可调式稳流阀及包含其的稳流控制系统的制作方法

本发明涉及一种可调式稳流阀。

本发明还涉及一种包含该可调式稳流阀的稳流控制系统。

背景技术：

在燃气热水器的水路系统中，设置水流量稳定装置能有效改善水流量波动引起的出热水温度波动的问题，改善用户使用燃气热水器的体验感。gb6932-2015《家用燃气快速热水器》中的5.2.2.4.6要求，水路系统应设置流量稳定或流量调节装置。

随着高层建筑的不断增多，用户家的水压情况越来越复杂。比如，有些小区水压大，有些小区水压小，水压不同就需要配置不同规格的稳流阀，才能达到较佳的使用效果。同时，不同升数的热水器也需要配置不同规格的稳流阀。现有的稳流阀的通用性较差，如图1所示，不具有调节功能的稳流阀，其水流量与水压的稳流曲线只有一条，即稳定流量为一固定值。这种单一变化的稳流阀，很难适应现有的燃气热水器的复杂的用水环境和不同的流量需求。如何增加稳流阀的通用性，以适应不同的燃气热水器，是保证燃气热水器的用户体验感的重要因素。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的稳流阀的通用性较差的缺陷，提供一种可调式稳流阀及包含其的稳流控制系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种可调式稳流阀，包括阀体，所述阀体内形成流道，所述阀体上还设有进水口和出水口，所述进水口、出水口分别连通至所述流道的两端，所述可调式稳流阀还包括：

外支撑体，所述外支撑体的外周面与所述流道的内周面相配合；

滑动套，所述滑动套的外周面与所述外支撑体的内周面相配合，所述滑动套能沿轴向滑动，所述滑动套内形成沿轴向设置的水流通道；

至少一个流道挡块，所述流道挡块具有遮挡部和抵接部，所述遮挡部位于所述水流通道内，所述抵接部穿过所述滑动套伸出至外部；

承压盘，所述承压盘固定套在所述滑动套的外周面上，所述承压盘设有环绕所述滑动套的调节面，所述调节面与所述流道挡块的抵接部相抵接，所述调节面的内径沿向所述出水口的方向逐渐减少；

调节机构，所述调节机构安装在所述阀体上，所述调节机构能调节所述承压盘在所述滑动套上沿轴向的位置。

在本技术方案中，通过调节机构调节承压盘在滑动套上沿轴向的位置，使流道挡块的遮挡部沿水流通道的径向移动，使水流通道的流通面积发生改变，从而达到调节稳流阀的稳定流量的目的，使稳流阀的稳定流量能与用户实际用水流量相匹配。

较佳地，所述外支撑体设有沿径向向内延伸的下限位面，所述滑动套设有沿径向凸出的限位凸起，所述限位凸起位于所述下限位面面向出水口的一侧，所述限位凸起能抵接于所述下限位面上。

在本技术方案中，下限位面限制了滑动套向进水口方向滑动的极限位置。

较佳地，所述外支撑体设有沿径向设置的上限位面，所述上限位面位于所述滑动套面向出水口的一侧，所述滑动套的上端面能抵接于所述上限位面上。

在本技术方案中，上限位面限制了滑动套向出水口方向滑动的极限位置。

较佳地，所述外支撑体的内周面、所述滑动套的外周面分别设置导向槽和导轨，所述导向槽与所述导轨相配合，所述导轨的延伸方向平行于所述滑动套的轴向，所述滑动套能沿所述导轨滑动。

在本技术方案中，通过导向槽与导轨的设置，使滑动套仅能在支撑盘上沿轴向滑动，不能绕轴线转动。

较佳地，所述流道挡块的数量为若干个，若干所述流道挡块的遮挡部可相互靠拢拼成一环形，所述遮挡部的外周面的半径小于所述水流通道的半径。

在本技术方案中，当需要增大水流通道的流通面积时，若干流道挡块散开，流道挡块的遮挡部围成的空间变大，即水流通道的流通面积变大；当需要减少水流通道的流通面积时，若干流道挡块靠拢，流道挡块的遮挡部围成的空间变小，即水流通道的流通面积变小。

