CN109896163B - 自动抽气密封盒盖及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动抽气密封盒盖，包括相互可拆卸连接的底盖和顶盖；底盖和顶盖连接构成设备腔体，在设备腔体内安装有自动抽气装置；自动抽气装置包括电源、压力传感器、气泵和控制器；电源连接压力传感器、气泵和控制器的电源输入端；气泵的抽气口以及压力传感器的探头露出底盖的下表面；压力传感器的输出端连接采集电路，采集电路的输出端连接控制器的输入端；控制器的控制信号输出端连接气泵的开关控制端。本发明可实现自动的测压、吸气，确保储物腔体内的气压值。
Description
技术领域
本发明属于贮藏技术领域，具体是一种自动抽气密封盒盖及其工作方法。
背景技术
现有技术中，常温或低温贮存物品（如易氧化物品以及食品等）时候，较好方式是采用密封条件下的抽真空或充惰性气体。从作业便捷、监控便利性看，抽真空方式在多数情况下更为可取，目前出现了手动气泵的抽真空的密封盒，其原理是在密封盒上固定/可拆卸连接有手动气泵（也有带气压表）。这种结构在一般条件的存储情况下比较方便，因为，人员经常观察在仓储状态下密封盒，如果出现压力与要求有偏离（通常情况下，是出现漏气等），则抽气即可。而在密封盒数量较多的仓储条件下，保管人员（通常是巡检或抽查）难以及时发现压力异常情况。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种新的自动抽气密封盒盖及其工作方法。
一种自动抽气密封盒盖，包括相互可拆卸连接的底盖和顶盖；底盖和顶盖连接构成设备腔体，在设备腔体内安装有自动抽气装置；
自动抽气装置，它包括电源、压力传感器、气泵和控制器；电源连接压力传感器、气泵和控制器的电源输入端；气泵的抽气口以及压力传感器的探头在储物腔体（在使用状态下，本盒盖盖在盒体上，盒盖和盒体围成储物腔体）内；压力传感器的输出端连接采集电路，采集电路的输出端连接控制器的压力信号输入端；控制器的控制信号输出端连接气泵（可采用医用的抽气泵）的开关控制端。
所述采集电路包括：第一运放和第二运放；压力传感器的第一、第二信号输出端分别连接第一、第二运放的同相端，第一、第二运放的反相端分别连接第一、第二运放的输出端；第一、第二运放的输出端分别串接第一、第二降压电阻后连接在第三运放的反相端和同相端，第三运放的输出端串接第三降压电阻后连接所述控制器的压力信号输入端；第三运放的反相端和输出端之间设有RC并联电路；第四运放的输出端串接第四降压电阻后连接所述第三运放的同相端，所述第四运放的反相端和输出端相连；第一、第二分压电阻串接在+2.5V直流电源端和接地端之间，第四运放的同相端接所述第一、第二分压电阻的连接端。
所述控制器为单片机（优选51系列单片机），该控制器与一触控显示屏相连；该触控显示屏包括与上述控制器相连的液晶屏驱动电路、与该液晶屏驱动电路的输出端相连的液晶屏，以及与该液晶屏的触摸控制信号输入端相连的触摸控制器。
所述控制器通过MOS管开关电路控制所述气泵。
还包括人机交互模块；人机交互模块的信号输出端连接微控制器的人机交互信号输入端；人机交互模块的信号输入端连接微控制器的人机交互信号输出端。（人机交互模块可以是触控屏）
还包括通信单元；通信单元的信号输出端连接微控制器的通信信号输入端；通信单元的信号输入端连接微控制器的通信信号输出端；所述电源的输出端连接通信单元的电源输入端；所述通信单元是蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块。
