多功能全自動燃氣爐控制器的制作方法

專利名稱：多功能全自動燃氣爐控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣爐，尤其是它的控制裝置。
本發明包括燃氣爐的高壓脈沖點火器和進氣管，其特征在于還包括含調節軸及其旋鈕、電磁閥、電動機、變速齒輪箱、旋轉活塞、定位F關和帶進、出氣管總成主體的燃氣控制總成，其中，出氣管與所述的進氣管相接通；含電源電路、隨時開/關火電路、定時開/關電路、信號綜合處理電路、即刻計時電路、噴氣檢測電路、延時計時時鐘控制電路、點火控制電路、燃氣電動及自動調節電路和音樂提示電路的燃氣控制電路。
以上結構的多功能全自動燃氣控制器，燃氣控制電路與燃氣控制總成的結合，可以完成傳統燃氣爐開氣、點火、調節火力大小和關火的功能；煤氣爐正使用過程中，調節好延時關火的時間，按一下即刻計時延時關火開關按鍵，就可在預定的時間內延時自動關火；把開關置于定時、關火位置，調節好開火和關火之間加熱的時間后，就可以使燃氣爐在預定的時間開氣點火，并對被加熱物加熱至預定時間后自動調火關火；調節好煮飯或燒開水的各開關后，按一下點火開關按鍵，就可將預先準備好在鍋里的水米煮好或將水燒開，且完成后，自動關火，此項工作也可定時完成。在上述的開/關過程中，火力的大小可以是自動、電動或手動調節；在使用燃爐氣爐的操作過程中，點火不成，或其他的原因使火熄滅時，均能使電磁閥斷電關氣，同時，電動機也會自動帶動旋轉活塞轉到關氣的位置，避免燃氣外泄，防止事故的發生；而且，每次開火或停火，都伴隨的音樂聲響起，提示主人。從而不需要人們在使用燃氣爐下廚的時候，象傳統燃氣爐那樣，每時每刻都要站在爐旁看火和操作，大大地減少了人們在廚房的時間，讓下廚者從廚房中解放出來。從而達到目的。
下面結合附圖，對本發明作詳細說明。
圖2所示，是總成火力電動調節的結構示意圖。
圖3所示，是總成火力手動調節的結構示意圖。
圖4所示，是旋轉活塞與氣路關閉的位置結構示意圖。
圖5所示，是旋轉活塞與氣路通的位置結構示意圖。
圖6所示，是火力調節開關動片的左視示意圖。
圖7所示，是圖6的主視圖。
圖8所示，是火力調節開關定片的主視示意圖。
圖9所示，是燃氣控制電路原理圖。
圖2所示，是燃氣控制總成火力電動和自動調節的結構示意圖，在圖中只畫了主要相關的結構部分，并作了放大表示。由圖中可知，此時的離合齒輪套筒49的凹槽51與離合銷48相卡，即銷48處于齒輪套筒49的凹槽51中。離合齒輪50被電動機19帶轉動，該齒輪50及其套筒49帶動調節軸11轉動，調節軸11的凸頭45與活塞23的凹槽44相配合，帶動活塞23轉動，當出氣孔24與電磁閥控制孔26相通時，活塞23受電路控制停下不轉動，燃氣可從進氣管31通到出氣管27，燃氣輸給燃氣爐；或受電路控制，活塞23轉動到關氣處停下，從而達到電動和自動調節火力的目的，對此，后面還有敘述。
圖3所示，是總成火力手動調節的結構示意圖，其結構與圖2的基本相同，也作了放大表示，不同的是調節軸11被通過旋鈕10手動推進了活塞23的方向，凸頭45與凹槽44的嚙合更深了，定位銷47通過墊片46將彈簧22壓縮，離合銷48離開了離合齒輪套筒49及其凹槽51。此時，調節軸11不受電動機19及離合齒輪50的控制，只受火力調節旋鈕10的控制，轉動旋鈕10可轉動活塞23，使活塞23上相應的各出氣孔24與控制孔26相對應通氣或不對應關氣，達到手動調節火力的目的。
圖4所示，是旋轉活塞與氣路閉的位置結構示意圖，在圖中只畫了主要相關的結構部分。由圖中可知，控制孔26的小孔左口已被電磁閥芯34端頭上橡膠塞頭33與孔口處的第二密封圈32配合，將孔口密封堵死；在孔26的右端口處，旋轉活塞23無孔處與之相向，無路可通。因此，燃氣無法從進氣管31到出氣管27送給燃氣爐，氣路處于關閉的狀態。
圖5所示，是旋轉活塞與氣路通的位置結構示意圖。與圖5基本相同，不同的是旋轉活塞23的側面此時與控制孔26相向的是出氣孔24之一，而且，控制孔26的橡膠塞頭33，由于電磁閥35的通電吸合，也離開了孔口上的密封膠圈32，燃氣可從進氣管31通過控制孔26、出氣孔24和旋轉活塞23中的沉孔25到出氣管27，送給燃氣爐，氣路處于通的狀態。因各出氣孔24大小不同，孔大時出氣大，燃氣爐的火力就大，反之，火力小。旋轉活塞23被旋轉不同的角度后，其上的各出氣孔24分別與控制孔26相通，產生不同的火力。這是氣路處于通的狀態。
圖6、圖7和圖8是火力定位開關K3的結構示意圖。圖6和圖7是開關K3動片12的結構圖，它由基片60和各動觸點13構成，其中，基片60的中間設有一半圓孔61，用于與調節軸11設有定位平面9的部位結合，使軸11轉動時能帶動其轉動；動觸點13由良導體材料制成，中間也設有與孔61一樣的半圓孔，后端與基片60固定聯接，各動觸點13與定片14電接觸。圖8是開關K3的定片14，其材料為敷銅板制成電路，其中間設有一圓孔62使調節軸11穿過其中；該定片14的電路引出關氣端1、大火端2、中火端3和小火端4，以及接地端5，各引出端與控制電路的相應點連接。
