CN105664775A - 一种可远程操控的混合设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可远程操控的混合设备，包括输入部、混合腔、开关部、开关转动部、转动角度检测机构和带无线通信模块的控制电路；开关转动部包括通过固定座与开关部固定相连的第三电机，该第三电机的转动轴通过联轴器与转芯的下腔体固定相连；转动角度检测机构包括设置在固定座上的容纳槽，在容纳槽中设有绝缘座，在绝缘座之中设有与固定座之间均保持绝缘的检测块，而联轴器上设有当转芯转动至排出孔与输出接口不相连通的位置时可以触碰到检测块的外凸块。本发明提供由外部的控制终端通过无线控制进行工作，具有结构简单、安全可靠，具有适应范围广及较佳应用前景等优点。

Description

一种可远程操控的混合设备
技术领域
本发明涉及一种混合设备，尤其是涉及一种可远程操控的混合设备。
背景技术
各行各业生产及使用需要，时常需要将几种气体按比例混合，或是几种液体混合，甚至是将液体与气体混合。而现有的混合设备或开关装置，一是无法确保气体或液体混合均匀，二是安全性不高，容易发生气体或液体泄漏，若为有毒、易燃易爆气体或液体，则安全性为首先必须考虑的问题。为此，有必要提供一种安全性高、混合均匀且适应范围广的混合设备。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提出一种结构简单、混合均匀、适应范围广、安全可靠且可远程操控的混合设备。
本发明采用如下技术方案实现：一种可远程操控的混合设备，其包括输入部、混合腔、开关部、开关转动部、转动角度检测机构和控制电路；输入部包括连通混合腔的多个输入通道，每个输入通道均具有一个供液体或气体进入的输入接口，每个输入通道中依次设有叶轮和单向阀，叶轮固定在转动轴的第一末端，而转动轴的第二末端连接传动机构；传动机构包括第一电机以及与第一电机相连的至少一个齿轮组，每个组齿轮包括啮合连接的多个齿轮，每个齿轮分别与其中一个输入通道中的转动轴的第二末端相连；开关部包括中部具有容纳腔的壳体，壳体上设有至少一个连通容纳腔的输出接口，容纳腔之中套设有一个转芯，转芯的中部空腔被密封板分为上腔体和下腔体，上腔体与混合腔相连通且上腔体的腔壁上设有可连通输出接口的排出孔；开关转动部包括通过固定座与开关部固定相连的第三电机，该第三电机的转动轴通过联轴器与转芯的下腔体固定相连；转动角度检测机构包括设置在固定座上的容纳槽，在容纳槽中设有绝缘座，在绝缘座之中设有与固定座之间均保持绝缘的检测块，而联轴器上设有当转芯转动至排出孔与输出接口不相连通的位置时可以触碰到检测块的外凸块；控制电路包括：主控制器，电性相连主控制器的无线通信模块以及分别用于驱动第一电机和第三电机的第一驱动电路和第三驱动电路。
其中，还包括设置在转芯的上腔体与混合腔之间的开关控制器，开关控制器包括第二电机及连接在第二电机的传动轴末端的密封块，该密封块的下侧面设有密封垫，通过密封垫可密封连接转芯的上腔体的上末端。
其中，控制电路还包括电性相连主控制器的第二驱动电路，该第二驱动电路与第二电机相连。
其中，传动机构包括第一电机以及与第一电机相连的至少一个齿轮组，每个组齿轮包括啮合连接的第一齿轮与第二齿轮，且第一齿轮与第二齿轮分别与相邻的两个输入通道中各自的转动轴的第二末端相连。
其中，每个输入通道的腔壁上分别设有防水轴承，转动轴的第二末端穿过防水轴承与传动机构相连。
其中，每个输入通道中均设置具有通孔的隔板，该隔板位于叶轮与单向阀之间，且通孔的孔径小于输入通道的孔径。
其中，该转芯的外形与容纳腔的形状一致，且转芯的外形为圆筒状或圆锥筒状。
其中，混合腔中设有用于检测气体或液体的压力及流速的一个或多个传感器。
其中，第二电机为伸缩电机。
其中，联轴器与密封板之间还设有压簧。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提出的混合设备带有无线通信模块，提供通过无线通信模块进行远程操控的无线控制，由控制电路对应控制第一、第二和第三电机的工作，操作方便，不仅符合当前智能化的大趋势，更适合混合装置用于混合危险性的气体或液体时通过远程操控来提高安全性。另外，通过传动机构确定不同输入通道中的叶轮不同的转速，从而方便调节通过各个输入通道的气体/液体的混合比例，且通过叶轮加速及增压处理，不仅使多种气体/液体能更混合更均匀，还能满足生产实际中对输出的混合气体/液体的流速、压力等要求，且本发明不仅可以混合多种气体或多种液体，也可以将气体与液体混合。再者，本发明开关部及开关控制器的双开关设计，仅当开关部的转芯转动至第一位置时且开关控制器打开，混合后的气体/液体才能从输出接口排出，即使开关控制器的密封效果不佳或转芯失效，都不会存在气体/液体的泄露。还有，由第三电机带动开关部的转芯转动来打开或关闭开关部，并设有检测开关部是否正确关闭的转动角度检测机构，确保了开关部的准确关闭，可以防止开关部没正确关闭引起泄漏而带来的风险。综上，本发明安全可靠，尤其适合对易燃、易挥发等危险性或安全性较高的气体/液体混合处理，适应范围广，具有较佳应用前景。
