燃气分段阀及热水设备的制作方法

1.本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种燃气分段阀及热水设备。


背景技术：

2.燃气分段阀是燃气热水器和燃气壁挂炉的重要组成部分，燃气通过比例阀比例调节后以一定压力进入燃气分段阀的阀体内，通过阀体的排段配气腔实现对燃气流量的均匀分配，从而实现对不同负荷的控制，实现分段燃烧。
3.现有技术中，燃气进入燃气分段阀的排段配气腔后，经与排段配气腔相连通的喷嘴喷射出，然而，由于燃气的气压有时并不稳定，由此，燃气进入会燃气分段阀后，会对排段配气腔造成冲击，影响排段配气腔内的气压，由此，使得喷嘴喷射出的燃气并不稳定，造成火焰抖动，影响火焰的稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种燃气分段阀及热水设备，用以减少火焰抖动，提升火焰的稳定性。
5.本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：
6.本实用新型提供一种燃气分段阀，包括：
7.阀体，阀体具有燃气进气腔和排段配气腔；以及
8.喷嘴，喷嘴设置在阀体上，且连通排段配气腔；
9.其中，阀体内还设有缓冲隔板，缓冲隔板上开设有稳压孔，缓冲隔板用于分隔燃气进气腔和排段配气腔，燃气进气腔通过稳压孔与排段配气腔连通。
10.在本实用新型的实施方式中，稳压孔的直径范围为3mm至5mm。
11.在本实用新型的实施方式中，阀体还包括第一燃气旁通通道、第二燃气旁通通道、第一截止阀和第二截止阀，且排段配气腔包括独立设置的第一排段配气腔、第二排段配气腔和第三排段配气腔，
12.其中，燃气进气腔通过稳压孔与第一排段配气腔连通，燃气进气腔通过第一燃气旁通通道连通第二排段配气腔，且通过第二燃气旁通通道连通第三排段配气腔，第一截止阀设置在第一燃气旁通通道与第二排段配气腔之间，第二截止阀设置在第二燃气旁通通道与第三排段配气腔之间，第一排段配气腔、第二排段配气腔和第三排段配气腔分别连通有至少一个喷嘴。
13.在本实用新型的实施方式中，当进入燃气进气腔的燃气的气压小于气压预定值、对应连通第二排段配气腔的喷嘴的数量小于对应连通第三排段配气腔的喷嘴的数量时，为了防止因气压过小导致的断档，若第一截止阀和第二截止阀均开启，则转换到第一截止阀关闭且第二截止阀开启；若第一截止阀开启且第二截止阀关闭，则防止第一截止阀和第二截止阀均开启。
14.在本实用新型的实施方式中，当进入燃气进气腔的燃气的气压大于或等于气压预
定值、对应连通第二排段配气腔的喷嘴的数量小于对应连通第三排段配气腔的喷嘴的数量时，为了减少第一截止阀和第二截止阀的切换频率而影响加热速度，取消第一截止阀关闭且第二截止阀开启。
15.在本实用新型的实施方式中，还包括控制器，电连接且控制第一截止阀和第二截止阀，第一截止阀和第二截止阀均为电磁阀。
16.在本实用新型的实施方式中，阀体还具有第一堵头，第一堵头将排段配气腔分隔形成独立设置的第一排段配气腔和第三排段配气腔。
17.在本实用新型的实施方式中，缓冲隔板位于第二排段配气腔和第三排段配气腔之间，缓冲隔板的外周缘与阀体的内壁、以及堵头的一侧相接，以通过阀体的内壁、缓冲隔板、堵头的一侧围合形成第一排段配气腔；
18.阀体还具有第二堵头，阀体的外壁对应于缓冲隔板的位置处开设有缓冲隔板工艺孔，缓冲隔板工艺孔与第一排段配气腔相连通，第二堵头与缓冲隔板工艺孔密封配合。
19.在本实用新型的实施方式中，对应连通第一排段配气腔的喷嘴的数量和对应连通第二排段配气腔的喷嘴的数量均为两个，对应连通第三排段配气腔的喷嘴的数量为三个。
20.本实用新型提供还提供一种热水设备，包括：
21.热水主体，包括如上的燃气分段阀、控制器、比例阀、水流传感器和温度传感器，
22.其中，比例阀电连接控制器，比例阀通过热水主体的燃气管路连通燃气进气腔且用于调节燃气进入燃气进气腔的流量；水流传感器电连接控制器且用于检测水流量；温度传感器电连接控制器且用于检测水的温度；
23.当比例阀处于最大开度、第一截止阀开启第二截止阀关闭、单位时间内水流传感器采集的水流量与温度传感器获取的水的温度变化值的乘积小于预设值时，为了防止因气压过小导致的断档，若第一截止阀和第二截止阀均开启，则控制器关闭第一截止阀且开启第二截止阀；若第一截止阀开启且第二截止阀关闭，则控制器防止开启第一截止阀和第二截止阀。
