瓦斯控制阀转让专利

申请号 : CN03815076.X

文献号 : CN100590338C

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : D·P·詹姆斯

申请人 : 先进产品控股有限公司

摘要 :

一种瓦斯控制阀,包括:电动机;阀主体,具有瓦斯入口,瓦斯出口及在瓦斯通道;阀控制件;阀控制件安装于阀主体中且包括与阀主体的凸轮表面配合的凸轮从动件,由电动机驱动的阀控制件的转动使凸轮从动件与凸轮表面协作而使阀控制件打开或关闭瓦斯控制阀;还包括设置在阀控制件上且由阀控制件操纵的主密封件,凸轮从动件与凸轮表面协作使阀控制件相对阀主体的纵向移动以使主密封件与阀主体接合或不接合,从而控制经过阀主体的瓦斯主流,并且阀控制件包括旁路通道和由阀控制件操纵的、并设置在旁路通道中的旁路阀以控制旁通过主密封件的瓦斯旁流,旁路阀包括与阀主体的瓦斯通道内表面配合的一致动部分以打开旁路通道。该瓦斯控制阀操作简单安全。

权利要求 :

1.一种电子瓦斯控制阀,包括:

用于驱动所述瓦斯阀的电动机;

阀主体,具有瓦斯入口,瓦斯出口以及在所述瓦斯入口和所述瓦斯出口之间 的瓦斯通道;以及用于控制所述瓦斯入口和所述瓦斯出口之间的瓦斯流的阀控制件;

其中,所述阀控制件安装于所述阀主体中以在所述阀主体中藉由所述电动机 驱动转动,所述阀控制件包括与所述阀主体的凸轮表面配合的凸轮从动件,由所述 电动机驱动的所述阀控制件的转动使所述凸轮从动件与所述凸轮表面协作而使所 述阀控制件在所述阀主体内纵向移动以打开或关闭所述瓦斯控制阀;

所述瓦斯控制阀包括设置在所述阀控制件上且由所述阀控制件操纵的主密封 件,所述凸轮从动件与所述凸轮表面协作使所述阀控制件相对所述阀主体的纵向移 动以使所述主密封件与所述阀主体接合或不接合,从而控制经过所述阀主体的瓦斯 主流,并且所述阀控制件包括旁路通道和由所述阀控制件操纵的、并设置在旁路通 道中的旁路阀以控制旁通过所述主密封件的瓦斯旁流,所述旁路阀包括与所述阀主 体的瓦斯通道内表面配合的一致动部分以打开所述旁路通道。

2.按照权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述主密封件包括安装 于所述阀控制件上的“O”型密封件。

3.按照权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述旁路通道提供节流 控制。

4.按照权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述旁路通道在所述阀 控制件的一端部开口和所述阀控制件的一侧部开口之间延伸。

5.如权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述电子瓦斯阀包括第二 安全阀组件,所述第二安全阀组件连接在所述阀主体的瓦斯出口,所述安全阀组件 包括一内装有一瓦斯关闭圆盘的外壳,所述圆盘经由一弹簧偏压至所述外壳上与所 述外壳密封接合而形成一密封。

6.按照权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述阀控制件被弹簧偏 置,以将所述凸轮从动件推压在凸轮表面上。

7.按照权利要求1的电子瓦斯控制阀,其特征在于:所述瓦斯控制阀与一温 度自动调节器组成一体。

说明书 :

技术领域

本发明总的涉及一种用于控制瓦斯流量的阀。更具体地,虽然不是唯一的, 本发明涉及一种用于控制至瓦斯燃烧器的瓦斯的流量/供应的阀。本发明还涉及一 种带有这种阀的器具。

