一種控制供水的自動啟閉開關的製作方法
2023-07-03 21:24:31 3
專利名稱：一種控制供水的自動啟閉開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及自動控制開關，尤其涉及一種控制供水的自動啟閉開關，用於水塔或高層水池等貯水裝置的供水自動控制。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種控制供水的自動啟閉開關，由交流電源電路、直流電源電路、設有繼電器J的功放開關電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成；所述功放開關電路包括一三極體VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相併聯的繼電器J、電容C2及串接的發光二極體LED1、電阻R4，其發射極接直流電源電路負極，其基極經電阻R2接所述的取樣顯示電路，採取的措施還包括a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負極；其B端引腳分別與懸於貯水裝置內的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與所述三極體VT集電極之間跨接有相串接的二極體D5及電阻R3，與所述直流電源電路負極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關電路的電阻R2；其D端引腳與直流電源電路負極之間跨接有相串接發光二極體LED2；b.所述的直流電源電路正極接地，其負極電壓為-E伏；c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發控制，該引腳B端電壓為觸發高電壓，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發低電壓，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
為優化上述技術方案，所採取的措施還包括上述的電阻R1與電阻R5的阻值相等，則引腳B端觸發高電壓為0伏，觸發低電壓為-E/2伏。
上述的電阻R1、R5及R6的阻值為相匹配配置。為具有反相器功能的集成塊IC提供穩定的控制電壓，保證本開關的可靠工作。
上述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ，使本開關的工作可靠性更佳。
上述的三極體VT發射極與直流電源電路負極之間跨接有二極體D7，使電阻R6阻值取值範圍增大，可起到改善了本開關的性能作用。
上述的集成塊IC選用的型號為CC4069。該CC4069型號的集成塊IC為工藝可靠、性能穩定的反相器，使本開關的性能更加穩定可靠。
與現有技術相比，本發明取樣顯示電路採用集成塊IC作為中心元件，通過該集成塊IC與經電R6連接的一根取樣電極相連接，並與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極體VD5相連接，即能起到可靠自動供水控制開關的作用，達到了僅用一根外接線即可實現水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的目的，其布線安裝簡單方便，實用性強，易於推廣。
圖1、圖2所示，一種控制供水的自動啟閉開關，由交流電源電路、直流電源電路、設有繼電器J的功放開關電路及接有一根取樣電極的取樣顯示電路連接組成；交流電源電路輸入端接入220伏交流市電，將交流電源電路高壓輸出端通過繼電器J並聯一電容C3接負載的水泵的電源輸入端；交流電源電路低壓輸出端作為直流電源電路輸入端，直流電源電路輸出端分別接功放開關電路及取樣顯示電路。
本實施例中的整流電路為橋式整流電路，由二極體D1、D2、D3、D4組成，並與並聯在橋式整流電路輸出端的電容C1構成直流電源電路，直流電源電路正極接地，其負端電壓為-E，為安全考慮通常在橋式整流電路輸出正極接一保險管RD。
功放開關電路包括一三極體VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相併聯的繼電器J、電容C2及串接的發光二極體LED1、電阻R4；其發射極與直流電源電路負極之間跨接有二極體D7，使電阻R6阻值取值範圍增大，可起到改善了本開關的性能作用；其基極經電阻R2接所述的取樣顯示電路。
取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負極；本發明選用的集成塊IC型號為CC4069，該CC4069型號的集成塊IC為工藝可靠、性能穩定的反相器，使本開關的性能更加穩定可靠。其A端引腳接直流電源電路正極；其B端引腳分別與懸於貯水裝置內的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與三極體VT集電極之間跨接有相串接的二極體D5及電阻R3，與直流電源電路負極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關電路的電阻R2；其引腳D端與直流電源電路負極之間跨接有相串接發光二極體LED2；該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發控制，該引腳B端電壓為觸發高電壓時，即本發明實施例一引腳B端觸發高電壓為0伏時，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發低電壓時，即本發明實施例一觸發低電壓為-E/2伏時，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配配置，為具有反相器功能的集成塊IC提供穩定的控制電壓，保證本開關的可靠工作；本發明實施例一選用的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ，使本開關的工作可靠性更佳。取樣電極一端連接取樣電阻R6，另一端則伸入貯水裝置內並與貯水裝置底部間距適當距離，可根據需要用戶自行調節。
控制過程當貯水裝置內水面低於取樣電極底端位置時，即需供水時，取樣顯示電路中，取樣電阻R6無電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5/(R5+R1)E＝-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E＝-1/2E，為觸發低電壓狀態，該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。因此，引腳C端電壓VC為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關電路的取樣信號經三極體VT放大後，使得繼電器J處於得電吸合狀態，交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出，水泵運轉向貯水裝置內供水。引腳D端電壓VD則為低電壓，發光二極體LED2無電流通過不發光，而與集電極連接的發光二極體LED1通電則發光。