较佳地，所述流道挡块的遮挡部面向进水口的一面具有导向面，所述导向面向内延伸的同时向所述出水口的方向延伸。

在本技术方案中，通过设置导向面，将从进水口进入的水流的沿轴向的力转化成沿径向向外的力，达到将流道挡块向外推的目的。

较佳地，所述流道挡块的抵接部为滑动柱，所述滑动柱的延伸方向为所述水流通道的径向；所述滑动套的周向上设有沿径向设置的滑动孔，所述滑动柱穿过所述滑动孔并能沿所述滑动孔滑动。

在本技术方案中，通过上述配合方式，可以使流道挡块能沿滑动孔的轴向，即水流通道的径向移动。

较佳地，所述滑动套的内周面形成沿径向延伸的放置面，所述流道挡块放置在所述放置面上。

在本技术方案中，流道挡块的遮挡部可在放置面上移动；遮挡部向内伸出放置面时，使水流通道的流通面积变小；遮挡部向外缩回至放置面内时，水流通道的流通面积变大。

较佳地，所述可调式稳流阀还包括稳流弹簧，所述稳流弹簧套在所述滑动套上，所述稳流弹簧的两端分别抵接于所述外支撑体、承压盘上。

在本技术方案中，进水口的水流会对承压盘产生冲击力，承压盘带动滑动套沿轴向滑动；而稳流弹簧对承压盘施加一个与水流相反的作用力，当水流、稳流弹簧对承压盘施加的作用力基本相同时，稳流阀达到一个稳流的状态。

较佳地，所述外支撑体的内表面、所述承压盘、所述滑动套的外周面之间形成稳流空间，所述滑动套的周面上设有连通孔，所述连通孔连通所述稳流空间和所述水流通道。

在本技术方案中，通过连通孔连通稳流空间和水流通道，避免稳流空间形成密闭空间，使承压盘、滑动套沿轴向移动时，稳流空间的水能与水流通道内的水相流通。

较佳地，所述承压盘的内周面上设有第一螺纹段，所述滑动套的外周面设有第二螺纹段，所述第二螺纹段靠近所述滑动套面向进水口的一端，所述第二螺纹段的长度大于所述第一螺纹段的长度，所述第一螺纹段与所述第二螺纹段螺纹配合，所述调节机构能带动所述承压盘绕轴线转动。

在本技术方案中，当调节机构能带动承压盘绕轴线转动，滑动套被外支撑体限制住而不能绕轴线转动，使承压盘能沿滑动套的轴向相对移动，从而调节流道挡块的位置和稳流弹簧的压缩程度。

较佳地，所述阀体设有安装孔，所述承压盘的外周面设有配合段，所述配合段的外周面的横截面为非圆形；所述调节机构包括：

驱动杆，所述驱动杆穿过所述安装孔，所述驱动杆位于所述流道内的一端为插入端，所述插入端的端面形成向内凹陷的插入孔，所述插入孔的内周面与所述配合段相配合，所述驱动杆位于所述阀体外的一端为驱动端；

驱动组件，所述驱动组件与所述驱动杆的驱动端相连接，所述驱动组件带动所述驱动杆转动。

在本技术方案中，当需要转动承压盘时，将驱动杆的插入端套在承压盘的配合段上，通过驱动杆的转动从而带动承压盘转动。

较佳地，所述驱动杆的插入端设有若干贯穿孔，所述贯穿孔将所述插入孔的内部与所述流道相连通，所述插入孔与所述水流通道相连通。

在本技术方案中，通过在驱动杆的插入端设置若干贯穿孔，使驱动杆不会阻碍到水流的流动。

本发明还提供一种可调式稳流阀的稳流控制系统，所述稳流控制系统包括：

稳流阀，所述稳流阀如上述技术方案所述；

涡轮，所述涡轮设置于所述稳流阀的阀体内，所述涡轮面向所述稳流阀的进水口设置；

流量传感器，所述流量传感器设置于所述稳流阀的阀体外，所述流量传感器用于接收所述涡轮的信息并转化成流量信息；

控制中心，所述控制中心与所述流量传感器、调节机构电连接，所述控制中心用于接收所述流量传感器的流量信息，所述控制中心还用于判断所述流量信息所表示的流量范围是否大于或包含所述稳流阀的稳定流量；若否，所述控制中心控制所述调节机构动作，使所述承压盘向进水口的方向移动，直至所述流量信息大于或包含所述稳流阀的稳定流量。

