下两侧的水流形成压差，而电机转动推动推杆上移以开阀的过程中，需要克服这个压差、周侧摩擦力和阀杆的重力做功，导致电机开阀所需的力矩增大；另一方面，当阀口关闭时，推杆的端面在阀口处压紧，当推杆的装配方向相对上下方向有倾斜角时，推杆容易被卡住，也导致电机开阀所需的力矩增大。从而使得燃气热水器使用水比例阀关闭水路时容易卡死。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种水比例阀，旨在解决燃气热水器使用水比例阀关闭水路时容易卡死的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的水比例阀，用于燃气热水器，所述水比例阀包括：阀体，内设有球形阀腔、及与所述球形阀腔连通的水流通道；球形阀芯，可转动设于所述球形阀腔内，并设有过水口；以及电机，驱动连接于所述球形阀芯，用以驱动所述球形阀芯转动，以改变所述过水口相对所述水流通道的开闭和开度大小。

在一实施例中，所述球形阀芯上设有密封穿设所述阀体的阀芯轴，所述电机设有电机轴，所述阀芯轴上设有第一齿轮，所述电机轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

在一实施例中，所述第一齿轮与所述第二齿轮中的一者为内齿轮，另一者为外齿轮，所述外齿轮套设于所述内齿轮。

在一实施例中，所述第一齿轮与所述第二齿轮均为外齿轮，所述第一齿轮旁设于所述第二齿轮。

在一实施例中，所述第一齿轮的半径大于所述第二齿轮的半径。

在一实施例中，所述阀芯轴与所述球形阀芯之间通过防转定位结构连接。

在一实施例中，所述防转定位结构包括设于所述阀芯轴的定位销、及设所述球形阀芯外表面的销槽，所述定位销的周面至少包括一个防转平面，所述销槽用以供所述定位销适配插设。

在一实施例中，所述阀体上设有流量传感器和/或温度传感器。

在一实施例中，所述阀体上设有所述流量传感器和所述温度传感器，且所述流量传感器和所述温度传感器分设于所述阀体的所述球形阀芯的相对两侧。

本实用新型还提出一种燃气热水器，包括：换热器；进水管，连接于所述换热器；以及如前述的水比例阀，所述水比例阀设在所述进水管上。

本实用新型技术方案通过采用在阀体内设置球形阀腔和与球形阀腔连通的水流通道，将球形阀芯可转动地设置在球形阀腔内，球形阀芯设置过水口，利用电机驱动球形阀芯转动，改变过水口相对水流通道的开闭和开度大小，从而实现水比例阀的打开、关闭以及水量调节，由于是通过电机传递力矩给球形阀芯，使球形阀芯旋转相应角度，球形阀芯旋转过程中需要克服球形阀芯转动产生的摩擦力以及水流附着力做工，该做功较小，且均匀，无突变点，故水比例阀关闭水路时不容易卡死。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型水比例阀一实施例一视角的结构示意图；

图2为图1中水比例阀在关闭状态下的结构示意图；

图3为图1中水比例阀在打开状态下的结构示意图；

图4为图1中水比例阀的阀芯轴一视角的结构示意图；

图5为图1中水比例阀的阀芯轴另一视角的结构示意图；

图6为图1中水比例阀的球形阀芯一视角的结构示意图；

图7为图1中水比例阀的球形阀芯另一视角的结构示意图；

图8为本实用新型燃气热水器一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				110	阀体	140	流量传感器
111	进水段	150	温度传感器
				112	出水段	200	换热器
120	球形阀芯	300	控制器
				121	过水口	400	进水管
122	阀芯轴	500	出水管
				123	第一齿轮	600	燃烧器
124	定位销	700	燃气比例阀
				125	销槽	800	出水温度传感器
130	电机

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种水比例阀。

在本实用新型实施例中，如图1至图3所示，该水比例阀用于燃气热水器，水比例阀包括阀体110、球形阀芯120以及电机130。阀体110内设有球形阀腔以及与球形阀腔连通的水流通道，球形阀芯120可转动地设置在球形阀腔内，球形阀芯120设有过水口121，电机130驱动连接于球形阀芯120，用以驱动球形阀芯120转动，以改变过水口121相对水流通道的开闭和开度大小。

本实用新型技术方案通过采用在阀体110内设置球形阀腔和与球形阀腔连通的水流通道，将球形阀芯120可转动地设置在球形阀腔内，球形阀芯120设置过水口121，利用电机130驱动球形阀芯120转动，改变过水口121相对水流通道的开闭和开度大小，从而实现水比例阀的打开、关闭以及水量调节，由于是通过电机130传递力矩给球形阀芯120，使球形阀芯120旋转相应角度，球形阀芯120旋转过程中需要克服球形阀芯120转动产生的摩擦力以及水流附着力做工，该做功较小，且均匀，无突变点，故水比例阀关闭水路时不容易卡死。

