專利名稱：Ic卡管道燃?xì)怆娍亻y的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及管道燃?xì)庾詣踊芾眍I(lǐng)域，特別是一種用于對燃?xì)庥脩魧嵤╊A(yù)收費管理的IC卡管道燃?xì)怆娍亻y。
眾所周知，目前“先用氣后收費”這種滯后收費的模式所帶來的資金周轉(zhuǎn)慢、收費難的問題，已經(jīng)制約著管道燃?xì)獾陌l(fā)展。只有采用先進(jìn)的設(shè)備，實施“預(yù)收費再用氣”的科學(xué)管理，才能推動管道燃?xì)獾陌l(fā)展。對此，中國專利“IC卡預(yù)售氣管道煤氣表”(CN2234636Y)、“管道煤氣自動閥門式預(yù)收費裝置”(CN2249926Y)等產(chǎn)品進(jìn)行了嘗試?？墒?，由于其存在壓損大、內(nèi)漏嚴(yán)重、耗電(6V直流電池僅用3-6個月)以及結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等缺陷，致使其無法得到推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種性能可靠的IC卡管道燃?xì)怆娍亻y，其與膜式燃?xì)獗砼涮?，自動對管道燃?xì)膺M(jìn)行預(yù)收費用氣的管理。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的其外殼內(nèi)設(shè)有電機驅(qū)動的氣閥和單片機控制電路。氣閥設(shè)有閥體和閥桿；閥體是三通管，其橫管端口有與之螺紋相連的閥蓋；閥桿一端有與之固連的橡膠波紋管式閥芯，此閥芯位于閥體腔內(nèi)，閥桿另一端是螺桿，此螺桿穿出閥蓋與螺母相連而構(gòu)成螺旋運動副，螺母與齒輪減速器中的末級齒輪即大齒輪固連。單片機控制電路包括單片機U1、復(fù)位定時器U2、存貯器U4、標(biāo)準(zhǔn)IC卡U5和開關(guān)氣閥、IC卡讀寫、欠壓、電池盒控制、傳感器電路。
本實用新型的工作原理是在單片機控制電路作用下，直流微電機運轉(zhuǎn)，電機通過齒輪減速器降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩，再由螺旋運動副將電機輸出的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為螺桿即閥桿的直線運動，此時閥芯上端面依靠彈力與閥蓋端面緊密接觸，其摩擦力遠(yuǎn)大于螺旋副運動時所需的摩擦力，使閥桿不會隨同螺母的旋轉(zhuǎn)一起轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)氣閥的開啟或關(guān)閉。
本實用新型的主要優(yōu)點如下其一、設(shè)計合理，性能可靠。如壓力損失＜50Pa，最大流量＜6m3/h。閥門整體密封性工作1000次后，5kPa氣壓條件下每小時泄漏量＜0.1升。閥門關(guān)閉密封性工作1000次后，2kPa氣壓條件下≤0.001m3/h。
其二、使用安全，具備《金卡工程安全體系結(jié)構(gòu)及安全規(guī)范》所要求的抗攻擊性能和迅速恢復(fù)功能，防爆等級標(biāo)志為ibIICT3。
其三、計量準(zhǔn)確，有利于保障用戶及燃?xì)夤芾聿块T雙方的權(quán)益。
其四、有利于提高供氣管理水平，可杜絕竊氣現(xiàn)象，防止少交費或不交費，收費率達(dá)100％。裝接方便，可與任何型號的家用燃?xì)獗泶?lián)配裝使用，適用于焦?fàn)t煤氣、水煤氣、油制氣、天燃?xì)?、液化石油氣、沼氣等各種氣源。
其五、耗電省，電池使用時間1號鋅錳電池＞600天，1號堿性電池使用期在二年以上，從而免除用戶經(jīng)常更換電池的麻煩，節(jié)省用戶開支。