在本技术方案中，通过涡轮、流量传感器可以随时检测到稳流阀的进水口的流量，通过控制中心的控制，使稳流阀的稳定流量可以根据水流情况实时调节，持续保持稳流状态。

较佳地，所述调节机构包括步进电机，所述步进电机与所述控制中心电连接，所述步进电机带动所述承压盘在所述滑动套上沿轴向移动。

在本技术方案中，步进电机的转动角度可通过控制中心精确控制，通过步进电机带动承压盘转动，从而使承压盘在滑动套上沿轴向移动的位移得到精确控制。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

上述调式稳流阀及包含其的稳流控制系统，通过调节机构调节承压盘在滑动套上沿轴向的位置，使流道挡块的遮挡部沿水流通道的径向移动，使水流通道的流通面积发生改变，从而达到调节稳流阀的稳定流量的目的，使稳流阀的稳定流量能与用户实际用水流量相匹配。

附图说明

图1为现有技术中的稳流阀的稳流曲线的示意图。

图2为本发明实施例一的可调式稳流阀的结构示意图。

图3为图2所示的可调式稳流阀的剖视图。

图4为图3所示的可调式稳流阀的阀体的结构示意图。

图5为图3所示的可调式稳流阀的外壳的结构示意图。

图6为图3所示的可调式稳流阀的滑动套的结构示意图。

图7为图3所示的可调式稳流阀的承压盘的结构示意图。

图8为图3所示的可调式稳流阀的流道挡块的结构示意图。

图9为图3所示的可调式稳流阀的爆炸图。

图10为图3所示的可调式稳流阀的最大流量状态的示意图。

图11为图10所示的可调式稳流阀的流道面积的示意图。

图12为图3所示的可调式稳流阀的最小流量状态的示意图。

图13为图12所示的可调式稳流阀的流道面积的示意图。

图14为本发明实施例二的可调式稳流阀的稳流控制系统的结构示意图。

图15为图14所示的可调式稳流阀的稳流控制系统的稳流曲线的示意图。

附图标记说明

阀体1

进水口11

出水口12

安装孔13

安装凸缘14

流道2

外支撑体3

外壳31

支撑盘32

下限位面33

上限位面34

导向槽35

滑动套4

水流通道41

限位凸起42

上端面43

导轨44

滑动孔45

放置面46

第二螺纹段47

连通孔48

流道挡块5

遮挡部51

抵接部52

导向面53

滑动柱54

承压盘6

调节面61

第一螺纹段62

配合段63

调节机构7

驱动杆71

插入端711

插入孔712

驱动端713

贯穿孔714

驱动组件72

转动座721

转动套722

密封圈73

稳流弹簧8

稳流空间9

稳流阀100

涡轮200

流量传感器300

控制中心400

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图2至图13所示为本发明可调式稳流阀的实施例一的结构示意图。该可调式稳流阀包括阀体1，阀体1内形成流道2，阀体1上还设有进水口11和出水口12，进水口11、出水口12分别连通至流道2的两端。

该可调式稳流阀还包括外支撑体3、滑动套4、若干流道挡块5、承压盘6和调节机构7，外支撑体3的外周面与流道2的内周面相配合；滑动套4的外周面与外支撑体3的内周面相配合，滑动套4能沿轴向滑动，滑动套4内形成沿轴向设置的水流通道41；流道挡块5具有遮挡部51和抵接部52，遮挡部51位于水流通道41内，抵接部52穿过滑动套4伸出至外部；承压盘6固定套在滑动套4的外周面上，承压盘6设有环绕滑动套4的调节面61，调节面61与流道挡块5的抵接部52相抵接，调节面61的内径沿向出水口12的方向逐渐减少；调节机构7安装在阀体1上，调节机构7能调节承压盘6在滑动套4上沿轴向的位置。

