基本信息
- 项目名称：
- 民用煤气阀门自动关闭装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品涉及煤气阀门，是一种在突发状况下自动关闭阀门以切断气源的装置。本作品的目的是为了克服现有技术中存在的诸如机构复杂，功能单一且难以拓展等缺陷，设计了一种以单片机做为控制系统的主控单元，在其基础上连接各类传感器以检测周边环境信号，并使用一小型12V直流电磁铁作为开关元件，由弹簧的储能为关闭动作提供动力的智能型阀门自动关闭装置。
- 详细介绍：
- 煤气的使用在城镇居民的生活中已十分普及，然而由于煤气泄漏所引发的安全事故也层出不穷。为有效消除煤气泄漏所引发的安全隐患，我们小组设计了一种民用煤气阀门自动关闭装置，它作为一种附加机构安装在煤气罐或管道煤气的原有阀门上。本装置由电控系统和执行机构两部分组成。电控系统的核心元件为单片机，执行机构完成阀门关闭动作，其动力由蜗卷弹簧提供。本作品采用单片机和传感技术，智能化程度高，执行机构巧妙地利用了蜗卷弹簧储存的弹性势能提供阀门关闭的动力，避免了同类产品中电机驱动的机构复杂这一缺点。本作品结构简单，易加工，与现有产品相比具有较强的优势，具有一定的创新性。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的： 煤气的使用在城镇居民的生活中已十分普及，它为人们的日常生活带来了极大的便利，然而由于煤气泄漏等原因引发的安全事故却层出不穷。为了有效地消除煤气泄漏所引发的安全隐患，特设计一种民用煤气阀门自动关闭装置。 基本思路： 民用煤气阀门自动关闭装置由电控系统和执行机构两部分组成。执行机构完成阀门关闭动作的动力由蜗卷弹簧提供，电磁铁作为连接电控系统和执行机构的枢纽；电控系统的核心元件为单片机，由温度传感器和一氧化碳浓度传感器采集环境信号，经A/D转换后传送至单片机，由单片机进行逻辑判断，并通过继电器控制执行机构中的电磁铁的得失电，触发执行机构动作。 创新点： 1.将机械与控制有机结合，传感器与单片机共同完成信号采集和逻辑判断，单片机通过一控制引脚的电平变化控制执行机构动作。 2.巧妙地利用了蜗卷弹簧在阀门开启时储存的弹性势能作为关闭阀门的动力。 技术关键： 单片机智能控制，采用蜗卷弹簧替代电机驱动。 技术指标： 蜗卷弹簧所提供的力矩：3 N*M 电磁铁的吸引力：约为1000 g 工作温度：-10—125℃
科学性、先进性
- 本作品有效改善了现有技术中存在的缺陷，将机械与控制有机结合，结构与操作方法与现有技术相比较为简化。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年5月，在全国第四届大学生机械创新设计大赛湖北赛区选拔赛---“博亚杯”2010年湖北省大学生机械创新设计大赛中获一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明及技术特点： 操作手轮与原有阀门手柄固定连接，旋转手轮即可完成开启动作，此时蜗卷弹簧上紧；正常使用过程中需要关闭阀门，按下控制面板处的关闭按钮，蜗卷弹簧释放弹性势能，驱动阀门自动关闭；遇到设定的突发状况，电控系统做出反应，蜗卷弹簧释放弹性势能，驱动阀门自动关闭。 该作品作为附加机构安装在原有煤气阀门上，无密封性要求。 适应范围和推广前景： 可作为附加机构安装在家用管道煤气或煤气罐的阀门上，实现煤气的安全使用。改变传感器类型可应用于其它类型阀门。 煤气的使用在城镇居民的生活中已十分普及，而煤气使用始终存在着安全隐患，故该作品具有很好的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 针对煤气使用的安全问题，目前已经出现了相关的专利技术，但这些技术都存在一定的缺陷。 “家用煤气阀门定时控制器”（CN 93213977.9）专利技术，阀门虽可定时自动关闭，根据需要调节通气时间，避免长时间泄放煤气引起中毒事故，但由于采用了纯机械式结构，故而功能单一，而且操作十分复杂。 “煤气阀门关闭装置”（CN 94239154.3）专利技术，该装置虽可在煤气泄漏时关闭阀门，并起到报警作用，但其阀门关闭是由电机和限位开关配合完成，机构较为复杂，造价高。 “智能型煤气阀门”（CN 200810204928.6）专利技术，虽然引入了芯片控制这一技术，但没有充分发挥芯片控制较于纯机械式机构在功能拓展上的优势，且关闭阀门时仍然采用的是电力驱动这一方法。 该作品的设计目的是为了克服现有技术中存在的缺陷，设计一种民用煤气阀门自动关闭装置。它作为一种附加机构安装在原有阀门上，并引入智能控制系统，在突发状况下自动关闭煤气阀门并发出声光报警信号，从而在不改变原有阀门内部结构的前提下增加了煤气使用的安全性。
