太陽能熱水器的自動上、斷水系統的製作方法

2023-05-22 05:51:21

專利名稱：太陽能熱水器的自動上、斷水系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是太陽能熱水器的上水裝置，尤其是一種太陽能熱水器的自動上、斷水系統。
背景技術：
現有的太陽能熱水器水箱上端有一個通向室內的水滿回流管，人們根據回流管有水流出，判斷房頂上的太陽能熱水器上水完成，即關閉供水閥完成上水。由於受水壓和水箱缺水容積無法確定因素的影響，上水時間變得難以確定，用戶因此而不能長時間守在出水口旁，通常是將上水閥開啟後就忙於其它家務，甚至因上水時間太長而忘記了關閉就出門了。這種狀況常常造成大量水流回溢到室內，輕則浪費了水資源，重則造成室內水災，更有甚者影響下層樓層住戶的室內裝潢，造成巨大經濟損失。
基於上述情況，市場上出現了帶有在水箱內設置傳感器水位控制裝置的太陽能熱水器，達到水箱水滿即停止供水的使用目的。但由於水箱內高溫潮溼的環境，和水垢的侵襲均加速了裝置的老化和損壞。鑑於此，用於太陽能熱水器上的非接觸式水位測量裝置的相關研發相繼出現。例如在ZL201020271501. O名為「太陽能熱水器水位傳感器」的中國實用新型專利中，給出了一種在太陽能熱水器儲水箱外安裝控制板和在儲水箱內安裝套有磁塊及內設磁敏元件的探管，當水位上下波動時，浮動的磁塊和探管內表示不同水位的磁敏元件通過磁路導通，以顯示水箱的水位，實現非接觸測量。申請人認為該專利技術無疑能夠實現非接觸式水位測量，但由於需要在儲水箱內增加探管結構，無法對已在使用中的太陽能熱水器進行改造和安裝，從而將已有用戶(老用戶)拒之門外。又如，在201110040817. 8名為「太陽能熱水器上水水位自動控制裝置」的中國發明專利申請中，也公開了一種包括彈簧夾、銜鐵、豎直推桿、配重塊在內的控制系統，通過推桿和配重塊的向下移動推動手柄實現關閉水閥，達到水滿斷水的發明目的。由於該技術的兩個探頭通過水來導電，可靠性差，此外機械結構也較複雜。與前述專利一樣，其也不具備自動上水、水滿自動斷水的技術效果。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，要解決的技術問題是提供一種太陽能熱水器的自動上、斷水系統，不但可實現自動上水、水滿自動斷水，還能在任何一臺正在使用的太陽能熱水器上進行改造安裝。為解決上述技術問題，本發明所述系統包括太陽能熱水器水箱側壁上的溢流管、水位信號採集裝置和電磁閥；所述水位信號採集裝置(為簡化配件稱謂，以下簡稱裝置)由塑料或非磁性金屬製造，裝置的下管口與太陽能熱水器的溢流管設有連接機構，裝置的腔室內有一個內含鐵塊的浮球，裝置上部設有主振線圈，下部是反饋線圈；兩個線圈均與電感反饋高頻振蕩器連接，電感反饋高頻振蕩器與微控制信號處理器連接，微控制信號處理器與繼電器連接，繼電器與電磁閥連接，電磁閥和繼電器的另一極與220V市電連接。
所述主振線圈和反饋線圈(倆線圈與浮球相配合，形成水位傳感器整體)均設置在所述裝置外壁上，與水不接觸，可有效規避水位傳感器直接與水源接觸造成的結垢、老化等影響傳感器使用壽命和準確度等不可靠問題。從安全角度考慮，所述電磁閥後或前還設置有手動上水閥。所述微控制信號處理器為單片機。所述單片機由低壓電源供電，同時與單片機連接的還有聲光報警裝置。在對已經投入使用的老用戶的太陽能熱水器進行加裝本發明的所述裝置時，可在所述裝置的下管口設置絲牙，並在水箱溢流管上設置絲牙，兩者旋接。