專利名稱:程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種氣體燃料燃燒的控制和調(diào)節(jié)技術(shù)，特別是一種實(shí)現(xiàn)程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備。
現(xiàn)有市售的家用煤氣灶在炊事時(shí)始終需要人工操作、現(xiàn)場看守。我國專利公報(bào)公開的技術(shù)中“具有定時(shí)自動(dòng)熄滅性能的液化石油氣爐”(專利申請?zhí)?5204671)是利用定時(shí)裝置自動(dòng)關(guān)閉氣路，僅具有定時(shí)關(guān)閉電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熄火的功能；“燃?xì)馄骶甙踩b置”(專利申請?zhí)?5205593)是利用光敏傳感器作為火焰?zhèn)鞲衅?、利用電磁閥為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全裝置，僅能在火焰意外熄滅時(shí)關(guān)閉氣源；“多功能可燃?xì)怏w控制器”(專利申請?zhí)?6200830)是在點(diǎn)火、定時(shí)、報(bào)警電路上加上一個(gè)由電磁閥組成的開氣、關(guān)氣電路。綜上所述的國內(nèi)現(xiàn)有的氣體燃料燃燒控制與調(diào)節(jié)技術(shù)，均不能實(shí)現(xiàn)燃燒設(shè)備現(xiàn)場無人之時(shí)進(jìn)行全自動(dòng)程序控制定時(shí)完成炊事或其他加熱過程。
經(jīng)對美國Dialag系統(tǒng)的世界專利數(shù)據(jù)庫350、351文檔(1963年至1987年)，按本課題橋索式進(jìn)行掃描，未發(fā)現(xiàn)有與本實(shí)用新型技術(shù)特征相近的專利文獻(xiàn)。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種能鐘控定時(shí)自動(dòng)啟燃、溫控自動(dòng)調(diào)節(jié)火力強(qiáng)度。延時(shí)維持燃燒后自動(dòng)關(guān)閉氣閥。由火焰光電監(jiān)護(hù)器實(shí)現(xiàn)意外熄火后瞬間自動(dòng)關(guān)閉氣閥并自動(dòng)報(bào)警的程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)炊事或其他加熱過程的自動(dòng)化。
本實(shí)用新型的目的是以下述方式完成的程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備由改進(jìn)的燃燒器與全自動(dòng)程控裝置組成一個(gè)完整設(shè)備。全自動(dòng)程控裝置由程序控制器及其全自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。程序控制器可由時(shí)鐘控制器、熱敏控制器、微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器及火焰光電監(jiān)護(hù)器組成。全自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由機(jī)械手、限位傳動(dòng)器、電子點(diǎn)火器及報(bào)警器組成。全自動(dòng)控制的程序是首先由時(shí)鐘控制器發(fā)出定時(shí)啟燃指令，進(jìn)行自動(dòng)開啟氣閥和同步點(diǎn)火；當(dāng)被加熱器具內(nèi)達(dá)到指令溫度時(shí)，由熱敏控制器發(fā)出調(diào)閥指令，進(jìn)行調(diào)節(jié)火力強(qiáng)度；維持燃燒的時(shí)間則由微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器控制，延時(shí)燃燒至加熱過程完成后，仍由它發(fā)出關(guān)閥指令，進(jìn)行關(guān)閉氣閥動(dòng)作。無人操作情況下燃?xì)庠O(shè)備由于意外熄火可導(dǎo)致大量可燃性氣體外泄，難免發(fā)生火災(zāi)、中毒、爆炸等事故，在這里是以以下方式控制的在燃燒的全過程，始終由一種火焰光電監(jiān)護(hù)器監(jiān)視保護(hù)，一旦意外熄火，能在瞬間發(fā)出關(guān)閥指令，進(jìn)行關(guān)閉氣閥及報(bào)警動(dòng)作。此時(shí)，如果加熱過程尚未完成，能繼續(xù)自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行程序控制，直至完成加熱過程及最終關(guān)閉氣閥。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)特征及最佳實(shí)施作詳細(xì)描述。
