基本信息
- 項目名稱：
- 民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品涉及煤氣閥門，是一種在突發(fā)狀況下自動關(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)中存在的諸如機構(gòu)復雜，功能單一且難以拓展等缺陷，設(shè)計了一種以單片機做為控制系統(tǒng)的主控單元，在其基礎(chǔ)上連接各類傳感器以檢測周邊環(huán)境信號，并使用一小型12V直流電磁鐵作為開關(guān)元件，由彈簧的儲能為關(guān)閉動作提供動力的智能型閥門自動關(guān)閉裝置。
- 詳細介紹：
- 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)計了一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置，它作為一種附加機構(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)行機構(gòu)兩部分組成。電控系統(tǒng)的核心元件為單片機，執(zhí)行機構(gòu)完成閥門關(guān)閉動作，其動力由蝸卷彈簧提供。本作品采用單片機和傳感技術(shù)，智能化程度高，執(zhí)行機構(gòu)巧妙地利用了蝸卷彈簧儲存的彈性勢能提供閥門關(guān)閉的動力，避免了同類產(chǎn)品中電機驅(qū)動的機構(gòu)復雜這一缺點。本作品結(jié)構(gòu)簡單，易加工，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有較強的優(yōu)勢，具有一定的創(chuàng)新性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計目的： 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)計一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。 基本思路： 民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置由電控系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)完成閥門關(guān)閉動作的動力由蝸卷彈簧提供，電磁鐵作為連接電控系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)的樞紐；電控系統(tǒng)的核心元件為單片機，由溫度傳感器和一氧化碳濃度傳感器采集環(huán)境信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳送至單片機，由單片機進行邏輯判斷，并通過繼電器控制執(zhí)行機構(gòu)中的電磁鐵的得失電，觸發(fā)執(zhí)行機構(gòu)動作。 創(chuàng)新點： 1.將機械與控制有機結(jié)合，傳感器與單片機共同完成信號采集和邏輯判斷，單片機通過一控制引腳的電平變化控制執(zhí)行機構(gòu)動作。 2.巧妙地利用了蝸卷彈簧在閥門開啟時儲存的彈性勢能作為關(guān)閉閥門的動力。 技術(shù)關(guān)鍵： 單片機智能控制，采用蝸卷彈簧替代電機驅(qū)動。 技術(shù)指標： 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℃
科學性、先進性
- 本作品有效改善了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，將機械與控制有機結(jié)合，結(jié)構(gòu)與操作方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較為簡化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年5月，在全國第四屆大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽湖北賽區(qū)選拔賽---“博亞杯”2010年湖北省大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲一等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物 現(xiàn)場演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明及技術(shù)特點： 操作手輪與原有閥門手柄固定連接，旋轉(zhuǎn)手輪即可完成開啟動作，此時蝸卷彈簧上緊；正常使用過程中需要關(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能，驅(qū)動閥門自動關(guān)閉；遇到設(shè)定的突發(fā)狀況，電控系統(tǒng)做出反應，蝸卷彈簧釋放彈性勢能，驅(qū)動閥門自動關(guān)閉。 該作品作為附加機構(gòu)安裝在原有煤氣閥門上，無密封性要求。 適應范圍和推廣前景： 可作為附加機構(gòu)安裝在家用管道煤氣或煤氣罐的閥門上，實現(xiàn)煤氣的安全使用。改變傳感器類型可應用于其它類型閥門。 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用前景。
同類課題研究水平概述
- 針對煤氣使用的安全問題，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。 “家用煤氣閥門定時控制器”（CN 93213977.9）專利技術(shù)，閥門雖可定時自動關(guān)閉，根據(jù)需要調(diào)節(jié)通氣時間，避免長時間泄放煤氣引起中毒事故，但由于采用了純機械式結(jié)構(gòu)，故而功能單一，而且操作十分復雜。 “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關(guān)閉閥門，并起到報警作用，但其閥門關(guān)閉是由電機和限位開關(guān)配合完成，機構(gòu)較為復雜，造價高。 “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)，但沒有充分發(fā)揮芯片控制較于純機械式機構(gòu)在功能拓展上的優(yōu)勢，且關(guān)閉閥門時仍然采用的是電力驅(qū)動這一方法。 該作品的設(shè)計目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計一種民用煤氣閥門自動關(guān)閉裝置。它作為一種附加機構(gòu)安裝在原有閥門上，并引入智能控制系統(tǒng)，在突發(fā)狀況下自動關(guān)閉煤氣閥門并發(fā)出聲光報警信號，從而在不改變原有閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下增加了煤氣使用的安全性。
