专利名称：民用煤气阀门自动关闭装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤气阀门技术领域，具体涉及一种民用煤气阀门自动关闭装置。
背景技术：
为解决民用煤气使用带来的安全问题，科技人员进行大量技术开发和研制工作， 有的采用纯机械式，有的采用了传感器和一些电路控制，提高民用煤气在使用中的安全性。 然而现有的装置仍存在一些不足。“家用煤气阀门定时控制器” (CN 93213977. 9)专利技术，阀门虽可定时自动关闭， 根据需要调节通气时间，避免长时间泄放煤气引起中毒事故，但由于采用了纯机械式结构， 故而功能单一，而且操作十分复杂。“煤气阀门关闭装置”(CN 94239154. 3)专利技术，该装置虽可在煤气泄漏时关闭阀门，并起到报警作用，但其阀门关闭是由电机和限位开关配合完成，机构较为复杂，造价
尚ο“智能型煤气阀门”(CN 200810204928. 6)专利技术，虽然引入了芯片控制这一技术，但没有充分发挥芯片控制较于纯机械式机构在功能拓展上的优势，且关闭阀门时仍然采用的是电力驱动这一方法。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种民用煤气阀门自动关闭装置，该装置结构简单、在突发情况发生时能实现阀门自动关闭。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是该装置由机械部分和控制部分组成。机械部分包括止动盘、传动轴、手轮、箱体、蜗卷弹簧、电磁铁、固定夹和联接卡头； 箱体的上箱体和下箱体的中心处分别装有上滚动轴承和下滚动轴承，传动轴安装在上滚动轴承和下滚动轴承中；传动轴的上端穿出箱体的上箱体与手轮固定联接，传动轴的下端穿出箱体的下箱体与联接卡头固定联接；在传动轴的中间部位设置有弹簧盒，弹簧盒内装有蜗卷弹簧，蜗卷弹簧的一端固定在传动轴上，蜗卷弹簧的另一端固定在固定夹上；在上滚动轴承和弹簧盒之间的传动轴上固定安装有止动盘，止动盘的下平面外边缘处均勻设有4 8个止动槽，止动盘的下方设置有电磁铁，电磁铁的活动杆与止动槽相接触，电磁铁固定在箱体的下箱体上；控制部分包括按钮、继电器、单片机、温度传感器和一氧化碳浓度传感器；温度传感器和一氧化碳浓度传感器的数据输出引脚分别与单片机的P3_6引脚和P3_7引脚对应连接；继电器的线圈的一接线端分别连接电源正极和按钮，另一接线端连接单片机P0_7引脚；继电器的常开触点一接线端连接电源正极，另一接线端连接电磁铁；电磁铁一接线端分别连接按钮和继电器的常开触点，另一接线端连接电源负极；按钮一接线端分别连接电源正极和继电器的线圈，另一接线端连接电磁铁；[0010]单片机内装有煤气阀门自动关闭控制程序。所述的箱体的下箱体的下端部内壁半径与煤气罐上部阀门罩的外圆半径的名义尺寸相同。所述的联接卡头中心对称地设有5个小圆柱体，5个小圆柱体的圆柱面与被控制的煤气罐的阀门手柄圆周上的凹入部分的曲面在使用时相切；即使用时，5个小圆柱体正好卡在煤气罐的阀门手柄圆周上的凹入部分。所述的止动槽的底面相对于止动盘下平面为一斜面，斜面与止动盘下平面的夹角为8 12°，止动槽侧壁与止动盘下平面垂直；止动槽沿止动盘半径方向的截面为矩形， 止动槽沿止动盘的切向截面为三角形。所述的煤气阀门自动关闭控制程序的主流程是S-I单片机程序初始化；S-2定义各传感器的设定值，其中温度传感器的设定值为50 60°C，一氧化碳浓度传感器的设定值为0. 05-0. 