燃气阀的制作方法

本发明涉及家用厨房电器领域，具体地，涉及一种燃气阀。

背景技术：

在家用燃气灶具中，通常采用燃气阀来控制燃气的截停、开通以及调节管路中的气量，且燃气阀具有良好的控制特性和关闭密封性能，确保了燃气灶具的安全使用。

常规燃气阀主要有3个档位，分别依次为逆时针方向(沿打火旋转方向)的0°、90°和180°位置，通过调节相应档位以控制火焰的大小。其中，0°位置为该燃气阀的关闭位置，即起始位置；90°位置为最大火位置；180°位置为最小火的状态。另外，旋动燃气阀从90°位置依次旋转至0°或180°位置时，为火势逐渐减小，而180°时，外环火关闭且内中环火处于最小状态。现有技术中的燃气阀，在阀芯的转动过程中，由于进气口的燃气流量无法得到很好的控制，进而各环火势的变化不均匀，且档位较少，用户很难调节到自己想要的火势，需要弯腰查看，导致用户体验感欠佳。

尤其是，对于多个喷嘴的燃气阀，为控制流入各个喷嘴的燃气气量，阀体中需要设置燃气分配流道及中间腔室，使得阀体结构更复杂、更大，而且阀芯与阀腔内壁之间的配合结构较为复杂，使得燃气阀加工、制造成本更高。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种燃气阀，其结构更简单、紧凑，能够有效调节进入阀腔的进气量且调节各环火势同大同小。

为了实现上述目的，本发明提供一种燃气阀，包括阀体和中空阀芯，所述阀芯可枢转地设置在所述阀体的阀腔中，所述阀腔包括设有阀腔进气口的阀腔底壁，所述阀芯包括设有阀芯进气口的阀芯底壁，所述阀芯底壁层叠于所述阀腔底壁的上方并能够相对所述阀腔底壁旋转，以通过所述阀腔进气口与阀芯进气口的重叠开口面积的变化而调节阀腔进气。

优选地，在所述阀芯沿打火旋转方向的整周旋转过程中，所述阀芯进气口与所述阀腔进气口之间的所述重叠开口面积从零开始逐渐增大，而后逐渐减小至零。

优选地，所述阀腔进气口为沿径向延伸的矩形开口，所述阀芯进气口为包括径向间隔的内圆弧线和外环线的扇环状开口，所述内圆弧线为与所述阀芯同心的同心圆弧段，所述外环线包括起始渐变线段和靠拢渐变线段，所述起始渐变线段从所述阀芯进气口的周向起始端径向向外延伸，所述靠拢渐变线段从所述起始渐变线段的末端朝向所述阀芯进气口的周向末端径向向内延伸且沿径向逐渐靠近所述内圆弧线。

优选地，所述起始渐变线段为直线段，所述靠拢渐变线段为弧形段。

优选地，所述阀腔进气口的径向长度大于所述阀芯进气口的最大径向长度；所述重叠开口面积大于零时，所述阀腔进气口的径向内侧边与所述内圆弧线相切或者所述径向内侧边的至少部分位于所述内圆弧线的径向内侧，所述阀腔进气口的径向外侧边的至少部分位于所述外环线的径向外侧。

优选地，所述起始渐变线段的圆心角范围为30°～60°，所述靠拢渐变线段的圆心角范围为120°～180°。

优选地，所述燃气阀包括安装在所述阀体顶部并驱动所述阀芯旋转的阀杆，所述阀杆的底端与所述阀芯的顶端之间设有弹性预压件，该弹性预压件设置为保持所述阀芯底壁弹性压靠在所述阀腔底壁上。

优选地，所述阀腔的底端内周壁与所述阀芯的底端外周壁之间设有周向密封圈。

优选地，所述阀体设有总进气口和位于所述阀腔底壁下方的进气腔，所述总进气口、所述进气腔和所述阀腔进气口依次连通。

优选地，所述燃气阀包括多个喷嘴，所述阀体设有从所述阀腔分别连通各个所述喷嘴的流道，所述阀芯的外周壁上设有分别连通阀芯中空腔且轴向相互间隔的多个沟槽，多个所述沟槽一一对应于多个所述流道在所述阀腔的内周壁上的相应气口以供气至各个所述喷嘴。