在底盖上表面设有安放压力传感器主体的格子，格子底面开有通孔，压力传感器的探头自通孔连通储物腔体，在格子内填有灌封胶，压力传感器的导线伸出灌封胶体；
在底盖上表面设有安放气泵的卡位，所述气泵固定在卡位内，在气泵的外壳与卡位之间连接有弹性隔离垫；
所述人机交互模块是触控显示屏；在顶盖上开有中空框，触控显示屏在中空框内，触控显示屏的边缘与中空框的内缘之间填弹性密封材料；
所述控制器所在的PCB板固定在底盖上表面；
所述电源是蓄电池，蓄电池可拆卸地连接在底盖上表面的定位槽中。
在工程实现中，底盖上表面设有多个加强筋，加强筋构成的格子可作为上述安放电器器件等的格子、卡位、定位槽等。
所述顶盖的边缘设有开口向下的环形的槽，底盖的边缘设有朝上的环形的凸棱，凸棱对应安装在槽内，在槽底内填有一圈膨胀阻水填充绳，在膨胀阻水填充绳外安装密封胶圈；
凸棱上设有水平方向的凸块，在槽的壁上开有与凸块对应的孔，底盖和顶盖连接状态下，凸块在孔内。
所述盒盖上还连接有泄压机构，所述泄压机构包括电磁阀和泄压气管；泄压气管的进气口连通储物腔体，泄压气管的出气口连通大气；电磁阀连接在泄压气管上，所述控制器通过MOS管开关电路控制所述电磁阀的开关；
或者，所述泄压机构包括：壳体、气泡膜、膜固定块、第一通气柱、压簧和第二通气柱；
所述壳体连接于盒盖，且壳体的顶端露出在顶盖上表面，壳体的底端在底盖下表面；
壳体的内腔是筒形腔体，筒形腔体两端开有第一和第二通孔；筒形腔体通过第一通孔与储物腔体连通，筒形腔体通过第二通孔与大气连通；
所述第二通气柱自筒形腔体的第一通孔穿入筒形腔体内，所述第一通气柱自第二通孔穿入筒形腔体内，第二通气柱的顶端固定在第一通气柱的末端，且第一和第二通气柱中开有贯穿二者的通气孔；
所述第二通气柱的下部外壁设有第一环形凸棱，第一环形凸棱的外径大于第一通孔的内径，在第一环形凸棱与第一通孔之间设有密封结构，第一环形凸棱在筒形腔体外；压簧连接在第二通气柱与筒形腔体之间；第二通气柱的外壁与筒形腔体的内壁留有间隙；
所述第二通孔的开口端连接有朝向筒形腔体轴线的折弯边，折弯边围成的圆形通孔的内径小于筒形腔体的内径；
所述第一通气柱的下部的外壁上连接有第二环形凸棱，第二环形凸棱在筒形腔体内，且第二环形凸棱的顶面与折弯边的底面之间连接有密封结构；
第一通气柱的外径小于圆形通孔的内径，第二环形凸棱的外径小于筒形腔体的内径且大于圆形通孔的内径；
所述气泡膜覆盖在第一通气柱的顶面，且第一通气柱的顶面设有内凹，通气孔的开口在内凹的表面，气泡膜的底面与内凹的表面留有间隙；所述膜固定块是环形的，膜固定块压在气泡膜的边缘，气泡膜边缘的与内凹密封连接；
所述气泡膜是弹性材料制成的弹性薄膜，常态下气泡膜中间是凸起的，气泡膜的底面压力小于顶面压力状态下，气泡膜中间是凹下的；气泡膜中间位置在环形膜固定块的中空内；
压簧的弹性势能最小时候，第一环形凸棱与第一通孔之间是密封的，第二环形凸棱与折弯边的底面之间是密封的。
一种使用上述盒盖的自动抽气密封盒，包括盒体和盒盖，其特征是底盖与盒体可拆卸密封连接，底盖和盒盖的连接处设有密封圈；盒体和盒盖连接构成储物腔体。
所述的密封盒盖的工作方法，其特征是亏本：启动电机状态时，当压力达到设定的上限值时，自动停止；当压力达到设定的下限时，自动起动气泵直到达到上限。
本发明可实现自动的测压、吸气，确保储物腔体内的气压值。
附图说明
图1是本实施例的自动抽气密封盒的示意图；
图2是本实施例的自动抽气密封盒盖的俯视示意图
图3是本实施例的自动抽气密封盒盖的仰视示意图
