CN106641356B - 液化气钢瓶装置及其安全阀控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液化气钢瓶装置及其安全阀控制系统，安全阀控制系统包括安全阀和控制装置；安全阀具有阀体，阀体开设有供介质流通进出的进口和出口，其阀腔内设有阀芯，及连通进口和出口的阀口；阀体外周设有相配合的线圈和铁芯；通电时，铁芯吸附阀芯朝向铁芯移动，以封堵阀口；安全阀控制系统还包括控制电路板，以控制线圈通电或断电；控制装置包括检测介质泄漏的检测元件，以及根据泄漏信号输出关断信号至控制电路板的输出模块，以控制安全阀通电。该安全阀控制系统，在一旦发生介质泄漏时，控制装置可以及时地发出关断信号至控制电路板，以使线圈通电，从而封堵阀口，关断阀门，起到及时切断通断的效果，提高安全系数。

Description

液化气钢瓶装置及其安全阀控制系统

技术领域

本发明涉及阀体技术领域，具体涉及一种液化气钢瓶装置及其安全阀控制系统。

背景技术

在日常生活中，很多管路中输送危险介质，例如液化气钢瓶的出口管路，天然气管路等。液化气钢瓶目前仍大量应用于尚未通入天然气的家庭中，以及一些饭馆、露天餐饮等。此类管路一旦发生泄漏(例如液化气皮胶管老化、液化气使用后忘记关闭阀门等原因)，可能会发生火灾、爆炸等危险，继而造成人员伤亡和财产的巨大损失。

有鉴于此，亟待提供一种装置，以能够及时地在管路泄漏时，对管路实现关断控制，提高安全系数。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种安全阀控制系统，该安全阀控制系统能够在发生泄漏时，及时地关断阀门，提高安全系数。

本方案提供的安全阀控制系统，包括安全阀和控制装置；

所述安全阀具有阀体，所述阀体开设有供介质流通进出的进口和出口，其阀腔内设有阀芯，及连通所述进口和所述出口的阀口；

所述阀体外周设有相配合的线圈和铁芯；通电时，所述铁芯吸附所述阀芯朝向所述铁芯移动，以封堵所述阀口；

所述安全阀控制系统还包括控制电路板，以控制所述线圈通电或断电；

所述控制装置包括检测所述介质泄漏的检测元件，以及根据泄漏信号输出关断信号至所述控制电路板的输出模块，以控制所述安全阀通电。

该安全阀控制系统设有通过通电吸附铁芯而封堵阀口的安全阀，另外还设有能够根据泄漏信号而输出关断信号的控制装置，则一旦发生介质泄漏，控制装置可以及时地发出关断信号至控制电路板，以使线圈通电，从而封堵阀口，关断阀门，起到及时切断通断的效果，提高安全系数。

可选地，所述安全阀设有供电至所述线圈的电池，所述控制电路板接收到关断信号时接通所述电池与所述线圈的供电电路。

可选地，所述安全阀控制系统包括调压阀，所述调压阀与所述安全阀的出口相接；所述控制电路板以及所述电池均安装于所述调压阀。

可选地，所述控制电路板控制所述安全阀通电预定时间后再自动断电。

可选地，所述安全阀还包括能够沿所述阀体外周滑动的驱动部，与所述阀芯位置对应，能够与所述阀芯相吸；通电时，所述铁芯吸附所述驱动部，驱动部再吸附所述阀芯朝向所述铁芯移动，以封堵所述阀口。