1% ；S-3温度传感器和一氧化碳浓度传感器测得的模拟信号经A/D转换为数字信号， 单片机读取该两种数字信号；S-4判断是否满足设定条件，若温度传感器测得温度低于设定值时和一氧化碳浓度传感器测得的一氧化碳浓度低于设定值时，则转至S-3 ；若温度传感器测得温度高于设定值时，或一氧化碳浓度传感器测得的一氧化碳浓度高于设定值时，则转入S-5 ；S-5单片机的P0_7引脚置低电平，触发继电器动作，常开触点闭合；S-6程序延时5秒，电磁铁的供电回路接通，活动杆收回，煤气阀门在蜗卷弹簧的驱动下自行关闭；S-7单片机的P0_7引脚置高电平，继电器的常开触点断开，电磁铁的供电回路断开，活动杆弹起。由于采用上述技术方案，本实用新型以单片机做为控制系统的主控单元，在其基础上连接两种传感器以检测周边环境；置于箱体内部的温度传感器检测箱体温度；置于煤气罐所在的房间的一氧化碳浓度传感器检测该空间的一氧化碳浓度。利用了蜗卷弹簧的储能为关闭动作提供动力，电磁铁作为连接机械部分和控制部分的枢纽，将电信号转变为活动杆的上下运动。使用时，将箱体套在煤气罐上，由联接卡头卡住煤气罐的阀门手柄，使得传动轴的旋转运动与煤气罐的阀门手柄保持一致，旋转手轮即可完成开启动作。正常开启阀门时，逆时针旋转手轮，力矩通过传动轴和联接卡头传递至煤气罐原有阀门促使其同步开启，与此同时蜗卷弹簧不断上紧实现储能，电磁铁的活动杆与止动盘的止动槽构成类似于棘轮棘爪的机构。由于电磁铁处于失电状态，活动杆弹起阻止止动盘以及传动轴的反转，使煤气阀保持在开启状态，实现正常通气。如在正常情况下关闭阀门时，只需按下按钮，此时继电器被短路，电磁铁得电，活动杆收回，阀门在蜗卷弹簧的驱动下自行关闭。若有下面突发情况发生时1.当突发火灾时，阀门周边环境温度超过设定值，置于阀门内部的温度传感器检测到的温度信号经A/D转换后传递至单片机；[0027]2.当发生煤气泄漏时，空气中一氧化碳的浓度超过设定值，置于煤气罐所在的房间的一氧化碳浓度传感器检测到的一氧化碳浓度信号经A/D转换后传递至单片机；当以上两种信号传递至单片机后，单片机经过预先写入程序的逻辑判断后，给 P0_7引脚置低电平，触发继电器动作，电磁铁得电，使活动杆回收，止动盘以及传动轴可自由转动，蜗卷弹簧将其储存的弹性势能予以释放，通过联接卡头带动阀门顺时针旋转，从而在突发状况下实现了阀门的自动关闭。本实用新型采用较为简单的机构实现了民用煤气阀门在突发状况下自动关闭的功能；同时利用了蜗卷弹簧的储存的弹性势能作为关闭阀门的动力，以此取代复杂的电机驱动装置；此外，还可利用单片机本身具有强大的扩展功能接入各种类型的传感器以实时监控周围环境。
图1为本实用新型的一种结构示意图；图2为图1中止动盘1和电磁铁8的右视结构示意图；图3为图2的局部放大示意图；图4为图1中的机械部分的仰视示意图；图5为本实用新型的煤气阀门自动关闭控制程序的主流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步描述，并非对其保护范围的限制。实施例1—种民用煤气阀门自动关闭装置。该装置如图1所示，由机械部分和控制部分组成。机械部分包括止动盘1、传动轴2、手轮3、箱体5、蜗卷弹簧7、电磁铁8、固定夹9 和联接卡头11。箱体5的上箱体和下箱体的中心处分别装有上滚动轴承4和下滚动轴承 18，传动轴2安装在上滚动轴承4和下滚动轴承18中；传动轴2的上端穿出箱体5的上箱体与手轮3固定联接，传动轴2的下端穿出箱体5的下箱体与联接卡头11固定联接；在传动轴2的中间部位设置有弹簧盒10，弹簧盒10内装有蜗卷弹簧7，蜗卷弹簧7的一端固定在传动轴2上，蜗卷弹簧7的另一端固定在固定夹9上；在上滚动轴承4和弹簧盒10之间的传动轴2上固定安装有止动盘1，止动盘1的下平面外边缘处均勻设有4个止动槽，止动盘1的下方设置有电磁铁8，电磁铁8的活动杆与止动槽相接触，电磁铁8固定在箱体5的下箱体上。控制部分包括按钮12、继电器13、单片机14、温度传感器15和一氧化碳浓度传感器16 ；温度传感器15和一氧化碳浓度传感器16的数据输出引脚分别与单片机14的P3_6 引脚和P3_7引脚对应连接；继电器13的线圈的一接线端分别连接电源正极和按钮12，另一接线端连接单片机P0_7引脚；继电器13的常开触点一接线端连接电源正极，另一接线端连接电磁铁8 ；电磁铁8 —接线端分别连接按钮12和继电器13的常开触点，另一接线端连接电源负极；按钮12 —接线端分别连接电源正极和继电器13的线圈，另一接线端连接电磁铁8。