图4是本实施例的电原理框图（为了示意清楚，把电动方式泄压机构的电磁阀列入原理图中）；
图5是本实施例的底盖上表面的各个电器器件位置示意图；
图6是本实施例的示意泄压阀的剖面结构示意图；
图7是本实施例的顶盖/底盖连接结构示意图；
图8是实施例中的压力传感器和采集电路的原理图；
图9是实施例中的控制器和采集电路的原理图；
图10是实施例中的液晶屏和触摸控制器的原理图；
图中： 盒体1、盒盖2、底盖3、顶盖4、电源（可充电蓄电池）5、电池充电端子6、压力传感器的探头所在通孔7、气泵8、PCB板9、触控显示屏10、密封环11、气泡膜12、膜固定块13、第一通气柱14、压簧15、第二通气柱16、筒形腔体17、通气孔18、第一环形凸棱19、折弯边20、第二环形凸棱21、蓄电池所在位置在底盖下表面形成的下凸22、气泵的抽气口位置（在抽气口上安装有单向阀片）23、本例的泄压机构所在位置24、顶盖边缘的槽25、底盖边缘的凸棱26、膨胀阻水填充绳27、密封胶圈28、凸块29，与凸块对应的孔30。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本案进一步说明：
实施例1
如图1，一种自动抽气密封盒，包括盒体和盒盖，盒体和盒盖可拆卸连接，盒体和盒盖的连接处设有密封圈；盒体和盒盖连接构成储物腔体，本例中，盒体和盒盖之间还通过折叠耳扣连接。
如图2～5，还包括自动抽气装置，它包括电源、压力传感器、气泵和控制器；电源连接压力传感器、气泵（优选微型气泵）和控制器的电源输入端；压力传感器的探头在储物腔体内；压力传感器的输出端连接采集电路，采集电路的输出端连接控制器的压力信号输入端；控制器的控制信号输出端连接气泵的开关控制端。
所述采集电路包括：第一运放IC11和第二运放IC12；压力传感器IC3的第一、第二信号输出端分别连接第一、第二运放的同相端，第一、第二运放的反相端分别连接第一、第二运放的输出端；第一、第二运放的输出端分别串接第一、第二降压电阻R13、R14后连接在第三运放的反相端和同相端，第三运放的输出端串接第三降压电阻R20后连接所述控制器的压力信号输入端；第三运放IC13的反相端和输出端之间设有RC并联电路（分别对应电阻R11、电容C11）；第四运放IC14的输出端串接第四降压电阻R12后连接所述第三运放的同相端，所述第四运放IC14的反相端和输出端相连；第一、第二分压电阻（分别对应电阻R22、R19）串接在+2.5V直流电源端和接地端之间，第四运放IC14的同相端接所述第一、第二分压电阻的连接端。
所述控制器为单片机IC7（优选51系列单片机），该控制器与一触控显示屏相连；该触控显示屏包括与上述控制器相连的液晶屏驱动电路（采用型号为TM1621C的集成电路IC2、与该液晶屏驱动电路的输出端相连的液晶屏IC4（可选友达10.1寸显示屏-型号G101STN01.D），以及与该液晶屏的触摸控制信号输入端相连的触摸控制器IC5（可选用的型号有GT9147，或FT3206,或CY8CTST110等）。
所述控制器通过MOS管开关电路控制所述气泵。
还包括人机交互模块；人机交互模块的信号输出端连接微控制器的人机交互信号输入端；人机交互模块的信号输入端连接微控制器的人机交互信号输出端。
还包括通信单元；通信单元的信号输出端连接微控制器的通信信号输入端；通信单元的信号输入端连接微控制器的通信信号输出端；所述电源的输出端连接通信单元的电源输入端。
所述通信单元是蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块。