背景技术

以瓦斯为燃料的器具,如室烧烤炉、烘箱、一般煤气炉灶及嵌入式煤气炉等, 一般包括多个燃烧器、通过其将瓦斯燃料供应至燃烧器的一支管或通道、在支管和 各燃烧器之间的一燃体阀,以便单独地控制到达每一个阀的瓦斯供应。
以这些瓦斯阀通常基于相同的基本的“栓塞阀/瓦斯旋塞阀”设计,此设计广 泛地被该工业接受且为此工业的标准。
此设计包含一个阀主体,而此主体有一锥形空腔,而底部有一瓦斯出口,以 及在锥形侧壁上有一瓦斯入口。在该空腔内,可旋转地安装一互补锥形的一栓塞, 此栓塞包含有在此栓塞底部中的出口及栓塞侧壁上的入口之间一瓦斯通道。在使用 时,转动此栓塞引起栓塞入口与空腔入口的不同程度的重叠,如此调节经过此阀的 瓦斯流量。利用与栓塞顶端可啮合的一细长的控制开关件转动栓塞,并以一个盖子 将栓塞和开关件保持在阀主体上的适当位置中,此盖还密封旋塞,用螺纹将该盖连 接在阀主体上的适当位置中。将一特殊的润滑剂注入在栓塞与空腔侧壁之间,以润 滑栓塞运动,同时也有密封的功能。
发明概要
本发明目的在于提供对于标准为另一种选择的瓦斯控制阀,在该阀的许多方 面和实施例中可以提供许多优点。
从一个方面来看,本发明一种电子瓦斯控制阀,包括:用于驱动所述瓦斯阀 的电动机;阀主体,具有瓦斯入口,瓦斯出口以及在所述瓦斯入口和所述瓦斯出口 之间的瓦斯通道;以及用于控制所述瓦斯入口和所述瓦斯出口之间的瓦斯流的阀控 制件;其中,所述阀控制件安装于所述阀主体中以在所述阀主体中藉由所述电动机 驱动转动,所述阀控制件包括与所述阀主体的凸轮表面配合的凸轮从动件,由所述 电动机驱动的所述阀控制件的转动使所述凸轮从动件与所述凸轮表面协作而使所 述阀控制件在所述阀主体内纵向移动以打开或关闭所述瓦斯控制阀;所述瓦斯控制 阀包括设置在所述阀控制件上且由所述阀控制件操纵的主密封件,所述凸轮从动件 与所述凸轮表面协作使所述阀控制件相对所述阀主体的纵向移动以使所述主密封 件与所述阀主体接合或不接合,从而控制经过所述阀主体的瓦斯主流,并且所述阀 控制件包括旁路通道和由所述阀控制件操纵的、并设置在旁路通道中的旁路阀以控 制旁通过所述主密封件的瓦斯旁流,所述旁路阀包括与所述阀主体的瓦斯通道内表 面配合的一致动部分以打开所述旁路通道。
最优先的为阀控制件包括与阀主体上的凸轮表面相接触的凸轮从动件,当转 动阀控制件时使凸轮从动件与凸轮表面协作,致使此阀控制件定位在打开或关闭阀 的位置。
阀控制件或开关件可包含一细长的柄,该柄可由手动或自动方式来转动,而 在其头部有一密封件,例如一个或多个有弹性的“O”型密封圈。凸轮从动件,例 如一个栓柱,可被装在阀柄上,然后顺着凸轮表面的起伏移动(或被置于凸轮表面 上的某一特定位置)形成该柄的一个纵向运动,从而移动头部与阀主体内的一个阀 座或其它密封表面啮合和脱离啮合,造成阀的打开或关闭。
本发明的阀有许多优点。举例来说,在生产制造上较现有技术的旋塞来比较, 仅需较少的生产步骤且较简单、成本较低。较现有技术的旋塞阀的零件它使用较少 的零件,这是因为它不需一个分开的栓塞或盖子,亦不需用现有技术的润滑剂。从 此一观点来看,可以看出此发明将目前技术的栓塞及控制开关件形成为单个件。
并且,现有的旋塞阀的制造需要将旋塞和阀主体进行研磨加工,其中此二零 件一起磨削到所要求的公差范围内,而本发明的阀系统不需如此作,能够使用有弹 性的“O”型密封圈作为密封件。
一个必须注意的问题,即现有技术的阀有一个趋势,即粘着卡住,故有时需 要用较大的力量去转动它。一般炉子中以手操作的,则此一现象不致造成问题,但 在一电子式(或其他自动化操作)操控时则可能造成问题。因此,为了使用现有技 术阀于电子系统中,以及保证阀总是能够由电动机操作,则需用一较大转矩的电动 机,因此也可能需要包括一系列的齿轮来增大输出转矩。在许多场合下这不致造成 问题,例如尺寸不是关键问题的场合,但在一些场合空间非常宝贵的地方则会造成 问题,例如在电子式瓦斯炉或类似的器具因空间受限,无法容下较大的电机。
此发明的阀不存在粘着卡住的问题,而体积小、低转矩电机也能操控它。本 发明打开了一个全新的领域,例如在瓦斯炉技术方面及其类似的领域中使用瓦斯炉 具的燃烧器的电子式控制是可知的,并可配置体积小、低转矩电机或其他致动器。
凸轮表面可以为任何适当的形状/外形,用于提供对阀控制件的一合宜的动作。 它通常被定向在横向于阀控制件的纵向/轴向打开和关闭运动的一平面内。
