專利名稱：家用可燃氣體監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可燃氣體監(jiān)控器，特別是一種適用于家庭燃氣灶具安全保護的、用微型電機做動力的家用可燃氣體監(jiān)控器。
隨著入民生活水平不斷提高，煤氣、天然氣、液化石油氣己大量進入家庭，但是，由于可燃氣體固有的易燃、易爆性，管道煤氣中CO的毒性，使用中略有不慎或違章操作及意外泄漏，就會發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒窒息等危險。家用可燃氣體監(jiān)控器安裝在家用可燃氣體管道上或液化氣罐上，已有的可燃氣體監(jiān)控器，其關(guān)閉氣源的動力多為電磁鐵結(jié)構(gòu)。如專利號為91231634的“自鎖式煤氣、液化氣保安閥”，當煤氣發(fā)生泄漏時，煤氣傳感報警器工作，電磁線圈中有電流通過，產(chǎn)生電磁力，吸動銜鐵，拉動連桿，將閥桿提起并帶動橡膠閥塞關(guān)閉進氣孔，截斷氣源。這種電磁閥不但關(guān)閉效果不好，電磁鐵吸力小，而且橡膠密封件易蝕，造成電磁閥本身泄漏氣源，加之其線圈中通有電源，可使電磁閥本身產(chǎn)生自燃，危及家中人員和財產(chǎn)損失。專利號為94215941的“煤氣泄漏自關(guān)鎖定裝置”，也采了用電磁鐵作執(zhí)行機構(gòu)，用密封墊切斷氣源。專利號為92219455，名稱為“可燃氣體保安閥”專利，其關(guān)閉氣源的動力為微型電機，當可燃氣體泄漏時，能自動報警，同時微型電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速器減速后，由傳動螺桿推動閥塞關(guān)閉進氣孔，切斷電源，并保持關(guān)閉狀態(tài)。該保安閥采用橡膠閥塞密封出氣孔，由于煤氣具有強蝕性，因此閥塞易蝕泄漏。當安全閥關(guān)閉后，如遇停電，微型電機不工作，無法打開閥塞，燃氣灶具無法使用。
本實用新型的目的是提供一種耐腐蝕、關(guān)閉嚴密、人工復(fù)位的家用可燃氣體監(jiān)控器。
本實用新型主要由監(jiān)控報警器和監(jiān)控閥組成，監(jiān)控閥包括閥體，閥體內(nèi)安裝有球閥，球閥的兩側(cè)各有一個起密封作用的石墨環(huán)，石墨環(huán)外側(cè)裝有密封圈。閥體上面固定安裝有外殼，外殼內(nèi)裝有微型電機和減速器，減速器的動力輸出軸外固定安裝一連接套，連接套與動力輸出軸一起轉(zhuǎn)動。連接套上安裝有復(fù)位柄。外殼內(nèi)設(shè)計有限位開關(guān)，限位開關(guān)與復(fù)位柄配合限位。連接套下端與一旋轉(zhuǎn)軸的上端配合連接，旋轉(zhuǎn)軸的下端與球閥配合連接。
本實用新型執(zhí)行機構(gòu)動力采用徽型電機并自帶減速機構(gòu)，扭力大，適合于大批量生產(chǎn)。關(guān)閉閥采用石墨材料密封，耐蝕性好而且石墨材料可自潤滑，不變形。石墨環(huán)和密封球閥雙曲面密封，配合嚴密，能承受較大壓力。監(jiān)控閥機電分開安裝，中間以旋轉(zhuǎn)軸連接易安裝調(diào)試。監(jiān)控閥關(guān)閉后無論家中有無電，均保持關(guān)閉狀態(tài)，而且電機無電，以確保家中長期無人時監(jiān)控閥發(fā)熱損壞。監(jiān)控閥人工復(fù)位，使其停電后仍能正常供電。另外，本實用新型監(jiān)控報警器采用了集成電路，靈敏度高，調(diào)節(jié)范圍寬，線路性能穩(wěn)定，報警聲壓＞＝70dB(A)。監(jiān)控閥采用統(tǒng)一管螺紋，安裝方便。
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的內(nèi)容。


圖1為本實用新型可燃氣體監(jiān)控器中監(jiān)控閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為圖1的左視圖。
圖4為閥體的剖視圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為圖4的左視圖。
