CN101718344B - 电子式燃气定时控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气阀，公开了一种电子式燃气定时控制装置，包括阀门部件和时控器部件，它将时控器与控制阀门设置为一体式集成结构，既可以用电子部件对电磁阀进行定时控制，又可以用机械装置控制阀门的开启和关闭，特别适合在燃气烤炉上使用。本发明结构紧凑、操作方便，同时外形美观、安全可靠，并保证了定时的准确性。

Description

电子式燃气定时控制装置

技术领域

本发明涉及一种燃气阀，尤其涉及一种集时控器与控制阀门为一体的电子式燃气定时控制装置。 

背景技术

目前，家用燃气炉具的气源阀(或者称为表后阀、灶前阀)，通常是采用燃气罐自带的燃气调压阀来控制燃气气源的开启或关闭，而在燃气炉具与燃气调压阀之间没有安装其他任何气源控制装置。人们在使用燃气烤炉烧烤肉类等食品时，当烧烤完成后，往往需要将烤炉架空烧一段时间，以清除烤炉架上留下的食物殘渣。这时，人们往往会离开，忙于其他家务，一旦忘记关闭燃气，而造成长时间燃烧，不仅浪费燃气，损害炉具，还会造成燃气泄露引发的中毒、火灾、爆炸等事故。 

为了克服上述缺点，人们发明了一些燃气控制装置，比如申请号为200420102387.3的中国专利公开了一种家用燃气时控阀，它包括阀门，还包括与阀门的阀盖连接的外壳、外壳内装的定时器、定时器的轴下端连接阀门的阀杆，外壳顶部装的表盘，套在定时器的轴上端的手轮。这种燃气控制装置虽然在一定程度上起到了定时切断燃气的作用，但这种机械式定时器在使用过程中存在着定时误差大、容易卡死等缺点而造成无法准确切断燃气的严重缺陷。 

还有一类是电子式的燃气控制装置，如申请号为02206546.6的中国专利公开了一种时控燃气灶具及其定时阀门，时控燃气灶具是在通常的燃气灶具上加装定时阀门而成，定时阀门由电路定时开关、热电偶、电磁阀及联接导线组成，即在热电偶与气路电磁阀的电路中串入电路定时开关。使用时，将电路定时开关按所需时间设定，点燃灶头，热电偶工作，电磁阀持续供气，当设定时间终了，电路定时开关断开热电偶与电磁阀间的电路，电磁阀关闭气路，灶头熄火，实现时控。这种燃气控制装置采用电子式控制结构，虽然较机械式控制结构有了定时上的准确性，但仍存在着控制机构单一、设备简陋、使用寿命不长等缺点。 

发明内容

本发明针对传统的机械式燃气控制装置在使用过程中存在着定时误差大、容易卡死而造成无法准确切断燃气等缺点，以及现有的电子式燃气控制装置中存在的控制机构单一、设备简陋、使用寿命不长等缺点进行改进，而提供一种安装在燃气炉具与燃气调压器之间的、既可由电子部件对电磁阀进行定时控制、又可以用机械装置控制阀门的开启和关闭，集时控器与控制阀门为一体的电子式燃气定时控制装置。 

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决： 

电子式燃气定时控制装置，包括阀门部件和时控器部件，所述阀门部件包括阀体、设于阀体上的进气口和出气口，所述进气口和出气口之间形成通气管路，通气管路的连通和阻隔由时控器部件控制，所述阀体的上端连接有阀盖和阀杆，阀杆的上部伸出于阀体外部，阀杆的下部伸入于阀体的内腔中，使得阀杆可进入阀体内腔中并上下活动，阀杆下部连接有顶杆和压簧，压簧包于顶杆的外围，阀杆上端连接有旋转按钮和设于旋转按钮下部的触片，阀杆上还设有固定销，阀盖内壁设有滑槽，旋转按钮和阀杆可通过该固定销沿着滑槽轨迹左右旋转和上下移动，旋转角度为0～120度。本发明在正常工作状态下，旋转按钮只能停留在以下3个位置： 