凸轮从动件也可以为任一合适的形状,且可在阀控制件上的任一适当位置。 它可以包括安装在阀控制件上的一栓柱,例如在其柄上。一般一个栓柱即可,也可 使用二个或多个栓柱,例如一对相对的栓柱也可以。在此种情况下,二个或多个相 同的凸轮表面须同时存在,例如各自围绕瓦斯通道延伸180度。
较好地凸轮表面包括一倾斜部分,以致凸轮从动件顺着此倾斜部分从低位置 往高位置移动,驱使阀控制件从闭合位置运动到打开位置,反之亦反。
此倾斜面在外形高度方面可以连续性地增高,或可以包括不同高度和长度的 许多阶梯部分。而凸轮从动件在凸轮表面上可以连续移动,或可以需放在该表面上 的某一特定位置,例如以推力将从动凸轮件推离凸轮表面,转动阀控制件将凸轮从 动件移到凸轮表面上的一个新位置,然后再让凸轮从动件重新再接触凸轮表面,例 如经由一弹簧来偏移。
凸轮表面可以允许阀的节流或仅带有之间受限制的调节的或不可调整的单纯 的开/关。阀控制件关于一组阀打开的敏感度和旋转度数可由凸轮的形状来控制。
最好地,在凸轮表面上包含一个“关”凹部,以致凸轮从动件进入此一凹部 阀控制件将无法转动。此结构可作为一种安全设置,可防止意外地操作阀。例如小 孩误触,且可要求使用者必须先向阀主体内按下阀控制件来将从动凸轮件移出“关” 凹部,然后才能转动阀控制件去打开阀。
应该注意:此一特色功能并不必须应用在电子控制式瓦斯阀上,这是因为阀 致动机构在相关的器具或装置,如电子炊具的主体内是无法接触到的,因此不可能 有意外操作发生。此特色功能也可应用于其他类型的非手动式致动器,包括自动化 致动器等。
在此还必须提出:阀关闭件相对于进入阀主体的运动可以被偏置,例如通过 装在阀的柄上的适当弹簧件,亦可被偏置去推动凸轮从动件至凸轮表面上。
当阀控制件能被使用者作纵向移动,例如将凸轮从动件推出“关”凹部或推 离凸轮表面时,阀可以包括限制阀控制件(开关件(key))向内移动的结构,以致 阀本身无法通过它的纵向移动被打开,除非阀控制件被转动一适当的量,例如到一 位置,此处的凸轮从动件处于凸轮表面的倾斜部分上。
此亦提供了进一步的安全措施,可防止有人不经意地移动了阀控制件,例如 通过按压在一相关炊具的控制按钮上而意外地开启了阀。
限制结构可采用任何合适的形式,例如在“关”位置时与阀主体的一凸起部 分接触的阀控制件上的凸起,以便允许阀控制件的有限的向内移动,例如足以将阀 控制件移出凸轮表面内的“关”凹部。例如此凸起可被设置在阀柄上的、保持前述 的偏置弹簧的卡圈上。另一方式,可在阀瓦斯通道内侧上、在凸轮表面上方设置一 凸起,以便当阀控制件处在关闭位置时接触凸轮从动件和限制它的轴向移动。
阀包含一个旁路流动通道,该通道提供一个不变的流量,而此流量为低于主 要阀密封所提供的。例如此可被用于在炉具或嵌入式煤气灶的节流的控制中。
此旁路流量最好是由阀控制件内的瓦斯通道提供。因此,阀控制件最好有一 煤气通道,该通道在阀控制件的一端(如头端)中的开口与其侧部的开口之间延伸, 以便旁路主阀密封,以及在阀入口与出口之间提供了一个不变的瓦斯流量。而此旁 路流动可以由阀控制件的旋转和或纵向移动驱动。
当全火焰由主要密封提供时,此旁路流动可维持开的状态。
凸轮表面最好包含有一旁路部分,而此部分可移动或维持住阀控制件在适当 位置中,在此位置可让瓦斯通过此旁路通道流动,而不须打开主阀密封。
旁路流通可藉任何合宜方式提供。在一较佳实施例中,沿阀体的主瓦斯流道 提供一个瓦斯通路,当阀控制件的侧边开口和瓦斯通道重叠时,产生旁路瓦斯流通。 虽然也可以构造用于旋转的组件,但是这重叠现象可以通过阀控制件的纵向移动发 生。
较佳地,当阀控制件在“关”位置时,这阀控制件周围设置例如一O形圈的 密封件,以及该密封件放置于旁路侧面的开口与瓦斯流道之间。因此,避免了经旁 路通道的瓦斯泄漏。
在另一旁路流动控制中,阀控制件可以包括在旁路流道中的一个旁路阀,用 于打开或关闭此流道。
通过旁路阀的致动器与阀体的主瓦斯流道的内表面的一部分的接合,可以驱 动旁路阀。这部分可以适当地构造外形,以便提供带有适当打开和关闭状态的旁路 阀。
阀控制件的轴向和/或旋转活动可使致动器用于接合瓦斯流道的内表面。
旁路阀可设置于阀控制件侧边开口的附近,致动器可延伸通过侧边开口、进 入主瓦斯流道。在关闭位置中,致动器可延伸进入在主瓦斯流道中的凹部内,使保 持在完全延伸状态,以及旁路阀仍在关闭位置。这凹部可为阀体的主入口或出口的 形式。那么,阀控制件的运动可引起致动器离开凹部,以致被强制推入阀控制件的 侧边开口内,以及将旁路阀打开。
例如像滑动阀装置,旁路阀亦可设在旁路流道内,但这需在阀控制件增设额 外开口,以及在阀体内机另工一额外凹槽。
