本发明涉及一种燃气自控报警安全装置,该装置适用于液化气罐、管道煤气、天然气等燃气。该装置由光敏传感器、控制电路、定时器、报警器和电磁阀组成。采用光敏元件作为火焰传感器时具有灵敏度高并可同时连接至少一个以上的传感器的优点。当灶具火焰因外界条件,例如风吹,水浇等情况而熄灭时,或是选定的通气时间结束,均可在瞬间发出音响报警,同时关闭电磁阀断开气源,从而可避免意外事故发生,达到安全目的。 近年来,随着各种燃气得到普遍应用,已开发出多种这类安全装置。我国实用新型专利说明书CN85205593U公开了一种燃气器具安全装置,这种安全装置采用光敏三极管为火焰传感器,脉冲电磁阀为执行器,能在火焰意外熄灭的瞬间关闭气源,防止因未燃气体外逸,引起中毒,火灾甚至爆炸等事故。该实用新型的特点是能检测到弱火信号,传感器的延迟时间极小,从熄火到关闭气源的时间仅为50毫秒。脉冲电磁阀采用永磁铁,预置了磁力又设有电磁线圈,借此使其活动铁芯所需要的电磁力大为减小,所以可在低压下工作,同时功耗小,但是该装置功能单一,仅能在灶火意外熄灭时关闭气源。该实用新型专门设计的电磁阀属于先导型电磁阀,这种阀的结构较为复杂,成本也相应较高,特别是其关键件导阀和主阀阀塞的具体结构均未见示出,控制电路也未示出,这对该装置的实施是不利的。在实际使用期间由于某种原因,阀门可能关闭不严,导致漏气,该装置却并未设有报警功能,这样就在无形之中使其首要功能-安全化为乌有,也就是说,因此就先去了使用该装置的全部意义。此外,采用光敏三极管作为检测火焰用的高灵敏度传感器,而其具体结构则未示出,就使其难于实施。所有这些也是该装置至今未能深入普及推广到广大用户中去或为用户所接受的根本原因。
另一份我国实用新型专利说明书CN88206355.3公开了一种煤气灶安全器,它是由具有电子打火、定时、音响报警、用于气门与报警的电磁开关控制、火焰监控诸功能的结构所组成,各种结构间用电路连接。该安全器采用热敏电组作为火焰传感元件,其检测灵敏度是不及光敏元件的。传感器的具体结构和安装方式均未示出,这样就使其难于实施。用于气门与报警的电磁开关,结构相当复杂,所用构件和电子元器件较多,成本相应较高,并且不易由用户自行安全、调整和检修,这些都是难于被用户所接受的。此外,该安全器开关较多,例如,除了原有灶具气门开关外,还有点火器开关、手动复位轮、机械定时器旋钮、总电源开关,使用户不易很快掌握其使用方法。综上所述,用户对于这种安全器仍然不能认为是非用不可地。
本发明的任务是,对同类型的燃气安全装置提出下列改进措施,即在单一功能安全装置的基础上增设定时和报警两个功能,同时提供一种结构简单,性能可靠并且成本较低的电磁阀以及一种与其配套使用的光敏传感器。
解决本发明任条的技术措施是,使该装置包括两个部分,即传感器部分和执行部分。其中执行部分由定时器、报警器、控制电路、电磁阀和电池等组成并设置在一个矩形盒内。这个矩形盒作为一个完整的安全装置单元串接于燃气管路内,并不需要改变原有灶具的任何构件。矩形盒的两端分别设有进气,出气接头,而在盒内上述接头之间则设置有一个电磁阀。这个电磁阀由连接管、阀芯、磁环,垫片,线圈架和电磁线圈组成。其中,连接管就固定在两个接头之间,阀芯中心装有密封垫,阀芯本身做成呈正多角形或正方形截面,其角部是直径略小于管径的圆弧。上述进气接头是指与气源连通的一侧,而出气接头则指与灶具气门开关连通的一侧。连接管的进气端外侧设有线圈架内环,可沿连接管外缘滑动,内环上通过线圈架设置电磁线圈。出气端的连接套左侧固定有垫片。在正常情况下,即电磁线圈未接通电源时,磁环和阀芯处于中间位置,燃气通道是畅通的,当接通电源时,磁环将带动阀芯向右移动,使其紧靠在出气接头内孔的端面上,从而关闭燃气通道。
这种应用磁性原理制成的电磁阀具有结构简单,构件较少和易于制造等优点,因此成本较低,而其可靠性则明显地高于同类型的电磁阀。这种电磁阀结构上的有利点是,该阀的进气、出气接头和连接管就是一段燃气通道,燃气被完全封闭在原有管道内,与外界的控制系统构件是隔绝的,其燃气通道的关闭是借助于磁力来实现的,所以该装置可以说是绝对安全的。