可以理解的是，本实用新型技术方案中，电机130为步进电机，以使电机130旋转过程准确定位，从而使水流量调节更准确。

如图1、图4和图5，在一些实施例中，球形阀芯120上设有密封穿设阀体110的阀芯轴122，电机130上设有电机轴(图中未示出)，阀芯轴122上设有第一齿轮123，电机轴上设有第二齿轮(图中未示出)，第一齿轮123与第二齿轮啮合。利用第一齿轮123和第二齿轮啮合，使得电机轴旋转即可带动阀芯轴122旋转，从而使电机130能够驱动球形阀芯120旋转，使得水流量调节过程更顺畅。将阀芯轴122密封穿设阀体110，从而在保障密封效果的前提下，实现阀芯轴122与球形阀芯120的连接。

在一实施例中，第一齿轮123为内齿轮，第二齿轮为外齿轮，外齿轮套设于内齿轮，采用外齿轮套内齿轮的方式，减少第一齿轮123和第二齿轮在径向平面上占用的总空间，从而减小水比例阀占用的总空间。在另一实施例中，也可以设置为第一齿轮123为外齿轮，第二齿轮为内齿轮，外齿轮套设于内齿轮。

在一实施例中，第一齿轮123和第二齿轮均为外齿轮，第一齿轮123旁设于第二齿轮，通过外齿轮与外齿轮之间相互啮合，也可以实现电机130带动球形阀芯120旋转。

在一实施例中，第一齿轮123和第二齿轮均为外齿轮，第一齿轮123旁设于第二齿轮，第一齿轮123的半径大于第二齿轮。不仅可以实现电机130带动球形阀芯120旋转，通过将与电机轴连接的第二齿轮的半径设置得较小，将与球形阀芯120连接的第一齿轮123的半径设置得较大，使得当球形阀芯120旋转一定的角度时，电机轴需要转动的角度更大。可以理解的是，当过水口121相对水流通道的开度大小需要调整的幅度很小时，球形阀芯120需要旋转的角度也很小，此时由于第一齿轮123的半径大于第二齿轮，使得电机轴需要旋转的角度相对较大，即当电机轴旋转的角度与预设的角度出现误差时，该误差值占需要旋转的角度的总值的比例减小，从而使水流量调节更精确。

在一些实施例中，阀芯轴122与球形阀芯120之间通过防转定位结构连接，使阀芯轴122与球形阀芯120之间实现周向固定，从而实现阀芯轴122的旋转带动球形阀芯120的转动。

在一实施例中，如图4至图7，防转定位结构包括定位销124以及销槽125，定位销124设置在阀芯轴122上，销槽125设置在球形阀芯120的外表面，销槽125用以供定位销124适配插设，定位销124的周面至少包括一个防转平面，例如，定位销124可以设置为板状、多棱柱状等，销槽125的形状与定位销124的形状匹配，使阀芯轴122与球形阀芯120实现周向固定。

在另一实施例中，防转定位结构为花键，花键包括设置在阀芯轴122外周面的齿以及设置在球形阀芯120上与齿匹配的槽，从而实现阀芯轴122与球形阀芯120的周向固定。

如图1，在一实施例中，阀体110上设有流量传感器140，通过在水比例阀上集成流量传感器140，减少燃气热水器后续的装配步骤，从而使得燃气热水器的装配更方便快捷。在另一实施例中，阀体110上设有温度传感器150，通过在水比例阀上集成温度传感器150，减少燃气热水器后续的装配步骤，从而使得燃气热水器的装配更方便快捷。

在一实施例中，阀体110上设有流量传感器140和温度传感器150。在水比例阀上集成流量传感器140以及温度传感器150，进一步减少燃气热水器后续的装配步骤，更大程度地使燃气热水器的装配更方便快捷。

在一实施例中，阀体110上设有流量传感器140和温度传感器150，且流量传感器140和温度传感器150分设于阀体110的球形阀芯120的相对两侧。通过将流量传感器140和温度传感器150分别设置在球形阀芯120的相对两侧，例如将流量传感器140和温度传感器150分别设置在阀体110上用于与燃气热水器内的其他部件装配的连接部，充分利用阀体110与其他结构装配的部位本就需要占用的空间，提高空间利用率。

在一实施例中，阀体110具有进水段111和出水段112，水流通道包括形成于进水段111内的进水流道和形成于出水段112内的出水流道，进水流道和出水流道均与球形阀腔连通；阀体110上设有流量传感器140和温度传感器150，且流量传感器140和温度传感器150中的其中一者设于进水段111，另一者设于出水段112。将流量传感器140和温度传感器150分别设置在进水段111和出水段112，在集成了流量传感器140和温度传感器150的前提下，相较于流量传感器140和温度传感器150都设在进水段111或出水段112的技术方案，可避免单一进水段111或出水段112需要设置过长的长度，从而节省阀体的耗材，节省空间。

在一些实施例中，进水流道和出水流道均设有密封圈，密封圈一侧与球形阀腔抵接，另一侧与球形阀芯120抵接，从而实现球形阀芯120与阀体110连接处的密封。在一实施例中，密封圈选择矩形密封圈，从而使密封圈的侧面与进水段111朝向球形阀腔的端口或者与出水段112朝向球形阀腔的端口接触面积更大，使得密封效果更好。