附圖1是一幅限位傳動(dòng)器及機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是一幅程控反饋接觸器的動(dòng)作原理圖及自控電路圖。
附圖中的虛線方框內(nèi)表示某一個(gè)組件。
如附圖1所示，限位傳動(dòng)器以微型電機(jī)(2)為動(dòng)力，由其軸伸端的主動(dòng)輪(3)及傳動(dòng)輪系傳動(dòng)，傳動(dòng)輪系中裝有橋式電刷(5)的輪片稱程控限位輪(8)。他們是若干組小模數(shù)平行齒輪組件動(dòng)配合在二塊夾板(1)之間的一種減速器。在程控限位輪與夾板之間安裝著由橋式電刷(5)、齒輪絕緣片(6)、夾板絕緣片(7)及程控靜觸片組件組成的程控反饋接觸器(4)，他們類似行程開關(guān)。機(jī)械手是由氣閥傳動(dòng)輪(10)、打火凸輪(11)及氣閥主軸(12)鉚焊連接的組件，氣閥傳動(dòng)輪與限位傳動(dòng)器的未級齒輪(9)嚙合并與氣閥主軸靜配合，直接使氣閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而執(zhí)行氣閥開、關(guān)及調(diào)節(jié)流量動(dòng)作，打火凸輪則隨著氣閥主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)在氣閥開啟時(shí)執(zhí)行同步打火動(dòng)作，電火花由電子點(diǎn)火器或壓電陶瓷點(diǎn)火器產(chǎn)生。
如圖1、2所示，程控反饋接觸器的橋式電刷(5)是一個(gè)導(dǎo)電簧片，隔著齒輪絕緣片(6)固定在程控限位輪(8)上，橋式電刷上有二個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)。程控靜觸片組件是由一個(gè)開閥靜觸片(13)、一至二個(gè)調(diào)閥靜觸片(24)、一個(gè)關(guān)閥靜觸片(23)及一個(gè)公用通電靜觸片(15)組成，他們互相絕緣。并且隔著夾板絕緣片(7)固定在夾板(1)上，如果夾板是絕緣材料，將不需要夾板絕緣片。程控反饋接觸器的作用是按照指令程序去控制開閥、調(diào)閥及關(guān)閥工作電路的開斷或閉合，類同于一種程序控制的行程開關(guān)，橋式電刷的二個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)隨著程控限位輪的轉(zhuǎn)動(dòng)分別滑行在公用通電靜觸片和程控靜觸片組件形成的軌道上，在程序控制器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起著傳遞指令信號的橋梁作用。
如附圖2所示公用通電靜觸片(15)與報(bào)警器(22)及限位傳動(dòng)器上的微型電機(jī)(2)導(dǎo)通；開閥靜觸片(13)的開閥動(dòng)作電路接受開閥電源開關(guān)(14)及時(shí)鐘控制器(20)的控制；調(diào)閥靜觸片(24)的調(diào)閥動(dòng)作電路接受調(diào)閥電源開關(guān)(16)及熱敏控制器(18)的控制；調(diào)閥與關(guān)閥靜觸片(24)、(23)的動(dòng)作電路同時(shí)接受關(guān)閥電源開關(guān)(17)、微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器(25)及火焰光電監(jiān)護(hù)器(19)的控制；微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器是一種中間延時(shí)控制器，它由熱敏控制器(18)及延時(shí)電源開關(guān)控制，其作用是限時(shí)維持燃燒；在時(shí)鐘控制器(20)控制的電路中，或還可以附加一種改進(jìn)的中間繼電器(21)，由它的常閉或常開觸點(diǎn)去定時(shí)控制其他家用電器電路的通斷，成為“家用電器控制中心。
上述的時(shí)鐘控制器(20)是利用石英電子鬧鐘、時(shí)鐘單片機(jī)、晶體管電子鬧鐘或改進(jìn)的機(jī)械鬧鐘的時(shí)間顯示及定時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)功能，其技術(shù)特征已由本實(shí)用新型發(fā)明人在我國申請的“節(jié)能自控蜂窩煤爐”(專利申請?zhí)?5205854)及“多功能自控暖氣爐”(專利申請?zhí)?7202745)專利文獻(xiàn)中詳細(xì)描述，在這里僅是新型的組合。熱敏控制器(18)是利用溫度繼電器或其他熱敏元件通過溫度變化動(dòng)合觸點(diǎn)的功能。