附图说明
图1是本发明混合设备与控制终端之间的连接结构示意图。
图2是本发明混合设备的结构示意图。
图3是图2中转芯的结构示意图。
图4是图2中A-A截面的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出一种可远程操控的混合设备，该混合设备具有控制电路，通过控制电路中的无线通信模块(为现有技术中任何一种无限通信模块，比如红外线模块、蓝牙模块、WLAN模块或GPRS模块，等)与外部的控制终端(比如，控制终端为遥控器、智能手机，等)进行通信，控制电路根据控制终端发出的操控指令相应的控制混合设备的工作。其中，有关控制电路与控制终端的通信方式为现有技术，再次不详细描述。
进一步结合图2、图3和图4所示，本发明提出一种安全性高、混合均匀且适应范围广的混合设备，除了具有控制电路以外，还包括具有多个输入通道的输入部1、与输入部1的每个输入通道分别连通的混合腔2、连接混合腔2的开关部3以及用于控制混合腔2与开关部3之间是否连通的开关控制器，该开关控制器设置在混合腔2与开关部之间，用于控制开关部3打开或关闭的开关转动部以及用于开关部3是否正确关闭的转动角度检测机构。
其中，控制电路具有包括：主控制器，与主控制器电性相连的无线通信模块、用于驱动第一电机的第一驱动电路、用于驱动第二电机的第二驱动电路以及用于驱动第三电机的第三驱动电路。主控制器根据无线通信模块接收的操控指令，对应向第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路发出相应的指令，以控制第一电机、第二电机及第三电机的工作。其中，第一电机、第二电机及第三电机分别设置在输入部1、开关控制器及开关转动部之中，下面将详细描述。
下面以输入部2具有2个输入通道为例进一步说明。输入部2包括：具有便于液体或气体进入的第一输入接口111的第一输入通道11和具有便于液体或气体进入的第二输入接口121的第二输入通道12，第一输入通道11及第二输入通道12均连通混合腔2；依次设置在第一输入通道11中的第一叶轮113和第一单向阀116，依次设置在第二输入通道12中的第二叶轮123和第二单向阀126；第一叶轮113和第二叶轮123分别固定在第一转动轴114的第一末端和第二转动轴124的第一末端之上，且第一转动轴114的第二末端和第二转动轴124的第二末端分别通过第一防水轴承115和第二防水轴承125延伸出第一输入通道11及第二输入通道12，该第一防水轴承115和第二防水轴承125分别固定在第一输入通道11的腔壁上及第二输入通道12的腔壁上；第一转动轴114的第二末端和第二转动轴124的第二末端之间设有传动机构，该传动机构包括连接在第一转动轴114的第二末端的第一齿轮131及连接在第二转动轴124的第二末端的第二齿轮132，该第一齿轮131与第二齿轮131啮合连接，以及传动轴与第一转动轴114的第二末端或第二转动轴124的第二末端相连的第一电机133。
第一电机133工作时，通过第一齿轮131与第二齿轮131分别带动第一叶轮113与第二叶轮123转动，分别从第一输入接口111、第二输入接口121进入的气体或液体得以增压、增速处理，加速从第一输入通道11及第二输入通道12排至混合腔2。故为了使气体或液体在第一输入通道11及第二输入通道12中起到更好的增压效果，在第一输入通道11中设置具有第一通孔118的第一隔板117，第一隔板117位于第一叶轮113与第一单向阀116之间，且第一通孔118的孔径小于第一输入通道11的孔径；在第二输入通道12中设置具有具有第二通孔128的第二隔板127，第二隔板127位于第二叶轮123与第二单向阀126之间，且第二通孔128的孔径小于第二输入通道12的孔径。
并且，若第一叶轮113与第二叶轮123的大小一致，则通过设置第一齿轮131与第二齿轮132的半径比a，从而可以设置第一转动轴114与第二转动轴124之间的转速比也为a，进而设置单位时间内第一叶轮113将从第一输入接口111进入的气体或液体排出第一输入通道11的体积与第二叶轮123将从第二输入接口121进入的气体或液体排出第二输入通道12的体积之间的比例也为a。因此，根据可以需要混合的气体或液体之间的混合比例，选择对应的第一齿轮131与第二齿轮132的半径比即可，方便使用。