圖9所示是燃氣控制電路原理圖，它包括電源電路、隨時開或關火電路、定時開關火電路、信號綜合處理電路、即刻計時電路、噴氣檢測電路、延時計時時鐘控制電路、點火控制電路、燃氣自動及電動調節火力電路和音樂提示電路，分別敘述如下電源電路由三端穩壓集成塊IC3、二極管D38、D39、電阻R77和電容C21組成。變壓器把交流220伏電壓變成9伏低壓，整流、濾波后，通過型號為LM7806的三端穩壓集成塊IC3輸出6伏穩定電壓供給電路工作。考慮到沒有市電時仍能使用控制器，用六伏干電池或六伏電瓶作后備電源E。二極管D38的作用是有市電時，電池不向電路供電。電阻R77和二極管D39在有市電時對電池進行充電，以延長電池的使用壽命，電阻R77取值和功率較大。電容C21的作用是濾波，退偶。
電阻R41-R49、二極管D21-D24、三極管Q25-Q26、電容C9-C11和輕觸開關K4構成雙穩態的隨時開或關火電路。三極管Q25基極與發射極和地之間接有電容C9，剛接通電源時，由于電容C9兩極電壓不能突變，所以，三極管Q25的基極電位上升要比三極管Q26基極電位上升慢，即三極管Q25導通要比三極管Q26慢，而三極管Q26一導通，三極管Q26的集電極電位馬上下降，通過電阻R47又把Q25的基極電位下拉，三極管Q25便不能導通，而三極管Q25不能導通，它的集電極便是高電位，該高電位通過電阻R43反饋給三極管Q26基極，使三極管Q26穩定導通。這樣，保證了通電時三極管Q26集電極為低電平，即雙穩態電路處于低電平輸出的狀態。此時，電容C11正極由于電阻R48的存在，正極電平為低電平，而負極為中點電位(電阻R46＝R49)，負極比正極高，當按一下輕觸開關K4時，負極接地，由于電容C11電壓不能突變，正極變得更負，通過二極管D24下拉三極管Q26基極電位，三極管Q26便不導通，集電極電位上升，輸出高電平，高電平又通過電阻R47反饋給三極管Q25基極，促使三極管Q25導通，三極管Q25導通又通過電阻R43把三極管Q26基極電位下拉，三極管Q26更加不能導通，集電極穩定輸出高電平。再按一下輕觸開關K4時，三極管Q25、Q26狀態又互換，三極管Q26集電極穩定輸出低電平，互換原理和前面一樣。
電阻R51-R58、三極管Q27-Q29、電容C12-C14二極管D25-D29和第二LED數字鐘，構成定時開/關火電路，這是一個正反饋電路。其中，第二LED數字鐘為現有技術，它設有定時調節及定時信號輸出電路，其主芯片IC2采用數字鐘集成塊LM8361，該集成塊的腳25為定時高電平輸出端。剛接通電源時，三極管Q29基極沒有偏壓而不導通，三極管Q29集電極為高電平。電阻R56、電容C13濾除雜波，防止干擾。三極管Q28由于電阻R52的存在，基極和發射極壓差為零，集電極沒有電壓輸出。當定時時間到，第二LED數字鐘的主芯片IC2腳25輸出高電平或脈沖電壓送到二極管D28，由于電容C14兩極電壓不能突變，電容C14負極電壓與正極一樣高，這一高電壓通過電阻R57使三極管Q29導通，三極管Q28基極電位被下拉而導通，集電極輸出高電平，集電極輸出的高電平又通過電阻R55反饋給三極管Q29的基極，三極管Q29穩定導通。這是一個正反饋過程。三極管Q29導通后，不管二極管D28正極電壓有無，均不受影響。三極管Q28集電極輸出高電平通過二極管D27、電阻R51使三極管Q27導通。由于關機狀態時，定位開關K3處于1、5連接位置。所以，三極管Q27的發射極通過二極管D25、定位開關K3接到地。三極管Q27的導通相當于電容C12的負極接地，由于電容C12兩極電壓不能突變，正極也相當于接地，這便相當于按了一下輕觸開關K4，所于三極管Q26集電極變為高電位。二極管D25和D29起單向導通作用。電阻R58給電容C14提供放電回路，為下一次的工作作好準備。
電阻R36-R40、三極管Q21-Q24、二極管D18-D20構成信號綜合處理電路。三極管Q22、Q23、Q24的基極沒有電壓輸入時，三極管Q21不導通，集電極沒有電壓輸出，這是處于關火狀態時的情況。只有當三極管Q22基極有電壓輸入，三極管Q22導通，把三極管Q21基極電位下拉，三極管Q21導通，有電壓輸出，這是手動開機時的情況。三極管Q24基極有電壓輸入，三極管Q22基極也有電壓輸入時，三極管Q22導通，三極管Q21導通，三極管Q21有電壓輸出，即使后來三極管Q23基極也有電壓輸入，但三極管Q24已把三極管Q23的基極短路，所以三極管Q23并不導通，三極管Q21仍有電壓輸出，這是延時關火正在計時的情況。三極管Q24基極沒有電壓輸入時，三極管Q23導通把三極管Q22的基極電壓短路，三極管Q22便不導通，三極管Q21的基極電位沒有被下拉，三極管Q21沒有電壓輸出，這是延時時間到的情況。本控制器就是利用第一LED數字鐘在1-59分鐘時有電壓輸出給三極管Q24的基極，在00時無電壓輸出給三極管Q24基極而達到自動關機的目的。二極管D18、D19把三極管Q22發射極電位提高，以便三極管Q23能更好地把三極管Q22基極電位下拉。二極管D20把三極管Q23射極電位提高，以便三極管Q24能更好地把三極管Q23基極電位下拉。
