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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 民用煤氣閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品涉及煤氣閥門，是一種在突發(fā)狀況下自動(dòng)關(guān)閉閥門以切斷氣源的裝置。本作品的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸如機(jī)構(gòu)復(fù)雜，功能單一且難以拓展等缺陷，設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)做為控制系統(tǒng)的主控單元，在其基礎(chǔ)上連接各類傳感器以檢測(cè)周邊環(huán)境信號(hào)，并使用一小型12V直流電磁鐵作為開(kāi)關(guān)元件，由彈簧的儲(chǔ)能為關(guān)閉動(dòng)作提供動(dòng)力的智能型閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置。
- 詳細(xì)介紹：
- 煤氣的使用在城鎮(zhèn)居民的生活中已十分普及，然而由于煤氣泄漏所引發(fā)的安全事故也層出不窮。為有效消除煤氣泄漏所引發(fā)的安全隱患，我們小組設(shè)計(jì)了一種民用煤氣閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置，它作為一種附加機(jī)構(gòu)安裝在煤氣罐或管道煤氣的原有閥門上。本裝置由電控系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。電控系統(tǒng)的核心元件為單片機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成閥門關(guān)閉動(dòng)作，其動(dòng)力由蝸卷彈簧提供。本作品采用單片機(jī)和傳感技術(shù)，智能化程度高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)巧妙地利用了蝸卷彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能提供閥門關(guān)閉的動(dòng)力，避免了同類產(chǎn)品中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)復(fù)雜這一缺點(diǎn)。本作品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，具有一定的創(chuàng)新性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 煤氣的使用在城鎮(zhèn)居民的生活中已十分普及，它為人們的日常生活帶來(lái)了極大的便利，然而由于煤氣泄漏等原因引發(fā)的安全事故卻層出不窮。為了有效地消除煤氣泄漏所引發(fā)的安全隱患，特設(shè)計(jì)一種民用煤氣閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置。 基本思路： 民用煤氣閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置由電控系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成閥門關(guān)閉動(dòng)作的動(dòng)力由蝸卷彈簧提供，電磁鐵作為連接電控系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的樞紐；電控系統(tǒng)的核心元件為單片機(jī)，由溫度傳感器和一氧化碳濃度傳感器采集環(huán)境信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳送至單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行邏輯判斷，并通過(guò)繼電器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電磁鐵的得失電，觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.將機(jī)械與控制有機(jī)結(jié)合，傳感器與單片機(jī)共同完成信號(hào)采集和邏輯判斷，單片機(jī)通過(guò)一控制引腳的電平變化控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。 2.巧妙地利用了蝸卷彈簧在閥門開(kāi)啟時(shí)儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能作為關(guān)閉閥門的動(dòng)力。 技術(shù)關(guān)鍵： 單片機(jī)智能控制，采用蝸卷彈簧替代電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 技術(shù)指標(biāo)： 蝸卷彈簧所提供的力矩：3 N*M 電磁鐵的吸引力：約為1000 g 工作溫度：-10—125℃
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品有效改善了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，將機(jī)械與控制有機(jī)結(jié)合，結(jié)構(gòu)與操作方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較為簡(jiǎn)化。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年5月，在全國(guó)第四屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽湖北賽區(qū)選拔賽---“博亞杯”2010年湖北省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中獲一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明及技術(shù)特點(diǎn)： 操作手輪與原有閥門手柄固定連接，旋轉(zhuǎn)手輪即可完成開(kāi)啟動(dòng)作，此時(shí)蝸卷彈簧上緊；正常使用過(guò)程中需要關(guān)閉閥門，按下控制面板處的關(guān)閉按鈕，蝸卷彈簧釋放彈性勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉；遇到設(shè)定的突發(fā)狀況，電控系統(tǒng)做出反應(yīng)，蝸卷彈簧釋放彈性勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉。 該作品作為附加機(jī)構(gòu)安裝在原有煤氣閥門上，無(wú)密封性要求。 適應(yīng)范圍和推廣前景： 可作為附加機(jī)構(gòu)安裝在家用管道煤氣或煤氣罐的閥門上，實(shí)現(xiàn)煤氣的安全使用。改變傳感器類型可應(yīng)用于其它類型閥門。 煤氣的使用在城鎮(zhèn)居民的生活中已十分普及，而煤氣使用始終存在著安全隱患，故該作品具有很好的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 針對(duì)煤氣使用的安全問(wèn)題，目前已經(jīng)出現(xiàn)了相關(guān)的專利技術(shù)，但這些技術(shù)都存在一定的缺陷。 “家用煤氣閥門定時(shí)控制器”（CN 93213977.9）專利技術(shù)，閥門雖可定時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，根據(jù)需要調(diào)節(jié)通氣時(shí)間，避免長(zhǎng)時(shí)間泄放煤氣引起中毒事故，但由于采用了純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，故而功能單一，而且操作十分復(fù)雜。 “煤氣閥門關(guān)閉裝置”（CN 94239154.3）專利技術(shù)，該裝置雖可在煤氣泄漏時(shí)關(guān)閉閥門，并起到報(bào)警作用，但其閥門關(guān)閉是由電機(jī)和限位開(kāi)關(guān)配合完成，機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，造價(jià)高。 “智能型煤氣閥門”（CN 200810204928.6）專利技術(shù)，雖然引入了芯片控制這一技術(shù)，但沒(méi)有充分發(fā)揮芯片控制較于純機(jī)械式機(jī)構(gòu)在功能拓展上的優(yōu)勢(shì)，且關(guān)閉閥門時(shí)仍然采用的是電力驅(qū)動(dòng)這一方法。 該作品的設(shè)計(jì)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種民用煤氣閥門自動(dòng)關(guān)閉裝置。它作為一種附加機(jī)構(gòu)安裝在原有閥門上，并引入智能控制系統(tǒng)，在突發(fā)狀況下自動(dòng)關(guān)閉煤氣閥門并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，從而在不改變?cè)虚y門內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下增加了煤氣使用的安全性。