可选地，所述驱动部为外套所述阀体的磁铁套。

可选地，所述安全阀还包括定位部，所述定位部与所述阀体在所述阀芯移动方向上限位；断电后，所述驱动部能够脱离所述铁芯，并与所述定位部吸附而定位。

可选地，所述定位部为外套所述阀体的定位套，所述驱动部能够与所述定位套吸附而定位。

可选地，还包括隔离套，所述隔离套位于所述定位套与所述磁铁套之间，所述隔离套为非铁磁性材质材料制成。

可选地，所述隔离套与所述磁铁套固定；且，所述隔离套的套孔为台阶孔，所述磁铁套嵌套固定于所述隔离套的大孔内。

可选地，所述隔离套设有环形凸缘，所述环形凸缘对应于所述隔离套的小孔位置，所述环形凸缘位于所述定位套与所述磁铁套之间。

可选地，装载所述线圈的线圈壳体的轴向尺寸大于所述铁芯的轴向尺寸，所述线圈壳体与所述阀体外周形成环形空腔，所述隔离套大孔段的端部插入所述环形空腔内，且其外周壁能够始终抵靠于所述环形空腔外环周壁。

可选地，所述阀口位置设有密封圈，所述阀芯压住所述密封圈以实现封堵。+

可选地，所述阀体呈直管状设置，所述阀腔沿所述直管状轴向延伸，其两端形成所述进口和所述出口。+

本发明还提供一种液化气钢瓶装置，包括液化气钢瓶，还包括上述任一项所述的安全阀控制系统，所述安全阀控制系统的安全阀设于所述液化气钢瓶的出口位置。

由于上述安全阀控制系统具有上述技术效果，具有该安全阀控制系统的液化气钢瓶装置具有同样的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供安全阀一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1中复位套的结构示意图；

图3为图2的仰视图，去除了电池的后盖；

图4为图2安全阀组件中安全阀的结构示意图；

图5为图1中隔离套的结构示意图；

图6为本发明所提供安全阀控制系统中控制装置一种具体实施例的结构示意图。

图1-6中附图标记说明如下：

1阀体、2定位套、3阀芯、4隔离套、41环形凸缘、42大孔段、4b大孔、4a小孔、5磁铁套、6密封圈、7线圈保护盖、8线圈保护壳、9线圈、9a环形空腔、10铁芯、11易溶金属、12密封圈、131后盖螺栓、132底座螺栓、133电路板螺栓、14控制电路板、15电源线、16电池、172安装底座、172后盖、18调压阀、19密封接头、20电池簧片、21手轮、22弹簧。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供安全阀控制系统一种具体实施例的结构示意图；图2为图1中安全阀组件的结构示意图；图3为图2的仰视图，去除了电池的后盖；图4为图2安全阀组件中安全阀的结构示意图；图5为图1中隔离套的结构示意图。

该安全阀控制系统包括安全阀组件100和控制装置30，安全阀组件100具体包括安全阀和调压阀18。首先可参考图4，以理解本实施例中安全阀的具体结构。该安全阀具有阀体1，阀体1开设有进口以及出口，本实施例中，以该安全阀应用于液化气钢瓶为例进行说明。安全阀的进口与液化气钢瓶的钢瓶出口连通，则液化气钢瓶向外输出气体时需经安全阀进口入，安全阀的出口出。当安全阀的进口和出口之间的通路断开时，液化气钢瓶无法向外输送气体。

安全阀的阀腔内设有阀芯3，及连通进口和出口的阀口，阀芯3封堵阀口时，进口和出口之间的通路被断开，阀芯3脱离阀口时，进口和出口之间的通路导通。图4中，阀体1呈直管状设置，其阀腔沿直管轴向延伸，两端形成进口和出口，实际应用于液化气钢瓶时，可以水平布置。阀体1内的阀腔呈台阶孔设置，台阶面位置处的通路截面形成阀口，阀芯3具体为球状结构，能够封堵在阀口位置。球状结构的阀芯3易于在阀腔内滚动，有助于保证开阀和闭阀的性能，也便于后续所述的与驱动部的联动。但本方案并不限定阀芯3的具体结构，例如是锥状也是可行的。

安全阀阀体1的外周设有相配合的线圈9和铁芯10，图4中线圈9和铁芯10外套阀体1的外周，线圈9设于线圈保护壳8和线圈保护盖7围成的线圈壳体内。安全阀还设有能够沿阀体1外周滑动的驱动部，驱动部与阀腔内的阀芯3位置对应，能够与阀芯3相吸。通电时，铁芯10产生磁性从而吸附驱动部沿阀体1外周滑动，驱动部带动阀芯3朝向铁芯10移动，从而封堵所述阀口。