電阻R61-R69、三極管Q31-Q32、二極管D32-D34、電容C16-C18、輕觸開關K6與第一LED數字鐘結合構成即刻計時電路。它也是雙穩態電路，原理與前面的雙穩態電路一樣。三極管Q31集電極輸出高電平時，延時計時時鐘開始運行。第一和第二數字鐘的結構一樣，只是輸入、輸出端的利用不同而已，第一LED數字鐘利用了倒計時輸出腳27和時基信號輸入腳35。
電阻R70-R74、三極管Q33-Q34、二極管D35-D37、電容C19、發光二極管LED2、雙金屬開關K7構成高壓鍋噴氣或水開檢測電路，它也是一個正反饋電路。該電路的電源是三極管Q38導通后才提供。三極管Q38的導通由三極管Q25的集電極通過電阻R78控制，當三極管Q25集電極為低電平時，即點火工作時，三極管Q38導通。高壓鍋還沒噴氣或水還沒開時，三極管Q33集電極輸出低電平。由于開關K7是常閉開關，平時不管開不開火，電流都由發光二極管LED2、電阻R74、開關K7流到地，所以發光二極管LED2能發光。雙金屬開關K7是100度的開關，做成探頭，設在蒸氣的噴出處，檢測高壓鍋噴出的水蒸氣或水燒開時的水蒸氣溫度，有100℃水蒸氣噴出時，雙金屬開關K7受熱斷開，電源便通過三極管D37加到三極管Q34基極，三極管Q34導通，三極管Q33集電極輸出高電平，去控制燃氣自動調節電路和延時計時時鐘控制電路。由于二極管D37的隔離作用，雙金屬開關K7只要斷開一下，不管后面情況怎樣，三極管Q33集電極始終有高電平輸出，直到自動熄火后才變為低電平，為下次的工作做準備。發光二極管LED2有二個作用，一是作電源指示燈，二是指示檢測探頭K7是否正常，若無高溫蒸汽噴出時，不亮，則說明探頭K7斷線、失靈。
電阻R75、R76、三極管Q35和Q36及電容C20與第一LED數字鐘結合構成延時計時時鐘控制電路。關氣時二極管D29、D32、D35都沒有輸出高電平時，三極管Q36基極沒有高電平送到，不導通。電源由電阻R76加到三極管Q35基極，三極管Q35導通把第一LED數字鐘的時鐘脈沖信號短路到地，第一LED數字鐘不計時。當高壓鍋噴氣檢測電路中二極管D35或即刻計時電路中二極管D32或定時開火電路中二極管D29(開關K5接通)，輸出高電平時，三極管Q36導通，把三極管Q35的基極電壓短路掉，三極管Q35不導通，時鐘脈沖信號不被短路，即時鐘集成塊IC1的腳35不被短路，第一LED數字鐘開始延時計時。
信號綜合處理電路的三極管Q21輸出的+6伏電壓，提供給點火控制電路。該點火控制電路包括四電壓比較器集成塊IC4-1-IC4-4、三極管Q41-Q45、變壓器B1-B3和可控硅SCR100-6，以及電阻R81-R102、熱敏電阻Rt、電容C25-C32和二極管D41-D55。其中，集成塊IC4-1-IC4-4為四電壓比較器，型號為LM339；電磁閥35的引出線分別接三極管Q42和Q44的集電極。剛接通電源時，由于電容C29兩端電壓不能突變，所以集成塊IC4-4的腳8為高電平，腳8電壓大于腳9電壓，其腳14輸出低電平，使三極管Q44導通，電磁閥35的吸合繞組L1通電，電磁閥35吸合而將氣路打開。當電容C29充滿電后集成塊IC4-4的腳14輸出懸空，三極管Q44因無偏壓通路而截止，電磁閥35的吸合繞組L1斷電，此時維持繞組L2已通電，吸合繞組L1通電時間僅幾秒鐘。電源同時通過電阻R87對C28充電，由于電容C28兩端電壓不通突變，所以IC4-3的腳10電壓大于腳11電壓，其13腳輸出低電平，一路通過二極管D43和電阻R97使三極管Q42導通，電磁閥的維持繞組L2通電，當啟動繞組L1斷電后，由維持繞組L2使電磁閥35繼續吸合，這樣電磁閥35啟動時吸合有力，工作過程又省電；另一路經電阻R98使三極管Q43導通，給高壓脈沖點火電路供電，點火開始。電容C28充電完畢后，集成塊IC4-3的腳13由于上拉電阻R86而輸出高電平，使三極管Q43截止，點火電路停止工作。此時二極管D43截止，三極管Q42的導通由集成塊IC4-2的腳1來控制。點火電路工作10秒鐘左右。
高壓脈沖點火原理是三極管Q43導通時，供電給由變壓器B2、三極管Q45、電阻R99構成的振蕩器，在變壓器B2次級產生較高電壓、經二極管D54整流后對電容C32充電，次級電壓反轉時，可控硅SCR100-6導通，電容C32經可控硅SCR100-6、變壓器B3初級繞組放電，在變壓器B3次級產生高電壓，空氣間隙中產生電火花而點火。
三極管Q21集電極有高電壓輸出時，由三極管Q41、電阻R93、變壓器B1等組成的振蕩器便開始工作，在變壓器B1次級線圈1-4上產生一個較高電壓。燃氣點燃后，熄火檢測探針與地間空氣被擊穿，燃氣和空氣分子受熱電離成離子而導電，形成一個導通電阻R0，使B1的1-4線圈上的交流電形成通路，變壓器B1的腳4上的交流電壓經電阻R95輸入到集成塊IC4-2的腳7，集成塊IC4-2的腳7為正極時，其1腳輸出懸空，但由于電容C27兩端電壓不能突變，仍保持低電平，三極管Q42繼續導通，當電容C27充電未完成，三極管Q42還未截止時，集成塊IC4-2的7腳已變成負極性，其腳1輸出低電平，使三極管Q42繼續導通，故燃燒過程中，由集成塊IC4-2的腳1控制三極管Q42的導通，使電磁閥35的繞組維持常通電，電磁閥35始終吸合。