以上仅以2个输入通道为例进行了详细说明。当然，根据实际需要，输入部可以具有2个以上的输入通道，相邻两个输入通道中带动各自叶轮转动的转动轴分别通过一组齿轮啮合相连，使各个输入通道中的叶轮在第一电机133的带动下同步运动。
另外，混合腔2中设有检测气体或液体的压力及流速的一个或多个传感器21。
开关部3包括：中部具有容纳腔32的壳体31，开关控制器设置在容纳腔32与混合腔2之间，且壳体31上设有至少一个连通容纳腔32的输出接口33；容纳腔32之中套设有一个转芯34，转芯34具有中部空腔，该转芯34的外形与容纳腔32一致，转芯34的外形一般为圆筒状或圆锥筒状，转芯34中部具有一密封板341，密封板341将转芯34的中部空腔分为上腔体342和下腔体343；转芯34上设有连通上腔体342的排出孔344，排出孔344与输出接口33错位设置，即当转芯34在容纳腔32中处于第一位置时，排出孔344与输出接口33部分或全部重合，而转芯34在容纳腔32中处于第二位置时，排出孔344与输出接口33无任何重合部分。
开关控制器设置在转芯34的上末端与混合腔2之间，开关控制器包括第二电机41(第二电机41优选采用伸缩电机)及连接在第二电机41的传动轴末端的密封块42，该密封块42的下侧面设有密封垫43，且密封垫43可密封连接转芯34的上腔体342的上末端。
结合图2和图3所示，转芯34的下末端连接开关转动部，该开关转动部包括：通过固定座8与开关部3的壳体31固定相连的第三电机6，该第三电机6的转动轴61通过联轴器7与转芯34的下腔体343固定相连，且联轴器7与密封板341之间还设有压簧5，通过压簧5产生进一步确保转芯34的上腔体342与密封垫43之间可以保持密封连接。第三电机6的转动轴61通过联轴器7带动转芯34同步转动，以使转芯34在容纳腔32中处于第一位置与第二位置之间的切换转动。
结合图4所示，转动角度检测机构包括：设置在固定座8上的容纳槽81，在容纳槽81中设有绝缘座82，在绝缘座82之中设有检测块83，该检测块83通过绝缘座35与固定座8、壳体31之间均保持绝缘；设置在联轴器7上且可以触碰到检测块83的外凸块71。第三电机6的转动轴61通过联轴器7与转芯34同步运动，当转芯34在容纳腔32中处于第一位置时，排出孔344与输出接口33部分或全部重合，混合气体/液体可以通过输出接口33排出，此时检测块83与外凸块71之间没有触碰在一起；当转芯34在容纳腔32中处于第二位置时，排出孔344与输出接口33无任何重合部分，此时联轴器7上的外凸块71与触碰到检测块83，故通过检测检测块83上的电压变化即可判断出转芯34是否已经准确的从第一位置切换到了第二位置。
比如，给检测块83一个高电平的检测电压，当金属第三电机6的外凸块71未触碰到检测块83，检测块83相当于悬空，此时检测块83上仍是高电平，而当的外凸块71触碰到检测块83时，相当于给检测块83接地了，此时检测块83上应该是低电平。故通过检测块83的电平变化即可判断出金属第三电机6的外凸块71是否触碰到检测块83，即判断出转芯34已经准确的从第一位置切换到了第二位置。
当第一电机133停止运转时或第二电机41关闭时，若如上所述通过检测块83的电平变化判断出外凸块71没有触碰到检测块83，即判断出转芯34没有准确的从第一位置切换到了第二位置，此时可以发出报警信号提醒用户，进一步提高第一电机133或第二电机41出现故障时该混合设备的安全性与可靠性。
本发明的工作原理如下：用户通过控制终端与控制电路的无线通信模块建立通信，向无线通信模块发出操控指令以控制第一电机133、第二电机41和第三电机6启动、停止、转速、转动时间等(此乃本领域技术人员公知常识，本发明未做项目描述)。具体来说，第一液体/气体进入到第一输入接口111的第一输入通道11，第二液体/气体进入到第二输入接口121的第二输入通道12；通过第三电机6使转芯34在容纳腔32中从第二位置转动至第一位置时，启动第一电机133、第二电机41和第三电机6，第一电机133通过传动机构带动第一叶轮113与第二叶轮123转动，使第一液体/气体、第二液体/气体均得以增压及增速处理后进入混合腔2混合，此时第二电机41带动密封垫43运动，使密封垫43不再密封转芯34的上腔体342，从而使混合腔2中混合后的气体/液体进入转芯34的上腔体342后，而第三电机6带动转芯34转动至第一位置，故混合后的气体/液体通过转芯34上的排出孔344从输出接口33排出。反之，关闭时，当第三电机6带动转芯34在容纳腔32中从第一位置转动至第二位置时，停止第一电机133和第二电机41，此时第二电机41通过密封垫43密封连接转芯34的上末端，以彻底阻断混合腔2与转芯34的上腔体342之间的通路，并使第一电机133停止工作以使气体或液体不再进入混合腔2。