24.本实用新型的燃气分段阀与热水设备的特点及优点是：
25.本实用新型的燃气分段阀，其阀体内设有缓冲隔板，缓冲隔板上开设有稳压孔，燃气进气腔通过稳压孔与排段配气腔连通，在具体应用中，燃气进入燃气进气腔后，会经过缓冲隔板的稳压孔稳压后而进入至排段配气腔内，并通过与排段配气腔连通的喷嘴喷射出，也即，进入排段配气腔的燃气是经过缓冲隔板缓冲的，由此，可减少燃气的气压对排段配气腔造成的冲击，降低其对排段配气腔内的气压的影响，使排段配气腔内的气压稳定，以使喷嘴喷射出的燃气较稳定，使火焰不易抖动，从而提升火焰的稳定性。
附图说明
26.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
27.图1为本实用新型的燃气分段阀的一立体示意图；
28.图2为本实用新型的燃气分段阀的另一立体示意图；
29.图3为本实用新型的燃气分段阀的主视示意图；
30.图4为图3中沿a-a方向的剖视图；
31.图5为本实用新型的燃气分段阀的侧视示意图；
32.图6为图5中沿b-b方向的剖视图；
33.图7为本实用新型中阀体的立体示意图；
34.图8为为本实用新型的热水设备的控制原理图；
35.图9为本实用新型的热水器的控制过程。
36.附图标记与说明：
37.1、阀体；11、缓冲隔板；111、稳压孔；12、燃气进气腔；13、排段配气腔；131、第一排段配气腔；132、第二排段配气腔；133、第三排段配气腔；14、第一燃气旁通通道；15、第二燃气旁通通道；16、缓冲隔板工艺孔；
38.2、喷嘴；
39.3、第一截止阀；
40.4、第二截止阀；
41.5、控制器；
42.6、第一堵头；
43.7、第二堵头；
44.8、比例阀；
45.9、水流传感器；
46.10、温度传感器。
具体实施方式
47.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
48.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
49.实施方式一
50.如图1至图9所示，本实用新型提供一种燃气分段阀，包括阀体1和喷嘴2，阀体1可通过压铸成型工艺，阀体1具有燃气进气腔12和排段配气腔13，燃气进气腔12可呈柱状，呈柱状的燃气进气腔12的直径大于稳压孔111的直径；喷嘴2可通过螺纹连接的方式穿设于阀体1上，且连通排段配气腔13；其中，阀体1内还设有缓冲隔板11，缓冲隔板11上开设有稳压孔111(或可称过气孔)，缓冲隔板11用于分隔燃气进气腔12和排段配气腔13，燃气进气腔12通过稳压孔111与排段配气腔13连通。
51.本实用新型的燃气分段阀，其阀体1内设有缓冲隔板11，缓冲隔板11上开设有稳压孔111，燃气进气腔12通过稳压孔111与排段配气腔13连通，在具体应用中，燃气进入燃气进气腔12后，会经过缓冲隔板11的稳压孔111稳压后而进入至排段配气腔13内，并通过与排段配气腔13连通的喷嘴2喷射出，也即，进入排段配气腔13的燃气是经过缓冲隔板11缓冲的，由此，可减少燃气的气压对排段配气腔13造成的冲击，降低其对排段配气腔13内的气压的
影响，使排段配气腔13内的气压稳定，以使喷嘴2喷射出的燃气较稳定，使火焰不易抖动，从而提升火焰的稳定性。
52.更具体地，稳压孔111的直径范围可为3mm至5mm，通过上述结构设置，可使过流通径满足常开段负荷要求的同时避免过气孔的孔径太大引起气流抖动。在一些实施例中，由于天然气的热值低于液化气的热值，因此若燃气为天然气，则稳压孔111的直径为4mm至5mm，若燃气为液化气，则稳压孔111的直径范围为3mm至4mm。
53.在本实用新型中，如图6和图7所示，阀体1还包括第一燃气旁通通道14、第二燃气旁通通道15、第一截止阀3和第二截止阀4，且排段配气腔13包括独立设置的第一排段配气腔131、第二排段配气腔132和第三排段配气腔133，其中，燃气进气腔12通过稳压孔111与第一排段配气腔131连通，燃气进气腔12通过第一燃气旁通通道14连通第二排段配气腔132，且通过第二燃气旁通通道15连通第三排段配气腔133，第一截止阀3设置在第一燃气旁通通道14与第二排段配气腔132之间并可通过o型密封圈与阀体1密封配合，第二截止阀4设置在第二燃气旁通通道15与第三排段配气腔133之间并可通过o型密封圈与阀体1密封配合，第一排段配气腔131、第二排段配气腔132和第三排段配气腔133分别连通有至少一个喷嘴2。
