专利名称：一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路的制作方法
技术领域：
一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路技术领域[0001]本实用新型涉及的是一种带压钢瓶灌装设备，特别涉及的是一种带压钢瓶灌装设 备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路。
背景技术：
[0002]现有技术中对带压钢瓶灌装设备包括机架、设置在机架底部支撑带压钢瓶的电 子秤、灌装枪、电控系统、向钢瓶内输入液体或气体的泵(包括真空泵、灌装泵和回收泵)。[0003]现有技术灌装设备的灌装工艺是人工把空钢瓶4放到电子秤上，再将灌装枪2密 封连接钢瓶角阀的阀觜上，用手旋松钢钢瓶角阀的手轮再由电控装置控制依次按如下顺序 实施灌装工艺将钢瓶内抽成真空、向钢瓶内进行灌装、手动旋紧钢钢瓶角阀的手轮关闭钢 瓶角阀、回收管路中残留液体/气体、结束。[0004]现有技术中灌装设备的灌装工艺存在如下缺陷灌装后旋紧钢瓶角阀手轮的操作 由工完成，由于操作工手动旋紧钢瓶角阀手轮力的大小不同，其钢瓶角阀密封程度不同，存 在钢瓶漏液或气的安全隐患；人工操作旋紧钢瓶角阀还存在效率低、费时、费工、质量差的 缺陷。发明内容[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用机械化替代人工旋紧钢 瓶角阀，具有钢瓶角阀手轮旋转效率高、质量好的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶 角阀的控制电路。[0006]解决上述技术问题的技术方案是一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的 控制电路，所述自动拧紧钢瓶角阀的控制电路包括自动拧紧钢瓶角阀的主电路，所述主电 路是变压器的输入端接220V交流电源，变压器的输出端接桥式整流电路和滤波电容后变 为平稳的直流电源其正极串联继电器KAl常开接点KA1-2和拧阀直流电机的力矩检测电路 后接在拧阀直流电机正极端，直流电源负极连接拧阀直流电机的负极端；所述拧阀直流电 机的力矩检测电路是由如下三个电路并联连接组成第一个电路是电阻Rl ;第二个电路是 由可变电阻RP和微型继电器KAOl串联；第三个电路是微型继电器KA03延时断开常闭接点 KA03-1。[0007]本实用新型的有益效果是本实用新型克服现有技术的缺陷，本实用新型通过直 流电机输出轴连接的卡头5抓握住钢瓶角阀手轮，直流电机旋转带动钢瓶角阀手轮来旋紧 钢瓶角阀；通过控制电路控制直流电机从接通电源启动旋转起，在设定时间内停止运转实 现自动拧紧钢瓶角阀。本实用新型具有自动拧紧钢瓶角阀效率高、省时、省工，能严格控制 拧紧钢瓶角阀的力矩，使钢瓶角阀杜绝漏液或气不安全隐患，确保带压钢瓶使用安全可靠、 环保性强。
[0008]图1是本实用新型的自动拧紧钢瓶角阀的主电路图；[0009]图2是图1中拧阀直流电机旋转后停止转动的光电定位控制电路；[0010]图3是图4的控制电路中的延时电路DS电路连接图，用于控制图1中微型继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1的延时时间；[0011]图4是图1的控制电路；[0012]图5是图4中时间继电器KTl延时闭合常开接点KT1-2与给下一回收工序发出指令接口 J3的连接电路图；[0013]图6是图2光电定位控制电路中的遮光板、红外线发光二极管VD2和红外接收二极管VD3位置结构示意图。[0014]《附图中序号说明》[0015]5 :卡头；6 :遮光板；6a :透光缝隙；7 :抒阀直流电机；7a :输出轴；40 :力矩检测电路；41桥式整流电路；44 :变压器；[0016]KA1、KA2 :继电器；[0017]KAl-U KA1-2 :继电器KAl常开接点；[0018]KA2-1 :继电器KA2常闭接点；[0019]KA01、KA02、KA03、KA04、KA05、KA06 :微型继电器；[0020]KA01-1 :微型继电器KAOl常开接点；[0021]KA02-1 :微型继电器KA02常开接点；[0022]KA03-1 :微型继电器KA03延时断开常闭接点；[0023]KA04-1 :微型继电器KA04常开接点；[0024]KA04-2 :微型继电器KA04常闭接点[0025]KA05-1 :微型继电器KA05常闭接点；[0026]KA06-UKA06-2 :微型继电器KA06常开接点；[0027]KTl :时间继电器；[0028]KTl-1 :时间继电器KTl延时断开常闭接点[0029]KT1-2 :时间继电器KTl延时闭合常开接点；[0030]Jl :接收启动拧阀电路指令接口 ；[0031]J2 :驱动拧阀直流电机上升的电磁阀接口 ；[0032]J3 :给下一回收工序发出指令接口 ；[0033]SBl :手动辅助启动按钮；[0034]SB2 :系统复位手动辅助按钮；[0035]VTU VT2 :三极管；VD1 :二极管；C、e、f :结点；[0036]VD2 :红外线发光二极管；VD3 :红外接收二极管；RP :可变电阻；[0037]C1、C2、C3 :电容；R1、R2、R3、R4 :电阻；DS :延时电路。
具体实施方式
[0038]
以下结合附图对本实用新型的实施例进一步详述。[0039]如图1所示，本实用新型提供一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制 电路，所述自动拧紧钢瓶角阀的控制电路包括自动拧紧钢瓶角阀的主电路，所述主电路是变压器44的输入端接220V交流电源，变压器44的输出端接桥式整流电路41和滤波电容 Cl后变为平稳的直流电源其正极串联继电器KAl常开接点KA1-2和拧阀直流电机7的力矩 检测电路40后接在拧阀直流电机7正极端，直流电源负极连接拧阀直流电机7的负极端。[0040]所述拧阀直流电机7的力矩检测电路40是由如下三个电路并联连接组成第一个 电路是电阻Rl ;第二个电路是由可变电阻RP和微型继电器KAOl串联；第三个电路是微型 继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1。[0041]如图2所示，本实用新型还包括拧阀直流电机7旋转后停止转动的光电定位控制 电路，所述光电定位控制电路是电阻R2 —端接24V电源正极，R2的另一端接红外发光二 极管VD2正极，红外发光二极管VD2的负极接地；红外接收二极管VD3正极接电源24V正 极，红外接收二极管VD3的负极串联电阻R3后接三极管VTl的基极，三极管VTl的发射极 接地，三极管VTl集电极接微型继电器KA02后接电源24V正极。[0042]如图6所不,在所述抒阀直流电机7的输出轴7a上固定有遮光板6,在遮光板6上 设置有上下贯通的透光缝隙6a ;所述红外发光二极管VD2和红外接收二极管VD3分别设置 在透光缝隙6a的上部和下部，红外发光二极管VD2和红外接收二极管VD3沿同一条并能穿 过透光缝隙6a的垂直方向固定在钢瓶灌装设备机架上；当红外发光二极管VD2发出的红外 光线通过透光缝隙6a被红外接收二极管VD3接收，此时拧阀直流电机7的输出轴7a旋转 力矩达到将钢瓶角阀手轮旋转的要求，拧阀直流电机7停止转动。[0043]如图4所示，本实用新型还包括自动拧紧钢瓶角阀的主电路的控制电路，所述控 制电路是电源24伏的正极接在由手动辅助启动按钮SB1、继电器KAl常开接点KAl-1和 接收启动拧阀电路指令接口 Jl组成的并联电路后依次串联系统复位手动辅助按钮SB2、继 电器KA2常闭接点KA2-1后通过结点C接在由继电器KAl、微型继电器KA04、二极管VDl、延 时电路DS、微型继电器KA05的并联电路后接24V电源负极也即接地；在电源24伏的正极 和地之间还并联有如下电路[0044]第一个并联电路是依次串联的微型继电器KAOl常开接点KA01-1、微型继电器 KA02常开接点KA02-1和继电器KA2 ；[0045]第二个并联电路是依次串联的微型继电器KA04常开接点KA04-1、时间继电器 KTl延时断开常闭接点KTl-1和微型继电器KA06 ;在微型继电器KA04常开接点KA04-1和 时间继电器KTl延时断开常闭接点KTl-1之间的结点f与电源24伏的正极之间并联微型 继电器KA06常开接点KA06-1 ；[0046]第三个并联电路是依次串联的微型继电器KA06常开接点KA06-2、微型继电器 KA04常闭接点KA04-2和时间继电器KTl ;在时间继电器KTl线圈的两端并联电容C3 ；[0047]第四个并联电路是依次串联的微型继电器KA05常闭接点KA05-1和驱动拧阀直 流电机上升的电磁阀接口 J2。