优选地，所述喷嘴包括内环喷嘴、中环喷嘴和外环喷嘴，所述沟槽包括内环沟槽、中环沟槽和外环沟槽，所述流道包括内环流道、中环流道和外环流道，所述内环流道、中环流道和外环流道在所述阀腔的内周壁分别形成有内环气口、中环气口和外环气口。

优选地，所述内环沟槽、中环沟槽和外环沟槽均为非完整环槽，使得能够通过所述阀芯的旋转而控制导通或截止各个所述沟槽与相应的所述气口。

优选地，沿打火旋转方向，所述阀芯从关闭位置依次旋转至点火位置、最大火位置和最小火位置；

其中，从所述点火位置旋转至所述最大火位置时，所述重叠开口面积从零逐渐增大至最大面积值，所述内环沟槽、中环沟槽和外环沟槽分别连通所述内环气口、中环气口和外环气口；以及

从所述最大火位置旋转至所述最小火位置时，所述重叠开口面积从所述最大面积值逐渐减小至第一设定面积值，所述内环沟槽、中环沟槽和外环沟槽保持分别连通所述内环气口、中环气口和外环气口。

优选地，沿所述打火旋转方向还包括间隔设置于所述最小火位置之后的外环关火位置，从所述最小火位置旋转至所述外环关火位置时，所述重叠开口面积从所述第一设定面积值逐渐减小至第二设定面积值，所述内环沟槽和中环沟槽保持分别连通所述内环气口和中环气口，所述外环沟槽与所述外环气口位置错开。

优选地，沿所述打火旋转方向还包括间隔设置于所述外环关火位置之后的旋转极限位置，从所述外环关火位置旋转至所述旋转极限位置时，所述重叠开口面积从所述第二设定面积值逐渐减小至最小面积值，所述内环沟槽保持连通所述内环气口，所述外环沟槽保持与所述外环气口位置错开，所述中环沟槽与所述中环气口位置错开。

在本发明的燃气阀中，在阀芯和阀腔的底部的阀芯进气口与阀腔进气口之间形成旋转配合的进气口开度调节结构，从而可调节燃气阀的总进气量大小，简化了阀芯和阀体的复杂流道设计，进而也可简化阀芯与阀体的配合结构设计，燃气可通过阀芯中空腔直接分配至连通各个喷嘴的流道中，使得燃气阀的整体结构更为简单、紧凑，制造成本更低。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的阀芯的立体图；

图2为根据本发明的一种优选实施方式的阀芯的仰视图，图中展示了阀芯进气口的形状；

图3为根据本发明的另一种优选实施方式的阀芯的仰视图，图中展示了阀芯进气口的形状；

图4为根据本发明的优选实施方式的燃气阀的阀体的俯视图，图中展示了阀腔内部的结构；

图5为根据本发明的优选实施方式的燃气阀的阀体的结构示意图，图中展示了阀杆和总进气口的位置；

图6为根据本发明的优选实施方式的燃气阀的结构示意图，燃气阀包括3个喷嘴；

图7为阀芯的立体图；

图8为阀芯的主视图；

图9为阀芯的主视图；

图10根据本发明的优选实施方式的燃气阀的剖视图；

图11根据本发明的优选实施方式的燃气阀的剖视图；

图12a～图12e为根据本发明的优选实施方式的燃气阀的剖视图(沿阀芯底壁)，图中展示了当阀芯依次沿逆时针方向转动0°、90°、200°、220°和235°时对应的各个重叠开口面积；