(1)0度位置，本发明处于非定时开阀工作状态。 

(2)60度位置，本发明处于定时开阀工作状态。 

(3)120度位置，本发明处于关阀状态。 

下面分别加以说明： 

(1)当旋转按钮逆时针旋转至0度位置时，滑槽的轨迹使旋转按钮被强制处于按下的位置，气路被接通，本发明处于非定时开阀工作状态。 

(2)当旋转按钮顺时针旋转至120度位置时，滑槽的轨迹使旋转按钮被强制处于上升位置并无法按下，气路被切断，本发明处于关阀状态。 

(3)当旋转按钮从0度顺时针旋转至60度位置时，本发明将从处于非定时开阀工作状态直接转到定时开阀工作状态。滑槽的轨迹使旋转按钮处于可上下自由升降的位置，电子定时电路开始工作，电磁阀通电吸合，气路被接通，本发明处于定时开阀工作状态。至定时结束，电磁阀断电释放，气路被切断，电子定时电路转入待机状态。 

(4)当旋转按钮从120度逆时针旋转至60度位置时，滑槽的轨迹使旋转按钮处于可上下自由升降的位置，按一下旋转按钮，电子定时电路开始工作，电磁阀通电吸合，气路被接通，本发明处于定时开阀工作状态。至定时结束，电磁阀断电释放，气路被切断，电子定时电路转入待机状态。 

所述时控器部件固定连接在阀门部件上，时控器部件与设于阀体内部的电磁阀相连。电磁阀通过连接帽与阀体固定连接，电磁阀与时控器部件通过连接于电磁阀一端的电磁阀引线相连，电磁阀的另一端设有用于连通或阻隔通气管路的阀片，阀片上设有密封垫和阀片顶块，时控器包括上壳体、下壳体和位于时控器内部的电子线路板，上壳体上设有三个触头，触头通过触头线与电子线路板相连，电子线路板通过电源线与电池盒相连接。 

所述电子线路板上设有微处理器、电子开关电路、故障检测电路和低电压 检测电路，所述微处理器为单片机PIC16F630，电子开关电路的电子元件包括Q1、Q2、Q3和Q4，故障检测电路的电子元件包括R13和R15，低电压检测电路的电子元件包括IC2、R19、D2、Q5、R20和LED2，该IC2采用的芯片是IMP809R。 

故障检测电路的作用在于为时控器在工作过程中提供保护功能，如果电子线路板内部电子元器件出现故障，则微处理器发出关机信号，电子开关将被切断，电磁阀处入释放位置，即本发明处于关闭状态，从而有效地防止因定时失控而造成继续供气引发的安全事故。 

低电压检测电路的作用在于为时控器在工作过程中提供低电压检测功能，当芯片IC2检测到电池电压低于2.63V时，则红色指示灯LED2亮，提示用户及时更换电池，以保证电路能正常工作。 

电磁阀采用非自吸式微电流电磁阀结构，具有低功耗、微电流、低电压的特性，且有良好的密封性。 

作为优选，所述上壳体上设有灯罩。 

作为优选，所述进气口处连接有进气口接头，阀体上安装有连接板，时控器用螺钉固定在连接板上。所述出气口处连接有护套圈。 

本发明由于采用了以上技术方案，可实现定时控制通气管路的连通和阻隔功能。与现有技术相比，本发明将时控器与控制阀门设置为一体式集成结构，既可采用电子部件对电磁阀进行定时控制，又可通过阀盖内壁的滑槽的高低位置手动控制阀门的开启和关闭，使得本发明结构紧凑、操作方便，同时外形美观、安全可靠，并保证了定时的准确性。 