[0048]如图3所示，所述延时电路DS是使拧阀直流电机7躲开电机启动高峰电流确保力 矩检测电路40能正常工作的电路，所述延时电路DS是电阻R4的一端接结点C上，电阻R4 的另一端串联电容C2后接地；电阻R4和电容C2之间的结点e接三极管VT2基极，三级管 VT2的发射极接地，三级管VT2的集电极通过微型继电器KA03后接在结点C上。[0049]如图5所示，在所述时间继电器KTl的时间继电器KTl延时闭合常开接点KT1-2 的两端并联在给下一回收工序发出指令接口 J3的两端上。[0050]更具体地说，如图1、图4所示，当向钢瓶(图未示)内罐装的液体/气体达到电子 秤定量值后，电子秤的相关输出口给图4中接收启动拧阀电路指令接口 Jl 一信号，使接收 启动拧阀电路指令接口 Jl两点接通；继电器KAl得电吸合，KAl常开接点KAl-1闭合，KAl 保持长期吸合(KAl自锁)；图1中继电器KA2常闭接点KA1-2常开接点吸合，拧阀直流电 机7通并旋转，开始拧钢钢瓶角阀的手轮。[0051]所述力矩检测电路40中的第一个电路电阻Rl是为了给第二个电路提供一定的动 作电压力矩的直接测量(检测)比较困难，本实用新型是利用直流电动机的转矩(力矩) 与其中通过的电流存在正变关系的原理(忽略电枢反应)通过自动拧紧钢瓶角阀的主电路 中的电流在电阻Rl上的压降来间接的检测拧阀直流电机7的转矩。也就是说，拧阀直流电 机7转矩越大，其中通过的电流也就越大，此电流在Rl上的压降也就越大。[0052]力矩检测电路40中的第二个电路用于调整拧阀直流电机7拧阀力矩的作用，SP 当Rl上的电压降大到一定值时，第二个电路上的小继电器KAOl就会吸合，就会使图4中第 一个并联电路中的微型继电器KAOl常开接点KA01-1先闭合，拧阀直流电机7停止旋转的 力矩大小可通过可变电阻RP来调整；[0053]力矩检测电路40中的第三个电路是克服启动电流瞬间过大的作用，即由于拧阀 直流电机7瞬间启动电流极大，会造成KAOl动作，使拧阀直流电机7停止运转，造成刚启动 的拧阀直流电机7马上停止运转影响力矩检测电路40正常工作，所述第三个电路能保证力 矩检测电路40正常工作。所述第三个电路上的微型继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1 在短时间内使启动电流从第三个电路通过，躲过启动电流的高峰之后，微型继电器KA03延 时断开常闭接点KA03-1延时断开，检测电路40才能正常工作。[0054]如图3、图4所示，当向钢瓶(图未示)内罐装的液体/气体达到电子秤定量值后， 电子秤的相关输出口给图4中接收启动拧阀电路指令接口 Jl 一信号，使接收启动拧阀电路 指令接口 Jl两点接通；继电器KAl得电吸合，KAl常开接点KAl-1闭合，KAl保持长期吸合 (KAl自锁)；[0055]结点C得电电源正极+24V，此+24V通过电阻R4对电容C2充电，经过一段时间当 电容的极板逐渐上升到O. 7v时，三极管VT2饱和导通，微型继电器KA03吸合，图1中的微 型继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1打开，延时使微型继电器KA03吸合的这段时间躲 开电机启动的高峰电流，至此，力矩检测电路40才能正常工作。[0056]如图6所不，固定在抒阀直流电机7的输出轴7a上开有透光缝隙6a的遮光板6 两面的上部和下部分别装有红外发光二极管VD2和红外接收二极管VD3，遮光板6随拧阀直 流电机7输出轴7a转动时，当缝隙正好透过光线的一瞬间红外接收二极管VD3接收到红外 发光二极管VD2后电路动作，三极管VTl饱和导通，微型继电器KA02吸合，微型继电器KA02 常开接点KA02-1闭合。[0057]根据客户要求，采用电路控制拧阀直流电机7替代人工拧紧钢瓶角阀应做到如下 动作，首先拧阀直流电机7替代人工旋转钢钢瓶角阀的手轮，同时还要拧在一个特定的位 置(即到拧紧钢瓶角阀的位置或角度)后才能停下来。如图1、图4所示，采用电路控制拧 紧钢瓶角阀只有同时满足如下两个条件，才能达到上述要求，即一个条件是只有当拧阀直 流电机7旋转力矩达到设定要求(后面有说明)时使微型继电器KAOl吸合；另一个条件是 图2中光电定位控制电路的微型继电器KA02也吸合；上述两个条件同时具备时拧阀直流电机7才能停止转动。[0058]虽然拧阀直流电机7旋转时带动遮光板6转动，输出轴7a每转动180度遮光板6 就透光一次，红外接收二极管VD3就导通一次，微型继电器KA02就动作一次，微型继电器 KA02常开接点KA02-1就闭合一次。但此时图4中第一个并联电路中的继电器KA2并不吸 合，因为微型继电器KAOl常开接点KA01-1没有闭合。