图13a～图13e分别为图12a～图12e的部分a～e的各个状态的局部放大图；

图14是阀芯的沿轴心展开的平面示意图；

图15是阀腔的沿轴心展开的平面示意图，图中主要展示阀腔中各个气口的位置关系。

附图标记说明

1阀体2阀芯

3重叠开口面积4阀杆

5弹性预压件6周向密封圈

7喷嘴12阀腔

13阀腔底壁14总进气口

21阀芯底壁22沟槽

23阀芯中空腔

25阀芯本体71内环喷嘴

72中环喷嘴73外环喷嘴

131阀腔进气口211阀芯进气口

212内圆弧线213外环线

214起始渐变线段215靠拢渐变线段

161内环气口162中环气口

163外环气口

221内环沟槽222中环沟槽

223外环沟槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

对于燃气阀的进气流量调节结构较为复杂等问题，本发明提供了一种阀芯，如图1所示，该阀芯2包括阀芯本体25，该阀芯本体25具有阀芯中空腔23，阀芯2还包括设置在阀芯本体25的底部的阀芯进气调节片，阀芯进气调节片用于调节阀芯中空腔23的进气流量，以实现燃气阀的总进气量调节。

通过增设阀芯进气调节片，可控制进入阀芯中空腔23的燃气气量，从而在此阀芯应用于燃气阀时，可调节燃气阀的总进气量，进而可简化常规阀体的既有的分配流道结构等。

其中，阀芯进气调节片的结构、形式可有多样。例如，阀芯进气调节片可以是用于封盖或打开阀芯中空腔23的底部开口的闸门，或者阀芯进气调节片设有阀芯进气口211和用于封盖或打开阀芯进气口211的闸门，从而可通过闸门调节阀芯进气口211的开度，以调节进入阀芯中空腔23的进气流量。

然而，为使得结构紧凑、小型化，在本发明的一种具体优选方式的阀芯2中，如图1、图2所示，阀芯本体25包括作为阀芯进气调节片的阀芯底壁21，阀芯底壁21设有阀芯进气口211。阀芯进气口211跟随阀芯2旋转而成为旋转开口，相应地，可另行设置固定开口(例如图4的阀腔进气口131)，通过旋转开口与固定开口的重合部分(即图13b～图13e所示的重合开口面积3)的大小来调节燃气阀的总进气量，以下还将具体阐述。

优选地，此阀芯底壁21与阀芯本体25一体成型，便于加工制造。

其中，阀芯进气口211的结构和形状可以有多种形式，在一种优选结构形式的阀芯进气口211中，如图2所示，阀芯进气口211呈大致扇环状并包括径向间隔的内圆弧线212和外环线213，内圆弧线212为与阀芯2同心的同心圆弧段，外环线213包括起始渐变线段214和靠拢渐变线段215，起始渐变线段214从阀芯进气口211的周向起始端径向向外延伸，靠拢渐变线段215从起始渐变线段214的末端朝向阀芯进气口211的周向末端径向向内延伸且沿径向逐渐靠近内圆弧线212。

当阀芯2在燃气阀中旋转工作，燃气从位于起始渐变线段214的阀芯进气口211进入时，由于起始渐变线段214逐渐径向向外延伸，使得内圆弧线212和外环线213之间的距离越来越宽，从而阀芯进气口211与阀腔进气口131的重合开口面积3逐渐变大，使得燃气进入量相对越来越大。当沿靠拢渐变线段215继续旋转时，由于靠拢渐变线段215逐渐径向向内靠近外环线213，使得阀腔进气口131与阀芯进气口21的重合开口面积3逐渐变小，燃气进入量相对越来越小，从而能控制进入阀芯中空腔23的燃气进气量。

同时，由于起始渐变线段214和靠拢渐变线段215相对于内圆弧线212逐渐外延或靠近的线性变化，因此使得该燃气的进气量能呈线性递增或递减，以使得燃气阀从点火状态线性变化至最大火，然后再从最大火状态逐渐变小，最后没有燃气进入而火焰熄灭。

优选地，起始渐变线段214为直线段，靠拢渐变线段215为弧形段，以实现更好的火势的线性渐变调节。

进一步地，起始渐变线段214的圆心角范围优选为30°～60°，该角度为燃气阀的最大火位之前的优选进气角度范围；靠拢渐变线段215的圆心角范围优选为120°～180°，该角度为从最大火位旋转至最小火档位的可调节范围。