變壓器B1的腳4電壓同時輸到集成塊IC4-3的11腳，由于電阻R96較大及電阻R86的鉗位，工作過程中，集成塊IC4-3的13腳保持高電平，高壓脈沖點火電路不工作。二極管D45、D46在此起削峰鉗位作用，防止變壓器B1的1-4線圈產生的高壓進入各集成塊IC4造成損壞。
當由于缺氧或風吹使火焰熄滅時，熄火檢測探針對地電阻R0為無窮大，變壓器B1的1-4線圈上交流電壓失去通路，則集成塊IC4-2和IC4-3的7、11也失去電壓，集成塊IC4-3的腳13由于電阻R86的鉗位繼續保持高電平，集成塊IC4-2的腳輸出常懸空，三極管Q42由于無偏壓通路而截止，電磁閥35維持繞組L2失電，關斷燃氣，防止外泄，避免事故的發生。
由于本控制器的作用對象是使用在廚房里的燃氣爐，環境可以是比較惡劣。從上面分析中可以看出，熄火檢測探針如果被水、油污等弄臟，與地之間會存在一個電阻，集成塊IC4-2也會當作火焰正燃燒。特別是開始點火時，火還沒有燃，就認為火已點燃，那將源源不斷地泄出燃氣。那將造成極大的危險，后果不甚設想。
本控制器由集成塊IC4-1進行防止此種情況發生，原理如下熱敏電阻Rt是負溫度系數的電阻，溫度越高，阻值越低。剛通電時，由于電容C25兩端電壓不能突變，集成塊IC4-1的腳5電壓低于腳4，集成塊IC4-1的腳2輸出低電平。電容C25的充電過程需一定的時間，在這一段時間內，如果火焰點燃，熱敏電阻Rt受熱阻值下降，即使電容C25充電，腳5電壓上升，但由于電阻Rt受熱阻值下降后，分壓使得腳5電壓仍小于腳4，腳2仍為低電平；如果在這一段時間內，火焰沒有點燃，熱敏電阻Rt阻值不下降，電容C25充夠電壓后，腳5電壓上升，電壓大于腳4，腳2輸出高電平；使集成塊IC4-2的腳7始終為高電平，腳1輸出懸空。三極管Q42沒有電壓輸出，電磁閥35的維持繞組L2失電，關斷燃氣通路，防止外泄。
輕觸按鈕開關K1、K2、二極管D3、D4、D5、三極管Q2-Q9、電阻R2-R9構成電壓極性轉換電路，控制電動機正反轉，也就是燃氣電動調節電路。當二極管D3或D4有高電平送來時，通過電阻R3加到三極管Q3基極上，三極管Q3導通，通過電阻R4把三極管Q4基極電位下拉，三極管Q4導通。三極管Q3導通還通過電阻R5使三極管Q5導通，這樣電流從正極通過三極管Q4加到電動機19的引出線A，再從電動機19的引出線B出來，通過三極管Q5流到電源負極，電動機正轉。二極管D3或二極管D4有高電平送來，還通過電阻R9把電壓加到三極管Q9的基極上，三極管Q9導通，這樣，即使在二極管D3、D4有高電平之后，二極管D5也有高電平送來，加到電阻R8上時，也被三極管Q9短路掉。所以，三極管Q8在三極管Q3導通之后，是不能導通的。反過來，當二極管D3或D4沒有高電平送到，只有二極管D5有高電平送到時，通過電阻R8加到三極管Q8基極上三極管Q8導通，通過電阻R6把三極管Q6基極電位下拉，三極管Q6導通。電阻R7把三極管Q7的基極電位上拉，三極管Q7導通。這樣，電流從正極通過三極管Q6加到電動機19引出線B，再從電動機19引出線A出來，通過三極管Q7流到電源負極，電動機反轉。二極管D5有高電平送來時，還通過電阻R2把電壓加到三極管Q2的基極上，三極管Q2導通，這樣，即使在二極管D5有高電平之后，二極管D3、D4也有高電平送來，加到電阻R3上時，也被三極管Q2短掉。所以，三極管Q3在三極管Q8導通之后，是不能導通的。這樣即使二極管D3、D4、D5、或輕觸開關K1、K2同時接下，三極管Q2把三極管Q3的基極電壓短路掉，三極管Q9也把三極管Q8的基極電壓短路掉，避免三極管Q4、Q7或三極管Q6、Q5同時導通，電源由正極直接流到負極，燒毀三極管。
燃氣自動調節電路包括定位開位開關K3和三個高電平提供電路二極管D13、電容C5、C6、三極管Q15、Q16、電阻R21-R26構成電動機正轉、打開燃氣的高電平提供電路，它也是一個正反饋電路，原理與前述正反饋電路一樣。電源是由三極管Q21的集電集提供，當點火控制電路的三極管Q42集電極輸出高電平加到D13時，觸發導通三極管Q16后，三極管Q15集電極輸出高電平送到二極管D3，使電動機正轉。電動機19正轉，帶動調節軸11和旋轉活塞23及定位開頭在K3動片轉動，定位開關K3接通觸點K3-5-2電動機19停止轉動，同時，打開燃氣通道，剛開火時的火力是最大的，即燃氣量最大。
二極管D8、電容C2、C3、三極管Q12、Q13、電阻R12-R17構成電動機正轉，把燃氣由大火變成中火或小火的高電平提供電路，它也是一個正反饋電路，原理與前述正反饋電路一樣。電源是由三極管Q21的集電極提供。當高壓鍋噴氣或水開噴氣檢測電路的三極管Q33的集電極輸出高電平加到二極管D8，觸發導通三極管Q13后，三極管Q12集電極也輸出高電平到二極管D4，使電動機19轉動，調節燃氣火力，定位開關K3接通觸點K3-5-3或4，調好后，電動機受控自動停下。