待到水面上升到取樣電極底端以上時，取樣顯示電路中，取樣電阻R6有電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5、6/(R5、6+R1)E，因R5、R6相併聯，固R5、6＝2350KΩ，則VB＝-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E＝-1/3E，仍為臨界電壓狀態，因集成塊IC的特性，引腳C端輸出電壓VC仍為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關電路的取樣信號經放大後，繼電器J仍處於得電吸合狀態，水泵仍然運轉向貯水裝置內供水，引腳D端電壓VD仍為低電壓，發光二極體LED2無電流通過不發光，而與集電極連接的發光二極體LED1通電則發光。
待到水面上升到取樣電阻R6上連接點時，貯水裝置內注滿水時，此時取樣顯示電路中，取樣電阻R6沒有電流通過，則引腳B端接地，VB＝0為高電壓，同上道理，引腳C端電壓VC則為低電壓，取樣顯示電路無取樣信號輸入到功放開關電路，三極體VT無放大作用，處於截止狀態，繼電器J失電釋放，其觸點斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出，水泵停止運轉向貯水裝置內供水。引腳D端電壓VD則為高電壓，發光二極體LED2有電流通過發光，而與集電極連接的發光二極體LED1不通電則不發光。
貯水裝置注滿水後，當用戶用水而使得水位下降到取樣電阻R6上連接點至取樣電極底端以上時，取樣顯示電路中，取樣電阻R6有電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5、6/(R5、6+R1)E，因R5、R6相併聯，固R5、6＝2350KΩ，則VB＝-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E＝-1/3E，仍為臨界電壓狀態，因集成塊IC的特性，引腳C端輸出電壓VC仍為低電壓，取樣顯示電路無取樣信號輸入到功放開關電路，三極體VT無放大作用，繼電器J失電釋放，其觸點斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出，水泵仍停止運轉而不向貯水裝置內供水。引腳D端電壓VD則為高電壓，發光二極體LED2有電流通過發光，而與集電極連接的發光二極體LED1不通電則不發光。
當貯水裝置內水面低於取樣電極底端位置時，即需供水時，取樣顯示電路中，取樣電阻R6無電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5/(R5+R1)E＝-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E＝-1/2E，為觸發低電壓狀態，由於該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。此時，引腳C端電壓VC為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關電路的取樣信號經三極體VT放大後，使得繼電器J處於得電吸合狀態，交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出，水泵運轉向貯水裝置內供水。引腳D端電壓VD為低電壓，發光二極體LED2無電流通過不發光，而與集電極連接的發光二極體LED1通電則發光。
如上過程循環往復，從而實現用於水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的自動啟閉開關的作用。
圖3為圖1具體實施例二的電路原理圖。與實施例一所不同處是，整流電路為半波整流電路由二極體D1與電容C1組成，其構成直流電源電路正極接地，其負端電壓為-E。其他組成部分同實施例一，由於集成塊IC與三極體VT的配合作用，其控制過程仍同實施例一。
本發明設計方案通過組成電路的元器件電阻R1、R3、R5、R6及二極體D5間的巧妙設置，實現控制三極體VT導通與截止，使信號取樣電路由一根取樣短電極即可達成對水位的控制，使外部接線簡單，大大降低了布設線路的成本，減少了施工的整體造價並降低了安裝難度，易於其推廣應用。本發明性能穩定，使用壽命長，經測試直接啟動800W電機自動開關5萬次沒有出現故障，且耐壓範圍大，在市電100至250伏都能正常工作。本發明通過合理設置取樣電極在懸於貯水裝置內相對位置來確定水位，從而控制水泵電機的啟動頻率，達到節電的目的。
雖然本發明已通過參考優選的實施例進行了圖示和描述，但是，本專業普通技術人員應當了解，在權利要求書的範圍內，可作形式和細節上的各種各樣變化。
權利要求
1.一種控制供水的自動啟閉開關，由交流電源電路、直流電源電路、設有繼電器J的功放開關電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成；所述功放開關電路包括一三極體VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相併聯的繼電器J、電容C2及串接的發光二極體LED1、電阻R4，其發射極接直流電源電路負極，其基極經電阻R2接所述的取樣顯示電路，其特徵是a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負極；其B端引腳分別與懸於貯水裝置內的一根取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與所述三極體VT集電極之間跨接有相串接的二極體D5及電阻R3，與所述直流電源電路負極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關電路的電阻R2；其D端引腳與直流電源電路負極之間跨接有相串接發光二極體LED2；b.所述的直流電源電路正極接地；c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發控制，該引腳B端電壓為觸發高電壓，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發低電壓，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
2.根據權利要求書1所述的一種控制供水的自動啟閉開關，其特徵是所述的電阻R1與電阻R5的阻值相等。
3.根據權利要求書1所述的一種控制供水的自動啟閉開關，其特徵是所述的電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配。
4.根據權利要求書3所述的一種控制供水的自動啟閉開關，其特徵是所述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ。
5.根據權利要求書1至4任一權利要求所述的一種控制供水的自動啟閉開關，其特徵是所述的三極體VT發射極與直流電源電路負極之間跨接有二極體D7。
6.根據權利要求書5所述的一種控制供水的自動啟閉開關，其特徵是所述的集成塊IC選用的型號為CC4069。
全文摘要
本發明公開了一種控制供水的自動啟閉開關，由交流電源電路、直流電源電路、設有繼電器J的功放開關電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；取樣顯示電路包括有一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發控制，直流電源電路正極接地；通過該集成塊IC與經電阻R6連接的一根取樣電極相連接，並與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極體VD
文檔編號G05D9/12GK1455305SQ0313807
公開日2003年11月12日 申請日期2003年5月28日 優先權日2003年5月28日
發明者陳宏君 申請人:陳宏君