单片机14内装有煤气阀门自动关闭控制程序。本实施例中的箱体5的下箱体的下端部内壁半径与煤气罐上部阀门罩的外圆半径的名义尺寸相同。本实施例中的联接卡头11如图4所示，中心对称地设有5个小圆柱体17，5个小圆柱体17的圆柱面与被控制的煤气罐的阀门手柄圆周上的凹入部分的曲面在使用时相切。 即使用时，5个小圆柱体正好卡在手柄圆周上的5个凹入部分的曲面。本实施例中的止动槽如图1、图2和图3所示，止动槽的底面相对于止动盘1下平面为一斜面，斜面与止动盘1下平面的夹角为8 12°，止动槽侧壁与止动盘1下平面垂直；止动槽沿止动盘1半径方向的截面为矩形，止动槽沿止动盘1的切向截面为三角形。本实施例所述的煤气阀门自动关闭控制程序的主流程如图5所示S-I单片机14程序初始化；S-2定义各传感器的设定值，其中温度传感器15的设定值为50 60°C，一氧化碳浓度传感器16的设定值为0. 05-0. 1% ；S-3温度传感器15和一氧化碳浓度传感器16测得的模拟信号经A/D转换为数字信号，单片机14读取该两种数字信号；S-4判断是否满足设定条件，若温度传感器15测得温度低于设定值时和一氧化碳浓度传感器16测得的一氧化碳浓度低于设定值时，则转至S-3 ；若温度传感器15测得温度高于设定值时，或一氧化碳浓度传感器16测得的一氧化碳浓度高于设定值时，则转入S-5 ；S-5单片机14的P0_7弓丨脚置低电平，触发继电器13动作，常开触点闭合；S-6程序延时5秒，电磁铁的供电回路接通，活动杆收回，煤气阀门在蜗卷弹簧7的驱动下自行关闭；S-7单片机14的P0_7引脚置高电平，继电器13的常开触点断开，电磁铁的供电回路断开，活动杆弹起。实施例2一种民用煤气阀门自动关闭装置。止动盘1的下平面外边缘处均勻设有5 8个止动槽。其余同实施例1。本具体实施方式
以单片机14做为控制系统的主控单元，在其基础上连接两种传感器以检测周边环境；置于箱体5内部的温度传感器15检测箱体温度；置于煤气罐所在的房间的一氧化碳浓度传感器16检测该空间的一氧化碳浓度。利用了蜗卷弹簧7的储能为关闭动作提供动力，电磁铁8作为连接机械部分和控制部分的枢纽，将电信号转变为活动杆的上下运动。使用时，将箱体5套在煤气罐上，由联接卡头11卡住煤气罐的阀门手柄，使得传动轴2的旋转运动与煤气罐的阀门手柄保持一致，旋转手轮3即可完成开启动作。正常开启阀门时，逆时针旋转手轮3，力矩通过传动轴2、联接卡头11传递至煤气罐原有阀门促使其同步开启，与此同时蜗卷弹簧7不断上紧实现储能，电磁铁8的活动杆与止动盘1的止动槽构成类似于棘轮棘爪的机构。由于电磁铁8处于失电状态，活动杆弹起阻止止动盘1以及传动轴2的反转，使煤气阀保持在开启状态，实现正常通气。如在正常情况下关闭阀门时，只需按下按钮12，此时继电器13被短路，电磁铁8得电，活动杆收回，阀门在蜗卷弹簧7的驱动下自行关闭。若有下面突发情况发生时1.当突发火灾时，阀门周边环境温度超过设定值，置于阀门内部的温度传感器15 检测到的温度信号经A/D转换后传递至单片机14 ；2.当发生煤气泄漏时，空气中一氧化碳的浓度超过设定值，置于煤气罐所在的房间的一氧化碳浓度传感器17检测到的一氧化碳浓度信号经A/D转换后传递至单片机14 ；当以上两种信号传递至单片机14后，单片机14经过预先写入程序的逻辑判断后， 给P0_7引脚置低电平，触发继电器13动作，电磁铁8得电，使活动杆回收，止动盘1以及传动轴2可自由转动，蜗卷弹簧7将其储存的弹性势能予以释放，通过联接卡头11带动阀门顺时针旋转，从而在突发状况下实现了阀门的自动关闭。本具体实施方式