電阻R31-R34、三極管Q18～Q20、電容C8構成電動機反轉、把燃氣由開氣變成關氣的高電平提供電路，它也是一個正反饋電路，原理與前述正反饋電路一樣。不同的是電源直接提供著。電阻R28-R30、三極管Q18構成電平轉換電路。當點火路電路的三極管Q42集電極沒有電壓輸出時(即無工作狀態)，沒有電壓加到三極管Q18的基極上，三極管Q18不導通，電壓從電源正極經電阻R29、R30加到三極管Q20基極上，但由于在關氣狀態時，三極管Q20的基極經二極管D17、定位開關K3的1、5觸點短路到地，所以三極管Q20并不導通。在開氣狀態時，雖然定位K3的觸點1、5不連通，但三極管Q42集電極輸出的高電平經電阻R28加到三極管Q18的基極上，三極管Q18導通，將從電阻R28送來的電壓短路掉，從而沒有電壓加到三極管Q20基極上，三極管Q20不導通，三極管Q19集電極也沒有高電平輸出。當關氣時，三極管Q42集電極輸出低電平，沒有電壓加到三極管Q18的基極上，三極管Q18不導通，電壓從電源正極經電阻R29、R30加到三極管Q20基極上，由于定位開關K3的觸點1、5不連通，所以三極管Q20導通，三極管Q19集電極有高電平輸出送到二極管D5，使電動機19轉動進行關氣動作。該電路與前面的正反饋電路有一點區別，就是觸發電平是通過電阻R30直接加到三極管Q20基極的。這樣，不管三極管Q12、Q15處于什么狀態，只要關火(此時三極管Q18集電極為高電平)，三極管Q19最終都會輸出高電平，使電動機19反轉關氣，一直到定位開關K3處于關位置(觸點K3-5-1)才停。或停用，若有人多余去扭轉燃氣調節旋扭10，松手后，都會自動轉到關的位置，確保安全。
三極管Q11、Q14、Q17、二極管D6、D7、D11、D12、D15、D16、電阻R11、R20、R27、電容C1、C4、C7各自構成的電路能使燃氣調節電路的三個正反饋電路單元構成互鎖關系，只要三個正反饋電路中有一個先輸出高電平，另外兩個就會被鎖住，不能有高電平輸出。舉個例，如當三極管Q15的集電輸出高電平時，高電平就會通過二極管D6、電阻R11使三極管Q11導通，把三極管Q13的基極電壓短路掉，三極管Q13不能導通，Q12的集電極便沒有高電壓輸出。三極管Q15集電極輸出高電平還通過二極管D16、電阻R27使三極管Q17導通，把三極管Q20的基極電壓短路掉，三極管Q20不能導通，三極管Q19的集電極便沒有高電壓輸出。當三極管Q12或Q19集電極先有高電平輸出時，作用原理也一樣。
當三極管Q21的集電極輸出高電平后，按動輕觸開關K1或K2可使電動機調節火力大小。
二極管D1、D2、電阻R1、三極管Q1、音樂集成塊IC電路和喇叭組成音樂提示電路。其中，二極管D1和D2、電阻R1和三極管Q1是音樂集成塊IC電路的電源提供電路。開或關氣燃時，二極管D1或D2有電壓通過R1加至三極管Q1基極上，三極管Q1導通，音樂IC電路得電工作，有音樂響起。音樂集成塊IC電路為現有產品。
燃氣開關總成中的定位開關K3，其靜觸點1為關氣的位置，觸點2為最大火力時的位置，觸點3為中火力的位置，4為小火的位置；動觸點5，接地。其中，靜觸點1通過二極管D17與三極管Q17的集電極及三極管Q20的基極連接，還通過二極管D25與三極管Q27的發射極連接；靜觸點2與三極管Q14的集電極及三極管Q16的基極連接；靜觸點3通過轉換開關K8的觸點K8-1-3與三極管Q11的集電極及三極管Q13的基極連接；靜觸點4通過開關觸點K8-2-3二極管D14與靜觸點2連接。
完成各項功能時燃氣控制電路與燃氣控制總成之間的關系如下(一)隨時開/關工作原理按一下開關K4，隨開/關火電路的雙穩態電路翻轉，三極管Q26集電極輸出高電平，經二極管D22后，一路經二極管D26和電阻R51，使三極管Q27導通，以備自動關火時之用；另一路經電阻R38送到三極管Q22基極，三極管Q22導通，三極管Q21基極電位降低，三極管Q21導通，集電極輸出高電平，供電給下列幾個電路單元(1)點火控制電路；(2)三極管Q12等組成的正反饋電路；(3)三極管Q15等組成的正反饋電路；(4)輕觸開關K1、K2。
點火控制電路得電后，三極管Q44集電極輸出幾秒鐘的電壓給電磁閥35的吸合繞組L1，電磁閥35得電，打開氣路。三極管Q42集電極輸出高電平給維持繞組L2，繼續維持打開氣路。三極管Q43導通，其集電極輸出高電平供電給高壓脈沖點火電路進行點火。三極管Q42集電極輸出高電平還另外有二個作用一是送到二極管D13，觸發正反饋電路，使三極管Q15集電極輸出高電平送到二極管D3，推動電壓性轉換電路，電動機19得電轉動，經減速箱15后帶動活塞23旋轉開關打開燃氣通路，同時定位開關3的動觸點5從靜觸點1向觸點2轉動，轉到最大處(即觸點K3-5-2)時，由定位開關K3通過觸點K3-5-2把三極管Q16基極短路，三極管Q15輸出低電平，電動機19停轉，完成燃氣的打開、點火工作；二是通過電阻R28使三極管Q18導通，其集電極輸出低電平。三極管Q18本來是控制正反饋電路的三極管Q19輸出高電平的，但由于三極管Q20在沒點火前，其基極經二極管D17定位開關K3的觸點K3-5-1接地，所以這一變化并沒有使正反饋電路的三極管Q19集電極輸出有什么改變，即仍燃保持輸出低電平。
