專利名稱：民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤氣閥門技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。
背景技術(shù)：
為解決民用煤氣使用帶來的安全問題，科技人員進(jìn)行大量技術(shù)開發(fā)和研制工作， 有的采用純機(jī)械式，有的采用了傳感器和一些電路控制，提高民用煤氣在使用中的安全性。 然而現(xiàn)有的裝置仍存在一些不足。“家用煤氣閥門定時控制器” (CN 93213977. 9)專利技術(shù)，閥門雖可定時自動關(guān)閉， 根據(jù)需要調(diào)節(jié)通氣時間，避免長時間泄放煤氣引起中毒事故，但由于采用了純機(jī)械式結(jié)構(gòu)， 故而功能單一，而且操作十分復(fù)雜?！懊簹忾y門關(guān)閉裝置”(CN 94239154. 3)專利技術(shù)，該裝置雖可在煤氣泄漏時關(guān)閉閥門，并起到報警作用，但其閥門關(guān)閉是由電機(jī)和限位開關(guān)配合完成，機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，造價
尚ο“智能型煤氣閥門”(CN 200810204928. 6)專利技術(shù)，雖然引入了芯片控制這一技術(shù)，但沒有充分發(fā)揮芯片控制較于純機(jī)械式機(jī)構(gòu)在功能拓展上的優(yōu)勢，且關(guān)閉閥門時仍然采用的是電力驅(qū)動這一方法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、在突發(fā)情況發(fā)生時能實現(xiàn)閥門自動關(guān)閉。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是該裝置由機(jī)械部分和控制部分組成。機(jī)械部分包括止動盤、傳動軸、手輪、箱體、蝸卷彈簧、電磁鐵、固定夾和聯(lián)接卡頭； 箱體的上箱體和下箱體的中心處分別裝有上滾動軸承和下滾動軸承，傳動軸安裝在上滾動軸承和下滾動軸承中；傳動軸的上端穿出箱體的上箱體與手輪固定聯(lián)接，傳動軸的下端穿出箱體的下箱體與聯(lián)接卡頭固定聯(lián)接；在傳動軸的中間部位設(shè)置有彈簧盒，彈簧盒內(nèi)裝有蝸卷彈簧，蝸卷彈簧的一端固定在傳動軸上，蝸卷彈簧的另一端固定在固定夾上；在上滾動軸承和彈簧盒之間的傳動軸上固定安裝有止動盤，止動盤的下平面外邊緣處均勻設(shè)有4 8個止動槽，止動盤的下方設(shè)置有電磁鐵，電磁鐵的活動桿與止動槽相接觸，電磁鐵固定在箱體的下箱體上；控制部分包括按鈕、繼電器、單片機(jī)、溫度傳感器和一氧化碳濃度傳感器；溫度傳感器和一氧化碳濃度傳感器的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機(jī)的P3_6引腳和P3_7引腳對應(yīng)連接；繼電器的線圈的一接線端分別連接電源正極和按鈕，另一接線端連接單片機(jī)P0_7引腳；繼電器的常開觸點一接線端連接電源正極，另一接線端連接電磁鐵；電磁鐵一接線端分別連接按鈕和繼電器的常開觸點，另一接線端連接電源負(fù)極；按鈕一接線端分別連接電源正極和繼電器的線圈，另一接線端連接電磁鐵；[0010]單片機(jī)內(nèi)裝有煤氣閥門自動關(guān)閉控制程序。所述的箱體的下箱體的下端部內(nèi)壁半徑與煤氣罐上部閥門罩的外圓半徑的名義尺寸相同。所述的聯(lián)接卡頭中心對稱地設(shè)有5個小圓柱體，5個小圓柱體的圓柱面與被控制的煤氣罐的閥門手柄圓周上的凹入部分的曲面在使用時相切；即使用時，5個小圓柱體正好卡在煤氣罐的閥門手柄圓周上的凹入部分。所述的止動槽的底面相對于止動盤下平面為一斜面，斜面與止動盤下平面的夾角為8 12°，止動槽側(cè)壁與止動盤下平面垂直；止動槽沿止動盤半徑方向的截面為矩形， 止動槽沿止動盤的切向截面為三角形。