专利名称：燃气紧急自动切断电磁阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁阀，特别涉及一种安装在城镇燃气管道上的 燃气紧急自动切断电磁阀。
背景技术：
目前，安装在城镇燃气管道上的燃气自动切断电磁阀，其电控箱 为外置的，外置电控箱的开阀按键管理不善，会造成致命的误关闭/ 开启动作。这类阀的开启须持续通电，长期通电温度升高，易造成电 磁线圈的损坏，还易受供电电压波动的影响，出现误关阀，给管理带 来困难。防止阀门误开启的最有效的人工干预措施为只允许通过阀 门自身的手动装置人工开启。紧急自动切断阀一旦开闭，开阀前应由 专业人员到现场进行安全检查并排除可能的事故隐患后，方可人工开 启，恢复供气，燃气阀门误开启会导致致命的后果。发明内容本发明的技术问题是要提供一种内置控制器并可现场人工开启 的燃气紧急自动切断电磁阀。为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种燃气紧急自动切断 电磁阀， 一控制组件与阀体外壳连接，阀体外壳内设有一执行机构， 执行机构内设有一阀芯，阀芯内有一电磁线圈， 一芯轴垂直贯穿执行 机构，芯轴的顶部与一手动开启组件通过螺纹固定，阀体外壳上设有 控制组件指示灯的小孔，控制组件受外部信号及电源信号控制，输出 阀门的关闭及开启状态信号，并由控制组件指示灯显示之。所述的手动开启组件，其包括小轴、小轴套、凸轮和按钮，所述
小轴的一端为台阶，另一端为外螺纹，小轴外套有一纵向运动的小轴 套，小轴的台阶半径大于小轴套的内半径，小轴套的顶部与按钮通过 销子固定于凸轮上。在无任何动力时，手捏凸轮并以凸轮的弧线端为 支点旋转，即打开阀门；按下按钮关闭阀门。控制组件设置一CPU，与输入电路连接，接收和判处外部控制信 号；与输出电路连接，输出燃气阀的关闭或开启状态信号；与测量电 路连接，测量电磁阀线圈的电感量，输出开阀、或关阀、或故障指令; 与电源检测电路和电磁阀驱动电路连接，控制关闭电磁阀；与存储电 路连接，存储燃气阀开、关的记录；与显示电路连接，显示开阀、关 阀、故障状态。所述的测量电路是，CPU的12脚输出一脉冲电压经一级运放D3B 后，与电磁阀线圈Lx串接的电阻R13连接，经RLx延时后，送至下 一级运放D3A，其输出反馈至CPU的11脚，CPU检测其输出脉冲和反 馈脉冲的延时AT，与存储的阀值比较，得出适时电磁阀线圈Lx的电 感量大小，分别输出关阀、开阔、故障指示信号。若电感量为0，则 电磁阀为故障，显示模块为黄色；若电感量小于门限值，则电磁阀关 阀，显示模块为红色；若电感量大于或等于门限值，则电磁阀开阀， 显示模块为绿色；所述的电源检测电路和电磁阀驱动电路，是用一个PNP三极管 V14和一个NPN三极管V11串接，NPN三极管集Vll集电极串接电磁 阀线圈Lx，其基极经二极管V13与CPU连接，PNP三极管V14发射极 连接一个大电容C14接地，另一个大电容C15通过一电阻R23连接基 极，NPN三极管集电极Vll串接的电磁阀线圈Lx常开触点连接大电 容C3接地，并通过一电阻R6连接至电源。一种燃气紧急自动切断电磁阀的控制方法，包括如下的工作步骤1)开机；2) 系统自检，显示模块的绿红黄各显示一遍；3) 中央处理器读取存储器中的阀门电感的比较门限；4) 启动测量模块，测量出RL时间常数；5) 计算电感量；6) 电感量是否为0、或小于门限值、或大于门限值；7) 若电感量为0，则显示模块为黄色，输出模块停止；8) 若电感量小于门限值，显示模块为红色，输出模块启动；9) 若电感量大于或等于门限值，显示模块为绿色，输出模块停止；10) 输入模块是否有信号？