三極管Q15集電輸出的高電平有三個作用一是通過二極管D6、D16鎖住另外兩個正反饋電路；二是通過電阻R44、二極管D21反饋給三極管Q25的基極，強制它導通，保證三極管Q26集電極穩定輸出高電平；三是通過電阻R65、二極管D31反饋給三極管Q31的基極，強制它導通，使三極管Q31集電極輸出低電平，不要亂計時。后兩點，主要是防止點火時，強烈的火花干擾電路的正常工作。
關火時，按一下輕觸開關K-4，隨開/關火電路的雙穩態電路翻轉，三極管Q26輸出低電平，三極管Q22不導通，三極管Q21基極電位升高，三極管Q21不導通，原先供電給的點火控制電路和幾個正反饋電路失電。電磁閥35失去電壓而阻斷燃氣。此時，由于基極失電，三極管Q18不導通，集電極變成高電平，通過電阻R30觸發正反饋電路，使三極管Q19集電極輸出高電平，送到二極管D5，電動機19得與點火相反的電平而反轉，減速后帶動活塞23旋轉關閉煤氣，同時定位開關K3的動片5跟著轉動，轉到關氣狀態(即觸點K3-5-1)時，由于定位開關K3通過觸點K3-5-1和二極管D17把三極管Q20基極短路，三極管Q19輸出低電平，電動機19停轉，完成燃氣的關閉工作。三極管Q26輸出低電平時，三極管Q27基極已經失電，不導通。轉到關閉狀態時，雖然定位開關觸點K3-5-1通過二極管D25把三極管Q27射極短路，但仍然不能使雙穩態電路發生翻轉，即鎖定。
(二)即刻計時延時關火工作原理燃氣正在燃燒著的時候，與前面點火以后各電路所處的情況是一樣的。當把即刻計時延時關出火電路輕觸開關K6按一下后，三極管Q31集電極輸出高平，通過二極管D32，一路經電阻R39送往三極管Q23基極，由于第一LED數字鐘在1-59分鐘時，該數字鐘主芯片集成塊IC1的腳27輸出高電平，經電阻R40加給三極管Q24基極，使三極管Q24導通，預先把三極管Q23基極短路，三極管Q23不導通，所以三極管Q22、Q21并沒有什么改變；另一路經電阻R75送往三極管Q36基極，三極管Q36導通，把三極管Q35的基極短路，所以三極管Q35不導通，第一LED數字鐘倒計時運行。當倒計時到00分鐘時，第一LED數字鐘的主芯片集成塊IC1的腳27輸出低電平，三極管Q24基極為低電平，三極管Q24不導通，三極管Q23導通，三極管Q22不導通，三極管Q21基極為高電平，也不導通，點火控制電路失電。情況除了與前述人工關火一樣外，還多了一個動作，在電動機19轉動時，三極管Q26集電極仍輸出高電平，三極管Q27仍導通，當定位開關K3轉到關氣位置K3-5-1接通時，通過動觸點5、靜觸點1和二極常數字鐘延時時間為00時，數字鐘輸出為低電平，三極管Q24不導通，所以只要有延時計時動作(二極管D32和D35有高電平送出)，有高電平經R39使三極管Q23導通，三極管Q22不導通，三極管Q21基極為高電平，也不導通，點火電路馬上失電，自動關火，情況與前述自動關機一樣。
(三)定時開/關火的工作原理目前，能輸出定(鬧)時信號的時鐘電路比較多，有簡單的24小時內只能輸出一個信號的普通液晶數字鐘(表)、LED數字鐘等，也有雙定(鬧)時的LED數字鐘。較高級的是加上儲存、比較電路后，24小時內能有幾組，每組有幾十次開關的輸出信號的LED數字鐘。更高級的有單片機控制的時鐘電路，但用這些來作控制信號將使控制器材成本大增。還有，燃氣是一種易燃易爆有毒物質，大家都想隨時知道控制器現在所處的狀態，以便心里有底、踏實。萬一不想控制器動作，它卻自動動作了，那會空燃，引起火災，或燒壞鍋頭，這可是好事變壞事。所以，本控制器采用兩塊相同時鐘集成芯片的LED數字鐘，雙屏顯示，一目了然。一個用于倒計時，專門控制延時時間一個專門控制點火時間，只要能輸出定鬧脈沖信號即可用。該時鐘集成芯片型號為LM8361。當然，使用單片機控制的鐘，一塊顯屏里能同時顯示定時點火時間，延時關火時間，或專門開發一種液晶數字鐘，控制器將更顯高級。
工作原理如下第二LED數字鐘定時點火時間到，集成塊IC2的腳25輸出高電平(若是液晶鐘或石英鐘，則為脈沖信號)，經二極管D28觸發定時點火控制電路，使三極管Q28集電極輸出高電平，由于開關K5接通(通為定時開/關火，斷為自動煮飯)，該高電平經二極管D29、開關K5、電阻R75送到延時控制電路，延時的第一LED數字鐘運行。又由于原來處在關氣狀態，三極管Q27發射極經二極管D25、定位開關K3的觸點K3-5-1接地，三極管Q28集電極輸出的高電平還經二極管D27、電阻R51使三極管Q27導通，由于電容C12兩端電壓差不能突變，這一變化相當于按了一下輕觸開關K4，雙穩態電路翻轉，三極管Q26集電極輸出變為高電平，開始點火。以后情況與上述點火一樣，延時時間到后，自動關火。關火動作除了與前述相同外，還多了一個動作關火時，三極管Q19集電極輸出的高電平還經電阻R59使三極管Q30導通，正反饋電路的三極管Q28集電極輸出變為低電平，等待下次動作。
(四)(定時)自動煮飯與燒開水的工作原理。