附图说明

图1为本发明实施例的总装图。 

图2为本发明实施例的结构剖视图。 

图3为本实施例中旋转按钮在0度位置时的触片与触头之间的状态图。 

图4为本实施例中旋转按钮在60度位置时的触片与触头之间的状态图。 

图5为本实施例中旋转按钮在120度位置时的触片与触头之间的状态图。 

图6为本实施例中时控器部件上的三个触头之间的状态图。 

图7为本实施例中阀盖与定位圈内壁滑槽旋转剖切展开图。 

图8为本实施例在通气管路阻隔时的结构剖视图。 

图9为本实施例在通气管路连通时的结构剖视图。 

图10为本实施例的电气原理框图。 

图11为本实施例的电气原理电路图。 

以上图1至图10中各数字标号所指代的部位名称如下： 

1-阀门部件、2-护套圈、3-连接板、4-复位弹簧、5-旋转按钮、6-触片、7-时控器部件、8-自攻螺钉、9-磁阀引线、10-连接帽、11-电磁阀、12-阀片、13-密封垫、14-阀片顶块、15-出气口、16-开口挡圈、17-小垫圈、18-O型圈、19-压簧、20-平垫圈、21-阀盖、22-阀杆、23-大触头、24-固定销、251-小触头、252-小触头、26-电子线路板、27-灯罩、28-上壳体、29-自攻螺钉、30-下壳体、31-负极线、32-触头线、33-定位圈、34-顶杆、35-阀体、36-正极线、37-进气口接头、38-进气口、39-钢球、40-弹簧、41-紧定螺钉、61-触片突起、62-触片突起 

具体实施方式

下面将结合附图1至11和实施例对本发明作进一步详细描述： 

实施例如图1和图2所示，电子式燃气定时控制装置，包括阀门部件1和时控器部件7，所述阀门部件1包括阀体35、设于阀体35上的进气口38和出气口15，所述进气口38和出气口15之间形成通气管路，通气管路的连通和阻隔由时控器部件7控制，所述阀体35的上端连接有阀盖21和阀杆22，阀杆22的上部伸出于阀体35外部，阀杆22的下部伸入于阀体35的内腔中，使得阀杆22可进入阀体35内腔中并上下活动，阀杆22下部连接有顶杆34和压簧19，压簧19包于顶杆34的外围，阀杆22上端连接有旋转按钮5和设于旋转按钮5下部的触片6，阀杆22上还设有固定销24，阀盖21内壁设有滑槽，旋转按钮5和阀杆22可通过该固定销24沿着滑槽轨迹左右旋转和上下移动，旋转角度为120度。同时在阀盖21上装有钢球39、弹簧40，用紧定螺钉41固定在阀盖21上，钢球39突出于滑道的上沿(如图7所示)。所述顶杆34上设有平垫圈20、O型圈18、小垫圈17和开口挡圈16，旋转按钮5固定连接在阀杆22上，触片6下端设有复位弹簧4。

如图2所示，所述时控器部件7固定连接在阀门部件1上，时控器部件7与设于阀体35内部的电磁阀11相连。电磁阀11与时控器部件7通过连接于电磁阀11一端的电磁阀引线9相连，电磁阀11的另一端设有用于连通或阻隔通气管路的阀片12，阀片12上设有密封垫13和阀片顶块14，时控器部件7包括上壳体28、下壳体30和位于时控器部件7内部的电子线路板26，上壳体28上设有灯罩27、一个大触头23和两个小触头251和252，大触头23、小触头251和小触头252均分别通过触头线32与电子线路板26相连，电子线路板26通过电源线与自备电源相连接。 

电子线路板26上设有微处理器、电子开关电路、故障检测电路和低电压检测电路。组成所述电子开关电路的电子元件包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，组成故障检测电路的电子元件包括电阻R13和电阻R15，组成低电压检测电路的电子元件包括单片机IC2、电阻R19、二极管D2、三极管Q5、电阻R20和指示灯LED2。 

所述电磁阀11设于阀体35的内部，且电磁阀11通过连接帽10与阀体35固定连接。 

所述进气口38处连接有进气口接头37，所述出气口15处连接有护套圈2。 

所述阀门部件1上装设有连接板3，时控器部件7通过自攻螺钉8固定在连接板3上。 

本实施例的具体工作机制如下： 

将本实施例安装在燃气调压阀与燃气炉具之间，并将正负极线与自备电池盒相连接，电源接通，整个电路进入待机状态。打开调压阀，燃气从进气口接头37进入进气口38。 

本发明采用的电磁阀11是非自吸合电磁阀，在给电磁阀11通电的同时，必须通过阀杆11给其加压，才能使其吸合。吸合后在继续通电情况下撤除外加压力，电磁阀将保持吸合，使气路接通。 

当旋转按钮5从0度顺时针旋转至60度位置时，本发明将从处于非定时开阀工作状态直接转到定时开阀工作状态。在旋转过程中不允许切断气路，这一点对用户来说非常重要。要达到这一要求，必须使电磁阀11在得电后，阀杆22对其加压到位。由于阀杆22、顶杆34、阀体35等零件的轴向尺寸的制造误差，可能造成对电磁阀11的吸持位置的影响，采用安装在阀盖21上的弹簧40和钢球39(见图7)的轴向补偿结构，从而能有效地保证旋转过程中不切断气路。 

下面分别加以说明： 

(1)当旋转按钮5逆时针旋转至0度位置时，阀杆22上的固定销24位于滑槽的0°位置(见图7)，触片6位于0°位置(见图3)，滑槽的轨迹使旋转按钮5和阀杆22被强制处于按下的位置(见图7)，使阀杆22推动顶杆34与电磁 阀11上的阀片顶块14，从而打开阀门，使得通气管路处于连通状态，气路被接通，即本发明处于非定时开阀工作状态，如图9所示。在旋转按钮5逆时针旋转过程中，触片6与预启动/延时关闭触头242接触(实际过程为：从断开状态→短暂接触→断开，见图4)，延时2秒钟后，微处理器发出关机信号，电子开关电路被切断，绿色指示灯LED1熄灭，与电磁阀11相连接的电磁阀引线9无输出电压，电子时控电路处于休眠状态。 

(2)当旋转按钮5顺时针旋转至120度位置时，阀杆22上的固定销24位于滑槽的120°位置(见图7)，触片25位于120°位置(见图5)，滑槽的轨迹使旋转按钮5和阀杆22被强制处于上升位置并无法按下(见图3)。在旋转按钮5顺时针旋转过程中，触片6与大触头23接触(实际过程为：从断开状态→短暂接触→断开，见图5)，此时微处理器发出关机信号，电子开关电路被切断，绿色指示灯LED1熄灭，与电磁阀11相连接的电磁阀引线9无输出电压，使电磁阀11处于释放位置，电磁阀11的密封垫13受到弹簧力的作用向上顶起，使得通气管路处于阻隔状态，气路被切断，即本发明处于关闭状态，如图8所示。这时电子时控电路处于休眠状态。 

(3)当旋转按钮5从0°顺时针旋转至60度位置时，阀杆22上的固定销24位于滑槽的60°位置(见图7)，触片6位于60°位置(见图4)，滑槽的轨迹使旋转按钮5和阀杆22处于可上下自由升降的位置(见图7)。在旋转按钮5顺时针旋转过程中，必须保证从处于非定时开阀工作状态直接转到定时开阀工作状态，在旋转过程中不允许切断气路。实际过程为：触片6与预启动/延时关闭触头252短暂接触(见图4)，此时微处理器发出开机信号，电子开关电路接通，电磁阀11得电吸合。接着固定销24触碰钢球39(见图7)，通过弹簧40和钢球39组成的补偿结构，给固定销24和阀杆22加压，以保证电磁阀11可靠吸 合。接着触片6与启动触头251接触(实际过程为：从断开状态→短暂接触→阀杆22上升→触头断开，见图4)，此时微处理器发出信号，绿色指示灯LED1闪烁发光，由电磁阀引线21输出工作电压到电磁阀11，则电磁阀11继续吸合，打开阀门，使得通气管路处于连通状态，即本发明处于计时工作状态，如图9所示。 

至计时达到设定时间后，微处理器发出关机信号，电子开关电路被切断，绿色指示灯LED1熄灭，电路又进入待机状态，电磁阀引线9上无输出电压，电磁阀11释放，电磁阀11的密封垫13受到弹簧力的作用向上顶起，使得通气管路被阻隔，即本发明处于关闭状态，如图8所示。 