无信号，转第12)步；11) 有信号，延时l秒后关阀；12) 电源是否断电？否，转第4)步；13) 延时10秒后关阀；14) 结束。本发明的优越功效在于1) 适用于区域燃气管道的安全保护，用于提高阀后管道的安全控 制能力；2) 本发明能针对各种已探测到的燃气安全紧急情况，包括但不限 于停电，能过电控制方式自动关闭阀门，切断气源；3) 本发明的控制组件采用浇封防爆，根本杜绝火花产生，装在燃 气管道上无安全隐患，不会成为引爆源；4) 本发明采用现场手动开启，开阀须到现场人工操作，符合燃气 事故处理的特点；5) 本发明可输出阀门开关状态反馈信号，支持远程监控管理的要 求；6) 关阀速度快，在l秒之内可切断气源；7) 本发明有三种关阀方式为停电自动关阀、外控触点闭合自动 关阀和手动关阀；8) 结构上采用多级密封措施，加工精密，确保气密性和安全性； 材料上采用特种NBR/FKM橡胶，在城市燃气环境下15年抗老化。
图1为本发明的外形结构示意图；图2为本发明的控制组件的原理电路图；图3为本发明控制方法的工作流程图；图4为本发明的手动开启组件的结构示意图；图5为图4的局部放大图；图6为图5的分解图；图7为外部信号输入电路的电路图；图8为电源检测电路的电路图；图9为电磁阀驱动电路的电路图；图IO为测量电路的电路图；图11为阀门状态输出电路的电路图；图12为存储电路的电路图； 图中标号说明 l一控制组件；ll一CPU; 12—运放D3B;13—运放D3A; 14—电磁阀线圈Lx;2—阀体外壳；3— 芯轴；4— 小轴；5— 小轴套; 7—销子。41—台阶; 6—凸轮；
具体实施例方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。如图1本发明的外形结构示意图、图2本发明的控制组件的原理 电路图和图4本发明的手动开启组件的结构示意图所示，本发明提供了一种燃气紧急自动切断电磁阀，控制组件1为电路板放入灌封盒子 中，用固化的灌封胶灌封形成，控制组件1具有满足浇封防爆的要求， 不产生火花并具有防潮抗震作用，提高了电路板的可靠性，将控制组 件1装入阀体外壳2，外壳盖板用螺钉和密封材料将控制组件1与阀 体外壳2连接在一起，具有防尘防水作用；阀体外壳2内设有一执行 机构，执行机构内设有一阔芯，阀芯内有一电磁线圈，控制组件l的 两根导线与电磁线圈引出的两根导线连接，以保证电磁阀驱动模块的 能量引入电磁线圈内，同样这两根导线还用于阀门开关状态检测，将 电感量信号引入到控制组件l内，由中央处理器对其进行判断； 一芯 轴3垂直贯穿执行机构，芯轴3的顶部与一手动开启组件通过螺纹固 定，阀体外壳2上设有控制组件1指示灯的小孔，小孔上连接一个透 明防尘罩，使控制组件l的指示灯发光时可从该小孔透出，并能保证 人可在外部观察到，该发光指示灯用于指示所需要的阀门状态，如开 关状态、故障状态等，控制组件l受外部信号及电源信号控制，输出 阔门的关闭及开启状态信号，并由控制组件指示灯显示之。如图4本发明的手动开启组件的结构示意图、图5的局部放大图 和图6的分解图所示，所述的手动开启组件，其包括小轴4、小轴套 5、凸轮6和按钮，所述小轴4的一端为台阶41，另一端为外螺纹， 小轴4外套有一纵向运动的小轴套5，小轴4的台阶41半径大于小 轴套5的内半径，小轴套5的顶部与按钮通过销子7固定于凸轮6上。 在无任何动力时，手捏凸轮6并以凸轮6的弧线端为支点旋转，即打 开阀门；按下按钮关闭阀门。如图3本发明的控制组件的原理电路图所示，控制组件设置一 CPU 11，与输入电路连接，接收和判处外部控制信号；与输出电路连