当需要调节稳流阀的稳定流量时，通过调节机构7调节承压盘6在滑动套4上沿轴向的位置。当需要减小稳流阀的稳定流量时，调节机构7能调节承压盘6向进水口11的方向移动，承压盘6的调节面61推动流道挡块5的抵接部52，使流道挡块5的遮挡部51向内移动，使遮挡部51能遮挡住水流通道41的部分区域，从而使水流通道41的流通面积变小，经过水流通道41的水流量变小。当需要增加稳流阀的稳定流量时，调节机构7能调节承压盘6向出水口12的方向移动，承压盘6的调节面61远离流道挡块5的抵接部52，水流对流道挡块5的遮挡部51施加作用力，使流道挡块5向外移动直至抵接部52抵接到承压盘6，水流通道41的流通面积变大，从而使经过水流通道41的水流量变大。通过上述设置，达到调节稳流阀的稳定流量的目的，使稳流阀的稳定流量能与用户实际用水流量相匹配。

如图2、图10和图12所示，外支撑体3包括外壳31和支撑盘32，外壳31的外周面与流道2的内周面相配合，支撑盘32卡在外壳31内，滑动套4的外周面与支撑盘32的内周面相配合。

其中，支撑盘32的内周面小于外壳31的内周面，支撑盘32面向出水口12的端面形成下限位面33；滑动套4设有沿径向凸出的限位凸起42，限位凸起42位于下限位面33面向出水口12的一侧，限位凸起42能抵接于下限位面33上。外壳31设有沿径向设置的上限位面34，上限位面34位于滑动套4面向出水口12的一侧，滑动套4的上端面43能抵接于上限位面34上。下限位面33限制了滑动套4向进水口11方向滑动的极限位置，上限位面34限制了滑动套4向出水口12方向滑动的极限位置。

支撑盘32的内周面设有导向槽35，滑动套4的外周面设有导轨44，导向槽35与导轨44相配合，导轨44的延伸方向平行于滑动套4的轴向，滑动套4能沿导轨44滑动。通过导向槽35与导轨44的设置，使滑动套4仅能在支撑盘32上沿轴向滑动，不能绕轴线转动。

在本实施例中，外支撑体3由外壳31和支撑盘32组成，这种结构设计方便了下限位面33、上限位面34、导向槽35和导轨44的设置；在其他的实施例中，外支撑体3也可以一体成型，或由其它形状的部件组合而成。

如图4所示，阀体1的内周面还设有向内延伸的安装凸缘14，外壳31放置在该安装凸缘14上，使外壳31与阀体1之间的相对位置固定。

如图8所示，流道挡块5的数量为四个，四个流道挡块5的遮挡部51可相互靠拢拼成一环形，遮挡部51的外周面的半径小于水流通道41的半径。

如图11所示，当需要增大水流通道41的流通面积时，四个流道挡块5散开，流道挡块5的遮挡部51围成的空间变大，即水流通道41的流通面积变大。当水流通道41的流通面积达到最大值时，承压盘6的调节面61与流道挡块5的抵接部52之间的相对位置如图10所示。

如图13所示，当需要减少水流通道41的流通面积时，四个流道挡块5靠拢，流道挡块5的遮挡部51围成的空间变小，即水流通道41的流通面积变小。当水流通道41的流通面积达到最小值时，承压盘6的调节面61与流道挡块5的抵接部52之间的相对位置如图12所示。

如图8、图10和图12所示，流道挡块5的遮挡部51面向进水口11的一面具有导向面53，导向面53向内延伸的同时向出水口12的方向延伸。通过设置导向面53，将从进水口11进入的水流的沿轴向的力转化成沿径向向外的力，达到将流道挡块5向外推的目的。

如图8、图10和图12所示，流道挡块5的抵接部52为滑动柱54，滑动柱54的延伸方向为水流通道41的径向；滑动套4的周向上设有沿径向设置的滑动孔45，滑动柱54穿过滑动孔45并能沿滑动孔45滑动。通过上述配合方式，可以使流道挡块5能沿滑动孔45的轴向，即水流通道41的径向移动。