所述盒盖包括相互可拆卸连接的底盖和顶盖；底盖和顶盖连接构成设备腔体，所述自动抽气装置安装在设备腔体内；所述底盖与盒体可拆卸密封连接；
在底盖上表面设有安放压力传感器主体的格子，格子底面开有通孔，压力传感器的探头自通孔连通储物腔体，在格子内填有灌封胶，压力传感器的导线伸出灌封胶体；
在底盖上表面设有安放气泵的卡位，所述气泵固定在卡位内，在气泵的外壳与卡位之间连接有弹性隔离垫；
所述人机交互模块是触控显示屏；在顶盖上开有中空框，触控显示屏在中空框内，触控显示屏的边缘与中空框的内缘之间填弹性密封材料；
所述控制器所在的PCB板固定在底盖上表面；
所述电源是蓄电池，蓄电池可拆卸地连接在底盖上表面的定位槽中。
如图7，所述顶盖的边缘设有开口向下的环形的槽，底盖的边缘设有朝上的环形的凸棱，凸棱对应安装在槽内，在槽底内填有一圈膨胀阻水填充绳，在膨胀阻水填充绳外安装密封胶圈；凸棱上设有水平方向的凸块，在槽的壁上开有与凸块对应的孔，底盖和顶盖连接状态下，凸块在孔内。
所述盒盖上还连接有泄压机构。
一种方式是（电动方式），泄压机构包括电磁阀和泄压气管；泄压气管的进气口连通储物腔体，泄压气管的出气口连通大气；电磁阀连接在泄压气管上，所述控制器通过MOS管开关电路控制所述电磁阀的开关。
如图6，另一种方式是（机械方式），泄压机构包括：壳体、气泡膜、膜固定块、第一通气柱、压簧和第二通气柱；
所述壳体连接于盒盖，且壳体的顶端露出在顶盖上表面，壳体的底端在底盖下表面；
壳体的内腔是筒形腔体，筒形腔体两端开有第一和第二通孔；筒形腔体通过第一通孔与储物腔体连通，筒形腔体通过第二通孔与大气连通；
所述第二通气柱自筒形腔体的第一通孔穿入筒形腔体内，所述第一通气柱自第二通孔穿入筒形腔体内，第二通气柱的顶端固定在第一通气柱的末端，且第一和第二通气柱中开有贯穿二者的通气孔；
所述第二通气柱的下部外壁设有第一环形凸棱，第一环形凸棱的外径大于第一通孔的内径，在第一环形凸棱与第一通孔之间设有密封结构，第一环形凸棱在筒形腔体外；压簧连接在第二通气柱与筒形腔体之间；第二通气柱的外壁与筒形腔体的内壁留有间隙；
所述第二通孔的开口端连接有朝向筒形腔体轴线的折弯边，折弯边围成的圆形通孔的内径小于筒形腔体的内径；
所述第一通气柱的下部的外壁上连接有第二环形凸棱，第二环形凸棱在筒形腔体内，且第二环形凸棱的顶面与折弯边的底面之间连接有密封结构；
第一通气柱的外径小于圆形通孔的内径，第二环形凸棱的外径小于筒形腔体的内径且大于圆形通孔的内径；
所述气泡膜覆盖在第一通气柱的顶面，且第一通气柱的顶面设有内凹，通气孔的开口在内凹的表面，气泡膜的底面与内凹的表面留有间隙；所述膜固定块是环形的，膜固定块压在气泡膜的边缘，气泡膜边缘的与内凹密封连接；
所述气泡膜是弹性材料制成的弹性薄膜，常态下气泡膜中间是凸起的，气泡膜的底面压力小于顶面压力状态下，气泡膜中间是凹下的；气泡膜中间位置在环形膜固定块的中空内；
压簧的弹性势能最小时候，第一环形凸棱与第一通孔之间是密封的，第二环形凸棱与折弯边的底面之间是密封的。
实施例2
实施例1中的触控显示屏的操作方法，包括：
自动压力参数设定：接好负压测量标准量具并盖好，三击“POWER”键，中间数字显示“88.8”，按下“SET” 键，上排数字加1，松开再按下，直到显示：5。
按下POWER，进入恢复出厂设置：自动设定最高压力为-22KPa，最低压力为-15KPa并保存。
在有负压时，开始计时，在LCD屏的第一排绿色数字显示累计时间（小时）；没有负压时计时清零。
第二排数字显示当前压力（-Kpa）。
