专利名称：燃气具快速安全保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气具的安全保护装置，尤其指一种带有双绕组的燃气具安全保护装置。
背景技术：
现有的燃气具采用的安全保护装置一般有三种一种为普通热电偶式熄火保护装置，其包括电磁阀和与电磁阀线圈一端相连并固定在燃烧器上的热电偶，当手动点火时，热电偶处于火焰范围内受热产生的电势接入电磁阀线圈，产生磁场而使电磁阀动作，气阀开启，管道中的燃气导通，维持燃烧器的正常燃烧；一旦热电偶检测到的火焰熄灭时，热电偶两端的电势下降为零，电磁阀线圈失电，在自身的弹簧作用下复位，管道停止供气，燃烧器熄火。虽然本保护装置对燃烧器的意外熄火能起到防止燃气外逸的作用，但由于热电偶本身具有惰性，即在手动点火时，火焰燃烧3秒或更长的时间后，才能产生足够大的电流使电磁阀吸合，这样势必在点火后还需用手一直按压开关3秒钟以上，所以使用起来非常的不便；而发生意外熄火时，则由于热电偶的冷却速度较慢，在此过程中，燃气一直处于泄露状态，这将对人体产生很大的伤害。为此，人们设计出一种带双绕组燃气灶熄火保护装置，如专利号为92200875.2的中国实用新型专利《双绕组燃气灶熄火保护装置》就是这样的一种方案，其包括带工作线圈和起动线圈的电磁阀、与工作线圈的一端相连且安装在灶具燃烧器上的热电偶以及用于点火的开关、点火针，起动线圈的一端与脉冲点火器相连，而工作线圈和起动线圈的另一端共同接地，在按下开关打火时瞬间，脉冲点火器的工作电流进入起动绕线圈，使电磁阀能在热电偶的热延迟时间内吸合，维持了气路的畅通；与此同时，随着燃烧器温度的提高，热电偶的电势上升，并达到开阀电势，在起动时间结束前即向工作线圈提供电流而维持气路的畅通，因此该方案很好地解决了第一种方案中点火的缺陷。但由于工作线圈与起动线圈的其中一端分别连接在一起，在脉冲点火器输入信号时会对工作线圈产生干扰，易出现误操作；而在发生意外熄火时，其工作特性与普通热电偶式熄火保护装置具有相同的缺陷；再者，其开阀、闭阀的速度和灵敏性仍无法满足人们的使用要求。为此市场上又出现第三种燃气具保护装置，即离子感应式熄火保护装置，其是利用火焰的带电性来实现安全保护，在该方案中包括感应针、脉冲点火器、离子感应电路模块和只带工作线圈的电磁阀，当按下开关的同时，脉冲点火器进行放电，同时离子感应电路模块输出电流使电磁阀吸合保持气路畅通，火焰点燃后进入工作状态；在意外熄火时，火焰的带电性立即消失，感应针会立即将信号传至火焰离子感应电路模块，经过信号处理后立即切断电磁阀的供电，使电磁阀关闭气路。由于其采用了感应针及离子感应电路模块，因此开阀和关阀速度快，灵敏性高且可智能控制，所以它很好地解决了第二种方案中的缺陷。但是，由于此种电磁阀为自吸式电磁阀，体积较大、成本高且无法安装在每个阀门上，因而不能单独控制每个燃烧器，即一个燃烧器熄灭则全部熄灭；另外，在使用过程中，由于电磁阀一直靠电源的供电保持吸合状态，因此耗电量大；再者，离子感应电路的抗干扰性能较差，因此也会出现误操作，而影响其使用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种快速开阀、闭阀、抗干扰性好且又可单独控制每个燃烧器、耗电少、成本低的燃气具安全保护装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该燃气具快速安全保护装置包括带主线圈和辅助线圈的电磁阀、与主线圈一端相连且安装在燃烧器上的热电偶以及用于点火的开关、点火针，所述的主线圈另