所述的煤氣閥門自動關(guān)閉控制程序的主流程是S-I單片機(jī)程序初始化；S-2定義各傳感器的設(shè)定值，其中溫度傳感器的設(shè)定值為50 60°C，一氧化碳濃度傳感器的設(shè)定值為0. 05-0. 1% ；S-3溫度傳感器和一氧化碳濃度傳感器測得的模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 單片機(jī)讀取該兩種數(shù)字信號；S-4判斷是否滿足設(shè)定條件，若溫度傳感器測得溫度低于設(shè)定值時和一氧化碳濃度傳感器測得的一氧化碳濃度低于設(shè)定值時，則轉(zhuǎn)至S-3 ；若溫度傳感器測得溫度高于設(shè)定值時，或一氧化碳濃度傳感器測得的一氧化碳濃度高于設(shè)定值時，則轉(zhuǎn)入S-5 ；S-5單片機(jī)的P0_7引腳置低電平，觸發(fā)繼電器動作，常開觸點閉合；S-6程序延時5秒，電磁鐵的供電回路接通，活動桿收回，煤氣閥門在蝸卷彈簧的驅(qū)動下自行關(guān)閉；S-7單片機(jī)的P0_7引腳置高電平，繼電器的常開觸點斷開，電磁鐵的供電回路斷開，活動桿彈起。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型以單片機(jī)做為控制系統(tǒng)的主控單元，在其基礎(chǔ)上連接兩種傳感器以檢測周邊環(huán)境；置于箱體內(nèi)部的溫度傳感器檢測箱體溫度；置于煤氣罐所在的房間的一氧化碳濃度傳感器檢測該空間的一氧化碳濃度。利用了蝸卷彈簧的儲能為關(guān)閉動作提供動力，電磁鐵作為連接機(jī)械部分和控制部分的樞紐，將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訔U的上下運動。使用時，將箱體套在煤氣罐上，由聯(lián)接卡頭卡住煤氣罐的閥門手柄，使得傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動與煤氣罐的閥門手柄保持一致，旋轉(zhuǎn)手輪即可完成開啟動作。正常開啟閥門時，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，力矩通過傳動軸和聯(lián)接卡頭傳遞至煤氣罐原有閥門促使其同步開啟，與此同時蝸卷彈簧不斷上緊實現(xiàn)儲能，電磁鐵的活動桿與止動盤的止動槽構(gòu)成類似于棘輪棘爪的機(jī)構(gòu)。由于電磁鐵處于失電狀態(tài)，活動桿彈起阻止止動盤以及傳動軸的反轉(zhuǎn)，使煤氣閥保持在開啟狀態(tài)，實現(xiàn)正常通氣。如在正常情況下關(guān)閉閥門時，只需按下按鈕，此時繼電器被短路，電磁鐵得電，活動桿收回，閥門在蝸卷彈簧的驅(qū)動下自行關(guān)閉。若有下面突發(fā)情況發(fā)生時1.當(dāng)突發(fā)火災(zāi)時，閥門周邊環(huán)境溫度超過設(shè)定值，置于閥門內(nèi)部的溫度傳感器檢測到的溫度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳遞至單片機(jī)；[0027]2.當(dāng)發(fā)生煤氣泄漏時，空氣中一氧化碳的濃度超過設(shè)定值，置于煤氣罐所在的房間的一氧化碳濃度傳感器檢測到的一氧化碳濃度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳遞至單片機(jī)；當(dāng)以上兩種信號傳遞至單片機(jī)后，單片機(jī)經(jīng)過預(yù)先寫入程序的邏輯判斷后，給 P0_7引腳置低電平，觸發(fā)繼電器動作，電磁鐵得電，使活動桿回收，止動盤以及傳動軸可自由轉(zhuǎn)動，蝸卷彈簧將其儲存的彈性勢能予以釋放，通過聯(lián)接卡頭帶動閥門順時針旋轉(zhuǎn)，從而在突發(fā)狀況下實現(xiàn)了閥門的自動關(guān)閉。本實用新型采用較為簡單的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了民用煤氣閥門在突發(fā)狀況下自動關(guān)閉的功能；同時利用了蝸卷彈簧的儲存的彈性勢能作為關(guān)閉閥門的動力，以此取代復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動裝置；此外，還可利用單片機(jī)本身具有強大的擴(kuò)展功能接入各種類型的傳感器以實時監(jiān)控周圍環(huán)境。

圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中止動盤1和電磁鐵8的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的局部放大示意圖；圖4為圖1中的機(jī)械部分的仰視示意圖；圖5為本實用新型的煤氣閥門自動關(guān)閉控制程序的主流程示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進(jìn)一步描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。實施例1—種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。該裝置如圖1所示，由機(jī)械部分和控制部分組成。機(jī)械部分包括止動盤1、傳動軸2、手輪3、箱體5、蝸卷彈簧7、電磁鐵8、固定夾9 和聯(lián)接卡頭11。箱體5的上箱體和下箱體的中心處分別裝有上滾動軸承4和下滾動軸承 18，傳動軸2安裝在上滾動軸承4和下滾動軸承18中；傳動軸2的上端穿出箱體5的上箱體與手輪3固定聯(lián)接，傳動軸2的下端穿出箱體5的下箱體與聯(lián)接卡頭11固定聯(lián)接；在傳動軸2的中間部位設(shè)置有彈簧盒10，彈簧盒10內(nèi)裝有蝸卷彈簧7，蝸卷彈簧7的一端固定在傳動軸2上，蝸卷彈簧7的另一端固定在固定夾9上；在上滾動軸承4和彈簧盒10之間的傳動軸2上固定安裝有止動盤1，止動盤1的下平面外邊緣處均勻設(shè)有4個止動槽，止動盤1的下方設(shè)置有電磁鐵8，電磁鐵8的活動桿與止動槽相接觸，電磁鐵8固定在箱體5的下箱體上?？刂撇糠职ò粹o12、繼電器13、單片機(jī)14、溫度傳感器15和一氧化碳濃度傳感器16 ；溫度傳感器15和一氧化碳濃度傳感器16的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機(jī)14的P3_6 引腳和P3_7引腳對應(yīng)連接；繼電器13的線圈的一接線端分別連接電源正極和按鈕12，另一接線端連接單片機(jī)P0_7引腳；繼電器13的常開觸點一接線端連接電源正極，另一接線端連接電磁鐵8 ；電磁鐵8 —接線端分別連接按鈕12和繼電器13的常開觸點，另一接線端連接電源負(fù)極；按鈕12 —接線端分別連接電源正極和繼電器13的線圈，另一接線端連接電磁鐵8。單片機(jī)14內(nèi)裝有煤氣閥門自動關(guān)閉控制程序。本實施例中的箱體5的下箱體的下端部內(nèi)壁半徑與煤氣罐上部閥門罩的外圓半徑的名義尺寸相同。本實施例中的聯(lián)接卡頭11如圖4所示，中心對稱地設(shè)有5個小圓柱體17，5個小圓柱體17的圓柱面與被控制的煤氣罐的閥門手柄圓周上的凹入部分的曲面在使用時相切。 即使用時，5個小圓柱體正好卡在手柄圓周上的5個凹入部分的曲面。本實施例中的止動槽如圖1、圖2和圖3所示，止動槽的底面相對于止動盤1下平面為一斜面，斜面與止動盤1下平面的夾角為8 12°，止動槽側(cè)壁與止動盤1下平面垂直；止動槽沿止動盤1半徑方向的截面為矩形，止動槽沿止動盤1的切向截面為三角形。本實施例所述的煤氣閥門自動關(guān)閉控制程序的主流程如圖5所示S-I單片機(jī)14程序初始化；S-2定義各傳感器的設(shè)定值，其中溫度傳感器15的設(shè)定值為50 60°C，一氧化碳濃度傳感器16的設(shè)定值為0. 05-0. 