采用较为简单的机构实现了民用煤气阀门在突发状况下自动关闭的功能；同时利用了蜗卷弹簧7的储存的弹性势能作为关闭阀门的动力，以此取代复杂的电机驱动装置；此外，还可利用单片机本身具有强大的扩展功能接入各种类型的传感器以实时监控周围环境。
权利要求1.一种民用煤气阀门自动关闭装置，其特征在于该装置由机械部分和控制部分组成； 机械部分包括止动盘(1)、传动轴O)、手轮(3)、箱体(5)、蜗卷弹簧(7)、电磁铁(8)、固定夹(9)和联接卡头(11)；箱体(5)的上箱体和下箱体的中心处分别装有上滚动轴承 (4)和下滚动轴承(18)，传动轴( 安装在上滚动轴承(4)和下滚动轴承(18)中；传动轴 (2)的上端穿出箱体(5)的上箱体与手轮(3)固定联接，传动轴O)的下端穿出箱体(5) 的下箱体与联接卡头(11)固定联接；在传动轴O)的中间部位设置有弹簧盒(10)，弹簧盒(10)内装有蜗卷弹簧(7)，蜗卷弹簧(7)的一端固定在传动轴( 上，蜗卷弹簧(7)的另一端固定在固定夹(9)上；在上滚动轴承(4)和弹簧盒(10)之间的传动轴( 上固定安装有止动盘(1)，止动盘(1)的下平面外边缘处均勻设有4 8个止动槽，止动盘(1)的下方设置有电磁铁(8)，电磁铁(8)的活动杆与止动槽相接触，电磁铁(8)固定在箱体(5)的下箱体上；控制部分包括按钮(12)、继电器(13)、单片机(14)、温度传感器(1 和一氧化碳浓度传感器(16)；温度传感器(1 和一氧化碳浓度传感器(16)的数据输出引脚分别与单片机 (14)的P3_6引脚和P3_7引脚对应连接；继电器(13)的线圈的一接线端分别连接电源正极和按钮(12)，另一接线端连接单片机P0_7引脚；继电器(13)的常开触点一接线端连接电源正极，另一接线端连接电磁铁⑶；电磁铁⑶一接线端分别连接按钮(12)和继电器 (13)的常开触点，另一接线端连接电源负极；按钮(12) —接线端分别连接电源正极和继电器(13)的线圈，另一接线端连接电磁铁(8)。
2.根据权利要求1所述的民用煤气阀门自动关闭装置，其特征在于所述的箱体(5)的下箱体的下端部内壁半径与煤气罐上部阀门罩的外圆半径的名义尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的民用煤气阀门自动关闭装置，其特征在于所述的联接卡头(11)中心对称地设有5个小圆柱体(17)，5个小圆柱体(17)的圆柱面与被控制的煤气罐的阀门手柄圆周上的凹入部分的曲面在使用时相切。
4.根据权利要求1所述的民用煤气阀门自动关闭装置，其特征在于所述的止动槽的底面相对于止动盘(1)下平面为一斜面，斜面与止动盘(1)下平面的夹角为8 12°，止动槽侧壁与止动盘(1)下平面垂直；止动槽沿止动盘(1)半径方向的截面为矩形，止动槽沿止动盘(1)的切向截面为三角形。
专利摘要本实用新型涉及一种民用煤气阀门自动关闭装置。其技术方案是传动轴(2)安装在上滚动轴承(4)和下滚动轴承(18)中，传动轴(2)的上端与手轮(3)联接，传动轴(2)的下端与联接卡头(11)联接；在传动轴(2)的中间部位设置的弹簧盒(10)内装有蜗卷弹簧(7)，蜗卷弹簧(7)的一端固定在传动轴(2)上，另一端固定在固定夹(9)上；传动轴(2)上安装有止动盘(1)，止动盘(1)的下平面设有4～8个止动槽，止动盘(1)下方的电磁铁(8)的活动杆与止动槽相接触。温度传感器(15)和一氧化碳浓度传感器(16)与单片机(14)连接；单片机(14)通过继电器(13)与电磁铁(8)连接。本实用新型结构简单、在突发情况发生时能实现阀门自动关闭。
文档编号F16K31/66GK202001703SQ20102059632
公开日2011年10月5日 申请日期2010年11月8日 优先权日2010年11月8日
发明者余航, 周锐, 彭德露, 王涛, 罗涛 申请人:武汉科技大学