一端接地，其特征在于所述的电磁阀辅助线圈的两端、开关和点火针分别与一控制器的相应脚相连，所述的控制器又包括电磁阀瞬吸电路、电磁阀瞬断电路、脉冲点火定时电路、高压脉冲点火电路和与位于燃烧器上的感应针相连的火焰离子感应电路，所述的电磁阀瞬吸电路根据开关的闭合信号，在脉冲点火定时电路设定的时间内，向辅助线圈提供使电磁阀开启的正向电流，同时该开关闭合信号在脉冲点火定时电路的设定时间内，经高压脉冲点火电路振荡供点火针打火，所述的火焰离子感应电路通过感应针采集到的信号判断燃烧器有无点燃并根据点燃信号控制点火针停止打火，而所述的电磁阀瞬断电路根据所述火焰离子感应电路得出的熄火信号向辅助线圈提供使电磁阀瞬断的反向电流。
所述的电磁阀瞬吸电路可以包括比较器IC1、二极管D4、电阻R14、R18和三极管Q6、Q9，所述三极管Q6的发射极和比较器IC1的正端分别与开关的一端相连后通于电源的正极，所述三极管Q6的集电极、Q9的发射极分别与辅助线圈的两端相连，而二者的基极则分别通过电阻R14、R18后共同连于二极管D4的输入端，二极管D4的输出端则与所述的比较器IC1输出端相连，所述的比较器IC1负端则与脉冲定时电路相连接。
所述的电磁阀瞬断电路可以包括三极管Q8、Q7和电阻R15、R19，所述的三极管Q8的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q8的集电极和Q7的发射极分别与辅助线圈的两端相连，而二者的基极又分别与通过电阻R19、R15与火焰离子感应电路的输出端相连。
所述的火陷离子感应电路与所述的电磁阀瞬断电路之间可以设有延时断开电磁阀的延时电路。
所述的延时电路可以包括电容C8、电阻R35、R38、R40、R41和三极管Q16、Q18、Q19、Q20，所述的三极管Q16的基极、Q18的集电极、Q19的发射极分别通过开关与电源相连，所述的三极管Q16的集电极通过电阻R38与所述的三极管Q18的基极相连，所述三极管Q18的集电极通过电阻R40与三极管Q19的基极相连，所述三极管Q19的集电极通过电阻R41与所述的三极管Q20的基极相连，所述的三极管Q20的集电极与瞬断电路相连，而所述的三极管Q18、Q20的发射极则相连后与电容C8的负端相连，所述的电容C8的正端则与火陷离子感应电路输出端相连并通过电阻R35与三极管Q16的发射极相连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于由于采用上述结构的安全保护装置，所以在点火时，给电磁阀辅助线圈输入正向电流，使电磁阀快速的吸合，而意外熄火时，利用火焰离子感应电路的快速性，给电磁阀辅助线圈输入反向电流，使电磁阀快速的断开，因此其点火速度快，吸合时间短，且灵敏性高、安全可靠；而在工作过程中，则依靠热电偶加热产生的电势吸合电磁阀，因而在整个过程中，电磁阀的耗电少，成本低，又可以对每个燃烧器进行单独控制；另外，由于辅助线圈与主线圈的接地端点相分离，一方面可防止其它电信号对主线圈的干扰，以免出现误操作；另一方面，则既使火焰离子感应电路出现故障或误操作，还可依靠热电偶电势的下降、电磁阀主线圈的失电来进行保护，因此本实用新型达到了双重保护的目的，使用起来会更加的安全、可靠，从而可满足人们对燃气具的使用要求。