安全阀还包括定位部，定位部与阀体1在阀芯3移动方向上限位，即定位部无法沿阀芯3移动方向移动。线圈9断电后，阀芯3能够脱离铁芯10，并与定位部定位，也就限制了阀芯3移动。

具体到本实施例中，驱动部为磁铁套5。如图4所示，阀体1外部套设有磁铁套5，与阀芯3位置对应，相对于图4中的轴向(上下方向)通路，磁铁套5实际上与阀芯3在径向上相对应地设置，阀芯3采用铁磁性材质制成，则磁铁套5能够吸附阀芯3于阀腔的内壁上，阀芯3与磁铁套5形成组件，于是，阀芯3能够在磁铁套5的带动下，沿阀体1轴向移动，以封堵住阀口，或反向脱离阀口。

这里的线圈9和铁芯10均外套阀体1，以产生足够的磁力吸附磁铁套5。磁铁套5外套阀体1设置，安装可靠，便于加工，但显然，在能够吸附阀芯3的要求下，磁铁套5并不限于环形结构，只要能够在铁芯10作用下移动而带动阀芯3移向阀口即可。例如，阀体1外周形成沿周向移动的卡轨，设置只能沿卡轨轴向移动的长条形磁铁也可实现本发明的目的。

驱动部为磁铁套5时，阀芯3和磁铁套5形成可移动的组件，从而实现阀口的封堵或是开启。磁铁套5可以设置于阀体1之外，从而能够与阀体1之外的铁芯10形成较好的吸附配合，同时也就能够较为可靠地带动阀芯3移动。而且设置驱动部时，还易于实现阀芯3的复位，阀芯3位于阀腔内部，在外部不易操控，驱动部的设置形成了阀芯3的“隔空”操控件，开启阀口时，只要推动或拉动驱动部即可使阀芯3脱离阀口，操作较为便捷。

此时，阀体1除了进口、出口之外，无其他对外接口，可以一体加工为整体式结构，加工简便，尤其具备密封良好的优势，从而适用于例如本方案所述的液化气钢瓶等具有一定泄漏危险的产品。当然，并不下于设置驱动部，理论上铁芯10吸力足够大时也可以直接吸附阀芯3而使其移动。

本实施例中的定位部具体采用如图4所示的定位套2，定位套2外套阀体1，采用铁磁材料制成，能够被磁铁套5所吸附。当线圈9断电时，如果需要恢复管路的连通，重新处于能够供气的状态，则可以将磁铁套5回拉，并与定位套2吸附定位，使得进口和出口之间的通路打开，并且可保证阀芯3不会基于进气压力或者振动、重力等其他因素重新堵上阀口。当然，即便不设置定位部也是可行的，例如阀体1按照图4所示方位使用时，合理设置重力、进气压力以及吸力等参数，也可以保证阀芯3脱离阀口后不会重新堵上阀口。只是定位部的设置使得阀芯3的位置更加可靠、可控，尤其针对水平适用该安全阀的情形，适用于液化气钢瓶时，水平摆放更为合理。

定位套2可以螺纹连接或者压装等方式固定在阀体1外周，定位套2的目的是阀芯3与其定位后不易向阀口移动，故定位套2只要在阀芯3移动方向上定位即可，并不要求定位套2完全固定于阀体1。阀体1的外周可以加工出螺纹，定位套2可以螺纹固定在阀体1上，图4中，阀体1外周还设有台阶，定位套2自进口端旋入并固定到位后被台阶所抵挡，即便于定位套2安装固定至所需的位置。

图4中，定位部为铁磁材料制成，实际上，是磁铁也是可以的，与磁铁套5磁性相吸设置即可。可以理解，阀芯3、磁铁套5、定位部均可以设为磁铁，或者至少一者设为磁铁，其余设为铁磁性材料，能够被吸附，以能够实现三者的吸附效应即可，并且保证铁芯10的吸附力更大，即通电后，能够保证铁芯10能够将磁铁套5吸引移动，实现封堵阀口的功能。