在关闭位置中、在其中旁路致动器延伸的凹部可能包括一倾斜部分,可让致 动器移动出凹部,不会被卡住。
在一种较佳形式中,旁路流量是可调整的。这允许例如依据所使用的瓦斯燃 料的类型来设定合宜的节流瓦斯流量。因此,天然瓦斯比液化石油气需要较大的节 流孔。
旁路流量可通过改变旁路入口、出口或瓦斯流道的尺寸进行调节。例如,旁 路流道的侧开口可用具有进、出口的中空旋塞调节。此旋塞安装在控制阀件内、靠 近旁路流道的侧开口,旋转旋塞使旋塞的开口之一与旁路侧出口重叠到或大或小的 程度,藉此控制流量。或者,在阀关闭件中可以设置针阀,按需旋转针阀来打开或 关闭旁路通道。通过在阀控制件内部的一纵向流道可接触到旋塞或针阀,利用螺丝 起子或其他合适工具伸入该纵向流道内拧紧针阀或转动旋塞。
阀控制件之主密封例如在阀控制件的所处位置范围内的一端部处可对阀体的 瓦斯流道的侧壁或内表面进行密封,且可以仅在阀控制件移动一设定距离后打开, 因此这主密封的移动超出侧壁范围,例如达到瓦斯流道的端部外。在阀控制件沿着 主瓦斯流道纵向运动时主密封仍能在它的范围内维持关闭状态,例如以便置于节流 模式。
或者,阀件可密封于例如横向于阀件的移动方向而设置的密封阀座。这具有 下列优点:当密封件(例如O型圈)磨损时,在关闭位置中仍旧紧密地密封该阀, 这是因为密封件中的任何磨损能够被在关闭状态中稍许更进入处在阀体中的阀控 制件吸收,同时密封件稍许较低地处在阀座中。
阀控制件可进一步对主瓦斯流道的阀座和内表面进行密封。
在本发明的一较佳实施例中,瓦斯阀为一个自动调温器的形式。
如上所述,本发明可特别用于电子控制瓦斯阀,通常而言,是一个自动控制 瓦斯装置和器具,且这阀包括自动致动器,例如像电动机的电致动器,用于移动阀 控制件。这电动机可呈任何合适形式,例如伺服或步进电动机。
可以设置微型开关或跳开开关、或其它合适的开关装置,用于检测阀的位置, 例如是否它处在“关”位置,以及可以在关闭阀时与在阀控制件中,例如在它的阀 杆中的一凹槽或凸起相啮合。
该阀的电子和/或自动的致动的可能性在于它自已的一重要特性。且从另一 方面来看,本发明提供一个自动瓦斯阀,此阀包括瓦斯入口、瓦斯出口及其流道的 一阀体,且包括一个阀控制件,用于控制瓦斯在入口和出口之间的流量,控制阀件 包括凸轮从动件,该从动件与阀体的凸轮表面接触,控制阀件的转动带动凸轮从动 件与凸轮表面协作和对阀控制件定位,用于打开或关闭该阀,以及,其中由自动致 动器控制阀控制件。并且从另一方面看,本发明提供电子瓦斯阀组件,该组件包括 一阀体,该阀体具有瓦斯入口和出口以及进、出口间的瓦斯流道,另包括一个阀控 制件,用于控制进、出口间的瓦斯流量,而阀控制件包括凸轮从动件,该从动件与 阀体的凸轮表面相接触,阀控制件转动造成凸轮从动件与凸轮表面协作和对阀控制 件定位,用于打开或关闭阀,这组件包括用以控制阀控制件的电子致动器。
从另一方面看,可见到本发明提供包括一凸轮从动件和在使用中凸轮从动件 可在上面移动的一凸轮表面的一瓦斯阀,凸轮从动件在凸轮表面的移动,使瓦斯阀 打开或关闭。
从又一方面看,本发明提供包括一阀体上的凸轮表面和装在阀体内的阀件上 的一从动件的一瓦斯阀,转动阀件造成从动件在凸轮表面上移动,且阀件在垂直于 转动方向的一方面上移动。
从又一方面看,本发明提供包括一阀体和一开关件的一瓦斯控制阀,其中开 关件包括一个用于密封阀体的O形圈,此开关件由凸轮机构运动,使O形密封环 与阀体接合或松开。较佳地,此开关件其中包括一个旁路流道,用于在O形密封 圈周围提供一旁路流量。
从又一方面看,本发明提供一瓦斯控制阀,其中O形密封圈是由凸轮作用来 打开或关闭,其中,其上安装O形密封圈的阀开关件中设置一旁路流道。
本发明可延伸到结合有上述瓦斯控制阀的任何一个或多个的瓦斯器具或装 置。
因此,本发明可视为提供一种瓦斯器具,它包括瓦斯控制阀,其中该阀包括 一具有瓦斯入口、出口和进出口之间的流道的阀体,且包括控制进出口之间瓦斯的 一流量阀控制件,而阀控制件包括一凸轮从动件,该从动件与阀体的凸轮表面接触, 阀控制件转动造成凸轮从动件与凸轮表面协作,用于对阀控制件定位,以打开或关 闭阀。
较佳地,该瓦斯器具是一个自动和/或电子控制的瓦斯器具,包括用于自动 地或电子地运动控制阀件的一致动器。
瓦斯阀可应用于如瓦斯烧烤炉、瓦斯炉具和壁炉、瓦斯加热器、瓦斯干燥器 和瓦斯热水器等。
这阀可利用任何合适的材料及尺寸制造。主O形密封圈可用氟橡胶、腈橡胶 或硅橡胶制造,阀体及阀控制件可用铝和/或铜制造。