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型外殼結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型氣閥結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2中驅(qū)動裝置7結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實用新型使用安裝示意圖。
圖6是本實用新型單片機控制電路原理圖。
本實用新型與膜式燃?xì)獗砼涮祝瑯?gòu)成管道燃?xì)忸A(yù)收費裝置，其外殼內(nèi)設(shè)有電機驅(qū)動的氣閥和單片機控制電路。
如圖1、圖2所示，本實用新型的結(jié)構(gòu)是設(shè)有外殼1和底板6，二者以螺釘相連。外殼側(cè)面安有拉門2，打開拉門，可將IC卡插入IC卡盒4內(nèi)的IC卡插座上。底板6上，固定裝有IC卡盒4、電路板5、電機驅(qū)動裝置7、電池盒10以及包括閥體3在內(nèi)的氣閥。電池盒內(nèi)裝有三節(jié)1號電池9，盒體外裝有微動開關(guān)8。電池盒設(shè)計成抽屜式，在外殼1和底板6上有供其定位和滑動的滑槽。抽出電池盒，可方便地更換電池。
如圖3所示，氣閥由閥體3和閥桿組成。閥體是三通管，其豎管(在圖2，則為橫管)端口有螺紋相連的閥蓋13。閥桿下端有與之固連的橡膠波紋管式閥芯11，閥芯位于閥體腔內(nèi)；閥桿上端是螺桿12，螺桿穿出閥蓋中心孔后與螺母18相連而構(gòu)成螺旋運動副。如圖4所示，螺母18與齒輪減速器的末級齒輪即大齒輪17固連。
電機驅(qū)動裝置7的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括直流微電機14和齒輪減速器，后者由互為嚙合的小齒輪15、雙聯(lián)齒輪16和大齒輪17組成。電機軸與小齒輪相連。
本實用新型與管道燃?xì)?、膜式燃?xì)獗?1的連接如圖5所示外殼1的上接頭外螺紋M30×2與進(jìn)氣管19相承接，下接頭內(nèi)螺紋PC2與膜式燃?xì)獗碇睏U20接頭相連，裝接極為方便，同時為改造老用戶提供了方便。通過導(dǎo)線22，將位于膜式燃?xì)獗韮?nèi)的傳感器與外殼1內(nèi)的傳感器電路相連。序號23是出氣管。
本實用新型的單片機控制電路裝在電路板5上，該電路如圖6所示，包括方框1電源電路，方框2單片機U1，方框3指示燈電路，方框4開關(guān)氣閥電路，方框5IC卡讀寫電路，方框6欠壓電路，方框7傳感器電路，方框8電池盒10控制電路，方框9標(biāo)準(zhǔn)IC卡U5和存貯器U4，方框10復(fù)位定時器U2。
電源電路中B1為3V鋰電池，是U1的數(shù)據(jù)保持電池；B2為3節(jié)1號電池，是整機電路的工作電源；當(dāng)用戶更換B2時，B1可維持U1短期供電。B1正極、B2負(fù)極接地，B1負(fù)極經(jīng)開關(guān)S2、D1負(fù)極接D2負(fù)極和U1腳20，B1正極經(jīng)并聯(lián)的電容C4、C11接D1負(fù)極。B2正極經(jīng)R23、開關(guān)S1接D2正極和指示燈電路中的紅、綠色發(fā)光二極管L1、L2的正極。
單片機U1可選用美國ATMEL公司的89C2051產(chǎn)品，或韓國LG公司的GMS97C2051產(chǎn)品，也可用其它公司的C2051產(chǎn)品。U1是整機的中心控制部件。
指示燈電路中L1、L2負(fù)極分別經(jīng)R7、R6接U1腳9、11。當(dāng)用戶可用氣量為0-3立方米時，L2亮即綠燈亮，反之不亮。當(dāng)B2電池電壓降到3.9±0.1V時，欠壓電路使L1亮即紅燈亮，氣閥關(guān)閉，反之不亮。