以下將對火焰光電監(jiān)護(hù)器(19)的技術(shù)特征進(jìn)行詳細(xì)描述現(xiàn)有公用公知的光電晶體管其光譜靈敏峰值波長為0.88～0.95微米，然而氣體燃燒火焰的光譜波長大多在0.45～0.57微米之間，所以現(xiàn)有公知的光控器件對藍(lán)光靈敏度只有50％。本實(shí)用新型的火焰光電監(jiān)護(hù)器由火焰光譜波長調(diào)制器與公知的光控電路組成，火焰光譜波長調(diào)制器采用金屬材料制作，并且安裝在燃燒器的火焰噴出口，能使火焰光譜波長調(diào)制在0.45～0.95微米的范圍，從而提高了光控電路的靈敏度，同時(shí)能避免外界散光的干擾，其靈敏度能傳感到目測最小火焰。
結(jié)合附圖1、2所示，本實(shí)用新型全自動(dòng)程序控制的原理是1、當(dāng)時(shí)鐘控制器(20)定時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)時(shí)，電流經(jīng)鐘控開閥電源開關(guān)抵達(dá)開閥靜觸片(13)，由橋式電刷(5)通過公用通電靜觸片(15)導(dǎo)通微型電機(jī)(2)及報(bào)警器(22)的工作電路，由機(jī)械手執(zhí)行開閥及同步點(diǎn)火動(dòng)作，同時(shí)進(jìn)行“啟燃”報(bào)警。由于開閥靜觸片的扇形軌道為180°，程控限位輪(8)與氣閥傳動(dòng)輪(10)的齒數(shù)比例為12，前者轉(zhuǎn)動(dòng)180°后者轉(zhuǎn)動(dòng)90°，卻好使氣閥完全開啟，結(jié)合同步點(diǎn)火動(dòng)作，燃燒器啟燃。此時(shí)，橋式電刷已脫離開閥靜觸片并滑行至調(diào)閥靜觸片(24)的起始端，開閥動(dòng)作電路被斷開，等待著調(diào)閥指令。
2、當(dāng)被加熱器溫度上升至預(yù)定溫度時(shí)，熱敏控制器(18)動(dòng)合觸點(diǎn)，電流抵達(dá)調(diào)閥靜觸片(24)，由橋式電刷、公用通電靜觸片導(dǎo)通微型電機(jī)及報(bào)警器的工作電路，機(jī)械手按照調(diào)閥靜觸片的扇形角度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)氣體流量的動(dòng)作，同時(shí)發(fā)出“達(dá)溫”報(bào)警聲；熱敏控制器還同時(shí)啟動(dòng)微型電磁制動(dòng)的定時(shí)器(25)，燃燒器按照預(yù)置的指令維持適當(dāng)火力強(qiáng)度的定時(shí)燃燒。此時(shí)，橋式電刷切斷了調(diào)閥動(dòng)作電路，停留在關(guān)閥靜觸片(23)的起始端，等待著關(guān)閥指令。
3、當(dāng)微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器(25)定時(shí)動(dòng)作終末動(dòng)合觸點(diǎn)時(shí)，使電流抵達(dá)關(guān)閥靜觸片(23)，仍由橋式電刷及公用通電靜觸片導(dǎo)通微型電機(jī)及報(bào)警器的關(guān)閥動(dòng)作電路，機(jī)械手執(zhí)行關(guān)閥動(dòng)作并發(fā)出“關(guān)閥”報(bào)警聲。此時(shí)，橋式電刷又滑行至開閥靜觸片的起始端“整裝待命”。
4、當(dāng)氣路意外閉塞等原因?qū)е麻_閥后未能啟燃或意外熄火時(shí)，火焰光電監(jiān)護(hù)器瞬間同時(shí)閉合調(diào)閥、關(guān)閥及報(bào)警動(dòng)作電路，使氣閥關(guān)閉并發(fā)出“意外”報(bào)警聲。如果在鐘控開閥的指令時(shí)限內(nèi)，還能重復(fù)進(jìn)行上述程序控制動(dòng)作，直至加熱過程完成及最終關(guān)閉氣閥?；鹧婀怆姳O(jiān)護(hù)器能在無人操作情況下達(dá)到確保安全的效果。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方案是全自動(dòng)控制裝置以線路形式連接于一個(gè)控制箱，時(shí)鐘控制器、微型電磁離合器制動(dòng)的定時(shí)器、電源開關(guān)及印刷線路板固定在控制箱，熱敏控制器的感溫端應(yīng)能直接傳感到被加熱器的溫度變化，火焰光電監(jiān)護(hù)器的感光面應(yīng)能直接接收到火焰光譜波長調(diào)制器的光束，調(diào)閥靜觸片的扇形角度應(yīng)調(diào)節(jié)到能控制中等火力強(qiáng)度至目測最小火焰之間的范圍，打火凸輪掀打電子點(diǎn)火器的有效動(dòng)作時(shí)間應(yīng)與最佳氣流噴出時(shí)間同步。