附图简要说明
将参照附图以举例方式说明本发明的较佳实施例。会理解到:附图的细节并 不是用于取代本发明的先前的概述,在附图中用相同的标号表示相同的结构件:
图1是按照本发明的一实施例的控制阀的立体图;
图2是按照图1的阀的入口侧视图;
图3是沿着图2中的线“III-III”之断面图;
图4是沿着图2中线“IV-IV”的断面图;
图5是图1中阀体的立体图;
图6是图5阀体的入口侧视图;
图7是按照图1的阀的阀件的侧视图;
图8是按照本发明的第二实施例的阀的俯视图;
图9是沿着图8中线“IX-IX”的断面图;
图10是按照图9的阀的入口侧视图;
图11是图9的节流控制器的放大图;
图12是按照本发明的第三实施例的控制阀立体图;
图13是图12的阀的全侧断面图;
图14是按照本发明第四实施例的控制阀全侧断面图;
图15是沿着图2的线“IV-IV”的断面图;
图16是图15的阀体的另一侧视图;
图17是沿着图16的箭头“A-A”方向的全侧断面图。
最佳实施例的详细描述
参照图1-4,一个手动瓦斯控制阀1包括一个阀体2及一个可运动地装于阀 体2中的阀控制件3。
该阀体2有一个瓦斯入口4及出口5,及连接入口4与出口5的瓦斯流道6。
阀控制件3包括阀柄7及阀头8。阀头8有一弹性O形密封圈9,可当阀关闭 时对瓦斯流道6的入口部分10的内壁密封。
阀控制件3亦包括一个用于节流控制的一第二或旁路瓦斯流道11,此用于连 接阀控制件3的头端的瓦斯入口12及侧部中的瓦斯出口13。
阀1经由阀体2的凸缘15的螺栓孔安装于瓦斯器具。当安装时,瓦斯入口4 需连接在瓦斯供给支管上,瓦斯出口5需连到瓦斯器具,例如燃烧器或煤气炉灶的 炕头,此连接工作可以如本领域的熟练人员所理解的任何标准方式来安装,以及可 以使用合适的O形密封圈、夹子等,例如在图3、4中的虚线所示,在瓦斯流道入 口部分10的突出部分的外缘周围可以设置一O形密封圈。
在图3、4中将使一控制钮16装在阀柄7的自由端,以便允许手动向内推压 和转动阀柄7,从而打开或关闭阀1。
参阅3、4,阀控制件3由弹簧17偏压至它的闭合位置(至附图中的左侧), 此弹簧安装在阀体2的金属垫圈18与位于阀柄7的沟槽20内的金属夹19之间, 此金属垫圈18亦将O形密封圈21保持在阀体2内的适当位置中,以致在阀柄7 周围提供密封作用。
阀可置于经其中节流通道11使主瓦斯入口4及出口5连通的一节流位置中, 阀1亦可放在主燃烧/火焰最大位置中,在此位置O形密封圈9让瓦斯流过阀头8 及主流道6。
阀控制件3的移动通过使用者驱动控制钮16以及通过由阀柄7侧面延伸的凸 起或栓柱22来控制。凸起22起到一凸轮从动件的作用,它在流道6的内部端处的 阀体2上提供的凸轮表面23上运动。凸轮表面23是在一横向于细长的阀控制件3 的纵轴线的平面上,且凸轮从动件栓柱22与凸轮表面23的相互作用造成阀控制开 关件的轴向或纵向移动。此位移接着移动柄7末端的头部8和O形圈9进入与移 出与阀体2的内壁10的密封接合。
如图5及6所示,凸轮表面23通常包括:一个“关”凹部24、一个提供全燃 烧的主斜面25、一个在主斜面25的下端的节流部分26及一个在主斜面上端的阻 挡部分27。
在“关”位置,栓柱22位于“关”凹部24内,预防阀柄7的任何转动。这 有助于防止阀1的误开。
欲开阀1,亦即在节流或全燃烧位置,阀柄7首先需被向内推,以便将栓柱 22从“关”凹部24升起,并在阻挡部分27上。然后能以逆时针方向(从使用者 的观点)转动这阀柄7,因此栓柱22置于凸轮表面23的斜面部分25。当放开时, 栓柱22将置于斜面处25,且由柄弹簧17的偏压使它保持依靠于斜面。
进一步旋转阀柄7,不向内推进,通过沿着凸轮表面23上的栓柱22的移动来 控制阀1的打开。
因此,为了节流控制,旋转柄7,直到栓柱22置于斜面处25的下端。在此位 置,柄7在阀体2内并未完全被拉动以便密封件9从瓦斯流道6的内部10移开, 因此瓦斯主流动被截止。然而,如图4所示,当栓柱22置于斜面区25的下端时阀 控制件3的旁路瓦斯出口13可从“关”位置充分移动,因此它处于瓦斯通路28 上方的位置,此瓦斯从阀件12经过流道11、流出出口13沿着瓦斯通路28进入瓦 斯流道6,并流出主瓦斯出口5到达相关燃嘴,这样就提供了节流控制。
必须指出的是:阀控制件3在“关”位置时栓柱22在“关”凹部24,一个O 形圈29阻止位于柄出口13与主瓦斯流道6之间的瓦斯泄漏。同时,超出节流控制 26的栓柱22的旋转是由节流瓦斯通路28的其中一个肋29来防止的。