长按“SET”键，上排显示设定压力的下限值。
长按“POWER”键，上排显示设定压力的上限值 ，5秒后显示电池电压值（/100V）。
双击"POWER"键，启动或关闭气泵工作状态，启动电机状态时当压力达到设定的上限值时，自动停止；当压力达到设定的下限时，自动起动气泵直到达到上限。
电机工作状态时"Kpa"标志闪烁，电机停止时，常亮。
双击"SET"键，取消电机工作状态，接通电磁阀进行放气，直到气压降为0.1KPA或20秒钟后再延时2秒停止电磁阀，放气时"Kpa"标志不亮。
用户减压开盖存取物品后，需要重新加压时，请双击"POWER"键以重新开始。
用户设定：三击“POWER”键，中间显示“88.8”再按下SET 键上排数字加1，松开再按下，直到显示：3。
按下POWER，进入上下限设定：两个秒点中上面的闪烁代表设置的是上限压力，下面的闪烁代表设置的下限压力。可以通过按"SET"键来增加或在先按下"SET"键不放，再按下"POWER"键来减小。
设置好后长按"POWER"键,直到两排数字显示“0”及“0.0”，设置完毕返回工作状态。
电量显示：4.2V以上全亮四格，3.9V-4.2V,三格，3.7V-3.9V,二格，3.6V-3.7V,一格，低于3.5-3.6V不亮，低于3.5V电池框闪。
25秒无按键活动自动熄屏，需要亮屏操作时，请同时按下“POWER”与“SET”键并超过0.5秒即可激活点亮LCD屏。
60秒内没有达到压力时报警：显示屏每秒闪烁三下，按任意键退出。
"P-"常亮时对应关闭状态，此时电机不会自动起动。闪烁时代表运行状态，电机将会将气压保持在设定的最大与最小值之间。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种自动抽气密封盒盖，其特征是：包括相互可拆卸连接的底盖和顶盖；底盖和顶盖连接构成设备腔体，在设备腔体内安装有自动抽气装置；
自动抽气装置包括电源、压力传感器、气泵和控制器；电源连接压力传感器、气泵和控制器的电源输入端；气泵的抽气口以及压力传感器的探头露出底盖的下表面；压力传感器的输出端连接采集电路，采集电路的输出端连接控制器的压力信号输入端；控制器的控制信号输出端连接气泵的开关控制端；
所述采集电路包括：第一运放（IC11）和第二运放（IC12）；压力传感器的第一、第二信号输出端分别连接第一、第二运放的同相端，第一、第二运放的反相端分别连接第一、第二运放的输出端；第一、第二运放的输出端分别串接第一、第二降压电阻（R13、R14）后连接在第三运放的反相端和同相端，第三运放的输出端串接第三降压电阻（R20）后连接所述控制器的压力信号输入端；第三运放（IC13）的反相端和输出端之间设有RC并联电路；第四运放（IC14）的输出端串接第四降压电阻（R12）后连接所述第三运放的同相端，所述第四运放（IC14）的反相端和输出端相连；第一、第二分压电阻串接在+2.5V直流电源端和接地端之间，第四运放（IC14）的同相端接所述第一、第二分压电阻的连接端；
所述控制器通过MOS管开关电路控制所述气泵；
所述控制器为单片机，该控制器与一触控显示屏相连；该触控显示屏包括与上述控制器相连的液晶屏驱动电路、与该液晶屏驱动电路的输出端相连的液晶屏，以及与该液晶屏的触摸控制信号输入端相连的触摸控制器；
所述的自动抽气密封盒盖还包括人机交互模块；人机交互模块的信号输出端连接微控制器的人机交互信号输入端；人机交互模块的信号输入端连接微控制器的人机交互信号输出端。
