CN87207216U - 程序控制的全自动燃气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种对煤气、液化石油气等可燃气体燃烧进行程序控制的全自动燃气设备。是将机械手及具有定时开阀同步点火、温控调节火力、定时维持燃烧后自动关阀、意外熄火后瞬间光控自动关阀、自动报警及定时自动控制家用电器电源等功能的全自动程控调节装置。

Description

本实用新型涉及一种气体燃料燃烧的控制和调节技术，特别是一种实现程序控制的全自动燃气设备。

现有市售的家用煤气灶在炊事时始终需要人工操作、现场看守。我国专利公报公开的技术中：“具有定时自动熄灭性能的液化石油气炉”（专利申请号85204671）是利用定时装置自动关闭气路，仅具有定时关闭电磁阀实现自动熄火的功能；“燃气器具安全装置”（专利申请号85205593）是利用光敏传感器作为火焰传感器、利用电磁阀为执行机构的安全装置，仅能在火焰意外熄灭时关闭气源；“多功能可燃气体控制器”（专利申请号86200830）是在点火、定时、报警电路上加上一个由电磁阀组成的开气、关气电路。综上所述的国内现有的气体燃料燃烧控制与调节技术，均不能实现燃烧设备现场无人之时进行全自动程序控制定时完成炊事或其他加热过程。

经对美国Dialag系统的世界专利数据库350、351文档（1963年至1987年），按本课题桥索式进行扫描，未发现有与本实用新型技术特征相近的专利文献。

本实用新型的目的是要提供一种能钟控定时自动启燃、温控自动调节火力强度。延时维持燃烧后自动关闭气阀。由火焰光电监护器实现意外熄火后瞬间自动关闭气阀并自动报警的程序控制的全自动燃气设备，从而实现炊事或其他加热过程的自动化。

本实用新型的目的是以下述方式完成的：程序控制的全自动燃气设备由改进的燃烧器与全自动程控装置组成一个完整设备。全自动程控装置由程序控制器及其全自动执行机构组成。程序控制器可由时钟控制器、热敏控制器、微型电磁离合器制动的定时器及火焰光电监护器组成。全自动执行机构由机械手、限位传动器、电子点火器及报警器组成。全自动控制的程序是：首先由时钟控制器发出定时启燃指令，进行自动开启气阀和同步点火；当被加热器具内达到指令温度时，由热敏控制器发出调阀指令，进行调节火力强度；维持燃烧的时间则由微型电磁离合器制动的定时器控制，延时燃烧至加热过程完成后，仍由它发出关阀指令，进行关闭气阀动作。无人操作情况下燃气设备由于意外熄火可导致大量可燃性气体外泄，难免发生火灾、中毒、爆炸等事故，在这里是以以下方式控制的：在燃烧的全过程，始终由一种火焰光电监护器监视保护，一旦意外熄火，能在瞬间发出关阀指令，进行关闭气阀及报警动作。此时，如果加热过程尚未完成，能继续自动重复进行程序控制，直至完成加热过程及最终关闭气阀。

以下将结合附图对本实用新型的技术特征及最佳实施作详细描述。

附图1是一幅限位传动器及机械手的结构示意图。

附图2是一幅程控反馈接触器的动作原理图及自控电路图。

附图中的虚线方框内表示某一个组件。

如附图1所示，限位传动器以微型电机（2）为动力，由其轴伸端的主动轮（3）及传动轮系传动，传动轮系中装有桥式电刷（5）的轮片称程控限位轮（8）。他们是若干组小模数平行齿轮组件动配合在二块夹板（1）之间的一种减速器。在程控限位轮与夹板之间安装着由桥式电刷（5）、齿轮绝缘片（6）、夹板绝缘片（7）及程控静触片组件组成的程控反馈接触器（4），他们类似行程开关。机械手是由气阀传动轮（10）、打火凸轮（11）及气阀主轴（12）铆焊连接的组件，气阀传动轮与限位传动器的未级齿轮（9）啮合并与气阀主轴静配合，直接使气阀阀芯转动，从而执行气阀开、关及调节流量动作，打火凸轮则随着气阀主轴的转动在气阀开启时执行同步打火动作，电火花由电子点火器或压电陶瓷点火器产生。