为提供瓦斯全流量旋转柄7,因此栓柱22沿斜面25从节流位置26移向阻挡 部分27。当栓柱22沿着斜面25移动时柄7被拉入阀体2,密封件9移动离开瓦斯 流道的内部10,因而允许围绕阀头8的瓦斯的完全流动。
应该注意:在瓦斯流道6的入口末端10是逐渐缩小的,在阀头8关的时候, 用于引导O形圈回入流道6。
为关断瓦斯流量,阀柄7应该被再压下,然后顺时针旋转(从使用者的观点)。 这让栓柱22移过阻挡部分27上方,置于“关”凹部24上。放开柄7,藉弹簧17 作用力,让栓柱22置于“关”凹部24内。利用栓柱22抵靠另一个节流瓦斯通路 肋29来防止柄7过度的顺时针方向旋转。
作为进一步安全特征,当阀控制件在“关”位置,从图3看,阀控制件3在 左侧可能需有一个突出物,例如夹子19的一部分,它与阀左侧末端突起部分作用, 以限制阀控制件3的纵向移动,以及阻止主O形圈的开启。当按钮16在“关”位 置时,这能避免因不留意的压在控制钮16上而不慎打开阀1。当阀控制件处在斜 面区25时,这突出物和隆起的部分必须脱离,使阀能打开。这安全特性亦能通过 瓦斯流道6中凸轮表面上、例如在“关”凹部24的区域内的有一合适的突出物提 供,对阀柄7有一类似的限制移动,避免仅仅通过阀控制件3的压入让在“关”位 置的阀打开。
阀的又一特征是当阀控制件3已部分向内推且旋转离开“关”位置时,在栓 柱22是在凸轮表面23上面时,亦可由使用者全部向内推而打开主密封9。由此, 当栓柱22在节流位置26时,使用者能将阀控制件3完全推入阀体2,以便全开阀 1,然后去除控制按钮16的压力,让栓柱22置于节流位置26。这让使用者产生全 火焰以点燃瓦斯并立即将瓦斯控制在节流流量。这与现有技术相反,现有技术是用 处在全火焰位置的栓塞点燃煤气,然后必须转动阀经过全火焰位置,以便达到节流 位置。因此本发明能提供容易开启的节流控制。
图7示出了阀控制件3,也示出了节流调节塞31。调节塞31用于节流时之瓦 斯流量控制。
调节塞31装于流道32内,此流道经过阀柄7,亦为节流瓦斯流道11之延续。 调节塞31包括本体部分33及外围的螺纹34,该螺纹与安装通道32中的螺纹相啮 合。同时也包括收纳螺丝起子或类似工具的尾端的夹槽35以及一个O形圈密封件 36,该密封件用来密封安装流道32以与节流瓦斯流道11分开。
阀体部分33可以是中空的,且可以包括在其周边上的孔口37,该孔口在使用 中邻近阀件出口13,且在其端部38有一孔口,用于连通节流瓦斯流道11。利用合 适的工具所进行的调节塞31的旋转能引起孔口37与阀件出口13某种程度的重叠, 因此在节流时控制瓦斯流量。或者,塞子31不需有孔口37及38,可用一个针阀 替代。
通常在装阀1时,对调整塞31仅设定一次。这可让相同阀用于不同种类的瓦 斯,如天然气或液化气。因此液化气在节流时需比天然气用更小的瓦斯小孔。
以上所述控制阀1用凸轮表面及凸轮从动栓柱来控制,而用O形圈密封,能 比标准瓦斯旋塞阀使用较少的零件及易于制造。例如标准瓦斯旋塞阀在阀体及塞子 中需较高级公差,因此难以完成,并需要此两零件的研磨加工及注入特殊密封润滑 剂,在现有瓦斯阀不需做此工作。
现在将参照图8到11描述本发明的第二实施例,与以上实施例类似的部分用 相同的标号表示。
这实施例包括一阀体2、一阀控制件/开关件3、一从动件栓柱22及一凸轮表 面23。但是,在这实施例中,瓦斯入口4是在阀体侧,出口5是在阀体的端部。 并且,在该实施例中,阀1以电子控制而不是手动控制,具备一个控制钮16,阀 柄7包括接收电动机40的转子39之狭槽38。还包括一凹槽41,用于由微行开关 42接合,用于确定阀1位于“关”位置。电动机40例如可能是一个伺服电动机或 步进电动机。
电动机40及微行开关41可连接到一个控制系统,此系统经由电动机信号和 微型开关42的驱动或不驱动通过电动机40来驱动阀1和监测阀1的位置。
将装在相关的瓦斯器具中的阀1由电子控制,因不会被使用者接触到,故不 须设安全保护去避免意外打开。因此,在能旋转前此处不需压下阀柄7。或者,阀 1的操作是完全通过附连的电动机40产生的阀控制件3的旋转进行的。
在这实施例中,O形圈9对在瓦斯流道6的台阶处的阀座43密封,节流控制 采用不同的形式。
节流控制是经由阀控制件3的瓦斯流道11来提供,阀控制件3连接端部入口 12和侧向出口13。但是,在此情况下,侧向出口13的开或关是由阀零件3旋转驱 动的节流阀件44所引起(而不是上述实施例的通过节流控制的纵向运动)。