所述系統的工作原理是在太陽能熱水器的溢流管上安裝如圖I所示的水位信號採集裝置。當水箱水位較低時，筒狀的水位信號採集裝置內的浮球遠離裝置外壁上的主振線圈(A、B)和反饋線圈(C、D)的磁場範圍，高頻振蕩器處於正常振蕩狀態，此時，圖3中101點為高電位，此高電位信號經微控制信號處理器處理後指令繼電器控制電磁閥得電，打開 上水迴路，實現自動上水。當水箱水位較高或滿水時，浮球進入主振線圈(A、B)和反饋線圈(C、D)磁場，加大了線圈中的損耗，迫使高頻振蕩器停止振蕩，此時圖3中101點為低電位，將低電位信號送入微控制信號處理器，經微控制信號處理器處理後的輸出信號通過繼電器控制電磁閥斷電，切斷上水迴路，實現自動斷水，同時發出聲光報警，示意人們關閉手動上水閥，徹底切斷水源。因而，本發明所述的系統通過對水箱高低水位兩種不同狀態產生的兩種不同高頻振蕩信號進行處理實現對電磁閥的控制，實現了熱水器自動上、斷水的發明目的。與現有技術相比，本發明不僅能自動上水，還實現了水漫自動斷水，極大改善了熱水器性能；不僅能提供給太陽能熱水器生產廠家安裝在出廠前的產品上，還能夠對已用老產品進行加裝，方便了新老用戶。下面結合附圖對本發明作進一步說明。


圖I是水位信號採集裝置原理結構2是太陽能熱水器上水自動控制系統框架示意3是電感反饋高頻振蕩器電路4是對已用太陽能熱水器進行改造5是所述水位信號採集裝置安裝在太陽能熱水器上的外形中1水位信號採集裝置的塑料或非磁性金屬外殼；2內含鐵塊的浮球；3主振線圈(A-B) ;4反饋線圈(C-D) ;5水位信號採集裝置底端的連接管；6水位信號採集裝置整體(包含I—5所有配件)；7電磁閥；8手動上水閥；9微控制信號處理器(單片機)；10繼電器；11電源；12聲光報警；13熱水器水箱；14水箱上的溢流管；101電感反饋高頻振蕩器102上的高、低電位點；102電感反饋高頻振蕩器。
具體實施例方式如圖I、圖5所示，水位信號採集裝置是一個塑料或非磁性金屬外殼製造的筒狀裝置，兩端有貫通的水管。在外殼I上，自上而下纏繞有主振線圈(A-B)3，和反饋線圈(C-D)4，腔體內是一個含有鐵塊的浮球2，裝置下端是與熱水器水箱13連接的連接管5，本結構組成了水位信號採集裝置整體6。如圖2所示，水位信號採集裝置整體6上的主振線圈(A_B)3和反饋線圈(C_D)4與信號採集電路一起組成電感反饋高頻振蕩器102，電感反饋高頻振蕩器的電路圖如圖3所示，電感反饋高頻振蕩器102的輸出信號與微控制信號處理器(單片機)連接，單片機由電源11供電，單片機輸出端連接繼電器10，同時還連接聲光報警12。220V市電連接電磁閥後與分別與繼電器連接。如圖I——圖5所示，當水箱13的水位較低時，筒狀的水位信號採集裝置6內的浮球2遠離裝置6外壁上的主振線圈(A、B)3和反饋線圈(C、D) 4的磁場範圍，高頻振蕩器102處於正常振蕩狀態，此時，如圖3所不聞頻振蕩器102上的聞、低電位點101為聞電位，此聞電位信號經微控制信號處理器(單片機)9處理後，指令繼電器10控制電磁閥7得電，打開上水迴路，實現自動上水。當水箱13的水位較高或滿水時，浮球2進入主振線圈(A、B) 3和反饋線圈(C、D)4的磁場範圍，加大了線圈中的損耗，迫使高頻振蕩器102停止振蕩，此時，圖3中的高、低電位點101為低電位，將低電位信號送入微控制信號處理器(單片機)9，經微控制信號處理器(單片機)9處理後的輸出信號通過繼電器10控制電磁閥7斷電，切斷 上水迴路，實現自動斷水，同時聲光報警12發出聲光報警，示意人們關閉手動上水閥8，徹底切斷水源。