另一种优选形式的阀芯进气口211，如图3所示，阀芯进气口211可以为沿径向延伸的矩形开口。即阀腔进气口131与阀芯进气口21的形状互换。

在此基础上，在本发明的阀芯2中，如图1所示，阀芯2的外周壁上设有多个沟槽22，多个沟槽22分别连通阀芯中空腔23且彼此轴向间隔，以对应不同的多个燃气流道。当燃气从具有可调节进气量功能的阀芯2进入到进入阀芯中空腔23后，可以直接从各个沟槽22流至各个喷嘴7，从而能满足各个流道的火势同步渐变调节的功能，使得阀芯、阀体结构均更为简化。

优选地，沟槽22为非完整环槽，沟槽22内形成有连通阀芯中空腔23的贯通孔，以使得能够通过阀芯2旋转控制各个沟槽22对应的流道的导通或截止控制，以下还将具体阐述。

同样的，本发明还提供了一种燃气阀的阀体，如图4和图5所示，该燃气阀包括具有阀腔12的阀体1，阀体1设有总进气口14和阀腔进气调节结构，阀腔进气调节结构用于调节从总进气口14进入阀腔12的燃气流量。

通过增设阀腔进气调节结构，以调节通入阀腔12的燃气流量，从而无需再设计复杂的燃气分配流道等来调节各燃气流道的流量分配和大小，简化了燃气阀的结构。

一般地，阀体1设有位于阀腔12下方的进气腔，总进气口14连通进气腔，从而阀腔进气调节结构可设置在阀腔12与进气腔之间。

燃气阀的总进气口14通常设置在靠近阀体2底部的侧壁，如图4所示，在本发明的燃气阀中，阀体1包括作为阀腔进气调节结构的阀腔底壁13，阀腔底壁13设有阀腔进气口131，以使得当燃气从总进气口14进入后，通过调节从阀腔底壁13的阀腔进气口131相对进气，来适时调节进入阀腔12的燃气。

优选地，阀腔底壁13与阀体1一体成型，便于加工制造。

其中，阀腔体进气口131的结构和形状可以有多种形式。如前所述，在一种优选实施方式中，作为固定开口的阀腔体进气口131可优选为沿径向延伸的矩形开口，以配合阀芯的旋转开口，从而通过二者重合开口面积的变化来调节进入阀腔12的进气流量。

其中，阀腔体进气口131可以是贯通孔，也可以是阀腔底壁13上的阀腔体进气口区域的密布细孔。

在另一种优选实施方式中，阀腔底壁13可设有用于封盖或打开阀腔进气口131的闸门。或者，阀腔进气调节结构为用于封盖或打开阀腔12的底部开口的闸阀机构。通过闸门调节阀腔体进气口131的开度，以调节进入阀腔12的进气流量。

如图6所示，燃气阀包括多个喷嘴7，阀体1设有从阀腔12分别连通至各个喷嘴7的流道，多个流道在阀腔12的内周壁上形成有相应气口以供气至各个喷嘴7。由于在本发明的燃气阀增设了阀腔进气调节结构，因此，可以简化阀体1及阀芯2的结构，无中间分配腔及其过渡流道等，可直接将燃气分配到各个流道的各个喷嘴。

在以上基础上，针对现有技术中的燃气阀结构复杂，存在调节火势的带宽窄，没有实现内、中、外环火三圈火势同步调节，从而很难掌握火势大小，需要弯腰观看来调整想要的火力等等问题，本发明提供了一种新型燃气阀。参见图4至图7，该燃气阀包括阀体1和中空阀芯2，阀芯2可枢转地设置在阀体1的阀腔12中，阀腔12包括设有阀腔进气口131的阀腔底壁13，阀芯2包括设有阀芯进气口211的阀芯底壁21，阀芯底壁21层叠于阀腔底壁13的上方并能够相对阀腔底壁13旋转，以通过阀腔进气口131与阀芯进气口211的重叠开口面积3(参见图12a至12e)的变化而调节阀腔12进气。