2.根据权利要求1所述的自动抽气密封盒盖，其特征是：还包括通信单元；通信单元的信号输出端连接微控制器的通信信号输入端；通信单元的信号输入端连接微控制器的通信信号输出端；所述电源的输出端连接通信单元的电源输入端；
所述通信单元是蓝牙通信模块和/或WIFI通信模块。
3.根据权利要求2所述的自动抽气密封盒盖，其特征是：在底盖上表面设有安放压力传感器主体的格子，格子底面开有通孔，压力传感器的探头自通孔连通底盖下表面，在格子内填有灌封胶，压力传感器的导线伸出灌封胶体；
在底盖上表面设有安放气泵的卡位，所述气泵固定在卡位内，在气泵的外壳与卡位之间连接有弹性隔离垫；
所述人机交互模块是触控显示屏；在顶盖上开有中空框，触控显示屏在中空框内，触控显示屏的边缘与中空框的内缘之间填弹性密封材料；
所述控制器所在的PCB板固定在底盖上表面；
所述电源是蓄电池，蓄电池可拆卸地连接在底盖上表面的定位槽中。
4.根据权利要求1所述的自动抽气密封盒盖，其特征是：所述顶盖的边缘设有开口向下的环形的槽，底盖的边缘设有朝上的环形的凸棱，凸棱对应安装在槽内，在槽底内填有一圈膨胀阻水填充绳，在膨胀阻水填充绳外安装密封胶圈；
凸棱上设有水平方向的凸块，在槽的壁上开有与凸块对应的孔，底盖和顶盖连接状态下，凸块在孔内。
5.根据权利要求1所述的自动抽气密封盒盖，其特征是：所述盒盖上还连接有泄压机构，所述泄压机构包括电磁阀和泄压气管；泄压气管的进气口连通底盖下表面，泄压气管的出气口连通大气；电磁阀连接在泄压气管上，所述控制器通过MOS管开关电路控制所述电磁阀的开关；
或者，所述泄压机构包括：壳体、气泡膜、膜固定块、第一通气柱、压簧和第二通气柱；
所述壳体连接于盒盖，且壳体的顶端露出在顶盖上表面，壳体的底端在底盖下表面；
壳体的内腔是筒形腔体，筒形腔体两端开有第一和第二通孔；筒形腔体通过第一通孔与底盖下表面连通，筒形腔体通过第二通孔与大气连通；
所述第二通气柱自筒形腔体的第一通孔穿入筒形腔体内，所述第一通气柱自第二通孔穿入筒形腔体内，第二通气柱的顶端固定在第一通气柱的末端，且第一和第二通气柱中开有贯穿二者的通气孔；
所述第二通气柱的下部外壁设有第一环形凸棱，第一环形凸棱的外径大于第一通孔的内径，在第一环形凸棱与第一通孔之间设有密封结构，第一环形凸棱在筒形腔体外；压簧连接在第二通气柱与筒形腔体之间；第二通气柱的外壁与筒形腔体的内壁留有间隙；
所述第二通孔的开口端连接有朝向筒形腔体轴线的折弯边，折弯边围成的圆形通孔的内径小于筒形腔体的内径；
所述第一通气柱的下部的外壁上连接有第二环形凸棱，第二环形凸棱在筒形腔体内，且第二环形凸棱的顶面与折弯边的底面之间连接有密封结构；
第一通气柱的外径小于圆形通孔的内径，第二环形凸棱的外径小于筒形腔体的内径且大于圆形通孔的内径；
所述气泡膜覆盖在第一通气柱的顶面，且第一通气柱的顶面设有内凹，通气孔的开口在内凹的表面，气泡膜的底面与内凹的表面留有间隙；所述膜固定块是环形的，膜固定块压在气泡膜的边缘，气泡膜边缘的与内凹密封连接；
所述气泡膜是弹性材料制成的弹性薄膜，常态下气泡膜中间是凸起的，气泡膜的底面压力小于顶面压力状态下，气泡膜中间是凹下的；气泡膜中间位置在环形膜固定块的中空内；
压簧的弹性势能最小时候，第一环形凸棱与第一通孔之间是密封的，第二环形凸棱与折弯边的底面之间是密封的。
6.根据权利要求1所述的自动抽气密封盒盖的工作方法，其特征是：启动电机状态时，当压力达到设定的上限值时，自动停止；当压力达到设定的下限时，自动起动气泵直到达到上限。
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