開關(guān)氣閥電路中三極管T1、T3的發(fā)射極經(jīng)R21、C3接地，R21、C3串接點接L1正極和微動開關(guān)S3一端；T1、T3集電極分別接T2、T4發(fā)射極，C5、M1并聯(lián)且其兩端分別接T1、T3集電極，M1是直流微電機14；T2、T4集電極接地。T1、T4基極分別經(jīng)R1、R4接U1腳2，控制氣閥打開；T2、T3基極分別經(jīng)R2、R3接U1腳3，控制氣閥關(guān)閉。M1是打開、關(guān)閉氣閥的動力源。
IC卡讀寫電路中P6是IC卡插座，它是標(biāo)準(zhǔn)IC卡U5與單片機U1交換信息的接口。供氣公司可將用戶購買的用氣量填寫在IC卡上，當(dāng)用戶回家將此卡插入IC卡插座后，即可將用戶所購買的用氣量輸入單片機中，同時黃燈閃亮3次。然后用戶抽出IC卡，將此卡單獨保存好備用。P6腳1、3、4分別接U1腳16、18、19，P6腳5經(jīng)R22、C10接地，P6腳6經(jīng)開關(guān)S4接P6腳5，P6腳6又經(jīng)R11、R20接存貯器U4腳1、2、3、4、7和地。U4腳5、6分別接U1腳17、18。R11、R20的串接點經(jīng)6反相器U3中的U33腳6接U1腳15。R22、C10的串接點接D2正極、U4腳8。U4、U5均采用24C01A或X24C01等貼片集成塊。
欠壓電路可由3個二極管和4個電阻組成，即D3、D4、D5串接，并且D5負(fù)極經(jīng)R16、R15、R13、R5接U1腳13和D3正極。R15、R16串接點接U1腳12，R13、R5串接點接D2正極。
傳感器電路中，設(shè)有剪線傳感器S5、氣量采樣傳感器S6、防磁傳感器S7，其一端并接于D5負(fù)極和U1腳16，另一端則分別經(jīng)R8、R9、R10接U1腳6、7、8。S5在電路板5上用印刷銅線制成，S6、S7均可用靈敏干簧管制成。
電池盒10控制電路中，設(shè)有6反相器U3，其中U36、U35、U34串接后，其腳8接U1腳14，其腳13經(jīng)微動開關(guān)S3接D2正極和經(jīng)串接的C8、U31、U32、R12接T5的基極，T5集電極接U1腳3，T5發(fā)射極接地和R17、R18、C9，C9、R18另一端接C8，R17另一端接C8另一端。U3可采用CD4069或CD40106等集成塊。S3是微動開關(guān)8，在抽開和關(guān)好電池盒時，S3處于兩種不同的狀態(tài)，通過電池盒10控制電路使U1采集到該信息作出相關(guān)處理，即在用戶抽開電池盒時，S3接通一個2-3秒的微分電路將氣閥關(guān)閉；同時，S3接通一個15-22秒的積分電路并將積分信號饋入U1，此信號作為用戶上好電池、關(guān)好電池盒時U1自動開啟氣閥的依據(jù)。存貯器U4的作用是，作為U1將用戶可用氣量、買氣次數(shù)等重要數(shù)據(jù)的存放處。U4可讀、寫10萬次，數(shù)據(jù)保存期達(dá)100年，即使機內(nèi)所有電源都無電時，此數(shù)據(jù)仍可保持10年以上。
復(fù)位定時器U2，其腳13經(jīng)C7接U1腳1、R14，R14另一端接地，U2腳1經(jīng)C6、R19接U2腳2，C6、R19串接點接U2腳3，U2腳4、5、6接D2正極，U2腳8、9、12接地。U2用來對休眠狀態(tài)的U1進(jìn)行復(fù)位喚醒，時間周期約7秒。喚醒的U1一般運行極短的時間后即進(jìn)入休眠狀態(tài)，達(dá)到節(jié)省電能和抵抗外界干擾的目的。
上述單片機控制電路中，各電路與U1的連接關(guān)系不受本實施例限制，即除U1腳1、4、5、10、12、13、20外，其它U1腳可隨U1內(nèi)的軟件變換而改變。
下面簡述一下本實用新型的工作過程當(dāng)遇到電源電壓低于設(shè)定值、更換電池、所購氣量用盡和竊氣等異常情況時，單片機控制電路都會發(fā)出關(guān)門指令，于是電機正轉(zhuǎn)，驅(qū)動閥芯前行堵住燃?xì)馔ǖ?，使氣閥關(guān)閉。此時，閥芯位于圖3所示的虛線處。
當(dāng)上述異常情況被排除后，單片機控制電路就會發(fā)出開門指令，于是電機反轉(zhuǎn)，驅(qū)動閥芯后退，氣閥被打開。