需要说明的是，定位部并不限于与磁铁套5相吸附的定位套2。例如，定位部可以是设有卡接孔，磁铁(或者下述的复位套)上设有相应的卡扣，则推拉磁铁靠近定位部，并使卡扣卡入卡接孔内即可。当需要断开通路时，铁芯10的吸附力大于卡接力就能够实现本发明的目的。

安全阀还进一步设置外套阀体1的隔离套4，磁铁套5与隔离套4固定。具体地，如图4所示，隔离套4外套阀体1，且隔离套4的套孔为台阶孔，磁铁套5嵌套在大孔4b内。这样，磁铁套5的内周面与隔离套4的内周面可以平齐，以沿阀体1外周滑动。磁铁套5嵌于隔离套4内部，隔离套4可以对磁铁套5起到一定的保护作用。

隔离套4采用非铁磁性材料制成，这样隔离套4在定位套2和磁铁套5之间起到隔离的作用。基于磁力而相吸的两个部件，随着距离的变化，磁力衰减明显。设置隔离套4可以保证定位套2与磁铁套5之间具有一定的吸力，以实现基本的定位功能，同时又保证二者的吸力不会过大，以确保通电时铁芯10能够可靠地吸引磁铁套5，实现阀芯3的封堵。

进一步地，隔离套4的外周可设有环形凸缘41(图4中环形凸缘41还设有一级台阶)，环形凸缘41可以对应于小孔4a位置，相当于小孔段，位于磁铁套5和定位套2之间。则拉动环形凸缘41能够使磁铁套5沿阀体1外周滑动而靠近定位套2。可见，环形凸缘41具有便于把持和推拉的效果，阀体1和隔离套4均可以采用非磁性材料材质制成。

本实施例中，线圈壳体的轴向尺寸可以设计为大于铁芯10的轴向尺寸，则线圈壳体外套阀体1后，存在一环形空腔9a。另外，如图4所示，隔离套4大孔段42的一端插入于环形空腔9a内，在磁铁套5的行程内，隔离套4大孔段42的外周壁不会脱离环形空腔9a，且与环形空腔9a的外环周壁始终相抵靠，基于图4中脱离后磁铁套5与铁芯10的距离设定，隔离套4大孔段42的轴向长度会大于磁铁套5的轴向长度。如此设计隔离套4与线圈9的位置关系，可以将磁铁套5与外界隔离，铁芯10也与外界隔离，起到保护的作用；且，在同样体积的线圈9下，该设置方式还在不增加阀体1长度的前提下，提供了磁铁套5的行程空间。

对于上述实施例，阀体1内的阀口位置可以设有密封圈6，阀芯3压住密封圈6以实现封堵，相较于阀芯3单独封堵，密封圈6的设置更有利于保证密封性。另外，可以将密封圈6朝向阀芯3的一侧形成锥孔，如图4所示，可以导向阀芯3封堵住阀口，压实更为紧密。

以上是对安全阀结构的具体描述，可继续参考图1-3，安全阀控制系统还包括控制电路板14以及供电的电池16。具体地，控制电路板14以及电池16均可以安装于安全阀控制系统的调压阀18，调压阀18相接于安全阀的出口，通过密封圈12密封固定。调压阀18具有较大的面积，比如其底部，从而为电池16和控制电路板14提供足够的安装空间，安全阀可以小型化设置，从而节约空间。实际上，液化气钢瓶一般在出口处也会安装调压阀18，这里是利用调压阀18安装安全阀的控制、供电部件。

如图所示，在调压阀18的底部设有安装壳，安装壳具体包括安装底座172和后盖171，安装底座172可以通过底座螺栓132固定于调压阀18的底部，将控制电路板14通过电路板螺栓133固定于安装底座，安装底座设有电池安装位，如图所示的电池簧片20，安装完毕后，再将后盖17通过后盖螺栓131固定。线圈9的引线与控制电路板14连接，控制电路板14通过电源线15与电池16连接，以便控制电路板14控制线圈9的通电或断电。如图2所示，安装底座172与线圈保护壳8可以是一体式结构，从而便于安装，线圈9的引线和控制电路板14的连接更为可靠。