圖7為監(jiān)控閥外殼主視圖。
圖8為圖7的A-A的剖視圖。
圖9為圖7的左視半剖視圖。
圖10為球閥剖視圖。
圖11為圖10的左視圖。
圖12為石墨環(huán)的剖視圖。
圖13為圖12的左視圖。
圖14為連接套剖視圖。
圖15為圖14的俯視圖。
圖16為旋轉(zhuǎn)軸的主視圖。
圖17為圖16的左視圖。
圖18為圖17的俯視圖。
圖19為壓緊母的剖視圖。
圖20為圖19的左視圖。
圖21為復(fù)位桿視圖。
圖22為上蓋的半剖視圖。
圖23為本實用新型中監(jiān)控報警器的外殼主視圖。
圖24為圖23的仰視圖。
圖25為圖23的A-A剖視圖。
圖26為圖25的左視圖。
圖27為監(jiān)控報警器后蓋主視圖。
圖28為圖27的俯視圖。
圖29為圖27的ABCDEFGH剖面圖。
圖30為監(jiān)控報警器喇叭剖視圖。
圖31為圖30的左視圖。
圖32為本實用新型的電原理圖。
附圖1中1、上蓋；2、外殼；3、微型電機和減速器；4、連接套；5、復(fù)位柄；6、旋轉(zhuǎn)軸；7、鎖套；8、O形密封圈；9、O形密封圈；10、石墨環(huán)；11、球閥；12、壓緊母；13、閥體；14、限位開關(guān)。
本實用新型是用于家庭燃氣灶具的保護裝置，安裝在家用燃氣管道上或液化氣罐上，主要元件是用于氣電轉(zhuǎn)換的氣敏元件配以輔助電路及執(zhí)行元件監(jiān)控閥等。其功能主要是監(jiān)視居室中可燃氣體是否超標，當可燃氣體因泄漏超過其報警濃度時，即聲光報警，切斷氣源。以確保其人身及財產(chǎn)安全。為了使家用可燃氣體監(jiān)控器達到安全目的，本實用新型采用了一種耐高溫、耐強酸堿腐蝕的新型材料石墨代替橡膠密封件，采用徽型電機作動力轉(zhuǎn)動，經(jīng)連接套、旋轉(zhuǎn)軸，將監(jiān)控閥中的密封球閥作圓周運動，并且限位，關(guān)閉出氣孔。
本實用新型可燃氣體監(jiān)控器主要由監(jiān)控報警器和監(jiān)控閥組成。監(jiān)控報警器包括電源電路、氣體檢測信號比較電路、誤動作延時電路、門控電路、監(jiān)控閥控制電路和音頻報警信號電路，電原理圖如圖32所示。主要元器件為電源、集成四運放LM324、報警音響集成電路KD9561以及氣敏元件QM等。四運放LM324的四只運放均工作于比較狀態(tài)，其中IC1AC構(gòu)成氣體檢測信號比較電路，IC1AD構(gòu)成誤動作延時電路，IC1AA、IC1AB構(gòu)成門控電路，分別控制監(jiān)控閥的開關(guān)及音頻報警信號電路。電源電路將220V交流電經(jīng)變壓器降壓后，經(jīng)A1橋式整流，電容器C1濾波，集成穩(wěn)壓器IC2MC7805穩(wěn)壓后為電路提供直流工作電壓，同時將220V交流電直接供給監(jiān)控閥中的微型電機。氣體檢測信號比較電路將氣敏元件QM檢測的信號輸入到運放IC1AC的輸入端。誤動作延時電路的輸出端與運放ICAC的另一個輸入端連接，進行電壓比較后，輸出信號，運放IC1AC的輸出端分別與門控電路IC1AA、IC1AB連接，門控電路IC1AA、IC1AB的輸出端分別連接監(jiān)控閥控制電路和音頻報警信號電路。
監(jiān)控報警器的具體工作原理如電原理圖32所示，電源電路為整機提供直流電源。氣敏元件QM電極間為一加熱絲，另外四只腳兩兩相連構(gòu)成兩個電極，隨著氣體濃度的變化，極間阻值也發(fā)生變化，a端的電位也將發(fā)生變化，從而實現(xiàn)“氣—電”轉(zhuǎn)換。