图1为本实用新型的工作原理图；图2为本实用新型中双线圈电磁阀的结构示意图；图3为本实用新型中控制器的电气功能示意图；图4为本实用新型的工作流程示意图；图5为本实用新型中控制器的电气线路示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本实施例中的燃气具是带有两只燃烧器的燃气灶，每只燃烧器配备的多功能快速安全保护装置的工作原理相同，现只叙述其中的一个工作原理。它包括带主线圈3和辅助线圈4的电磁阀2、安装在灶具燃烧器上的热电偶1以及用于点火的开关5、点火针8和感应针6，所述主线圈3的一端与热电偶1相连，另一端接地，而辅助线圈4的两端则通过导线与控制器6的①、②脚相连，开关5与控制器6的③、④脚相连，电源、接地线与控制器6的⑤、⑥、⑦脚相连，而点火针8、感应针7则与控制器6的⑧、⑨脚相连。
如图3所示，所述的控制器包括电磁阀瞬吸电路、电磁阀瞬断电路、脉冲点火定时电路、高压脉冲点火电路、和火焰离子感应电路，所述的高压脉冲点火电路又由晶体管振荡电路和与之相连的可控硅触发电路组成，为了避免火焰的意外吹动而使感应针离焰产生的不必要熄火，在所述的电磁阀瞬断电路中设有延时断开电磁阀的延时电路。其工作流程如图4所示，所述的电磁阀瞬吸电路根据开关的闭合信号，在脉冲点火定时电路设定的时间内，向辅助线圈提供正向电流，使电磁阀开启；同时该开关闭合信号在脉冲点火定时电路设定的时间内，经晶体管振荡电路至可控硅触发电路后供点火针打火，若燃烧器没有在点火定时电路设定的时间内被点燃，则点火针打火停止，同时，电磁阀瞬吸电路也停止工作，辅助线圈无正向电流，气阀断开，控制器处于待机状态；若感应针检测到燃烧器已被点燃，则火焰离子感应电路控制点火针停止放电，而辅助线圈的正向电流在脉冲点火定时电路设定的时间末消失，此时，热电偶已被加热，主线圈吸合，燃气灶进行正常的工作状态；当感应针检测到熄火或离焰时，所述的电磁阀瞬断电路根据火焰离子感应电路的得出的熄火信号，在延时电路设定的时间后，向辅助线圈提供反向电流而使电磁阀断开；若在延时电路设定的时间内，熄火信号消失，则电磁阀瞬断电路不向辅助线圈提供反向电流，燃气灶仍进行正常的工作状态。
本实施例的具体线路图见图5，所述的电磁阀瞬吸电路包括比较器IC1、二极管D4、电阻R14、R18和三极管Q6、Q9，所述三极管Q6的发射极和比较器IC1的正端分别与开关5的一端相连后通于电源的正极，所述三极管Q6的集电极、Q9的发射极分别与辅助线圈4的两端相连，而二者的基极则分别通过电阻R14、R18后共同连于二极管D4的输入端，二极管D4的输出端则与比较器IC1的输出端相连，所述的比较器IC1负端则与脉冲定时电路中的电解电容C5负端相连接。
所述的电磁阀瞬断电路包括三极管Q8、Q7和电阻R15、R19，所述的三极管Q8的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q8的集电极和Q7的发射极分别与辅助线圈4的两端相连，而二者的基极又分别与通过电阻R19、R15与延时电路中的三极管Q20的集电极的相连。
所述的脉冲点火定时电路由电容C5与R11组成。
所述的变压脉冲点火电路中的晶体管振荡电路由变压器T2、二极管D1、电容C1等组成。可控硅触发电路由可控硅VS、变压器T1等组成。
所述的火焰离子感应电路由比较器IC2、三极管Q15等组成。
所述的延时电路包括电容C8、电阻R35、R38、R40、R41和三极管Q16、Q18、Q19、Q20，所述的三极管Q16的基极、Q18的集电极、Q19的发射极分别通过开关5与电源相连，所述的三极管Q16的集电极通过电阻R38与所述的三极管Q18的基极相连，所述三极管Q18的集电极通过电阻R40与三极管Q19的基极相连，所述三极管Q19的集电极通过电阻R41与所述的三极管Q20的基极相连，而所述的三极管Q18、Q20的发射极则相连后与电容C8的负端相连，所述的电容C8的正端则与火陷离子感应电路输出端相连并通过电阻R35与三极管Q16的发射极相连接。