如图10和图12所示，滑动套4的内周面形成沿径向延伸的放置面46，流道挡块5的遮挡部51放置在放置面46上。放置面46成环形，流道挡块5的遮挡部51可在放置面46上移动。遮挡部51向内伸出放置面46时，使水流通道41的流通面积变小；遮挡部51向外缩回至放置面46内时，水流通道41的流通面积变大。

如图3、图9、图10和图12所示，可调式稳流阀还包括稳流弹簧8，稳流弹簧8套在滑动套4上，稳流弹簧8的两端分别抵接于外支撑体3、承压盘6上。进水口11的水流会对承压盘6产生冲击力，承压盘6带动滑动套4沿轴向滑动；而稳流弹簧8对承压盘6施加一个与水流相反的作用力，当水流、稳流弹簧8对承压盘6施加的作用力基本相同时，稳流阀达到一个稳流的状态。在日常工作状态，承压盘6与滑动套4之间的位置相对固定；在调节时，在调节承压盘6与滑动套4沿轴向的相对位置时，也相应地调节了承压盘6与外支撑体3之间的相对位置，从而调节了稳流弹簧8的压缩程度，以达到调节稳流阀的稳定流量的作用。

具体而言，承压盘6的内周面上设有第一螺纹段62，滑动套4的外周面设有第二螺纹段47，第二螺纹段47靠近滑动套4面向进水口11的一端，第二螺纹段47的长度大于第一螺纹段62的长度，第一螺纹段62与第二螺纹段47螺纹配合，调节机构7能带动承压盘6绕轴线转动。当调节机构7能带动承压盘6绕轴线转动，滑动套4被外支撑体3限制住而不能绕轴线转动，使承压盘6能沿滑动套4的轴向相对移动，从而调节流道挡块5的位置和稳流弹簧8的压缩程度。

如图10和图12所示，外支撑体3的内表面、承压盘6、滑动套4的外周面之间形成稳流空间9，滑动套4的周面上设有连通孔48，连通孔48连通稳流空间9和水流通道41。通过连通孔48连通稳流空间9和水流通道41，避免稳流空间9形成密闭空间，使承压盘6、滑动套4沿轴向移动时，稳流空间9的水能与水流通道41内的水相流通。

如图3所示，阀体1设有安装孔13，承压盘6的外周面设有配合段63，配合段63的外周面的横截面为六边形。调节机构7的一种具体结构为：调节机构7包括驱动杆71和驱动组件72，驱动杆71穿过安装孔13，驱动杆71位于流道2内的一端为插入端711，插入端711的端面形成向内凹陷的插入孔712，插入孔712的内周面与配合段63相配合，驱动杆71位于阀体1外的一端为驱动端713；驱动组件72与驱动杆71的驱动端713相连接，驱动组件72带动驱动杆71转动。

当需要转动承压盘6时，将驱动杆71的插入端711套在承压盘6的配合段63上，通过驱动杆71的转动从而带动承压盘6转动。

其中，驱动杆71的插入端711设有若干贯穿孔714，贯穿孔714将插入孔712的内部与流道2相连通，插入孔712与水流通道41相连通。通过在驱动杆71的插入端711设置若干贯穿孔714，使驱动杆71不会阻碍到水流的流动。

在本实施例中，驱动组件72为转动座721和转动套722，转动座721安装在阀体1的外部，转动座721的外周面与安装孔13同轴设置；驱动杆71与转动套722相固定，转动套722套在转动座721上，驱动杆71穿过转动座721插入安装孔13中，转动套722能在转动座721上转动和沿轴向移动。

其中，调节机构7还包括密封圈73，密封圈73位于转动座721、驱动杆71之间，密封圈73与转动座721的内周面、驱动杆71的外周面和阀体1的外表面相接触。通过设置密封圈73，使驱动杆71和阀体1之间保持密封，避免水从安装孔13中流出。