全自動(dòng)控制裝置的電源為低壓電源，以12伏為最佳，應(yīng)能交直兩用，總功率控制在6瓦左右為宜，啟閉氣閥的單項(xiàng)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)小于5秒，使用一萬次的耗電量小于0.1千瓦／小時(shí)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其積極效果有
1、通過全自動(dòng)程序控制，達(dá)到操作者不在現(xiàn)場能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)燒飯、熬粥、蒸煮食物及完成其他加熱過程，從而節(jié)省了眾多的寶貴時(shí)間。
2、采用火焰光電監(jiān)護(hù)器，避免因意外熄火導(dǎo)致可燃性氣體外泄所造成的事故，確保安全。
3、利用時(shí)鐘控制器及附加改進(jìn)的中間繼電器，還能定時(shí)控制家用電器及其他電器電源的通斷，發(fā)揮了多功能自動(dòng)控制的效果，可以成為“家電控制中心”。
4、利用限位傳動(dòng)器、機(jī)械手及普通氣閥控制氣流，能開、能關(guān)、能調(diào)節(jié)流量、能同步點(diǎn)火，行程準(zhǔn)確，使用壽命長，便于實(shí)施，成本比電磁閥降低50％以上。
5、能預(yù)先輸入指令進(jìn)行程序控制，有類似微電腦控制的效果，成本卻僅需要幾十元人民幣。
綜上所述，本實(shí)用新型具有廣泛的社會效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種涉及氣體燃料燃燒的控制與調(diào)節(jié)的程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備，它裝有旋塞氣閥及燃燒器，采用時(shí)鐘控制器(20)、熱敏控制器(18)、定時(shí)器(25)、光電晶體管作為指令機(jī)構(gòu)，以氣閥傳動(dòng)輪(10)、打火凸輪(11)、限位傳動(dòng)器、點(diǎn)火器及報(bào)警器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于(A)氣閥傳動(dòng)輪(10)與氣閥主軸(12)定位配合，由限位傳動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；(B)火焰光電監(jiān)護(hù)器(19)由光控電路和火焰光譜波長調(diào)制器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備，其特征在于限位傳動(dòng)器裝有由開閥靜觸片(13)、調(diào)閥靜觸片(24)、關(guān)閥靜觸片(23)與橋式電刷(5)組成的程控反饋接觸器(4)，開閥、調(diào)閥、關(guān)閥靜觸片形成一個(gè)環(huán)形軌道，并且分別串聯(lián)在開閥、調(diào)閥、關(guān)閥電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備，其特征在于火焰光譜波長調(diào)制器采用金屬材料制作，并且安裝在燃燒器的噴火口。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種對煤氣、液化石油氣等可燃?xì)怏w燃燒進(jìn)行程序控制的全自動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備。是將機(jī)械手及具有定時(shí)開閥同步點(diǎn)火、溫控調(diào)節(jié)火力、定時(shí)維持燃燒后自動(dòng)關(guān)閥、意外熄火后瞬間光控自動(dòng)關(guān)閥、自動(dòng)報(bào)警及定時(shí)自動(dòng)控制家用電器電源等功能的全自動(dòng)程控調(diào)節(jié)裝置。
文檔編號F24C3/12GK87207216SQ87207216
公開日1988年6月15日 申請日期1987年6月20日
發(fā)明者沈振東, 許慧珍, 沈竹雅, 潘曉明, 沈竹涵, 呂華 申請人:沈振東, 許慧珍導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan