CN101802502B - 炉头点火系统和点火方法 - Google Patents
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Abstract
一种燃气炉头点火系统,包括电源电路(1)、点火器(3)、电磁阀(6);连接在所述电源电路(1)与所述点火器(3)之间的点火器开关控制电路(2);连接在所述电源电路(1)与所述电磁阀(6)之间的电磁阀开关控制电路(5);所述电磁阀开关控制电路(5)和所述点火器开关控制电路(2)响应于延时电路(4),从而用户仅需要操作控制旋钮而无需保持该操作旋钮直到热电偶(42)达到工作温度。
Description
技术领域
本发明涉及燃气点火系统的领域,并且本发明将针对安装于家用燃气灶上的点火系统的情况进行描述,并且,本发明还涉及该点火系统安装在其上的燃气灶。
背景技术
普通燃气灶的现有点火系统包括点火器、热电偶、和与热电偶连接的电磁阀。点火器可利用由其产生的脉冲高压火花来点燃燃气灶,并通过热电偶和电磁阀来维持火焰。当用户按压并打开燃气灶上的现有点火器旋钮时,在释放点火器旋钮之前,旋钮必须被保持一段时间直到火焰燃烧稳定。旋钮在热电偶达到其工作温度之前的过早释放将造成电磁阀关闭,从而关闭炉头。当热电偶达到工作温度时,热电偶会提供充足的电力以使所述阀保持开启。
EP1739351涉及到提供一种失效保护的热电偶锁存供气装置,所述装置一旦被操作,则无需用户将点火器旋钮保持在操作状态中。说明书中公开了一种燃气点火系统,包括电容器,从该电容器获得电信号以暂时供应安全阀。使用用以暂时将电容器连接至交流供电电压的开关对电容器进行充电,并且使用调节装置将来自所应用的电容器的电信号转换到安全阀。在操作点火器旋钮的同时,实现了对电容器进行充电。通过整流器和调节电路从主电源对电容器进行充电。通过调节电路和电磁线圈的电容器电荷的衰减提供了时间延迟,以使电磁操作式燃气阀保持开启。这使得系统不受随后的主电源失效的影响。
发明内容
本发明提供了一种点火系统,所述点火系统提供了燃气炉头的改进点火。
根据本发明的一种实施方式,提供了一种点火系统,包括:电源电路、点火电路、与所述电源电路连接的电磁阀;串联在所述电源电路与所述点火器之间的点火器开关,连接在所述电源电路与所述电磁阀之间的电磁阀控制电路,以及连接在电磁阀开关控制电路与点火器开关控制电路之间的延时电路。
系统可包括开关(Q3);控制装置(4),所述控制装置(4)响应于-----起动事件而向所述开关(Q3)提供第一控制信号,从而使可控阀装置(6)与电源在所述起动事件之后连接达第一预定时间段。
优选地,电磁阀控制电路包括串联在电源电路与电磁阀之间的晶体管和分压电阻。
优选地,延时电路包括并联在电源电路与地线之间的第一电容和电阻。
根据本发明的另一种实施方式,提供一种燃气点火装置,包括燃气炉头40;燃气控制系统4、5,所述燃气控制系统4、5包括响应于起动事件而将燃气输送至所述炉头的可控阀装置5、6;以及点火源3;其特征在于,所述燃气控制系统包括:响应于起动事件而向所述可控阀装置5、6提供第一控制信号以使所述可控阀装置在所述起动事件之后维持打开第一预定时间段的控制装置4。
燃气点火装置可包括点火源控制器2,所述点火源控制器2响应于起动事件而致使所述点火源3点燃输送至所述炉头的燃气。
点火源可以响应于第二控制信号而使点火操作维持第二预定时间段。
燃气点火装置可包括燃烧检测器以检测燃烧区中的燃气的燃烧。
可控阀装置可以响应于燃烧检测信号而维持向燃烧区输送燃气,并且在没有检测器信号的情况下在第一预定时间段之后切断燃气输送。
燃气点火系统可包括向点火电路供电的电源。
电源可以向延时电路供电。
电源可以向可控阀供电。
可控阀装置可包括电磁阀以及控制向所述电磁阀输电的电力开关。
根据本发明实施方式的电磁阀延时电路包括:具有第一输入和第二输入的第一比较器;延时电路;以及电磁阀基准电压电路;其中,所述延时电路连接至所述第一比较器的第一输入;所述电磁阀基准电压电路连接至所述第一比较器的第二输入;所述第一比较器的输出控制电磁阀开关控制电路。
根据本发明实施方式的点火控制电路包括:连接在延时电路与由点火器开关控制的电路之间的第一比较器;第一比较器的第二端子连接至点火器基准电压电路。
根据本发明实施方式的电磁阀开启延时电路包括:第一比较器;电磁阀基准电压电路,第一比较器的第一输入端子的正极和负极分别接入电磁阀基准电压电路和延时电路,而第一比较器的第一输出端子连接至电磁阀开关控制电路。
点火延时电路包括:点火器基准电压电路,第二输入端子的正极和负极分别连接至点火器基准电压电路和延时电路,而第一控制器的第二输出端子连接至点火器开关控制电路。
优选地,点火器开关控制电路包括连接在电源电路与点火器之间的继电器和电阻。
优选地,系统进一步包括连接至电源电路的自动保护反馈电路;以及连接在电源电路与延时电路之间的微动开关。
系统可包括可切换电源,以及适于在第三预定时间之后切断向电磁阀供电的定时器装置。
本发明还提供了一种控制燃气炉头的方法,所述燃气炉头具有电磁控制式燃气输送阀装置和点火器,所述燃气输送阀装置包括燃气阀控制器和燃气阀,所述点火器适于点燃来自所述炉头的燃气,所述方法的特征在于以下步骤:提供起动信号;响应于所述起动信号而起动定时过程;响应于所述起动信号而开启所述燃气阀;通过将由定时过程确定的输出施加至所述燃气阀控制器而使所述燃气阀维持打开第一时间段;响应于所述起动信号而起动点火器;使点火器维持操作达由定时过程确定的第二时间段。
该方法还包括以下步骤:产生燃烧检测信号;以及响应于所述燃烧检测信号而向电磁阀供电。
本发明还提供了一种燃气灶,包括燃气灶点火系统,所述燃气灶点火系统包括电源电路、都连接至所述电源电路的点火器和电磁阀、连接在所述电源电路与所述点火器开关之间的点火器开关控制电路、以及由所述电磁阀开关控制电路和所述点火器开关控制电路串联的延时电路。
本发明可以应用于燃气灶点火系统,所述燃气灶点火系统包括电源电路、都连接至所述电源电路的点火器和电磁阀、连接在所述电源电路与所述点火器开关之间的点火器开关控制电路、以及由所述电磁阀开关控制电路和所述点火器开关控制电路串联的延时电路。
一旦点火器打开,用户就可以释放它。因为延时电路延长了点火器的点火时间和电磁阀的开启时间,所以用户无需等待一小段时间以保持点火器旋钮。
附图说明
图1是点火系统的第一实施方式的示意图。
图2是图1的点火系统的第一施行模式的详细电路图。
图3是点火系统的第二实施方式的电路图。
图4示出了根据本发明实施方式的装置。
图5示出了根据本发明的可替代实施方式的装置。
图6示出了根据本发明的一种实施方式的电路。
具体实施方式
下面将参照附图中所示的实施方式来描述本发明。在描述中,术语“延时电路”可用于表示适于执行定时功能的电路,并且由于定时功能可用于执行预定时段的锁存功能,因此该电路还可称为“锁存电路”。
图1是示出本发明构思的实施方式的示意性框图。
燃气灶点火系统的第一施行模式包括电源电路1,点火器3,电磁阀6,还有点火器开关控制电路2,电磁阀开关控制电路5,以及时间延迟电路4。电源电路1向点火器3供电。点火器开关控制电路2连接在电源电路1与点火器3之间。电磁阀开关控制电路5连接在电源电路1与电磁阀6之间。点火器开关控制电路2和电磁阀控制电路都响应于延时电路4以操作其相应的装置。在图4和5中最清楚看出,当炉头在操作中时,热电偶可用于操作电磁阀开关。
实施了本发明的燃气灶点火系统包括连接在电源电路1与电磁阀6之间的电磁阀开关控制电路5,以及连接在电磁阀开关控制电路5与点火器开关控制电路2之间的延时电路4。由此,一旦点火旋钮50(见图4)已被打开,用户就能够释放旋钮50,而无需使开关在待用位置保持一段时间,因为点火器开关控制电路2基于延时电路4延长了点火时间。
图2示出了图1的点火系统的第一施行方案的电路图。
图2中的电磁阀开关控制电路5包括电源电路1,都串联在电源电路1与电磁阀6之间的晶体管Q3和分压电阻R10。晶体管Q3的基极和发射极由电阻R9连接。电磁阀的两个端子连接于P03处。
延时电路4连接在电磁阀6与电源电路1之间。延时电路4包括第一电容C1和放电电阻R5,这两者都连接在电源电路1与地线(GND)之间。延时电路4经由比较器U1A能够提供较为稳定的电压。
第一比较器U1A连接至电磁阀开关控制电路5。第一比较器U1A的负极连接至延时电路4的电容C1和电阻R5的接合处,其形成RC(阻容)定时电路。第一电容C1是电解电容器。第一比较器U1A的正极连接至电磁阀基准电压电路8。第一比较器U1A、延时电路4和电磁阀基准电压电路8形成电磁阀开启延时电路。
电磁阀基准电压电路8包括电阻R1和电阻R2,这两个电阻都串联在工作电压与地线之间。第一比较器U1A的负极输入端子连接在电阻R1与电阻R2之间。由于电磁阀基准电压是固定的,所以电阻R1和电阻R2根据期望比率来选择具体的电阻,从而使得第一比较器U1A能够提供电磁阀基准电压。
第二比较器U1B连接在延时电路4与点火器开关控制电路2之间。第一比较器U1B的负极输入端子连接至延时电路4并连接至第一电容C1和放电电阻R5。第二比较器U1B的正极输入端子接入点火器基准电压电路7中。第二比较器U1B、延时电路4和点火器基准电压电路7共同形成点火延时电路。
点火器基准电压电路7包括第三电阻R3和第四电路R4,这两个电阻都串联在工作电压与地线之间。比较器U1B的正输入端子连接在第三电阻R3与第四电阻R4之间。由于电磁阀基准电压已被固定,所以第三电阻R3与第四电阻R4的比率也已被固定。根据该固定比率来选择第三电阻R3和第四电阻R4的电阻值,则第二比较器U1B的电压提供了电磁阀基准电压。
点火系统可以通过两个分压器来设定电磁阀的开启时间和点火时间,所述两个分压器包含第一电阻R1和第二电阻R2以及R3、R4。
在本实施方式中,通过调整R1、R2和R2、R4的电阻,电磁阀开启时间可设定为5秒,点火时间可设定为3秒。当然,通过对电阻值进行选择,可容易地提供根据实际需要的电磁阀开启和点火的其它设定值。
点火器开关控制电路2示出为串联在点火器3与电源电路1之间的继电器K1以及连接至操作继电器K1的两个晶体管Q1、Q2。点火器开关控制电路2以第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2和通过P02连接至点火器3的控制接口的继电器K1示出。
位于电源电路1(图1)与延时电路4之间的、P01处的微动开关响应于起动事件,即用户操作燃气控制旋钮,而提供点火信号。
点火系统的延时利用的是第一电容C1的迟缓放电。当第一电容器C1的电压小于预设基准值时,第一电压比较器U1A或第二电压比较器U1B会输出翻转。当第一电容C1的电压小于预设基准值时,第一电压比较器U1A或第二电压比较器U1B会从逻辑0转换为逻辑1,从而实现延时开关作用。
按压燃气阀(未图示),即合上连接至P01的微动开关,并将电磁阀6推开。P01处的微动开关闭合以使第一电容C1充满电。
一旦第一电容C1充满电,其正极等于高电平VCC,并且第一电压比较器U1A的负极等于VCC,同时其正极等于[R2/(R1+R2)]*VCC。所以U1A负极端子上的电压高于正极端子上的电压,第一电压比较器U1A产生低压输出,并且第三晶体管Q3导通,从而向电磁阀6供电以便使其保持开启。
第二电压比较器U1B的工作过程类似于第一电压比较器U01A。一旦第一电容C1充满电,其正极等于高电平VCC,其负极等于[R4/(R3+R4)]*VCC,负极端子电压高于正极端子电压,第二电压比较器U1B输送低输出电压,并且第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通,以便使继电器K1保持操作且点火器3开始持续点火。
一旦用户释放燃气,P01处的微动开关就断开,第一电容C1通过释放电阻R5缓慢放电,而且其正极电压Vc01缓慢降低。R5确定了C1的放电率,因为比较器U1A和U1B的运算放大器具有高输入阻抗。
当Vc01>[R2/(R1+R0)]*VCC时,第一电压比较器U01A一直输出低电平,并且电磁阀6持续操作。
当Vc01<[R2/(R1+R2)]*VCC时,第一电压比较器U1A输出翻转而产生高电平输出电压,从而导致第三晶体管Q3截止,并停止向电磁阀6供电。当图4中的热电偶42的温度足够高时,由热电势产生的电流能够使电磁阀6维持继续开启。
当Vc0l>[R4/(R3+R4)]*VCC时,第二电压比较器U1B持续输出低电平,并且点火器3持续点火。
当Vc0l<[R4/(R3+R4)]*VCC时,第二电压比较器U1B输出转换为高电平,从而导致第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止,P02断开,点火器3停止点火。
电源VCC可以是5V、3V或1.5V,既可以从220V市电转化而来,也可以通过电池升压获得。
点火器3可适于使用比如1.5V或220V的不同电源,而且可使用经过相应修改的不同点火器开关控制电路2。
图3是根据本发明实施方式的燃气灶点火系统的第二施行方案的详细电路图。
图3包括电源电路1和自动保护反馈电路8。
图2的第一比较器U1A和第二比较器U1B由第一控制器U1替代。
可以是通用电源电路的电源电路1可为整个系统供应工作用电。
与电源电路1串联的自动反馈电路8用于保护电源电路1。自动反馈电路8可包括并联的二极管D12和MOS(金属氧化物)晶体管Q13。
点火器开关控制电路2连接至第一控制器的第二输出端子(out2)。点火器开关控制电路2由相互串联的第十一晶体管Q11和继电器K11完成。在继电器K11的两个端子处,并联有第十三二极管D13。第二十一电阻R21连接在第十一晶体管Q11的基极与发射极之间,同时第二十四电阻R24连接在第一控制器U1的第二输出端子与Q11的基极之间。点火器开关控制电路2包括继电器驱动电路,该电路通过P02连接至点火器3的控制接口。
连接在电磁阀6与电源电路1之间的延时电路4可包括连接在电源电路1与地线之间的第一电容C1和电阻R5。与第一实施方案相同的延时电路4用于供应比较电压。
第一控制器U1的正极1IN+和负极1IN-分别连接至电磁阀基准电压电路8和延时电路4。第一控制器U1的第一输出端子OUT1连接至磁开关控制电路5,而且电磁阀开启延时电路包括第一控制器U1,延时电路4和电磁阀基准电压8。
第一控制器U1的正极2IN+和负极2IN-分别连接至点火器开关基准电压电路7和延时电路4。第一控制器U1的第二输出端子OUT2连接至点火器开关控制电路2。点火延时电路由第一控制器U1、延时电路4和点火器开关控制电路2组成。
燃气灶点火系统的延时利用的是第一电容C1的迟缓放电。当第一电容C1的电压小于预设基准值时,第一控制器U1会执行输出翻转动作。当第一电容C1的电压小于预设基准值时,第一控制器U1从逻辑0转换为逻辑1,从而产生延时开关作用。
下面详细描述本发明中的燃气灶点火系统的第二施行模式的具体工作过程。
按压阀装置(图中未图示),则同时合上与P01连接的微动开关,并将电磁阀6打开,使得P01闭合以经由R18令第一电容C1充满电。
一旦第一电容C1充满电,其正极近似等于高电平VCC,并且第一控制器U1的负极1IN-的电压等于VCC。第一控制器U1的正极1IN+的电压等于[R2/(R1+R2)]*VCC。第一电容C1的电压高于正极1IN+,第一控制器U1的第一输出端子OUT1输出低电平,第三晶体管Q3导通,然后电路持续向电磁阀6供电以便使其保持操作。
第一控制器U1的第二输入的操作与第一输入端子相同。一旦第一电容C1充满电,其正极电压等于高电平VCC,其负极电压等于[R4/(R3+R4)]*VCC,负极电压高于正极电压,第一控制器U1的第二输出端子OUT2输出低电平,第十一晶体管Q11导通以便使继电器K11保持操作,并且点火器3开始持续点火。
一旦释放操作旋钮,P01立刻断开,第一电容C1通过电阻R5缓慢放电,而且其正极电压Vc01缓慢降低。
当Vc01>[R02/(R01+R02)]*VCC时,第一控制器的第一输出端子OUT1输出低电平,并且电磁阀6持续操作。当Vc01<R02/(R01+R02)*VCC时,第一控制器U1的第一输出端子OUT1的输出翻转为高电平,从而导致第三晶体管Q3截止,并且电路停止向电磁阀6供电。当图4中热电偶42的温度足够高时,由热电势产生的电流能够使电磁阀6维持继续操作。
同样地,当Vc0l>[R04/(R03+R04)]*VCC时,第一控制器U1的第二输出端子OUT2持续输出低电平,并且点火器3持续点火。当Vc0l<[R04/(R03+R04)]*VCC时,第一控制器U1的第二输出端子OUT2的输出翻转为高电平,从而导致第十一晶体管Q11截止,P02断开,并且点火器3停止点火。
本发明实施方式中的点火系统的施行方案包括定时锁存,其能够用于在第一起动阶段中使燃气阀维持开启。进一步的实施方式包括在第二起动阶段中维持自动点火功能。以上详述的控制电路成本节省,并且其延迟时间可以按需调整。电源电路1可以使用电池来供电,因为在所述的实施方式中,整个点火系统的耗电非常低。
点火系统可以应用于单炉头或多炉头的燃气灶。它具有大的可扩展性,而且当应用于多炉头终端时,它利用很少部件即可实现扩展。
本发明还提供一种燃气灶。如图1和2所示,该燃气灶由点火系统组成,该点火系统包括电源电路1、连接至电源电路1的点火器3和电磁阀6,在电源电路1与点火器3之间串联的点火器开关控制电路2,在电源电路1与电磁阀6之间串联的电磁阀开关控制电路5,以及在所述电磁阀开关控制电路5与所述点火器开关控制电路2之间串联的延时电路4。
在图4的实施方式中,热电偶42示出为靠近炉头40。热电偶42连接成驱动电磁阀以使其维持开启,同时热电偶通过来自炉头的燃气的燃烧而被加热。可以设置诸如二极管44、46或电阻48等限流装置来限制点火阶段中热电偶与电源之间的电流循环。
在图5所示的实施方式中,热电偶连接至电磁阀控制器,从而响应于热电偶的输出从电源电路1提供用于电磁阀的电力。
图6示出了根据本发明的另一种实施方式的电路。
电源1能够输送三种电压,干线65处的12v,干线66处的5v和干线67处的V5。电源12v和5v源自变压器77的次级线圈。从5v干线66至干线67的供电经由开关64而能够接通或断开。
开关64受到比较器U1C的控制,所述比较器U1C的正输入连接至由R16和R17形成的电阻分压器的接合处。U1C的负输入经由R5连接至来自C1的衰减的定时器电压。所以U1C切换的时间受到与电磁阀切换和火花发生器的时间相同的时间延迟装置的控制。控制电磁阀6的控制开关Q3源自V5干线67。所以,供给电磁阀6的V5可以在由R16和R17确定的时间段之后截止。这提供了硬件故障情况下的反馈保护机构,比如开关Q3或微动开关62发生故障,否则该故障可导致电磁阀开关持续向电磁阀供电并使热电偶安全装置无效。
类似地,干线68连接至可切换V5干线,其可以经由比较器U1C和开关64断开。
附加的电磁阀和热电偶能够连接在干线71与电阻70下的接触点之间。电阻70及其下的相应电阻用于防止热电偶交叉作业,从而使其相关阀以外的电磁阀保持开启。
在本说明书中,对文献、公开内容或其它出版物或使用的参照并不认为该文献、公开内容、出版物或使用构成本发明领域中的普通技术人员在本说明书的优先权日的公知常识,除非另作说明。
无论用在何处,词语“包含”应按其“开放”含义来理解,也就是说,以“包括”的含义来理解,因而并不局限于其“封闭”含义,所述“封闭”含义即为“仅仅由...构成”的含义。对于“包含”一词的相应词语,无论用在何处,也具有上述相应的含义。
应当理解,这里所公开和限定的本发明扩展到文中所提及或显而易见的两个或多个单独特征的所有可选组合。所有这些不同组合构成了本发明的各种可选方面。