轉換開關K8打在位置2上，即開關觸點K8-3-2接通，人工輕觸開關K4或定時開火時間到后(注意，定時開機自動煮飯時K5要處于斷開狀態)，各電路處于和前述開火時的狀態一樣，等到高壓鍋噴出氣體時，雙金屬開關K7(常閉)受熱斷開，有電流經發光二極管LED2、電阻R74、二極管D37加至三極管Q34基極，使三極管Q34導通，三極管Q33集電極輸出高電平，一路經二極管D8、電容C2、電阻R13觸發正反饋電路，使三極管Q12集電極輸出高電平經二極管D4送到電壓極性轉換電路，電動機19得電正轉，經減速后帶動旋轉活塞23轉動，把火力降低，同時定位開關K3的動片5跟 著轉動，轉到火力最小的觸點K3-5-4處時，經定位開關K3觸點K3-5-4、開關K8-3-2、二極管D9把三極管Q13基極短路接地，三極管Q12集電極輸出低電平，電動機19停轉，完成火力的降低工作；另一路經二極管D35、電阻R75送到倒計時延時控制電路，開始倒計時，計時時間到時，自動關火，過程與前面自動關火時月一樣。開關K8的靜觸點2還通過二極管D14接到三極管Q16基極，在正反饋電路受強烈干擾，使三極管Q15集電極輸出高電平時，電動機19帶動旋轉活塞23轉到弱火力位置，三極管Q15集電極也自動變成低電平輸出，使電動機19停轉。若將開K8的動觸點3與靜觸點1接通時，高壓鍋煮飯或水開噴氣后，火力自動降到中火力位置，原理與火力自動降到小火力位置一樣。
(五)火力大小調節可自動、電動、手動的工作原理燃氣開關總成如

圖1，工作原理是電磁閥35得電時，先打開氣路，燃氣到達旋轉活塞23，旋轉活塞23在關火時是堵住氣路的，如圖4示意，所以燃氣不能到達爐頭。調節軸11在離合齒輪50的帶動下轉動，帶動活塞23旋轉，當旋轉活塞的氣孔24轉到與電磁閥35打開的氣路相通時，燃氣便進到活塞沉孔25內，然后從沉孔25到出氣管27去。如圖5，是火最大時燃氣開關所處的狀態。不同大小氣孔對準電磁閥35的氣路，便可調節火力大小。如圖2，調節軸11的一端制成凸頭45，插入活塞23的凹槽44里，調節軸11上還有定位銷47和墊片46，墊片46與活塞之間有一彈簧22，彈簧22的作用有二，一是把活塞23往里壓，保證與活塞孔21的密封性；二是通過墊片46作用在定位銷47，把調節軸11往外推，保證離合銷48與凹槽51相對時可把離合銷48頂入套在調節軸11上的離合齒輪50套筒49的凹槽51里。定位銷47的作用是使調節軸11的凸頭45在彈簧的作用下，不能脫離活塞的凹槽44。調節軸11一端的凸頭45在非手動時并不完全插入活塞的凹槽44里，而是留有3-4毫米的距離，以便手動調火時調節軸11可以往里移動，和離合齒輪50分離轉動。手動調節火力大小時，通過旋鈕10把調節軸11往里壓，如圖3，軸11進一步插入活塞的凹槽44里，離合銷48也離開套筒49的凹槽51，調節軸11可手動帶動旋轉活塞23轉動，而與離合齒輪50沒有什么聯系。火力大小也可通過輕觸按鈕開關K1、K2，使電動機19轉動調節，即電動調節。電動調節中，電動機19是靠變速齒輪18、蝸輪17轉變成低速獲得大的轉矩帶動活塞23旋轉的。每次開火時，電磁閥35得電打開氣路，同時電動機19也得電，帶動活塞23轉動，火力由關閉狀態自動轉到火力最大的位置，然后自動停止。自動的情況還有定時關火，定時點火及調節火力大小等，這些過程在前面介紹電路時都作了說明，不再敘述。
(六)意外熄火自動關氣原理點火控制電路里設有火焰檢測電路，當打火不成功或風吹引起火焰熄滅時，電路的火焰探針檢測不到火焰，即電阻R0無窮大，三極管Q42就會自動停止對電磁閥35供電，電磁閥芯34封閉燃氣通道，接著控制器的動作就與自動關火一樣。
(七)開/關火音樂提示原理電動機19正、反轉均有高電平經電阻R1送到三極管Q1，三極管Q1導通音樂集成塊IC電路得電，從喇叭發出聲響。如果不是手動調節火力大小，而音樂卻一直響個不停，可以提醒使用者，旋轉開關不到位。當然，這只是萬一。況且，當萬一發生不好的情況時，還有電磁閥35起作用，關閉燃氣通道呢！
權利要求
1.一種多功能全自動燃氣爐控制器，它包括燃氣爐的高壓脈沖點火器和進氣管，其特征在于還包括含調節軸(11)及其旋鈕(10)、電磁閥(35)、電動機(19)、變速齒輪箱(15)、旋轉活塞(23)、定位開關(K3)和帶進、出氣管(31、27)總成主體(29)的燃氣開關總成，其中，出氣管(27)與所述的進氣管相接通；含電源電路、隨開/關火電路、定時開/關火電路、信號綜合處理電路，即刻計時電路、噴氣檢測電路、延時計時時鐘控制電路、點火控制電路、燃氣電動及自動調節電路和音樂提示電路的燃氣控制電路。
2.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于所述的調節開關(K3)包括動片(12)和定片(14)，其中，動片(12)通過其中心的的半圓孔(61)與調節軸(11)設定位平面(9)定位聯接，并通過各動觸點(13)與定位片(14)電接觸；定位片(14)的各靜觸點分別引出關氣端(1)、大火端(2)、中火端(3)、小火端(4)和接地端(5)，各引出端分別與控制電路的相應點連接。