誤動作延時電路的工作原理為接通電源時，氣敏元件QM電極間的阻值急劇變小，然后回到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，這是氣敏元件一種過渡特性。在這個過程中，a端的電位會升高，經(jīng)可調(diào)電阻RP1分壓取樣后加至運放IC1AC輸入端3腳，取樣電位Va較大，即IC1AC的3腳電位較大，則會有3腳電位大于2腳電位，導(dǎo)致1端輸出高電平錯誤信號，產(chǎn)生誤報警。為防止誤動作，運放IC1AD構(gòu)成誤動作延時電路。電解電容C3容量較大，電阻R2阻值較大，遠大于電阻R3的阻值，通電瞬間，Vd大于Ve，即運放IC1AD的12腳電位大于13腳電位，即14腳為高電壓。對應(yīng)運放IC1AC則2腳電位大于3腳電位，1腳為低電位，即Vc為低電平，運放IC1AA的10腳電位小于9腳電位，運放IC1AB的5腳電位小于6腳電位，IC1AA的8腳為低電平，IC1AB的7腳為低電平，監(jiān)控閥不動作，并且報警器不報警。當電解電容C3由電源R2充電到Ve＞Vd時，即V13＞V12，Vf為低電平，即V14為低電平。IC1AC的2腳電位為可調(diào)電阻R6和電阻R7分壓后的電位，電位較低，Vb即2腳變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)時的正常電壓，而這一段時間里過渡過程已結(jié)束，a、b間的電壓恢復(fù)正常關(guān)系，延時時間的長短，可通過改變電姐R2，電解電容C3的值確定，一般調(diào)整在5-10分鐘。
當氣敏元件QM處遇有超標的可燃氣體時，氣敏元件QM電極間阻值變小，Va升高，當Va＞Vb時，即IC1AC的3腳電位大于2腳，Vc(1腳電位)約5V為高電平，二極管D9導(dǎo)通，電解電容C4將很快充至Vg＝Vc＝5V，Vg＞Vh(Vh為電阻R8和R3的分壓)。則IC1AA的10腳電位大于9腳電位，8腳為高電平，即Vi為高電平，三極管BG1導(dǎo)通，繼電器線圈通電，繼電器J動作，觸點JK接通，徽型電機M得電轉(zhuǎn)動，監(jiān)控閥關(guān)閉并觸動限位開關(guān)K，使限位開關(guān)K接點從1轉(zhuǎn)接到2點，徽型電機M斷電，發(fā)光二極管D10導(dǎo)通，紅色指示燈亮，監(jiān)控閥關(guān)閉并保持。同時，運放IC1AB的5腳大于6腳電位，7腳為高電平，三極管BG2導(dǎo)通，二極管D6、D7導(dǎo)通，報警集成電路KD9561得電而產(chǎn)生報警音響。
本電路的優(yōu)點在于報警準確，穩(wěn)定性好。而且由于可調(diào)電阻RP1和可調(diào)電阻R6使Va、Vb均可調(diào)。對于不同阻值的氣敏元件使用選擇范圍增大，同時也利于將監(jiān)控器的靈敏度調(diào)整到適合的位置。對于煤氣、液化氣、天然氣均能監(jiān)控。
本實用新型機械部分如圖1所示，監(jiān)控閥包括閥體13(另見圖4、5、6)，閥體的進氣端和出氣端設(shè)計有管螺紋。閥體內(nèi)安裝有球閥11(另見圖10、11)，球閥的兩側(cè)各有一個起密封作用的石墨環(huán)10(另見圖12、13)，石墨環(huán)由壓緊母12(另見圖19、20)壓緊，石墨環(huán)外側(cè)各安裝有O型密封圈9，閥體上面固定安裝有外殼2(另見圖7、8、9)，外殼2上部為上蓋1(另見圖22)，外殼內(nèi)裝有微型電機和減速器3，微型電機自身帶有減速器，減速器可由齒輪組組成，減速器有一動力輸出軸，輸出軸外固定安裝有一連接套4(另見圖14、15)，連接套與動力輸出軸一起轉(zhuǎn)動，連接套上還安裝有一復(fù)位柄5，復(fù)位柄在外殼2上相對應(yīng)的水平長孔內(nèi)轉(zhuǎn)動。外殼內(nèi)設(shè)計有限位開關(guān)14，限位開關(guān)與復(fù)位柄配合限位，使球閥旋轉(zhuǎn)90度后，復(fù)位柄碰動限位開關(guān)，使微型電機斷電，球閥關(guān)閉并保持。連接套下端內(nèi)壁設(shè)計有花鍵槽，旋轉(zhuǎn)軸6(另見圖16、17、18)上端設(shè)計有花鍵，通過花鍵與連接套下端嚙合連接。旋轉(zhuǎn)軸外有鎖套7，鎖套通過螺紋連接安裝在閥體上。旋轉(zhuǎn)軸下端與球閥配合連接，旋轉(zhuǎn)軸上安裝有O型密封圈8。
本實用新型采用帶有減速機構(gòu)的微型電機做動力，當監(jiān)控器遇有超標的可燃氣體時，能自動報警，同時電機得電動作，通過連接套、旋轉(zhuǎn)軸使球閥旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)90度時復(fù)位柄碰動限位開關(guān)，微型電機斷電，球閥關(guān)閉進氣孔并保持。當室內(nèi)氣源正常后，用復(fù)位柄復(fù)位，即可供氣。本監(jiān)控閥關(guān)閉性能好，生產(chǎn)調(diào)試簡單，適應(yīng)于家庭廚房和液化氣站等。