尽管已对本发明的特定实施方式进行了描述,但对本领域普通技术人员而言显而易见的是,本发明可以以不背离其实质特性的其它不同形式来实施。因此,这些实施方式和示例在各个方面都应视为示范性而非限制性,因而对本领域普通技术人员而言显而易见的所有改型都将涵盖在本发明中。
Claims (11)
1.一种燃气炉头点火系统,包括:电源电路、点火器、电磁阀、延时电路、电磁阀基准电压电路、连接在所述电源电路与所述点火器之间的点火器开关控制电路以及连接在所述电源电路与所述电磁阀之间的电磁阀开关控制电路,并且所述电磁阀开关控制电路和所述点火器开关控制电路由所述延时电路控制,所述延时电路包括并联在所述电源电路与地线之间的第一电容和第二电阻,其特征在于,所述点火系统包括第一比较器,所述第一比较器的第一输入端子连接至所述延时电路;所述第一比较器的第二输入端子连接至所述电磁阀基准电压电路;并且电磁阀开启延时电路包括所述第一比较器、所述延时电路和所述电磁阀基准电压电路,所述电磁阀开启延时电路由所述第一比较器的阀控制输出来控制。
2.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于,所述电磁阀开关控制电路包括串联在所述电源电路与所述电磁阀之间的第一晶体管和第一电阻。
3.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于,所述点火系统包括第二比较器,所述第二比较器具有连接至所述延时电路的第一输入端子以及连接至点火器基准电压电路的第二输入端子;并且点火延时电路包括第二比较器、延时电路和点火器基准电压电路,所述点火延时电路由所述第二比较器的点火控制输出来控制。
4.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于,所述点火器开关控制电路包括串联在所述电源电路与所述点火器之间的继电器和晶体管。
5.如权利要求1所述的点火系统,其特征在于,所述系统进一步包括:自动保护反馈电路,所述自动保护反馈电路连接在所述电源电路内;以及所述电源电路与所述延时电路之间的串联的微动开关。
6.如前述权利要求1-5中任一项所述的点火系统,包括可切换电源,以及适于在预定时间之后切断向所述电磁阀供电的定时器装置。
7.如前述权利要求1-5中任一项所述的点火系统,包括:
开关(Q3);控制装置(4),所述控制装置(4)响应于起动事件而向所述开关(Q3)提供第一控制信号,以在所述起动事件之后使可控阀装置(6)与电源连接达预定时间段。
8.一种燃气炉头点火系统,包括:电源电路、点火器、电磁阀、延时电路、电磁阀基准电压电路、连接在所述电源电路与所述点火器之间的点火器开关控制电路以及连接在所述电源电路与所述电磁阀之间的电磁阀开关控制电路,并且所述电磁阀开关控制电路和所述点火器开关控制电路由所述延时电路控制,所述延时电路包括并联在所述电源电路与地线之间的第一电容和第二电阻,其特征在于,所述系统还包括第一控制器,所述第一控制器的第一输入端子的正极和负极分别接入所述电磁阀基准电压电路和所述延时电路;所述第一控制器的第一输出端子与所述电磁阀开关控制电路连接,电磁阀开启延时电路包括所述第一控制器、所述延时电路和所述电磁阀基准电压电路。
9.如权利要求8所述的点火系统,其特征在于,所述系统进一步包括点火器基准电压电路;所述第一控制器的第二输入端子的正极和负极分别连接至所述点火器基准电压电路和所述延时电路。
10.如权利要求8或9所述的点火系统,包括可切换电源,以及适于在预定时间之后切断向所述电磁阀供电的定时器装置。
11.如权利要求8或9所述的点火系统,包括:
开关(Q3);控制装置(4),所述控制装置(4)响应于起动事件而向所述开关(Q3)提供第一控制信号,以在所述起动事件之后使可控阀装置(6)与电源连接达预定时间段。
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