安全阀控制系统还包括控制装置30，控制装置30可参考图6，图6为本发明所提供安全阀控制系统中控制装置一种具体实施例的结构示意图。

控制装置30内可以设置检测液化气泄漏的检测元件和输出模块，当检测到液化气钢瓶周围环境出现泄漏时，输出模块根据检测到的泄漏信号可以将关断信号至控制电路板14，控制电路板14可以使线圈9通电，从而切断液化气钢瓶的出口通路，避免出现安全事故。

控制电路板14收到关断信号可以实现自动切断控制，较为智能。除了泄漏时自动控制，也可以人为控制管路的通断，例如，控制装置30可以与智能终端(比如手机、计算机)相连通，则智能终端的持有者，可以根据需要控制控制装置30发出信号至控制电路板14，以使管路根据需求关断，实现远程操控，提高安全性和使用便利性。

控制装置30的作用不限于检测泄漏气体并发出相应的关断信号，还可以具有其他功能。如图5所示，当应用于液化气钢瓶时，还可以用于显示气体余量，设置显示条311；在检测到漏气时，还可以发出报警信号，如图5所示的警示灯314等等。控制装置30的壳体上可以设置通风孔312，以便通风散热，保护内部的元器件；还可以设置电源插头313，当然设置电池也是可以的。该控制装置30可以固定于墙壁或者橱柜等位置，容易匹配到电源插座，故设置电源插头有利于获得持续的供电。

另外，本方案中，设置供电至线圈9的电池16，电池16作为便携式电源，更符合液化气钢瓶类使用场地较为机动的使用特点，便于用户使用。显然，也可以设置电源插头，适用于具备电源插座的场地。

需要说明的是，上述实施例中安全阀以设于液化气钢瓶的出口为例，可以理解，用于其他场合也是可行的，例如天然气管路，或者其他介质管路中均可。应用于液化气钢瓶时，液化气钢瓶的出口通常设于侧面，则上述水平延伸的直管状阀体1恰好配合使用，不会更改常规的管路连通设计，符合用户的使用习惯。

本方案中整个安全阀控制系统的具体工作过程如下：

控制装置30检测到泄漏信号，输出模块输出关断信号至控制电路板14，控制电路板14控制线圈9通电；

铁芯10磁力吸附磁铁套5向上移动，被磁铁套5吸附的阀芯3同步向上移动，直至压紧密封圈6，封堵阀口，通路被切断；

通电预定时间(例如可以是3s)后，控制电路板14控制断电，铁芯10磁力消失，但磁铁套5仍然能够与铁芯10产生磁力，从而保持阀口的封堵。

确认安全而需要再恢复通路时，手动推磁铁套5，使其靠近定位套2，然后吸附定位套2，与定位套2定位，阀芯3相应地脱离阀口，处于靠近定位套2的位置，阀口打开。控制装置30输出关断信号时，同时可以发出报警信号，报警灯闪烁，还可以同步无线上传数据至智能终端，以便用户能够及时查看关断情况，及时排除危险。

该实施例中，线圈9并非等到确认安全再回复通路时才断电，可以节省用电，尤其针对电源为电池16的情形。另外，这里并未设置使阀芯3远离阀口的复位部件，而是由人为操作通路的恢复，更能确保安全，防止误判开启阀口。本方案主要是由控制装置根据检测的泄漏信号控制安全阀自动关断，安全阀采用电磁阀，可以是如上实施例具体所描述的电磁阀，也可以是其他类型的电磁阀。