54.在具体应用中，通过上述结构设置，可通过控制第一截止阀3和第二截止阀4，实现四种排段方式(或可称排气状态)的切换，以根据不同负荷在四种排气状态之间切换。
55.在本实施例中，如图4所示，对应连通第一排段配气腔131的喷嘴2的数量和对应连通第二排段配气腔132的喷嘴2的数量可均为两个，对应连通第三排段配气腔133的喷嘴2的数量可为三个。由此，实现四种排气状态(二-四-五-七)如下：
56.第一排气状态，第一截止阀3关闭，第二截止阀4关闭，燃气进入第一排段配气腔131，两个喷嘴2喷气；
57.第二排气状态，第一截止阀3开启，第二截止阀4关闭，燃气进入第一排段配气腔131和第二排段配气腔132，四个喷嘴2喷气；
58.第三排气状态，第一截止阀3关闭，第二截止阀4开启，燃气进入第一排段配气腔131和第三排段配气腔133，五个喷嘴2喷气；
59.第四排气状态，第一截止阀3开启，第二截止阀4开启，燃气进入第一排段配气腔131、第二排段配气腔132和第三排段配气腔133，七个喷嘴2喷气。
60.进一步地，如图1和图8所示，还包括控制器5，电连接且控制第一截止阀3和第二截止阀4，第一截止阀3和第二截止阀4均为电磁阀，通过上述结构设置，以便于通过控制器5对第一截止阀3和第二截止阀4进行控制，以自动实现上述四种排气状态。
61.在一些实施例中，对应连通第一排段配气腔131、第二排段配气腔132和第三排段配气腔133的喷嘴2的数量可根据实际需要进行设置。
62.在本实用新型的一个实施方式中，当进入燃气进气腔12的燃气的气压小于气压预定值、对应连通第二排段配气腔132的喷嘴2的数量小于对应连通第三排段配气腔133的喷嘴2的数量时，为了防止因气压过小导致的断档，若第一截止阀3和第二截止阀4均开启，则转换到第一截止阀3关闭且第二截止阀4开启；若第一截止阀3开启且第二截止阀4关闭，则防止第一截止阀3和第二截止阀4均开启。
63.在具体应用中，以额定负荷为30kw为例，对于全段燃气阀，如设有七排火(七个喷嘴2)，则最小负荷为七排火燃烧，最大负荷也为七排火燃烧，也即，不采用燃气分段阀，则单
排(单个喷嘴2)燃烧时的最大负荷为4.3kw(30比7)，最小负荷为1.8kw，故在全段燃烧时，全段燃气阀可在12.6kw(最小负荷)和30kw(最大负荷)之间调节负荷，负荷调节范围有限。
64.对于燃气分段阀，如设有七排火(七个喷嘴2)，则分段方式(或可称排气状态)可为如上的二-四-五-七，在第一排气状态，两个喷嘴2喷气，可在3.6kw和10kw(在同等燃气的气压条件下，最小排数时压力会高于7.2kw一些)之间调节负荷；在第二排气状态，四个喷嘴2喷气，可在7.2kw和17.2kw之间调节负荷；在第三排气状态，五个喷嘴2喷气，可在9kw和21.5kw之间调节负荷；在第四排气状态，七个喷嘴2喷气，可在12.6kw和30kw之间调节负荷；由此可知，燃气分段阀的负荷调节范围比全段燃气阀多，故用水舒适度比全段燃气阀好，然而，当燃气的气压降低时，根据比例阀8的特性(比例阀8的最小开度对应各排气状态的最小负荷值，比例阀8的最大开度对应各排气状态的最大负荷值)，其对上述四个排气状态对应的最小负荷无影响，而对上述四个排气状态对应的最大负荷影响较大，也即，当燃气的气压降低时，由于第二排气状态会受到燃气的气压影响而降低，故其最大负荷会从17.2kw往下降，而第四排气状态的最小负荷12.6kw不会受到燃气的气压的影响，当17.2kw降至12.6kw左右时，第二排气状态的最大负荷小于或基本等于第四排气状态的最小负荷时，二者差值较小(负荷重叠区间接近于零)或二者差值为负数(无负荷重叠)，易出现频繁换挡甚至断档。
65.由此，当燃气的气压减少时，可使第二排气状态(第一截止阀3开启，第二截止阀4关闭)和第四排气状态(第一截止阀3开启，第二截止阀4开启)不直接切换，而是依照顺序或逆序在第二排气状态、第三排气状态和第四排气状态进行切换，例如，当在第二排气状态需增大负荷时，则可从第二排气状态先切换至第三排气状态，再切换至第四排气状态，反之亦然，以防止切换过程中断档或不易换挡，以提升用水舒适性。