从图11的放大图形可看到,节流阀组件44包括有基部46和延伸到阀控制件 3的侧向开口13之外的突出部分47的驱动件45。一个O形密封圈48装在基部46 上围绕着突出部分47。
O形圈48围绕出口13的内周边密封阀座49,且用弹簧50偏置到“关”位置, 此弹簧位于驱动元44的基部46与保持圆盘51之间,此圆盘固定在其中装有节流 阀组件44的凹槽52的端部内。
在“关”位置主O形圈9对阀座43密封,另由突出部分47延伸到阀入口4 内,节流O形圈48对阀座49密封。
当阀控制件3转过90°时,从动件栓柱22不会与凸轮表面23的隆起部25接 合,因此阀零件3不会带到阀体2之内,且主O形圈9不是从阀座43移出。然而, 这节流驱动件45的突部分47与瓦斯流道6的内壁接触并向内移动,从而打开节流 阀组件44,并让瓦斯由入口4流经节流流道11到出口5。这提供了节流控制。
应该注意:驱动件45的基部46具有用于瓦斯流过的许多孔或包含一组径向 壁,瓦斯可在诸径向臂之间流过。
并且,在图10中可看出,入口4的边缘有一斜面53,随着阀控制件3转至 90°位置,突出部分47与斜面接触。这帮助突出物47内移,以避免突出部分47 碰到入口4的侧边。
当阀控制件3旋转超过90°位置,从动凸轮栓柱22与凸轮表面23的突起25 相接触,且当栓柱沿突起25移动时阀控制件3被拉入阀体2之内,主O形圈9从 阀座43移开,因此让瓦斯从入口4经瓦斯流道6通过阀头8并由出口5流出,栓 柱22进一步沿凸轮表面23移动时阀头8从阀座43移动更远,因此瓦斯流量更大。
应该注意:在狭槽38内的电动机转子39的连接阀柄被拉入阀体2同时仍能 与转子39的一部分保持啮合。
为了关阀1时可旋转阀控制件3,因此突出部分47再延伸到出口5内,且栓 柱22不再位于凸轮表面23的隆起25上。这可在同一打开方向继续多旋转些柄7, 反方向转过360°来完成。
阀1包括螺丝孔54和在曲面凹槽中的合适的密封件55,用于将阀1的入口4 装于相关器具中的管状瓦斯导轨或支管的附近处,如本领域中已知的那样。在图 10中可见到螺丝孔54′亦由阀出口末端提供,以便固定地连接燃烧器管(未示出), 用于将瓦斯从出口5传送到器具的瓦斯燃烧器。
与第一个实施例的情况相同,第二实施例具有超过标准现有技术的栓塞阀的 类似优点。与第一个实施例的主O形圈21的磨损相比,可减少节流阀组件44的 O形圈48的磨损,以及,当零件磨损时主密封圈9提供的密封仍维持,因此,当 O形圈9磨损时阀控制件3仅位于阀体2内稍低位置,且O形圈仍紧紧位于阀座 43上面。
对于电子系统重要的是在阀控制件3与阀体2之间极少有磨擦或粘住现象, 因此可以使用一个较小、紧凑、低功率及低转矩的电动机40,以替代对于标准的 栓塞或旋塞阀设计可能要求的一个大的电动机和齿轮链条。
参考图12和13,将描述按照本发明的瓦斯控制阀的第三实施例。控制阀的第 三实施例在具有阀柄7、阀头8及弹性O形圈密封件9的控制件/开关件3,以及包 括从阀柄7突出的凸轮从动栓柱22和在阀体2内部的凸轮表面23的凸轮机构,以 及阀柄7内的节流控制装置31的结构方面与第一实施例(图1到7)很类似。但 是,在第三实施例中,在侧向延伸壳体57内,阀体2包括一个“火焰失效”的安 全阀机构56。这“火焰失效”安全阀的构造和操作均在本申请人的先前的国际专 利申请PCT/AU00/00949有详细说明(以WO01/11278公布),此全部内容结合在 此作为参考。因此对构造与操作不再于此详述。
在控制阀1的这第三实施例中,进入阀体2的瓦斯入口4是由火焰失效侧延 伸壳体(flame-failure side extension casing)57所提供,所以控制阀1适合于装在管状 瓦斯供应支管或导轨附近。而在第三实施例中的瓦斯流动方向为经由瓦斯通道6 和通过阀头8和“O”型密封圈9,这与如图1至7所示的第一实施例的相反。瓦 斯出口5再次是通过在阀主体2的一侧处的一个孔提供,而阀主体末端是用一气密 式塞子或盖子58密封。
附图显示了本发明的第四实施例,它是参照图8到11叙述的电子式控制阀的 一变化型式。特别是,包括阀主体2、控制件3、瓦斯入口4、凸轮从动栓柱22、 凸轮表面23、“O”型密封圈9、阀座43以及节流阀组件44的基本阀结构及操作 均与第二个实施例的结构大体上相同。其中的不同点为在第四个实施例中的阀门1 包含有一个托架或支架59,该托架用于电动机40和其电源供应部分和电子式控制 装置60。