该装置的另一优点是,在安装和使用方面特别简易,对原有燃气用具不需要作任何改动,不用该装置时,使用燃气用具的操作和原来一样,对用户在使用心理上没有负担,因为一般只是在特殊使用条件下才有必要启用该装置,例如长时间地使用微火,采用该装置的用户,就可以放心大胆地去干其它事,此时可接通该装置由定时器控制燃气通道的关闭,其间发生意外熄火,装置即能音响报警并迅速断开气源,这样就大大方便用户的使用。
作为该装置传感器部分的光敏传感器是由光敏元件和透镜组成的,此时光敏元件固定在衬套内的后端,衬套前端嵌有透镜,将这个组件设置在一个光电筒内,光电筒可由前、后段对接成一体,被支承在一个能绕其重心相对于水平位置作偏转的支座上。光电筒的前端设置成具有小孔径的火焰对准孔,后端引出光敏元件的导线以插接方式与安全装置的控制电路相连接。装置的矩形盒面板上设有至少一个相应的插座,即该装置可连接至少一个光敏传感器。这种传感器插装或拔卸以及对准火焰均很方便,这样这有利于用户接受使用。
现在借助于附图所示的实施例来对本发明,作进一步的说明,附有
图1表示安全装置的外形示意图,
图2表示安全装置控制电路的示意图,
图3表示安全装置内电磁阀的结构示意图,还有,
图4表示光敏传感器的结构示意图。
从图1示出的安全装置可知,其外形是一个矩形盒。这个矩形盒是用塑料制成的。安全装置的各个组成部分都体现在这个矩形盒的面板上。左、右端突出部分分别为电磁阀的进气接头和出气接头。上端突出部分有两个挡位分别相当于电磁阀内燃气通道的开启和关闭位置。矩形盒内还装有控制电路的线路板和电池。面板的中下部位分别设置有报警器M和定时器J以及电源开关K1、选择开关K和传感器插座N,其中选择开关K2有两个挡位分别表示“定时”和“自控”。矩形盒是结构紧凑、尺寸小和性能可靠的,它作为完整的安全装置可以很方便地固定在燃气用具以前的一个诸如墙上的部位,然后通过软管使之串接于燃气管路内。
图2示出安全装置的电路工作原理,其中,T1、T2、T3诸管组成光电放大器。光敏传感器对准灶口火焰,当“有火”时,T1成低值,T3导通,T3的Vce为低电平。当“无火”时,T1成高阻,T3截止,T3为高电平。利用从“有火”到“无火”在T3的Vce产生电平的正跳变,经C1、R4微分形成的约为1秒的正脉冲,将T4触发导通,L电磁线圈励磁,推动磁环带动阀芯,将电磁阀的燃气通道关闭。与此同时,T5管导通,蜂鸣器M音响报警。该电路的特点是灵敏度高,可以识别只有10毫米左右的燃气火焰,因此适用于微火情况下意外熄火时的自动报警并迅速关闭燃气通道。此外,T2可用高、低频小功率管,T3、T5可用高、低频或开关中功率管,T4可用低频、开关大功率管。
此外,在光敏元件与定时器之间设置有一个选择开关。当K1的1、2触点接通时为“自动”状态,即一般的自控状态。当K2的1、3触点接通时为“定时”状态。其中JD是定时器的常开触点,定时器工作时JD接通,定时工作结束即断开。定时长短按需而定。定时器可以采用间隔为0-120分钟的。
图3示出的磁阀,其中进气接头1、出气接头11、连接管8和连接套10均用非磁性金属材料诸如黄铜H62制成。线圈架2用塑料或胶木制成。线圈架内环4和装有密封垫7的阀芯6用钢或纯铁制成。磁环5和垫片9则分别用磁铁粉和纯铁制成,该电磁阀是简单的直通阀。阀芯6在连接管8内的位置是随磁环5的位置而定的,即由磁环5可使阀芯6移动,通过电磁线圈3工作,推动磁环5向右移动至与垫片9吸合,与此同时阀芯6在连接管8内也随之向右移动,直至其上的密封垫7紧靠在出气接头11的内孔端面上,从而使通过阀芯6多角形截面与连接管8内缘所形成空隙的燃气流截止在连接管8内,即此时断开气源,电磁阀处于关闭状态。使用燃气用具前,磁环5应处于开启位置上,即靠在电磁线圈的一侧上。由于该电磁阀结构特别简单,就使其具有成本低,性能可靠等优点。
图4示出一种光敏传感器,其所用的光敏元件23可以是光敏三极管,光敏二极管,光敏电阻或硅光电池等。对准火焰用的光电筒21和装在其内的衬套26用塑料制成。衬套26前端的透镜22用作放大所对准的火焰。衬套26后端引出的光敏元件导线24的末端设有一个插头25以便在使用安全装置时插装在其面板上一个相应的插座N内。支座27宜用金属材料制成,使之具有一定的重量,以有利于调整支承在其上的整个光电筒组件相对于水平位置的偏转角度,同时还有利于对准火焰时整个传感器安放位置的稳定。从实用角度来看,一个安全装置配备一个传感器就足够使用了。此外,采用上述结构时,对于安装或调整均极简便,从而不会导致使用上的失误。