權(quán)利要求1.一種家用可燃氣體監(jiān)控器，由監(jiān)控報警器和監(jiān)控閥組成，監(jiān)控閥包括閥體(13)，安裝在閥體上方的外殼(2)，外殼內(nèi)裝有微型電機和減速器(3)，其特征在于上述監(jiān)控閥的閥體(13)內(nèi)安裝有球閥(11)，球閥的兩側(cè)各有一個起密封作用的石墨環(huán)(10)，石墨環(huán)外側(cè)裝有密封圈(9)；上述減速器的動力輸出軸外固定安裝一連接套(4)，連接套與動力輸出軸一起轉(zhuǎn)動，連接套上安裝有復(fù)位柄(5)，外殼內(nèi)設(shè)計有限位開關(guān)(14)，限位開關(guān)與復(fù)位柄配合限位，連接套下端與旋轉(zhuǎn)軸(6)的上端配合連接，旋轉(zhuǎn)軸的下端與球閥配合連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用可燃氣體監(jiān)控器，其特征在于所述的監(jiān)控報警器包括電源電路，氣體檢測信號比較電路，誤動作延時電路，門控電路，監(jiān)控閥控制電路和音頻報警信號電路；電源電路將220V交流電經(jīng)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后為電路提供直流工作電壓，同時將220V交流電直接供給監(jiān)控閥中的微型電機，氣體檢測信號比較電路將氣敏元件QM檢測的信號輸入到運放IC1AC的輸入端，誤動作延時電路的輸出端與運放IC1AC的另一個輸入端連接，運放IC1AC的輸出端分別與門控電路IC1AA、IC1AB連接，門控電路輸出端分別連接監(jiān)控閥控制電路和音頻報警信號電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用可燃氣體監(jiān)控器，其特征在于所述的石墨環(huán)(10)與球閥密封為雙曲面配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用可燃氣體監(jiān)控器，其特征在于所述的連接套(4)與旋轉(zhuǎn)軸(6)為花鍵連接，旋轉(zhuǎn)軸上裝有密封圈(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用可燃氣體監(jiān)控器，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)軸(6)外設(shè)計有鎖套(7)，鎖套與閥體(13)螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家用可燃氣體監(jiān)控器，其特征在于所述的閥體(13)的兩端各設(shè)計有管螺紋。
專利摘要家用可燃氣體監(jiān)控器,由監(jiān)控報警器和監(jiān)控閥組成。監(jiān)控報警器元件為電源、四運放LM324、音響集成電路KD9561以及氣敏元件等。監(jiān)控閥包括閥體,閥體內(nèi)裝有球閥,球閥兩側(cè)各有石墨環(huán)。閥體上面為外殼,外殼內(nèi)裝有微型電機和減速器,其輸出軸外固定連接套,連接套上有復(fù)位柄。外殼內(nèi)設(shè)計有限位開關(guān),復(fù)位柄與限位開關(guān)配合。連接套與一旋轉(zhuǎn)軸花鍵連接,旋轉(zhuǎn)軸與球閥連接。本裝置自動報警和關(guān)閉氣源,耐腐蝕、關(guān)閉嚴密、扭力大。
文檔編號G01N27/12GK2286878SQ97206179
公開日1998年7月29日 申請日期1997年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月5日
發(fā)明者楊躍山 申請人:滕州市勝滕家用可燃氣體監(jiān)控器廠