如图8，本实用新型还提出一种燃气热水器，该燃气热水器包括换热器200、进水管400和水比例阀，该水比例阀的具体结构参照上述实施例，由于本燃气热水器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，进水管400连接于换热器200，水比例阀设在进水管400上。

在一实施例中，燃气热水器还包括控制器300、进水管400、出水管500、燃烧器600、燃气比例阀700、出水温度传感器800，燃气比例阀700连接燃烧器600，出水温度传感器800设于出水管400，燃烧器600对进水管400输入的水进行加热，出水管500用于出水。

上述燃气热水器的工作原理如下：

调节水流量大小的过程中，设定出水温度为T后，水流从进水管400进入水比例阀，流量传感器140和温度传感器150将水流信号Q和温度信号T0传递给控制器300，出水温度传感器800将出水温度Tt传递给控制器300，控制器300将指令传递给燃气比例阀700，通过对燃气量的比例调节，使出水温度Tt接近设定温度T，但出水温度Tt和设定温度T之间仍有差距，此时控制器300通过对温差信号(T-Tt)进行处理，将指令反馈给水比例阀。水比例阀上的电机130根据指令旋转相应的步数，通过第二齿轮与第一齿轮123传动，使阀芯轴122转动相应的角度，阀芯轴122下端的定位销124将力矩传递给球形阀芯120，使之转动相应的角度，调节球形阀芯120的过水口121相对水流通道的开度大小来调节水流大小，使Tt无限接近T(或Tt完全等于T)，从而达到极致恒温的目的。

当水路需要关闭时，水流从进水管400进入水比例阀，水比例阀上的流量传感器140和温度传感器150将水流信号Q和温度信号T0传递给控制器300，控制器300下达指令给水比例阀的电机130，电机130根据指令旋转相应的步数，通过第二齿轮与第一齿轮123传动，使阀芯轴122转动相应的角度，阀芯轴122下端的定位销124将力矩传递给球形阀芯120，使之转动相应的角度，使球形阀芯120的过水口121相对水流通道关闭，以关闭水路。由于只是电机130传递力矩给球形阀芯120旋转相应角度，克服两侧密封圈摩擦力和水流附着力做功，该做功较小，且均匀，无突变点，故不容易卡死。

当水路需要打开时，水流从进水管400进入水比例阀，水比例阀上的流量传感器140和温度传感器150将水流信号Q和温度信号T0传递给控制器300，控制器300下达指令给水比例阀的电机130，电机130根据指令旋转相应的步数，通过第二齿轮与第一齿轮123传动，使阀芯轴122转动相应的角度，阀芯轴122下端的定位销124将力矩传递给球形阀芯120，使之转动相应的角度，使球形阀芯120的过水口121相对水流通道打开，以打开水路。由于只是电机130传递力矩给球形阀芯120旋转相应角度，克服两侧密封圈摩擦力和水流附着力做功，该做功较小，且均匀，无突变点，故不容易卡死。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水比例阀，用于燃气热水器，其特征在于，所述水比例阀包括：

阀体，内设有球形阀腔、及与所述球形阀腔连通的水流通道；

球形阀芯，可转动设于所述球形阀腔内，并设有过水口；以及

电机，驱动连接于所述球形阀芯，用以驱动所述球形阀芯转动，以改变所述过水口相对所述水流通道的开闭和开度大小。

2.如权利要求1所述的水比例阀，其特征在于，所述球形阀芯上设有密封穿设所述阀体的阀芯轴，所述电机设有电机轴，所述阀芯轴上设有第一齿轮，所述电机轴上设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

3.如权利要求2所述的水比例阀，其特征在于，所述第一齿轮与所述第二齿轮中的一者为内齿轮，另一者为外齿轮，所述外齿轮套设于所述内齿轮。

4.如权利要求2所述的水比例阀，其特征在于，所述第一齿轮与所述第二齿轮均为外齿轮，所述第一齿轮旁设于所述第二齿轮。

5.如权利要求4所述的水比例阀，其特征在于，所述第一齿轮的半径大于所述第二齿轮的半径。

6.如权利要求2所述的水比例阀，其特征在于，所述阀芯轴与所述球形阀芯之间通过防转定位结构连接。

7.如权利要求6所述的水比例阀，其特征在于，所述防转定位结构包括设于所述阀芯轴的定位销、及设所述球形阀芯外表面的销槽，所述定位销的周面至少包括一个防转平面，所述销槽用以供所述定位销适配插设。

8.如权利要求1至7任意一项所述的水比例阀，其特征在于，所述阀体上设有流量传感器和/或温度传感器。

9.如权利要求8所述的水比例阀，其特征在于，所述阀体上设有所述流量传感器和所述温度传感器，且所述流量传感器和所述温度传感器分设于所述阀体的所述球形阀芯的相对两侧。

10.一种燃气热水器，其特征在于，包括：

换热器；

进水管，连接于所述换热器；以及

如权利要求1至9任一项所述的水比例阀，所述水比例阀设在所述进水管上。

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