(4)当旋转按钮5从120°逆时针旋转至60度位置时，阀杆22上的固定销24位于滑槽的60°位置(见图7)，触片6位于60°位置(见图5)，滑槽的轨迹使旋转按钮5和阀杆22处于可上下自由升降的位置(见图7)。在旋转按钮5逆时针旋转过程中，触片6与大触头23先接触(实际过程为：从断开状态→短暂接触→断开，见图4)，由于这时电子时控电路处于休眠状态，电子时控电路对此接触过程无反应。同时由于本发明原先处于关闭状态，如不按下旋转按钮5，则本发明保持关闭状态。按一下旋转按钮5，使触片6与启动触头251接触(见图5)，阀杆22推动顶杆34与电磁阀11上的阀片顶块14接触，使得触片6、阀杆22和顶杆34依次导通相连，接入电路，此时微处理器发出开机信号，电子开关电路接通，绿色指示灯LED1闪烁发光，由电磁阀引线9输出工作电压到电磁阀11，则电磁阀11吸合，并打开阀门，使得通气管路处于连通状态，即本发明处于定时工作状态，如图9所示。 

至计时达到设定时间后，微处理器发出关机信号，电子开关电路被切断，绿色指示灯LED1熄灭，电路又进入待机状态，电磁阀引线9上无输出电压， 电磁阀11释放，电磁阀11的密封垫13受到弹簧力的作用向上顶起，使得通气管路被阻隔，即本发明处于关闭状态，如图8所示。 

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。 

Claims (10)

1.电子式燃气定时控制装置，包括阀门部件(1)和时控器部件(7)，所述阀门部件(1)包括阀体(35)、设于阀体(35)上的进气口(38)和出气口(15)，所述进气口(38)和出气口(15)之间形成通气管路，通气管路的连通和阻隔由时控器部件(7)控制，其特征在于：所述阀体(35)的上端连接有阀盖(21)和阀杆(22)，阀杆(22)的上部伸出于阀体(35)外部，阀杆(22)的下部伸入于阀体(35)的内腔中，使得阀杆(22)可进入阀体(35)内腔中并上下活动，阀杆(22)下部连接有顶杆(34)和压簧(19)，压簧(19)包于顶杆(34)的外围，阀杆(22)上端连接有旋转按钮(5)和设于旋转按钮(5)下部的触片(6)，阀杆(22)上还设有固定销(24)，阀盖(21)内壁设有滑槽，旋转按钮(5)和阀杆(22)可通过该固定销(24)沿着滑槽轨迹左右旋转和上下移动；所述时控器部件(7)固定连接在阀门部件(1)上，时控器部件(7)与设于阀体(35)内部的电磁阀(11)相连。

2.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述电磁阀(11)与时控器部件(7)通过连接于电磁阀(11)一端的电磁阀引线(9)相连，电磁阀(11)的另一端设有用于连通或阻隔通气管路的阀片(12)，阀片(12)上设有密封垫(13)和阀片顶块(14)，时控器部件(7)包括上壳体(28)、下壳体(30)和位于时控器部件(7)内部的电子线路板(26)，上壳体(28)上设有一个大触头(23)和两个小触头(251、252)，触头(23、251、252)均分别通过触头线(32)与电子线路板(26)相连，电子线路板(26)通过电源线与自备电源相连接。

3.根据权利要求2所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述电子线路板(26)上设有微处理器、电子开关电路、故障检测电路和低电压检测电路。

4.根据权利要求3所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：组成所述电子开关电路的电子元件包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，组成故障检测电路的电子元件包括电阻R13和电阻R15，组成低电压检测电路的电子元件包括单片机IC2、电阻R19、二极管D2、三极管Q5、电阻R20和指示灯LED2。

5.根据权利要求2所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述上壳体(28)上设有灯罩(27)。

6.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述顶杆(34)上设有平垫圈(20)、O型圈(18)、小垫圈(17)和开口挡圈(16)。

7.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述电磁阀(11)设于阀体(35)的内部，且电磁阀(11)通过连接帽(10)与阀体(35)固定连接。

8.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述旋转按钮(5)固定连接在阀杆(22)上，所述触片(6)下端设有复位弹簧(4)。

9.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述进气口(38)处连接有进气口接头(37)，所述出气口(15)处连接有护套圈(2)。

10.根据权利要求1所述的电子式燃气定时控制装置，其特征在于：所述阀门部件(1)上装设有连接板(3)，时控器部件(7)通过自攻螺钉(8)固定在连接板(3)上。 

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