实施例二

图14所示为本发明实施例二的可调式稳流阀的稳流控制系统。实施例二的可调式稳流阀的大部分结构与实施例一相同，不同之处在于：可调式稳流阀的驱动杆71的驱动方式不同，实施例一采用手动驱动方式；而实施例二的驱动组件72为步进电机，步进电机与驱动杆71的驱动端713相连接，通过步进电机带动驱动杆71转动。

上述可调式稳流阀所组成的稳流控制系统如图14所示，稳流控制系统包括稳流阀100、涡轮200、流量传感器300和控制中心400，涡轮200设置于稳流阀100的阀体1内，涡轮200面向稳流阀100的进水口11设置；流量传感器300设置于稳流阀100的阀体1外，流量传感器300用于接收涡轮200的信息并转化成流量信息；控制中心400与流量传感器300、调节机构7电连接，控制中心400用于接收流量传感器300的流量信息，控制中心400还用于判断流量信息所表示的流量范围是否大于或包含稳流阀100的稳定流量；若否，控制中心400控制调节机构7动作，使承压盘6向进水口11的方向移动，直至流量信息大于或包含稳流阀100的稳定流量。具体而言，步进电机与控制中心400电连接，步进电机带动承压盘6在滑动套4上沿轴向移动。

通过涡轮200、流量传感器300可以随时检测到稳流阀的进水口11的流量，通过控制中心400的控制，使稳流阀的稳定流量可以根据水流情况实时调节，持续保持稳流状态。

假设稳流阀的初始稳流点为6l/min，当用户家水管流量为8l/min时，流量传感器300检测到水流量为稳定信号，则此时稳流阀只起到稳流作用，流量会稳定在6l/min；若用户家流量为稳定流量，且＜稳流点6l/min时，则稳流阀的流量稳定在用户家的稳定流量。

假设稳流阀的初始稳流点为6l/min，当用户家水管流量在8l/min和10l/min之间波动时，稳流阀只起到稳流作用，流量稳定在稳流点6l/min；当用户家水管流量在5l/min和7l/min之间波动时，达到稳流阀的稳流点附近，水阀只起到稳流作用，流量稳定在稳流点6l/min；当用户家水管流量在3l/min和5l/min之间波动时，未达到稳流阀的稳流点，波动信号被控制中心400识别，控制中心400发出电信号驱动步进电机、驱动杆71和承压盘6一起旋转，调节水流通道41的流通面积的大小，使流量稳定在波动范围的最小点3l/min，此时稳流阀既起到调节作用，又起到稳流作用。

再比如，在冬季时，热水器温度设定为45℃，长时间燃烧达不到设定温度45℃时，控制中心400发出电信号驱动步进电机、驱动杆71和承压盘6一起逆时针旋转，承压盘6与外支撑体3之间的距离增大，推动流道挡块5向中心移动，使水流通道41的流通面积变小，减小水流量，使热水器出水口温度达到设定值；此时，稳流弹簧8伸长，稳流弹簧8的预紧力变小，因此较小的水压即可达到稳流阀的稳流值，起到了调节稳流阀工作水压的作用。

再比如，在夏季时，热水器温度设定为35℃，长时间燃烧出水温度高于设定温度35℃时，控制中心400发出电信号驱动步进电机、驱动杆71和承压盘6一起顺时针旋转，承压盘6与外支撑体3之间的距离变小，流道挡块5在水压的作用下向外移动，使水流通道41的流通面积变大，水流量变大，使热水器出水口温度达到设定值；此时，稳流弹簧8缩短，稳流弹簧8的预紧力变大，因此需要较大的水压才能达到稳流阀的稳流值。

如图15所示，该可调式稳流阀，通过调节流道挡块5的位置和稳流弹簧8的压缩程度，使其可选择地具有多条稳流曲线，即具有多个稳定流量。

将该可调式稳流阀，用于燃气热水器时，即可满足13l热水器，也能满足16l或20l等更大流量的热水器，可降低研发成本，缩短研发周期，通用性好；该可调式稳流阀，可根据用户家的实际水压情况进行调试，使热水器工作在最适合的流量下，适应性更强；该可调式稳流阀，既是调节阀，又是稳流阀，一阀两用，在调节流量大小的同时也可以起到调节稳流阀工作水压的作用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。