如图1、2所示，程控反馈接触器的桥式电刷（5）是一个导电簧片，隔着齿轮绝缘片（6）固定在程控限位轮（8）上，桥式电刷上有二个动触点。程控静触片组件是由一个开阀静触片（13）、一至二个调阀静触片（24）、一个关阀静触片（23）及一个公用通电静触片（15）组成，他们互相绝缘。并且隔着夹板绝缘片（7）固定在夹板（1）上，如果夹板是绝缘材料，将不需要夹板绝缘片。程控反馈接触器的作用是：按照指令程序去控制开阀、调阀及关阀工作电路的开断或闭合，类同于一种程序控制的行程开关，桥式电刷的二个动触点随着程控限位轮的转动分别滑行在公用通电静触片和程控静触片组件形成的轨道上，在程序控制器与执行机构之间起着传递指令信号的桥梁作用。

如附图2所示：公用通电静触片（15）与报警器（22）及限位传动器上的微型电机（2）导通；开阀静触片（13）的开阀动作电路接受开阀电源开关（14）及时钟控制器（20）的控制；调阀静触片（24）的调阀动作电路接受调阀电源开关（16）及热敏控制器（18）的控制；调阀与关阀静触片（24）、（23）的动作电路同时接受关阀电源开关（17）、微型电磁离合器制动的定时器（25）及火焰光电监护器（19）的控制；微型电磁离合器制动的定时器是一种中间延时控制器，它由热敏控制器（18）及延时电源开关控制，其作用是限时维持燃烧；在时钟控制器（20）控制的电路中，或还可以附加一种改进的中间继电器（21），由它的常闭或常开触点去定时控制其他家用电器电路的通断，成为“家用电器控制中心。

上述的时钟控制器（20）是利用石英电子闹钟、时钟单片机、晶体管电子闹钟或改进的机械闹钟的时间显示及定时动合触点功能，其技术特征已由本实用新型发明人在我国申请的“节能自控蜂窝煤炉”（专利申请号85205854）及“多功能自控暖气炉”（专利申请号87202745）专利文献中详细描述，在这里仅是新型的组合。热敏控制器（18）是利用温度继电器或其他热敏元件通过温度变化动合触点的功能。

以下将对火焰光电监护器（19）的技术特征进行详细描述：现有公用公知的光电晶体管其光谱灵敏峰值波长为0.88～0.95微米，然而气体燃烧火焰的光谱波长大多在0.45～0.57微米之间，所以现有公知的光控器件对蓝光灵敏度只有50％。本实用新型的火焰光电监护器由火焰光谱波长调制器与公知的光控电路组成，火焰光谱波长调制器采用金属材料制作，并且安装在燃烧器的火焰喷出口，能使火焰光谱波长调制在0.45～0.95微米的范围，从而提高了光控电路的灵敏度，同时能避免外界散光的干扰，其灵敏度能传感到目测最小火焰。

结合附图1、2所示，本实用新型全自动程序控制的原理是：

1、当时钟控制器（20）定时动合触点时，电流经钟控开阀电源开关抵达开阀静触片（13），由桥式电刷（5）通过公用通电静触片（15）导通微型电机（2）及报警器（22）的工作电路，由机械手执行开阀及同步点火动作，同时进行“启燃”报警。由于开阀静触片的扇形轨道为180°，程控限位轮（8）与气阀传动轮（10）的齿数比例为1：2，前者转动180°后者转动90°，却好使气阀完全开启，结合同步点火动作，燃烧器启燃。此时，桥式电刷已脱离开阀静触片并滑行至调阀静触片（24）的起始端，开阀动作电路被断开，等待着调阀指令。