接，输出燃气阀的关闭或开启状态信号；与测量电路连接，测量电磁 阀线圈的电感量，输出开阀、或关阀、或故障指令；与电源检测电路 和电磁阀驱动电路连接，控制关闭电磁阀；与存储电路连接，存储燃 气阀开、关的记录；与显示电路连接，显示开阀、关阀、故障状态。如图IO测量电路的电路图所示，所述的测量电路是，CPU 11的 12脚输出一脉冲电压经一级运放D3B 12后，与电磁阀线圈Lx 14串 接的电阻R13连接，经RLx延时后，送至下一级运放D3A 13，其输 出反馈至CPU 11的11脚，CPU 11检测其输出脉冲和反馈脉冲的延 时AT，与存储的阀值比较，得出适时电磁阀线圈Lx 14的电感量大 小，分别输出关阀、开阀、故障指示信号。若电感量为O,则电磁阀 为故障，显示模块为黄色；若电感量小于门限值，则电磁阀关阀，显 示模块为红色；若电感量大于或等于门限值，则电磁阀开阀，显示模 块为绿色；CPU 11的第6、 7脚输出控制指示灯的颜色。如图8电源检测电路的电路图和如图9电磁阀驱动电路的电路图 所示，所述的电源检测电路和电磁阀驱动电路，是用一个PNP三极管 V14和一个NPN三极管Vll串接，NPN三极管集Vll集电极串接电磁 阀线圈Lx，其基极经二极管V13与CPU连接，PNP三极管V14发射极 连接一个大电容C14接地，另一个大电容C15通过一电阻R23连接基 极，NPN三极管集电极Vll串接的电磁阀线圈Lx常开触点连接大电 容C3接地，并通过一电阻R6连接至电源。其中，电源检测电路是用 于接收、判断并处理电源不足或断电信号，由RC电路构成，若供电 正常，C14被充满电，C15两端的电压为0， V14截止；若供电回路断 电，C15通过R21充电，经过一段时间后，V14， Vll导通，RLY1吸 合，从而关闭电磁阀；电磁阀驱动电路是用于提供阀门开关状态反馈 输出，若电磁阀处于关阀状态，CPU 11的19脚输出高电平，VI导通， RLY2吸合，COM和NO接通，表示当前电磁阀处于关闭的状态。如图7外部信号输入电路的电路图所示，输入外部控制信号，经
过R15、 V17稳压后，送入CPU 11，用于接收和判断处理外部控制信 号。如图11阀门状态输出电路的电路图所示，用于提供阀门开关状 态反馈输出，若电磁阀处于关阀状态，CPU 11的19脚输出高电平， VI导通，RLL吸合，C0M和N0接通，表示当前电磁阀处于关闭的状 态。如图12存储电路的电路图所示，D4是时钟/存储器芯片，它可 以根据需要并结合软件程序实现记录ID (身份编号)、阀门的开和关 记录、关阀类型，如外控关阀、断电关阀或手动关阀，以及故障信息。如图3本发明控制方法的工作流程图所示，包括如下的工作步骤1) 开机；2) 系统自检，显示模块的绿红黄各显示一遍；3) 中央处理器读取存储器中的阀门电感的比较门限；4) 启动测量模块，测量出RL时间常数；5) 计算电感量；6) 电感量是否为0、或小于门限值、或大于门限值；7) 若电感量为0，则显示模块为黄色，输出模块停止；8) 若电感量小于门限值，显示模块为红色，输出模块启动；9) 若电感量大于或等于门限值，显示模块为绿色，输出模块停止；10) 输入模块是否有信号？无信号，转第12)步；11) 有信号，延时l秒后关阀；12) 电源是否断电？否，转第4)步；13) 延时10秒后关阀；14) 结束。通过测量电磁线圈的电感变化检测阀门的开关状态，通过检测输 入电压信号判断外部电源供电状态，通过检测外部输入信号，控制电
路是否释放驱动能]
权利要求