66.进一步地，当进入燃气进气腔12的燃气的气压大于或等于气压预定值、对应连通第二排段配气腔132的喷嘴2的数量小于对应连通第三排段配气腔133的喷嘴2的数量时，为了减少第一截止阀3和第二截止阀4的切换频率而影响加热速度，取消第一截止阀3关闭且第二截止阀4开启，在具体应用中，由于切换第一截止阀3和第二截止阀4过程中需要时间，切换过程中会影响加热温度，而在正常燃气的气压和燃气的气压较高时，对负荷重叠区间无影响，不易断档，且第二排气状态和第三排气状态的负荷调节范围较接近，故可采用在第一排气状态(第一截止阀3关闭，第二截止阀4关闭)与第三排气状态(第一截止阀3关闭，第二截止阀4开启)之间切换，也即，二者切换时不经过第三排气状态，由上述四种排气状态改为三种排气状态(二-四-七)，以减少切换频率。
67.在本实用新型的一个实施方式中，如图3和图4所示，阀体1还具有第一堵头6，第一堵头6将排段配气腔13分隔形成独立设置的第一排段配气腔131和第三排段配气腔133，通过上述结构设置，便于压铸成型工艺和产品装配。
68.进一步地，如图4所示，缓冲隔板11位于第二排段配气腔132和第三排段配气腔133之间，缓冲隔板11的外周缘与阀体1的内壁、以及堵头的一侧相接，以通过阀体1的内壁、缓冲隔板11、堵头的一侧围合形成第一排段配气腔131(或可称缓冲腔)；如图2所示，阀体1还具有第二堵头7，阀体1的外壁对应于缓冲隔板11的位置处开设有缓冲隔板工艺孔16，缓冲隔板工艺孔16与第一排段配气腔131相连通，第二堵头7与缓冲隔板工艺孔16密封配合，通过上述结构设置，以进一步便于压铸成型工艺和产品装配。
69.实施方式二
70.如图8和图9所示，本实用新型还提供一种热水设备，包括热水主体，该热水主体包括实施方式一的燃气分段阀、控制器5、比例阀8、水流传感器9和温度传感器10，其中，比例阀8电连接控制器5，比例阀8通过热水主体的燃气管路连通燃气进气腔12且用于调节燃气进入燃气进气腔12的流量；水流传感器9电连接控制器5且用于检测水流量；温度传感器10电连接控制器5且用于检测水的温度；当比例阀8处于最大开度、第一截止阀3开启第二截止阀4关闭、单位时间内水流传感器9采集的水流量与温度传感器10获取的水的温度变化值的乘积小于预设值时，通过乘积与预设值进行比较判断燃气的气压是否为低气压，为了防止因气压过小导致的断档，若第一截止阀3和第二截止阀4均开启(第四排气状态)，则控制器5关闭第一截止阀3且开启第二截止阀4(第三排气状态)；若第一截止阀3开启且第二截止阀4关闭(第二排气状态)，则控制器5防止开启第一截止阀3和第二截止阀4。燃气分段阀的具体结构、工作原理以及有益效果与实施方式一相同，在此不再赘述，通过上述结构设置，可使控制器5实现燃气的进气压力的变化的判断，以控制第一截止阀3和第二截止阀4，以进一步提升用水舒适性。
71.其中，该热水设备可以是燃气热水器、燃气壁挂炉或者其他适合的设备。
72.在具体应用中，通过控制器5计算第二排气状态且当燃气比例阀8处于最大开度状态时的负荷值，若q≤q
临界值
+1时，则判定为低气压条件状态，采用二-四-五-七的分段方式；反之采用二-四-七的分段方式。
73.其中，q＝cmδt/3600，q
临界值
为低气压条件下断档负荷临界值，具体可根据热水器实际临界值在程序上对控制器设定；c为水的比热容、m为每小时用水时、δt为温升。
74.具体控制过程：
75.热水设备处于待机状态；
76.当水流传感器9检测到进水流量大于开机流量，则燃烧器点火运行；
77.若燃气分段阀处于第二排气状态且比例阀8处于最大开度，若控制器5判定为低气压条件状态，则采用二-四-五-七的分段方式；若控制器5判定为非低气压条件状态，采用二-四-七的分段方式。
78.在本实用新型实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
79.本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型实施例的限制。
80.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
81.以上仅为本实用新型实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型实施例，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围之内。