本发明提出的混合设备，通过传动机构确定不同输入通道中的叶轮不同的转速，从而方便调节通过各个输入通道的气体/液体的混合比例，且通过叶轮加速及增压处理，不仅使多种气体/液体能更混合更均匀，还能满足生产实际中对输出的混合气体/液体的流速、压力等要求，且本发明不仅可以混合多种气体或多种液体，也可以将气体与液体混合。另外，本发明开关部及开关控制器的双开关设计，仅当开关部的转芯34转动至第一位置时且开关控制器打开，混合后的气体/液体才能从输出接口33排出，即使开关控制器的密封效果不佳或转芯34失效，都不会存在气体/液体的泄露。再者，由第三电机带动开关部的转芯转动来打开或关闭开关部，并设有检测开关部是否正确关闭的转动角度检测机构，确保了开关部的准确关闭，可以防止开关部没正确关闭引起泄漏而带来的风险。综上，本发明安全可靠，尤其适合对易燃、易挥发等危险性或安全性较高的气体/液体混合处理，适应范围广，具有较佳应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可远程操控的混合设备，其特征在于，包括输入部、混合腔、开关部、开关转动部、转动角度检测机构和控制电路；
输入部包括连通混合腔的多个输入通道，每个输入通道均具有一个供液体或气体进入的输入接口，每个输入通道中依次设有叶轮和单向阀，叶轮固定在转动轴的第一末端，而转动轴的第二末端连接传动机构；
传动机构包括第一电机以及与第一电机相连的至少一个齿轮组，每个组齿轮包括啮合连接的多个齿轮，每个齿轮分别与其中一个输入通道中的转动轴的第二末端相连；
开关部包括中部具有容纳腔的壳体，壳体上设有至少一个连通容纳腔的输出接口，容纳腔之中套设有一个转芯，转芯的中部空腔被密封板分为上腔体和下腔体，上腔体与混合腔相连通且上腔体的腔壁上设有可连通输出接口的排出孔；
开关转动部包括通过固定座与开关部固定相连的第三电机，该第三电机的转动轴通过联轴器与转芯的下腔体固定相连；
转动角度检测机构包括设置在固定座上的容纳槽，在容纳槽中设有绝缘座，在绝缘座之中设有与固定座之间均保持绝缘的检测块，而联轴器上设有当转芯转动至排出孔与输出接口不相连通的位置时可以触碰到检测块的外凸块；
控制电路包括：主控制器，电性相连主控制器的无线通信模块以及分别用于驱动第一电机、第三电机的第一驱动电路和第三驱动电路。
2.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，还包括设置在转芯的上腔体与混合腔之间的开关控制器，开关控制器包括第二电机及连接在第二电机的传动轴末端的密封块，该密封块的下侧面设有密封垫，通过密封垫可密封连接转芯的上腔体的上末端。
3.根据权利要求2所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，控制电路还包括电性相连主控制器的第二驱动电路，该第二驱动电路与第二电机相连。
4.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，每个输入通道的腔壁上分别设有防水轴承，转动轴的第二末端穿过防水轴承与传动机构相连。
5.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，每个输入通道中均设置具有通孔的隔板，该隔板位于叶轮与单向阀之间，且通孔的孔径小于输入通道的孔径。
6.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，该转芯的外形与容纳腔的形状一致，且转芯的外形为圆筒状或圆锥筒状。
7.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，混合腔中设有用于检测气体或液体的压力及流速的一个或多个传感器。
8.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，第二电机为伸缩电机。
9.根据权利要求1所述一种可远程操控的混合设备，其特征在于，联轴器与密封板之间还设有压簧。
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