该安全阀的阀腔内还设有易熔金属11。如图2所示，阀体1向下侧延伸，在定位套2与进口之间还设有弹簧22和易熔金属11。弹簧22预压缩在易熔金属11和密封接头19(插入液化气瓶出口角阀位置实现抵接密封)之间，密封接头19插入于阀体1的进口端，进口端外壁套设有手轮21，手轮21下端具有螺纹，以便于液化气瓶出口位置的角阀螺纹连接。一旦发生高温危险情况，易熔金属11熔化，则弹簧22会伸出而推动阀芯3向阀口移动，并封堵阀口，关断气体或其他介质的通路。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种安全阀控制系统，其特征在于，包括安全阀和控制装置；

所述安全阀具有阀体(1)，所述阀体(1)开设有供介质流通进出的进口和出口，其阀腔内设有阀芯(3)，及连通所述进口和所述出口的阀口；

所述阀体(1)外周设有相配合的线圈(9)和铁芯(10)；通电时，所述铁芯(10)吸附所述阀芯(3)朝向所述铁芯(10)移动，以封堵所述阀口；

所述安全阀控制系统还包括控制电路板(14)，以控制所述线圈(9)通电或断电；

所述控制装置包括检测所述介质泄漏的检测元件，以及根据泄漏信号输出关断信号至所述控制电路板(14)的输出模块，以控制所述安全阀通电；

所述安全阀设有供电至所述线圈(9)的电池(16)，所述控制电路板(14)接收到关断信号时接通所述电池(16)与所述线圈(9)的供电电路；

所述安全阀控制系统包括调压阀(18)，所述调压阀(18)与所述安全阀的出口相接；所述控制电路板(14)以及所述电池(16)均安装于所述调压阀(18)。

2.如权利要求1所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述控制电路板(14)控制所述安全阀通电预定时间后再自动断电。

3.如权利要求1或2所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述安全阀还包括能够沿所述阀体(1)外周滑动的驱动部，与所述阀芯(3)位置对应，能够与所述阀芯(3)相吸；通电时，所述铁芯(10)吸附所述驱动部，驱动部再吸附所述阀芯(3)朝向所述铁芯(10)移动，以封堵所述阀口。

4.如权利要求3所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述驱动部为外套所述阀体的磁铁套(5)。

5.如权利要求4所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述安全阀还包括定位部，所述定位部与所述阀体(1)在所述阀芯(3)移动方向上限位；断电后，所述驱动部能够脱离所述铁芯(10)，并与所述定位部吸附而定位。

6.如权利要求5所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述定位部为外套所述阀体(1)的定位套(2)，所述驱动部能够与所述定位套(2)吸附而定位。

7.如权利要求6所述的安全阀控制系统，其特征在于，还包括隔离套(4)，所述隔离套(4)位于所述定位套(2)与所述磁铁套(5)之间，所述隔离套(4)为非铁磁性材质材料制成。

8.如权利要求7所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述隔离套(4)与所述磁铁套(5)固定；且，所述隔离套(4)的套孔为台阶孔，所述磁铁套(5)嵌套固定于所述隔离套(4)的大孔(4b)内。

9.如权利要求8所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述隔离套(4)设有环形凸缘(41)，所述环形凸缘(41)对应于所述隔离套(4)的小孔(4a)位置，所述环形凸缘(41)位于所述定位套(2)与所述磁铁套(5)之间。

10.如权利要求9所述的安全阀控制系统，其特征在于，装载所述线圈(9)的线圈壳体的轴向尺寸大于所述铁芯(10)的轴向尺寸，所述线圈壳体与所述阀体(1)外周形成环形空腔(9a)，所述隔离套(4)大孔段(42)的端部插入所述环形空腔(9a)内，且其外周壁能够始终抵靠于所述环形空腔外环周壁。

11.如权利要求3所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述阀口位置设有密封圈(6)，所述阀芯(3)压住所述密封圈(3)以实现封堵。

12.如权利要求3所述的安全阀控制系统，其特征在于，所述阀体(1 )呈直管状设置，所述阀腔沿所述直管状轴向延伸，其两端形成所述进口和所述出口。

13.一种液化气钢瓶装置，包括液化气钢瓶，其特征在于，还包括权利要求1-12任一项所述的安全阀控制系统，所述安全阀控制系统的安全阀设于所述液化气钢瓶的出口位置。