只有当拧阀力矩到达设定值使微型 继电器KAOl动作后，微型继电器KAOl常开接点KA01-1闭合之后，微型继电器KA02常开接 点KA02-1再度闭合后，继电器KA2才得电吸合，才使图4中继电器KA2常闭接点KA2-1断 开，图4中的结点C断电，继电器KAl断电，图1中继电器KAl常开接点KA1-2断开，致使图1中主电路断电，拧阀直流电机7停止转动，拧阀动作结束。[0059]由于图4中结点C断开，使微型继电器KA05断开，第四个并联电路中微型继电器 KA05常闭接点KA05-1接通电磁阀，驱动拧阀直流电机上升的电磁阀接口 J2接通，使与拧阀 直流电机7连接的气缸(图未示)进气，气缸活塞杆提升拧阀直流电机7向上运行离开钢 瓶角阀的手轮。[0060]拧阀直流电机7旋转力矩达到设定要求是通过调整可变电阻RP值来实现，因为微 型继电器KAOl的吸合电压是固定的，要想使微型继电器KAOl达到动作域值，电阻Rl上必 须有更高的电压降，即拧阀直流电机7回路中必须有更大的电流对应拧阀直流电机7的转 扭也就更大。[0061]如图4所不，下面对图4中由继电器KA1、微型继电器KA04、二极管VD1、微型继电 器KA05在并联电路中的作用说明如下[0062]当向钢瓶(图未示)内罐装的液体/气体达到电子秤定量值后，电子秤的相关输 出口给图4中接收启动拧阀电路指令接口 Jl 一信号，使接收启动拧阀电路指令接口 Jl两 点接通；继电器KAl得电吸合，图1的自动拧紧钢瓶角阀的主电路中拧阀直流电机7开始拧 阀操作；[0063]与继电器KAl同时吸合的还有微型继电器KA04也吸合，使第二个并联电路微型继 电器KA04常开接点KA04-1闭合，使微型继电器KA06吸合，同时微型继电器KA06常开接点 KA06-1使微型继电器KA06自锁；此时，第三个并联电路微型继电器KA06常开接点KA06-2 虽然闭合，但因微型继电器KA06常开接点KA04-2已经断开，时间继电器KTl线圈并未得电 不能吸合。[0064]当拧阀工序完成后，拧阀直流电机7的旋转力矩和光电定位控制电路中光电定位 信号同时具备后(即微型继电器KAOl常开接点KA01-1与微型继电器KA02常开接点KA02-1 同时吸合后)继电器KA2吸合导致继电器KA2常闭接点KA2-1断开，使微型继电器KA04线 圈断电，导致第三个并联电路中的微型继电器KA04常闭接点KA04-2恢复闭合，于是时间继 电器KTl线圈得电，时间继电器KTl开始计时，等到计时时间到达后，时间继电器KTl断开， 使微型继电器KA06断电解除自锁。[0065]在时间继电器KTl接通时，电容C3充电，当时间继电器KTl断电后，电容C3放电仍 能维持时间继电器KTI线圈通电一段时间，进而使时间继电器KTI延时闭合常开接点KT1-2 继续维持接通一段时间(约200ms)通过给下一回收工序发出指令接口 J3接口输出给下一道工序信号。[0066]当与二极管VDl并联电路中的继电器KA1、微型继电器KA04、微型继电器KA05的电感线圈断电时会产生自感电动势冲击断电的继电器KA2常闭接点KA2-1，此时二极管VDl 能使自感电动势与各线圈构成回路，保护正在断开的继电器KA2常闭接点KA2-1。[0067]如图5所示，拧阀直流电机7停止旋转自动拧紧钢瓶角阀工序完成后，图4控制电 路中继电器KTl延时闭合常开接点KT1-2闭合通电，下一回收工序发出指令接口 J3接通发 出一个下一回收工序起动信号，这个起动信号要有一定的脉冲宽度(几百毫秒)又不能长 期接通。
权利要求1.一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，所述自动拧紧钢瓶角阀的控制电路包括自动拧紧钢瓶角阀的主电路，所述主电路是变压器(44)的输入端接220V交流电源，变压器(44)的输出端接桥式整流电路(41)和滤波电容(Cl)后变为平稳的直流电源其正极串联继电器KAl常开接点KA1-2和拧阀直流电机(7)的力矩检测电路(40)后接在拧阀直流电机(7)正极端，直流电源负极连接拧阀直流电机(7)的负极端；所述拧阀直流电机(7)的力矩检测电路(40)是由如下三个电路并联连接组成第一个电路是电阻Rl ;第二个电路是由可变电阻RP和微型继电器KAOl串联；第三个电路是微型继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1。