因此，在本发明的燃气阀中，通过旋转阀芯2，使得阀芯进气口211与阀腔进气口131之间形成旋转配合的进气口开度(重叠开口面积3)调节结构，以调节对该燃气阀的阀腔12进气。

按惯常设计，燃气阀需要实现从进气燃烧点火到最大火，然后再变换至最小火。因此，根据进气量调节的要求，优选地，阀芯2沿打火旋转方向的整周旋转过程中，阀芯进气口211与阀腔进气口131之间的重叠开口面积3从零开始逐渐增大，而后逐渐减小至零。同时，由于重叠开口面积3优选为呈线性逐渐变化的，使得用户更容易掌控该燃气阀的火势大小。

为了使在阀芯2沿打火旋转方向的整周旋转过程中的上述重叠开口面积3能成线性变化(从零逐渐变大再逐渐变小至零)，对应的阀芯进气口211与阀腔进气口131的结构和形状之间应有一定的设计配合要求，且可以有多种形式。例如，相互配合的阀腔进气口131和阀芯进气口211的一种优选实施方式为：阀腔进气口131(参见图4)为沿径向延伸的矩形开口，阀芯进气口211(参见图2)为包括径向间隔的内圆弧线212和外环线213的扇环状开口。

进一步地，对于阀腔进气口131和阀芯进气口211之间的旋转配合关系而言，阀腔进气口131的径向长度大于阀芯进气口211的最大径向长度，重叠开口面积3大于零时，阀腔进气口131的径向内侧边与内圆弧线212相切或者径向内侧边的至少部分位于内圆弧线212的径向内侧，阀腔进气口131的径向外侧边的至少部分位于外环线213的径向外侧。这样可以使得在阀芯2旋转过程中，在阀芯进气口211的内圆弧线212与阀腔进气口131的保持不变的情况下，其重叠开口面积3能根据外环线213的径向宽度的变化而变化，以满足本发明的燃气阀的进气流量实现线性变化。

当然，为满足重叠开口面积3呈线性变化(从零逐渐变大再逐渐变小至零)，对应的阀腔进气口131和阀芯进气口211的结构形式不限于上述形状，还可为阀腔进气口131和阀芯进气口211均为密布细孔的结构。阀芯旋转时，根据相互间配合的密布细孔的对准面积来控制重叠开口面积3呈线性变化。另外，阀腔进气口131和阀芯进气口211的结构形状还可以互换，比如，阀芯进气口211为沿径向延伸的矩形开口，阀腔进气口131为大致的扇环状开口。

根据用户的操作习惯，通常，阀芯2旋转时的0°为关闭位置，90°为最大火位置，在0°～90°之间实现从没有燃气进入到逐渐有燃气进入、再到最大燃气进入的过程，90°～180°之间实现从最大火到最小火的过程。由此，在本发明的燃气阀中，起始渐变线段214的圆心角范围优选为30°～60°，以符合用户的惯常操作；而靠拢渐变线段215的圆心角范围优选为120°～180°，使得从最大火到最小火的过程更长，以增大火势调节的带宽，足以满足用户精准调节火势的要求，使得设计更为人性化，方便操作。因此用户能很容易找到所需要的火势大小，而不用再弯腰观看火势，用户体验感更好。

如图10和图11所示，燃气阀包括安装在阀体1顶部并驱动阀芯2旋转的阀杆4，阀杆的底端与阀芯2的顶端之间设有弹性预压件5，该弹性预压件设置为保持阀芯底壁21弹性压靠在阀腔底壁13上，从而避免在两个底壁之间形成缝隙，造成燃气经过缝隙(而非经过重叠开口面积3)以漏气形式进入阀腔中。