1% ；S-3溫度傳感器15和一氧化碳濃度傳感器16測得的模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機(jī)14讀取該兩種數(shù)字信號；S-4判斷是否滿足設(shè)定條件，若溫度傳感器15測得溫度低于設(shè)定值時和一氧化碳濃度傳感器16測得的一氧化碳濃度低于設(shè)定值時，則轉(zhuǎn)至S-3 ；若溫度傳感器15測得溫度高于設(shè)定值時，或一氧化碳濃度傳感器16測得的一氧化碳濃度高于設(shè)定值時，則轉(zhuǎn)入S-5 ；S-5單片機(jī)14的P0_7弓丨腳置低電平，觸發(fā)繼電器13動作，常開觸點閉合；S-6程序延時5秒，電磁鐵的供電回路接通，活動桿收回，煤氣閥門在蝸卷彈簧7的驅(qū)動下自行關(guān)閉；S-7單片機(jī)14的P0_7引腳置高電平，繼電器13的常開觸點斷開，電磁鐵的供電回路斷開，活動桿彈起。實施例2一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。止動盤1的下平面外邊緣處均勻設(shè)有5 8個止動槽。其余同實施例1。本具體實施方式
以單片機(jī)14做為控制系統(tǒng)的主控單元，在其基礎(chǔ)上連接兩種傳感器以檢測周邊環(huán)境；置于箱體5內(nèi)部的溫度傳感器15檢測箱體溫度；置于煤氣罐所在的房間的一氧化碳濃度傳感器16檢測該空間的一氧化碳濃度。利用了蝸卷彈簧7的儲能為關(guān)閉動作提供動力，電磁鐵8作為連接機(jī)械部分和控制部分的樞紐，將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訔U的上下運動。使用時，將箱體5套在煤氣罐上，由聯(lián)接卡頭11卡住煤氣罐的閥門手柄，使得傳動軸2的旋轉(zhuǎn)運動與煤氣罐的閥門手柄保持一致，旋轉(zhuǎn)手輪3即可完成開啟動作。正常開啟閥門時，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪3，力矩通過傳動軸2、聯(lián)接卡頭11傳遞至煤氣罐原有閥門促使其同步開啟，與此同時蝸卷彈簧7不斷上緊實現(xiàn)儲能，電磁鐵8的活動桿與止動盤1的止動槽構(gòu)成類似于棘輪棘爪的機(jī)構(gòu)。由于電磁鐵8處于失電狀態(tài)，活動桿彈起阻止止動盤1以及傳動軸2的反轉(zhuǎn)，使煤氣閥保持在開啟狀態(tài)，實現(xiàn)正常通氣。如在正常情況下關(guān)閉閥門時，只需按下按鈕12，此時繼電器13被短路，電磁鐵8得電，活動桿收回，閥門在蝸卷彈簧7的驅(qū)動下自行關(guān)閉。若有下面突發(fā)情況發(fā)生時1.當(dāng)突發(fā)火災(zāi)時，閥門周邊環(huán)境溫度超過設(shè)定值，置于閥門內(nèi)部的溫度傳感器15 檢測到的溫度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳遞至單片機(jī)14 ；2.當(dāng)發(fā)生煤氣泄漏時，空氣中一氧化碳的濃度超過設(shè)定值，置于煤氣罐所在的房間的一氧化碳濃度傳感器17檢測到的一氧化碳濃度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳遞至單片機(jī)14 ；當(dāng)以上兩種信號傳遞至單片機(jī)14后，單片機(jī)14經(jīng)過預(yù)先寫入程序的邏輯判斷后， 給P0_7引腳置低電平，觸發(fā)繼電器13動作，電磁鐵8得電，使活動桿回收，止動盤1以及傳動軸2可自由轉(zhuǎn)動，蝸卷彈簧7將其儲存的彈性勢能予以釋放，通過聯(lián)接卡頭11帶動閥門順時針旋轉(zhuǎn)，從而在突發(fā)狀況下實現(xiàn)了閥門的自動關(guān)閉。本具體實施方式
采用較為簡單的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了民用煤氣閥門在突發(fā)狀況下自動關(guān)閉的功能；同時利用了蝸卷彈簧7的儲存的彈性勢能作為關(guān)閉閥門的動力，以此取代復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動裝置；此外，還可利用單片機(jī)本身具有強大的擴(kuò)展功能接入各種類型的傳感器以實時監(jiān)控周圍環(huán)境。