3.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于手動調節火力大小的機構包括調節軸(11)及其施鈕(10)、旋轉活塞(23)；將調節軸(11)內端頭的凸頭(45)進一步插入到活塞(23)一端的凹槽(44)中，扭轉旋鈕(10)，轉動調節軸(11)和旋轉活塞(23)，使活塞(23)圓錐體上相應出氣孔(24)與所述總成主體(29)的進氣管(31)、控制孔(26)和出氣管(27)相通，達到調節火力大小的目的。
4.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于自動調節火力大小的機構包括定位開關(K3)、含兩個三極管(Q15和Q16)構成的打開燃氣的高電平提供電路、含兩個三極管(Q12和Q13)構成的把燃氣由大變成中火或小火的高電平提供電路，以及含叁個三極管(Q18～Q20)構成的把燃氣由開氣變成關氣的高電平提供電路；其中，三極管(Q13)的基極通過二極管(D9)和轉換開關(K8)的觸點(K8-3-1)與定位開關(K3)的中火靜觸點(3)連接；三極管(Q16)的基極與定位開關(K3)的大火靜點(2)連接；三極管(Q20)的基極通過二極管(D17)與定位開關(K3)的關氣靜觸點(1)連接。
5.根據權利要求1或4所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于在自動調節火力大小機構的三個高電平提供電路之間，分別由含一個互鎖三極管(Q11或Q14或Q17)的集電極與高電平提供電路的三極管(Q20)的基極連接。
6.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于所述的電動調節火力大小的機構包括兩個輕觸開關(K1、K2)、含八個三極管(Q2-Q9)構成的電壓極性轉換電路；其中，第一開關(K1)的觸點通過電阻(R3)與三極管(Q3)的基極連接，通過另一電阻(R9)與另一三極管(Q9)的基極連接；第二開關(K2)的一觸點通過電阻(R2)與三極管(Q2)的基極連接，通過另一電阻(R8)與三極管(Q8)的基極連接；兩開關(K1和K2)的另一端都與綜合處理電路的輸出三極管(Q21)的集電極連接。
7.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于所述的隨開/關火電路包括按鈕開關(K4)和含兩個三極管(Q25和Q26)構成的雙穩態電路；其中，開關(K4)的一接線端與該兩個三極管(Q25和Q26)的發射極連接，開關(K4)的另一接線端各通過一個電容(C10或C11)和二極管(D23或D24)分別與該兩三極管(Q25和Q26)的基極連接。
8.根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于所述的信號綜合處理電路包括四個三極管(Q21-Q24)和五個電阻(R36-R40)，其中，其一的三極管(Q21)集電極和發射極控制燃氣電動和自動調節電路，以及點火控制電路的電源；電阻(R36)兩端各連接三極管(Q21)的發射極和基極；其二的三極管(Q22)的集電極通過電阻(R37)與其一的三極管(Q21)的基極連接；其三的三極管(Q23)的集電極與其二的三極管(Q22)的基極連接；其四的三極管(Q24)的集電極與其三的三極管(Q23)的基極連接；其二的三極管(Q22)的基極還通過電阻(R38)和一個二極管(D22)與隨時開/關電路的三極管(Q26)的集電極連接；其三的三極管(Q23)基極還通過電阻(39)和一個二極管(D35)與噴氣檢測電路三極管(Q33)的集電極連接；其四的三極管(Q24)的基極通過電阻(R40)與第一時鐘集成塊(IC1)的腳(27)連接。
9 、根據權利要求1所述的多功能全自動燃氣爐控制器，其特征在于所述定時開/關火電路包括三極管(Q27)，其中，其發射極通過一個二極管(D25)與定位開關(K3)的關氣觸點(1)連接；其集電極通過一個電容(C12)與輕觸開頭(K4)的一端連接；其基極通過電阻(R51)與兩二極管(D26、D27)的負極連接，而其一的二極管(D26)的正極與隨時開/關火電路的輸出端連接，另一個二極管(D27)的正極與定時開/關火電路的輸出端連接。
全文摘要
本發明公開了一種多功能全自動燃氣爐控制器,它包括燃氣爐的高壓脈沖點火器和進氣管,還包括含調節軸及其旋鈕、電磁閥、電動機、變速齒輪箱、旋轉活塞、定位開關和帶進、出氣管總成主體的燃氣開關總成,其中,出氣管與所述的進氣管相接通;含電源電路、隨開/關電路、定時開/關火電路、信號綜合處理電路,即刻計時電路、噴氣檢測電路、延時計時時鐘控制電路、點火控制電路、燃氣電動及自動調節電路和音樂提示電路的燃氣控制電路。與燃氣爐配合,具有即刻計時延時關火,定時開/關火、自動煮飯或燒開水、火力大小可自動或電動或手動兼容調節,以及意外熄火及火焰檢測電路失靈自動關氣雙重保護和開/關火音樂提示等功能。適用于各種燃氣爐。
文檔編號F24C3/12GK1373321SQ0211544
公開日2002年10月9日 申請日期2002年1月18日 優先權日2002年1月18日
發明者趙東民 申請人:趙東民