2、当被加热器温度上升至预定温度时，热敏控制器（18）动合触点，电流抵达调阀静触片（24），由桥式电刷、公用通电静触片导通微型电机及报警器的工作电路，机械手按照调阀静触片的扇形角度作适当的调节气体流量的动作，同时发出“达温”报警声；热敏控制器还同时启动微型电磁制动的定时器（25），燃烧器按照预置的指令维持适当火力强度的定时燃烧。此时，桥式电刷切断了调阀动作电路，停留在关阀静触片（23）的起始端，等待着关阀指令。

3、当微型电磁离合器制动的定时器（25）定时动作终末动合触点时，使电流抵达关阀静触片（23），仍由桥式电刷及公用通电静触片导通微型电机及报警器的关阀动作电路，机械手执行关阀动作并发出“关阀”报警声。此时，桥式电刷又滑行至开阀静触片的起始端“整装待命”。

4、当气路意外闭塞等原因导致开阀后未能启燃或意外熄火时，火焰光电监护器瞬间同时闭合调阀、关阀及报警动作电路，使气阀关闭并发出“意外”报警声。如果在钟控开阀的指令时限内，还能重复进行上述程序控制动作，直至加热过程完成及最终关闭气阀。火焰光电监护器能在无人操作情况下达到确保安全的效果。

本实用新型的最佳实施方案是：全自动控制装置以线路形式连接于一个控制箱，时钟控制器、微型电磁离合器制动的定时器、电源开关及印刷线路板固定在控制箱，热敏控制器的感温端应能直接传感到被加热器的温度变化，火焰光电监护器的感光面应能直接接收到火焰光谱波长调制器的光束，调阀静触片的扇形角度应调节到能控制中等火力强度至目测最小火焰之间的范围，打火凸轮掀打电子点火器的有效动作时间应与最佳气流喷出时间同步。全自动控制装置的电源为低压电源，以12伏为最佳，应能交直两用，总功率控制在6瓦左右为宜，启闭气阀的单项动作时间应小于5秒，使用一万次的耗电量小于0.1千瓦／小时。

本实用新型与现有技术相比较，其积极效果有：

1、通过全自动程序控制，达到操作者不在现场能实现自动烧饭、熬粥、蒸煮食物及完成其他加热过程，从而节省了众多的宝贵时间。

2、采用火焰光电监护器，避免因意外熄火导致可燃性气体外泄所造成的事故，确保安全。

3、利用时钟控制器及附加改进的中间继电器，还能定时控制家用电器及其他电器电源的通断，发挥了多功能自动控制的效果，可以成为“家电控制中心”。

4、利用限位传动器、机械手及普通气阀控制气流，能开、能关、能调节流量、能同步点火，行程准确，使用寿命长，便于实施，成本比电磁阀降低50％以上。

5、能预先输入指令进行程序控制，有类似微电脑控制的效果，成本却仅需要几十元人民币。

综上所述，本实用新型具有广泛的社会效益和显著的经济效益。

Claims (3)

1、一种涉及气体燃料燃烧的控制与调节的程序控制的全自动燃气设备，它装有旋塞气阀及燃烧器，采用时钟控制器(20)、热敏控制器(18)、定时器(25)、光电晶体管作为指令机构，以气阀传动轮(10)、打火凸轮(11)、限位传动器、点火器及报警器作为执行机构，其特征在于：(A)气阀传动轮(10)与气阀主轴(12)定位配合，由限位传动器驱动；(B)火焰光电监护器(19)由光控电路和火焰光谱波长调制器组成。

2、根据权利要求1所述的程序控制的全自动燃气设备，其特征在于：限位传动器装有由开阀静触片（13）、调阀静触片（24）、关阀静触片（23）与桥式电刷（5）组成的程控反馈接触器（4），开阀、调阀、关阀静触片形成一个环形轨道，并且分别串联在开阀、调阀、关阀电路中。

3、根据权利要求1所述的程序控制的全自动燃气设备，其特征在于：火焰光谱波长调制器采用金属材料制作，并且安装在燃烧器的喷火口。

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