2.根据权利要求1中所述的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，还包括拧阀直流电机(7)旋转后停止转动的光电定位控制电路，所述光电定位控制电路是电阻R2 —端接24V电源正极，R2的另一端接红外发光二极管VD2正极，红外发光二极管VD2的负极接地；红外接收二极管VD3正极接电源24V正极，红外接收二极管VD3的负极串联电阻R3后接三极管VTl的基极，三极管VTl的发射极接地，三极管VTl集电极接微型继电器KA02后接电源24V正极。
3.根据权利要求2中所述的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，在所述抒阀直流电机(X)的输出轴(7a)上固定有遮光板(6),在遮光板(6)上设置有上下贯通的透光缝隙^a);所述红外发光二极管VD2和红外接收二极管VD3分别设置在透光缝隙^a)的上部和下部，红外发光二极管VD2和红外接收二极管VD3沿同一条并能穿过透光缝隙^a)的垂直方向固定在钢瓶灌装设备机架上；当红外发光二极管VD2发出的红外光线通过透光缝隙^a)被红外接收二极管VD3接收，此时拧阀直流电机(7)的输出轴(7a)旋转力矩达到将钢瓶角阀手轮旋转的要求，拧阀直流电机(7)停止转动。
4.根据权利要求1中所述的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，还包括自动拧紧钢瓶角阀的主电路的控制电路，所述控制电路是电源24伏的正极接在由手动辅助启动按钮SBl、继电器KAl常开接点KAl-1和接收启动拧阀电路指令接口 Jl组成的并联电路后依次串联系统复位手动辅助按钮SB2、继电器KA2常闭接点KA2-1后通过结点C接在由继电器KA1、微型继电器KA04、二极管VD1、延时电路DS、微型继电器KA05的并联电路后接24V电源负极也即接地；在电源24伏的正极和地之间还并联有如下电路 第一个并联电路是依次串联的微型继电器KAOl常开接点KA01-1、微型继电器KA02常开接点KA02-1和继电器KA2 ； 第二个并联电路是依次串联的微型继电器KA04常开接点KA04-1、时间继电器KTl延时断开常闭接点KTl-1和微型继电器KA06 ;在微型继电器KA04常开接点KA04-1和时间继电器KTl延时断开常闭接点KTl-1之间的结点f与电源24伏的正极之间并联微型继电器KA06常开接点KA06-1 ； 第三个并联电路是依次串联的微型继电器KA06常开接点KA06-2、微型继电器KA04常闭接点KA04-2和时间继电器KTl ;在时间继电器KTl线圈的两端并联电容C3 ； 第四个并联电路是依次串联的微型继电器KA05常闭接点KA05-1和驱动拧阀直流电机上升的电磁阀接口 J2。
5.根据权利要求4中所述的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，所述延时电路DS是使拧阀直流电机(7)躲开电机启动高峰电流确保力矩检测电路(40)能正常工作的电路，所述延时电路DS是电阻R4的一端接在结点C上，电阻R4的另一端串联电容C2后接地；电阻R4和电容C2之间的结点e接三极管VT2基极，三级管VT2的发射极接地，三级管VT2的集电极通过微型继电器KA03后接在结点C上。
6.根据权利要求4中所述的一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，其特征在于，在所述时间继电器KTl的时间继电器KTl延时闭合常开接点KT1-2的两端并联在给下一回收工序发出指令接口 J3的两端上。
专利摘要本实用新型公开一种带压钢瓶灌装设备上自动拧紧钢瓶角阀的控制电路，该控制电路是变压器的输入端接220V交流电源，变压器输出端接桥式整流电路和滤波电容后其正极串联继电器KA1常开接点KA1-2和拧阀直流电机的力矩检测电路后接在拧阀直流电机正极，直流电源负极连接拧阀直流电机负极；拧阀直流电机的力矩检测电路由如下三个电路并联连接组成第一个电路是电阻R1；第二个电路是由可变电阻RP和微型继电器KA01串联；第三个电路是微型继电器KA03延时断开常闭接点KA03-1。本实用新型有益效果是通过控制电路控制直流电机运转、停止实现自动拧紧钢瓶角阀，具有效率高、省时、省工，使钢瓶角阀杜绝漏液或气不安全隐患，确保带压钢瓶在使用安全、环保性强。
文档编号F17C13/02GK202834742SQ201220476400
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者王建国 申请人:天津市长龙液化石油气设备制造厂