进一步地，为防止阀腔进气口131的漏气不通过重叠开口面积3而直接进入阀腔，阀腔12的底端内周壁与阀芯2的底端外周壁之间设有周向密封圈6。

参见图5，阀体1设有总进气口14和位于阀腔底壁13下方的进气腔(图中未显示)，总进气口14、进气腔和阀腔进气口131依次连通。

同样地，燃气阀包括多个喷嘴7，阀体1设有从阀腔12分别连通各个喷嘴7的流道，阀芯2的外周壁上设有分别连通阀芯中空腔23且轴向相互间隔的多个沟槽22，多个沟槽22一一对应于多个流道在阀腔12的内周壁上的相应气口以供气至各个喷嘴7。

燃气阀可以是双喷嘴，也可以是图6至图9所示的三喷嘴形式，即喷嘴7包括内环喷嘴71、中环喷嘴72和外环喷嘴73，沟槽22包括内环沟槽221、中环沟槽222和外环沟槽223，流道包括内环流道、中环流道和外环流道，内环流道、中环流道和外环流道在阀腔12的内周壁分别形成有内环气口161、中环气口162和外环气口163。当燃气通过可以调节燃气进入量的旋转配合阀腔进气口131和阀芯进气口211进入阀芯中空腔23后，再依次从阀芯2的各沟槽22流经各流道流向各喷嘴7，以实现内、中和外三环火势同步变化调节，使得该燃气阀的结构更为简单。

其中，如图14所示，内环沟槽221、中环沟槽222和外环沟槽223均为非完整环槽，使得能够通过阀芯2的旋转而控制导通或截止各个沟槽22与相应的气口，以通过阀芯2旋转达致导通或截止各个流道。

如图15所示，内环气口、中环气口和外环气口在阀腔的内周壁上可依次间隔90°。

如图12a至图12c和作为其放大图的图13a至图13c所示，一般地，沿打火旋转方向，阀芯2从关闭位置依次旋转至点火位置(见图12a和图13a)、最大火位置(见图12b和图13b)和最小火位置(见图12c和图13c)。其中，从点火位置旋转至最大火位置时，重叠开口面积3从零逐渐增大至最大面积值，内环沟槽221、中环沟槽222和外环沟槽223分别连通内环气口161、中环气口162和外环气口163；从最大火位置旋转至最小火位置时，重叠开口面积3从最大面积值逐渐减小至第一设定面积值，内环沟槽221、中环沟槽222和外环沟槽223保持分别连通内环气口161、中环气口162和外环气口163。

特别地，在本发明的燃气阀中，如图12d和图13d所示，沿打火旋转方向还可包括间隔设置于最小火位置之后的外环关火位置，从最小火位置旋转至外环关火位置时，重叠开口面积3从第一设定面积值逐渐减小至第二设定面积值，内环沟槽221和中环沟槽222保持分别连通内环气口161和中环气口162，外环沟槽223与外环气口163位置错开。

同时，如图12e和图13e所示，特别地，沿打火旋转方向还可包括间隔设置于外环关火位置之后的旋转极限位置，从外环关火位置旋转至旋转极限位置时，重叠开口面积3从第二设定面积值逐渐减小至最小面积值，内环沟槽221保持连通内环气口161，外环沟槽223保持与外环气口163位置错开，中环沟槽222与中环气口162位置错开。此时，阀芯2旋转至235°位置，外、中环火均熄灭状态，阀芯2处于旋转极限位置时，仅内环火以最小状态燃烧。

以上从最小火位置旋转至外环关火位置和旋转极限位置的火势调节带为本发明燃气阀的优选频段，由于本发明的燃气阀为一种能够调节各环火势同大同小的功能，在此基础上，进一步地使得其同步调节的角度范围足够宽，档位更多、设计更为人性化。

结合上述方案，本发明的优选实施方式的燃气阀，是一种具有实现从90°至200°内、中、外三环火无极调速的燃气阀，其中，0°位置为起始关闭位置；90°为内、中、外三环火的最大火位置；200°为内、中、外三环火的最小火位置；220°为外环火关闭位置，内、中三环火为最小状态；235°为旋转极限位置，仅内环火为最小状态，其他各环火关闭。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。