權(quán)利要求1.一種與膜式燃?xì)獗硐噙B的IC卡管道燃?xì)怆娍亻y，其外殼內(nèi)設(shè)有電機驅(qū)動的氣閥和單片機控制電路，其特征是氣閥設(shè)有閥體(3)和閥桿，閥體是三通管，其橫管端口有螺紋相連的閥蓋(13)，閥桿一端固連有橡膠波紋管式閥芯(11)，閥芯位于閥體腔內(nèi)，閥桿另一端是螺桿(12)，螺桿穿出閥蓋與螺母(18)相連而成螺旋運動副，螺母與齒輪減速器的末級齒輪即大齒輪(17)固連，單片機控制電路包括單片機U1、復(fù)位定時器U2、存貯器U4、標(biāo)準(zhǔn)IC卡U5和開關(guān)氣閥、IC卡讀寫、欠壓、電池盒(10)控制傳感器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控閥，其特征是電池盒(10)控制、電路中，設(shè)有6反相器U3，其中U34腳8接U1腳14，U36腳13經(jīng)微動開關(guān)S3接二極管D2正極，U32腳4經(jīng)R12接三極管T5基極，T5集電極接U1腳3，T5發(fā)射極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控閥，其特征是電池盒(10)設(shè)計成抽屜式，在外殼(1)和底板(6)上有供其定位和滑動的滑槽，電池盒內(nèi)裝有3節(jié)1號電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控閥，其特征是傳感器電路中，剪線傳感器S5、氣量采樣傳感器S6、防磁傳感器S7一端并接于U1腳16和D5負(fù)極，另一端則分別經(jīng)R8、R9、R10接U1腳6、7、8，S5在電路板(5)上用印刷銅線制成，S5、S7均用靈敏干簧管制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控閥，其特征是開關(guān)氣閥電路中，三極管T1、T3的發(fā)射極經(jīng)R21接發(fā)光二極管L1、L2的正極和微動開關(guān)S3一端，其集電極分別接T2、T4發(fā)射極，C5、直流微電機M1并聯(lián)且其二端分別接T1、T3集電極，T2、T4集電極接地，T1、T4基極分別經(jīng)R1、R4接U1腳2，T2、T3基極分別經(jīng)R2、R3接U1腳3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控閥，其特征是欠壓電路包括3個二極管和4個電阻，即D3、D4、D5串接，并且D5負(fù)極經(jīng)R16、R15、R13、R5接U1腳13和D3正極，R15、R16串接點接U1腳12，R13、R5串接點接D2正極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5或6所述的電控閥，其特征是U1是89C2051或GMS97C2051單片計算機，U2采用CD4047集成塊，U3采用CD4069或CD40106集成塊，U4、U5均采用24C01A或X24C01貼片集成塊。
專利摘要本實用新型是一種用于對燃?xì)庥脩魧嵤╊A(yù)收費管理的IC卡管道燃?xì)怆娍亻y,其設(shè)有電機驅(qū)動的氣閥和單片機控制電路。氣閥由閥體3和閥桿組成,閥體為三通管,其橫管有閥蓋13,閥桿上的閥芯11位于閥體腔內(nèi),閥桿的螺桿12穿出閥蓋與螺母18構(gòu)成螺旋副,螺母固定在減速器的末級齒輪上。單片機控制電路包括單片機、復(fù)位定時器、存貯器、標(biāo)準(zhǔn)IC卡和開關(guān)氣閥、IC卡讀寫、傳感器電路。本實用新型具有性能可靠、使用安全、防竊氣和耗電省等優(yōu)點。
文檔編號G07F15/00GK2366903SQ9923754
公開日2000年3月1日 申請日期1999年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月21日
發(fā)明者方輝 申請人:方輝