更进一步地,此第四个实施例包含有与阀主体2的出口端连接的一个第二安 全阀组件62。该安全阀组件62包括内装有一瓦斯关闭圆盘(shut-off disc)64的一个 外壳63,此圆盘经由一弹簧65偏压至与外壳63密封接合形成一密封,此密封是 当凸轮从动栓柱22处在“关闭”凹部内时除了“O”型密封圈9之外的第二密封。 当电动机40被启动去转动控制开关件和将“O”型密封圈9自阀座43处推出、允 许瓦斯流经瓦斯通道6时,柄7的纵向或轴向的位移造成关闭圆盘64的相对应地 位移,致使瓦斯能流动通过第二关闭阀到最终的阀出口5。在此第四实施例的阀出 口5具有一外螺纹面,该螺纹面连接通至相关的瓦斯燃烧器的一瓦斯管。此关闭阀 组件62提供了一个第二安全机构,防止当“O”型密封圈9磨损时造成瓦斯泄漏 的可能性。
现参照图15到17示出了按照本发明的第五实施例。在此第五实施例中,瓦 斯控制阀是或组合有温度自动调节器,例如适合用来控制瓦斯烤炉的工作温度。此 阀的结构非常相似于在图12及13的第三实施例中的结构。即它包括了一个“熄火” 安全阀保护机构56,此机构装在阀主体2的侧向延伸外壳57内。控制开关件3的 开始转动使加压块66与安全阀56的驱动轴67对齐。
随着此控制开关件被向内压到它的位置中,加压块66接触和压下驱动轴67, 以致打开安全门(如WO-01/11278中详述),使瓦斯能流入瓦斯通道6。同时, 凸轮从动栓柱22被推移出“关”凹部24及推向倾斜部位25,接着控制开关件的 进一步转动使凸轮从动栓柱沿着凸轮表面23倾斜部分移动,以致轴向移动阀头8 及“O”型密封圈9,从而它移动离开依靠着阀主体2的内壁的它的座位。照此作 法,则可使瓦斯流动经过一旁路或节流通道68到瓦斯阀的出口5。在此一最初的 节流位置,通常就有足够的瓦斯流量通过,以实现足够量的燃烧器火焰,从而使烤 箱内腔的炉温达到120℃。此旁路或节流通道68包含有一节流调节塞塞31,此栓 塞能被拧进或拧出,用来调节瓦斯流过旁路或节流通道68的流动速率。
一个温度自动调节器组件70装在阀主体2的端部,接近控制阀门的出口5。 此温控制组件70包含有一个温控调节器球体71,其位于阀主体的远方,一般在被 加热的烤炉内腔内,此温度调节器球体71处于经由一条连接线72与在阀主体2 出口端上的一个栓塞和圆盘组件73相热连通的状态中。此栓塞和圆盘组件73一般 被称之为温控器“伸缩件(bellows)”。当阀控制件或开关件3进一步从节流位置 转动,这些“伸缩件”内的一个密封圆盘构件74在一螺纹上向内移,以致轴向移 动离开其密封座位75。此一动作促使更多的瓦斯流入,通过圆盘构件74到阀出口 5,然后到瓦斯燃烧器,而使烤箱温度增高。
当烤箱温度增高,则烤箱内腔内的球体71的温度也升高,而此温度增高经由 导热连线72传回到栓塞和圆盘组件73。而温控器伸缩件的温度增高促使圆盘件74 又朝它的座位向后位移,再次限制流向燃烧器的瓦斯。这又造成火头降低,以及因 此烤箱内温度下降,而温度的降低又再经由球体71传输回到伸缩件组件,而温度 下降使伸缩件装置再次允许瓦斯流量增大。温控器的操作使烤箱内温度保持在由伸 缩件的操作公差所形成的预定范围内的一大致数值处。
可以理解:在不脱离在本文中概述的本发明的精神及范畴下,对上述说明可 以作出各种各样的修改和或变动。
例如,与逐渐变化的斜面相比较,凸轮表面23可为任何适合的形状,且可由 许多台阶部分组成。阀控制件3亦可包含一个以上的凸轮从动件,例如可以用一相 对的凸轮从动栓柱,二者均作用在各自仅在瓦斯通道周围延伸180°的相同形状的 凸轮表面上。
要注意的是:两个实施例的倾斜部分25在相反的方向上倾斜,如果需要,可 以使用任何合适的倾斜方向。
另外,本发明可应用在有些不需要节流控制、而仅须主控制的使用中,在此 状况下则不需要提供旁路通道11或类似的通路。
主控制阀,例如“O”型密封圈9,可提供一简单的开/关控制,或能提供一节 流控制。
通过阀1的瓦斯流动可以被反向,故入口与出口交换角色,不过较好地是克 服瓦斯的压力而打开阀,以在关闭方面提供密封作用。
这些实施例能以手动或自动控制方式使用,能够使用致动器而不是电动机, 例如有些型式的自动控制器,如温度自动调节控制器等。
阀可单独使用或与其他阀控制器结合使用,例如结合一种瓦斯安全关闭阀, 当瓦斯燃烧器熄灭时可切断瓦斯供气,和/或结合一种温度调节控制阀,例如温度 自动调节控制器。
本发明的阀可应用在烤箱、炊具、壁炉、火炉、室外烧烤炉、加热器、烘干 器、热水炉等等。
该阀可用任何适宜的材料和任何适当的尺寸制成。