權(quán)利要求1.一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，其特征在于該裝置由機(jī)械部分和控制部分組成； 機(jī)械部分包括止動盤(1)、傳動軸O)、手輪(3)、箱體(5)、蝸卷彈簧(7)、電磁鐵(8)、固定夾(9)和聯(lián)接卡頭(11)；箱體(5)的上箱體和下箱體的中心處分別裝有上滾動軸承 (4)和下滾動軸承(18)，傳動軸( 安裝在上滾動軸承(4)和下滾動軸承(18)中；傳動軸 (2)的上端穿出箱體(5)的上箱體與手輪(3)固定聯(lián)接，傳動軸O)的下端穿出箱體(5) 的下箱體與聯(lián)接卡頭(11)固定聯(lián)接；在傳動軸O)的中間部位設(shè)置有彈簧盒(10)，彈簧盒(10)內(nèi)裝有蝸卷彈簧(7)，蝸卷彈簧(7)的一端固定在傳動軸( 上，蝸卷彈簧(7)的另一端固定在固定夾(9)上；在上滾動軸承(4)和彈簧盒(10)之間的傳動軸( 上固定安裝有止動盤(1)，止動盤(1)的下平面外邊緣處均勻設(shè)有4 8個止動槽，止動盤(1)的下方設(shè)置有電磁鐵(8)，電磁鐵(8)的活動桿與止動槽相接觸，電磁鐵(8)固定在箱體(5)的下箱體上；控制部分包括按鈕(12)、繼電器(13)、單片機(jī)(14)、溫度傳感器(1 和一氧化碳濃度傳感器(16)；溫度傳感器(1 和一氧化碳濃度傳感器(16)的數(shù)據(jù)輸出引腳分別與單片機(jī) (14)的P3_6引腳和P3_7引腳對應(yīng)連接；繼電器(13)的線圈的一接線端分別連接電源正極和按鈕(12)，另一接線端連接單片機(jī)P0_7引腳；繼電器(13)的常開觸點一接線端連接電源正極，另一接線端連接電磁鐵⑶；電磁鐵⑶一接線端分別連接按鈕(12)和繼電器 (13)的常開觸點，另一接線端連接電源負(fù)極；按鈕(12) —接線端分別連接電源正極和繼電器(13)的線圈，另一接線端連接電磁鐵(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，其特征在于所述的箱體(5)的下箱體的下端部內(nèi)壁半徑與煤氣罐上部閥門罩的外圓半徑的名義尺寸相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，其特征在于所述的聯(lián)接卡頭(11)中心對稱地設(shè)有5個小圓柱體(17)，5個小圓柱體(17)的圓柱面與被控制的煤氣罐的閥門手柄圓周上的凹入部分的曲面在使用時相切。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，其特征在于所述的止動槽的底面相對于止動盤(1)下平面為一斜面，斜面與止動盤(1)下平面的夾角為8 12°，止動槽側(cè)壁與止動盤(1)下平面垂直；止動槽沿止動盤(1)半徑方向的截面為矩形，止動槽沿止動盤(1)的切向截面為三角形。
專利摘要本實用新型涉及一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。其技術(shù)方案是傳動軸(2)安裝在上滾動軸承(4)和下滾動軸承(18)中，傳動軸(2)的上端與手輪(3)聯(lián)接，傳動軸(2)的下端與聯(lián)接卡頭(11)聯(lián)接；在傳動軸(2)的中間部位設(shè)置的彈簧盒(10)內(nèi)裝有蝸卷彈簧(7)，蝸卷彈簧(7)的一端固定在傳動軸(2)上，另一端固定在固定夾(9)上；傳動軸(2)上安裝有止動盤(1)，止動盤(1)的下平面設(shè)有4～8個止動槽，止動盤(1)下方的電磁鐵(8)的活動桿與止動槽相接觸。溫度傳感器(15)和一氧化碳濃度傳感器(16)與單片機(jī)(14)連接；單片機(jī)(14)通過繼電器(13)與電磁鐵(8)連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、在突發(fā)情況發(fā)生時能實現(xiàn)閥門自動關(guān)閉。
文檔編號F16K31/66GK202001703SQ20102059632
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者余航, 周銳, 彭德露, 王濤, 羅濤 申請人:武漢科技大學(xué)