其工作原理如下当接通开关5时，电源通过R11向电解电容C5充电，在开始充电时，比较器IC1负端电位比正端电位高，比较器立即输出低电位，此低电位通过二极管D4、电阻R14、R18至三极管Q6、Q9的基极，使三极管Q6、Q9导通，电磁阀辅助线圈4中流入正向电流，所以电磁阀2瞬间吸合，气阀开启，管道中的燃气导通，；由于充电开始时，燃烧器还设有点燃，所以感应针7探不到火，比较器IC2正端电位高于负端电位，比较器输出高电位至三极管Q5的基极，使其导通，这样，在比较器IC1的低电平通过三极管Q5、电阻管R1使三极管Q1导通，并通过振荡变压器T2产生上百伏的振荡电压，此电压通过三极管D1向电容C1充电，使电容C1两端充有上百伏的电压，再通过可控硅VS触发电路使电容C1放电，通过变压器T1的升压，得到上万伏的脉冲放电高压至点火针8，使灶具点燃。
当上述辅助线圈4的正向电流及点火针8的点火持续10秒未，灶具仍未被点燃时，由于此时的电容C5被充电，使得比较器IC1的正端电位高于负端电位时，比较器IC1输出高电位，使三极管Q6、Q9截止，电磁阀的辅助线圈4无正向电流通过，电磁阀2在自身弹簧的回复力作用下被关闭，气阀闭合，管道中的燃气关断，同时，三极管Q1被截止，振荡变压器T2无上百伏的振荡电压产生，点火针8停止打火。
当上述辅助线圈4的正向电流及点火针8的点火持续10秒内，灶具被点燃，感应针7探到火陷，由于火焰中有离子流单向导电，使比较器IC2负端电位高于正端电位，此时比较器IC2输出低电位，三极管Q5截止，振荡变压器T2无上百伏的振荡电压产生，点火针8停止打火。而在10秒内，辅助线圈4中仍通以正向电流，在10秒末时，由于电容C5的作用，使辅助线圈中的正向电流消失，而此时热电偶1被火陷加热后产生的电压通过电磁阀2的主线圈3，使电磁阀2正常吸合。
在正常燃烧时，感应针7探到火陷，使比较器IC2负端电位高于正端电位，比较器IC2输出低电位，此低电位使三极管Q15截止，电源通过电阻R32、二极管D10向电解电容C8充电，电解电容C8充满电后，由于三极管Q16的截止，使三极管Q18、Q19、Q20均截止，三极管Q20的截止也使三极管Q7、Q8截止，这样电磁阀的辅助线圈4中无反向电流通过，而不会影响电磁阀主线圈3的正常吸合。
当火陷意外熄灭时，由于感应针7探不到火而无离子流通过，此时，比较器IC2正端电位高于负端电位，比较器IC2立即输出高电位，通过电阻R31使三极管Q15、Q16导通，在电解电容C8的放电作用下，通过电阻R35、三极管Q16、电阻R38使三极管Q18导通，三极管Q18的导通通过电阻R40使三极管Q19导通，而三极管Q19的导通又通过电阻R41使三极管Q20导通，三极管Q20的导通分别通过电阻R15、R19使三极和Q7、Q8导通，4秒钟后给电磁阀辅助线圈4输入反向电流，此反向电流远大于热电偶1正常燃烧所产生的正向电流，这样，在正、反电流相抵后通过电磁阀2自身的弹簧作用下被关闭，气阀闭合，管道中的燃气关断，而控制器6处于待机状态。