如圖5中箭頭所指的局部圖所示，在對正在使用中的太陽能熱水器改裝時，可在水箱13上已有的溢流管14上車裝絲牙，與水位信號採集裝置6底端帶有絲牙的連接管5旋接，同時，如圖4所示，在室內的手動上水閥8前端安裝電磁閥7即可實現改裝了。本發明所述的系統通過對水箱高低水位兩種不同狀態產生的兩種不同高頻振蕩信號進行處理實現對電磁閥的控制，實現了熱水器自動上、斷水的發明目的。與現有技術相t匕，本發明不僅能自動上水，還實現了水漫自動斷水，極大改善了熱水器性能；由於採用了非接觸式液位測量，有效規避了水位傳感器直接與水源接觸造成的結垢、老化等影響傳感器使用壽命和準確度等不可靠問題，使用壽命長，故障率低，工作可靠。此外，本發明不僅能提供給太陽能熱水器生產廠家安裝在出廠前的產品上，還能夠對已用老產品進行加裝，方便了新老用戶，且結構簡單，便於操作，具有很高的實用價值和市場前景。
權利要求
1.一種太陽能熱水器的自動上、斷水系統，包括太陽能熱水器水箱(13)側壁上的溢流管(14)、水位信號採集裝置(6)和電磁閥(7)，其特徵在於所述水位信號採集裝置(6)由塑料或非磁性金屬製造，連接在太陽能熱水器水箱(13)側壁上的溢流管(14)上，其腔室內有一個內含鐵塊的浮球(2)，其外部設有主振線圈(A-B) (3)和反饋線圈(C-D) (4);所述的兩個線圈均與電感反饋高頻振蕩器(102)連接，電感反饋高頻振蕩器(102)與微控制信號處理器(9)連接，微控制信號處理器(9)與繼電器(10)連接，繼電器(10)與電磁閥(7)連接，電磁閥(7)與繼電器(10)的另一極與220V市電連接。
2.如權利要求I所述的太陽能熱水器的自動上、斷水系統，其特徵在於所述主振線圈(A-B) (3)在上，反饋線圈(C-D) (4)在下。
3.如權利要求I所述的太陽能熱水器的自動上、斷水系統，其特徵在於所述微控制信號處理器(6)為單片機。
4.如權利要求I所述的太陽能熱水器的自動上、斷水系統，其特徵在於電磁閥(7)後或前還設置有手動上水閥(8)。
5.如權利要求3所述的太陽能熱水器的自動上、斷水系統，其特徵在於所述單片機由低壓電源(11)供電，同時與單片機連接的還有聲光報警裝置(12)。
6.如權利要求I——5任一項所述的太陽能熱水器的自動上、斷水系統，其特徵在於所述水位信號採集裝置(6)下管口處的連接管(5)上設置絲牙，與太陽能熱水器水箱(13)溢流管(14)上設置的絲牙旋接。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能熱水器的自動上、斷水系統，是在水箱溢流管(14)上安裝一個內含鐵塊的浮球(2)的水位信號採集裝置(6)，裝置(6)外部設有主振線圈(3)和反饋線圈(4)。各部件連接順序是兩個線圈→電感反饋高頻振蕩器(102)→微控制信號處理器(9)→繼電器(10)→電磁閥(7)；電磁閥(7)與繼電器(10)的另一極與220V市電連接。本發明實現了自動上水和水漫自動斷水，由於線圈與水不接觸，使用壽命長，工作可靠，有效提升了太陽能熱水器性能。它不僅能提供給太陽能熱水器生產廠家安裝在出廠前的產品上，還能夠對已用老產品進行加裝，方便了新老用戶，且結構簡單，便於操作，具有很高的實用價值和市場前景。
文檔編號F24J2/46GK102829563SQ201210208408
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月14日 優先權日2012年6月14日
發明者謝發忠, 吳年祥 申請人:安徽國防科技職業學院