1、一种燃气紧急自动切断电磁阀，其特征在于一控制组件与阀体外壳连接，阀体外壳内设有一执行机构，执行机构内设有一阀芯，阀芯内有一电磁线圈，一芯轴垂直贯穿执行机构，芯轴的顶部与一手动开启组件通过螺纹固定，阀体外壳上设有控制组件指示灯的小孔，控制组件受外部信号及电源信号控制，输出阀门的关闭及开启状态信号，并由控制组件指示灯显示之。
2、 按权利要求l所述的一种燃气紧急自动切断电磁阀，其特征在于 所述的手动开启组件，其包括小轴、小轴套、凸轮和按钮，所述小轴 的一端为台阶，另一端为外螺纹，小轴外套有一纵向运动的小轴套， 小轴的台阶半径大于小轴套的内半径，小轴套的顶部与按钮通过销子 固定于凸轮上。
3、 按权利要求l所述的一种燃气紧急自动切断电磁阀，其特征在于 控制组件设置一CPU，与输入电路连接，接收和判处外部控制信号； 与输出电路连接，输出燃气阀的关闭或开启状态信号；与测量电路连 接，测量电磁阀线圈的电感量，输出开阀、或关阀、或故障指令；与 电源检测电路和电磁阀驱动电路连接，控制关闭电磁阀；与存储电路 连接，存储燃气阀开、关的记录；与显示电路连接，显示开阀、关阀、 故障状态。
4、 按权利要求3所述的一种燃气紧急自动切断电磁阀，其特征在于 所述的测量电路是，CPU输出一脉冲电压经一级运放后，与电磁阀线 圈Lx串接的电阻R连接，经RLx延时后，送至下一级运放，其输出 反馈至CPU， CPU检测其输出脉冲和反馈脉冲的延时AT，与存储的阀 值比较，得出适时电磁阀线圈的电感量大小，分别输出关阀、开阀、 故障指示信号。
5、 按权利要求3所述的一种燃气紧急自动切断电磁阀，其特征在于 所述的电源检测电路和电磁阀驱动电路，是用一个PNP和一个NPN三 极管串接，NPN三极管集电极串接电磁阀线圈，其基极经二极管与CPU 连接，PNP三极管发射极连接一个大电容接地，另一个大电容通过一 电阻连接基极，NPN三极管集电极串接的电磁阀线圈常开触点连接大 电容接地，并通过一电阻连接至电源。
6、 一种燃气紧急自动切断电磁阀的控制方法，其特征在于该方法的工作步骤如下1) 开机；2) 系统自检，显示模块的绿红黄各显示一遍；3) 中央处理器读取存储器中的阀门电感的比较门限；4) 启动测量模块，测量出RL时间常数；5) 计算电感量；6) 电感量是否为0、或小于门限值、或大于门限值；7) 若电感量为0，则显示模块为黄色，输出模块停止；8) 若电感量小于门限值，显示模块为红色，输出模块启动；9) 若电感量大于门限值，显示模块为绿色，输出模块停止；10) 输入模块是否有信号？无信号，转第12)步；11) 有信号，延时l秒后关阀；12) 电源是否断电？否，转第4)步；13) 延时10秒后关阀；14) 结束。
全文摘要
一种燃气紧急自动切断电磁阀，一控制组件与阀体外壳连接，阀体外壳内设有一执行机构，执行机构内设有一阀芯，阀芯内有一电磁线圈，一芯轴垂直贯穿执行机构，芯轴的顶部与一手动开启组件通过螺纹固定，阀体外壳上设有控制组件指示灯的小孔，控制组件受外部信号及电源信号控制，输出阀门的关闭及开启状态信号，并由控制组件指示灯显示之。本发明的优点为有三种关阀方式，为停电自动关阀、外控触点闭合自动关阀和手动关阀；关阀速度快，在1秒之内可切断气源；针对各种已探测到的燃气安全紧急情况，包括但不限于停电，能过电控制方式自动关闭阀门，切断气源；手动开启能在无任何动力时保持开启状态。
文档编号F16K31/10GK101126467SQ20071004483
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月13日 优先权日2007年8月13日
发明者原 廖, 张乾华, 欧立元 申请人:欧好光电控制技术(上海)有限公司