权利要求1.一种燃气具快速安全保护装置，其包括带主线圈(3)和辅助线圈(4)的电磁阀(2)、与主线圈(3)一端相连且安装在燃烧器上的热电偶(1)以及用于点火的开关(5)、点火针(8)，所述的主线圈(3)另一端接地，其特征在于所述的电磁阀辅助线圈(3)两端、开关(5)和点火针(8)分别与一控制器(6)的相应脚相连，所述的控制器(6)又包括电磁阀瞬吸电路、电磁阀瞬断电路、脉冲点火定时电路、高压脉冲点火电路和与位于燃烧器上的感应针(7)相连的火焰离子感应电路，所述的电磁阀瞬吸电路根据开关(5)的闭合信号，在脉冲点火定时电路设定的时间内，向辅助线圈(4)提供使电磁阀(2)开启的正向电流，同时该开关(5)闭合信号在脉冲点火定时电路的设定时间内，经高压脉冲点火电路振荡供点火针(8)打火，所述的火焰离子感应电路通过感应针(7)采集到的信号判断燃烧器有无点燃并根据点燃信号控制点火针(8)停止打火，而所述的电磁阀瞬断电路根据所述火焰离子感应电路得出的熄火信号向辅助线圈(4)提供使电磁阀(2)瞬断的反向电流。
2.根据权利要求1所述的燃气具快速安全保护装置，其特征在于所述的电磁阀瞬吸电路包括比较器IC1、二极管D4、电阻R14、R18和三极管Q6、Q9，所述三极管Q6的发射极和比较器IC1的正端分别与开关(5)的一端相连后通于电源的正极，所述三极管Q6的集电极、Q9的发射极分别与辅助线圈(4)的两端相连，而二者的基极则分别通过电阻R14、R18后共同连于二极管D4的输入端，二极管D4的输出端则与所述的比较器IC1输出端相连，所述的比较器IC1负端则与脉冲定时电路的相连接。
3.根据权利要求1所述的燃气具快速安全保护装置，其特征在于所述的电磁阀瞬断电路包括三极管Q8、Q7和电阻R15、R19，所述的三极管Q8的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q8的集电极和Q7的发射极分别与辅助线圈(4)的两端相连，而二者的基极又分别与通过电阻R19、R15与火焰离子感应电路的输出端相连。
4.根据权利要求1所述的燃气具快速安全保护装置，其特征在于所述的火陷离子感应电路与所述的电磁阀瞬断电路之间设有延时断开电磁阀(2)的延时电路。
5.根据权利要求4所述的燃气具快速安全保护装置，其特征在于所述的延时电路包括电容C8、电阻R35、R38、R40、R41和三极管Q16、Q18、Q19、Q20，所述三极管Q16的基极、Q18的集电极、Q19的发射极分别通过开关(5)与电源相连，而三极管Q16的集电极通过电阻R38与三极管Q18的基极相连，所述三极管Q1 8的集电极通过电阻R40与三极管Q19的基极相连，所述三极管Q19的集电极通过电阻R41与所述的三极管Q20的基极相连，所述的三极管Q20的集电极与瞬断电路相连，而所述的三极管Q18、Q20的发射极则相连后与电容C8的负端相连，所述的电容C8的正端则与火陷离子感应电路输出端相连并通过电阻R35与三极管Q16的发射极相连接。
专利摘要一种燃气具快速安全保护装置，其包括带主、辅助线圈的电磁阀、热电偶以及用于点火的开关、点火针，所述的主线圈另一端接地，所述辅助线圈两端、开关和点火针分别与一控制器的相应脚相连，所述的控制器包括电磁阀瞬吸电路、电磁阀瞬断电路、脉冲点火定时电路、高压脉冲点火电路和与位于燃烧器上的感应针相连的火焰离子感应电路。由于采用了上述结构，在点火或意外熄火时，会给电磁阀辅助线圈输入正或反向电流，使电磁阀快速的吸合或断开，而在工作过程中，依靠热电偶吸合电磁阀，因此其点火速度快，吸合时间短，且灵敏性高，耗电少，成本低，又可以对每个燃烧器进行单独控制；另外，其抗干扰性好，有双重保护功能，使用起来会更加安全、可靠。
文档编号F24C3/12GK2615532SQ0323002
公开日2004年5月12日 申请日期2003年4月3日 优先权日2003年4月3日
发明者赵迎春 申请人:宁波来特燃气具有限公司, 南京天富实业有限公司