水位探測器、水泵自動控制系統和水泵控制電路的製作方法

2023-10-09 08:43:04

專利名稱：水位探測器、水泵自動控制系統和水泵控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水位探測器，控制水泵開始/停止抽水的水泵自動控制系統，適 用於高層住房的水泵自動控制系統，以及手動和自動控制電路並行的水泵控制電路。
背景技術：
為解決住房高層自來水水壓不足的問題，可在樓頂的天台設置上水池。水廠提供 的自來水被水泵(從下水池)抽到上水池，以便在高處形成較強的水壓，供給高層用戶。上 水池內置有水位探測器，水泵的啟動開關由水位探測器控制。為了保證上水池隨時有水供 給，當探測到水位低於預設的低水位線時，啟動開關就導通，水泵就開始抽水；當探測到水 位高於預設的高水位線時，啟動開關就斷開，水泵就停止抽水。下水池內也可放置水位探測 器用於探測水位。 水位探測器也應用在農田水塘、隧道等含汙泥較多的場合。
現有多種水位探測器 1. —對電極，其一極放在水底，另一極放在預定高度。當水位高於預定高度時，兩 極以水作為導體接通；當水位低於預定高度時，兩極自然斷開。其缺陷是通電後水被電解產 生金屬離子，對水造成汙染；電線泡在水中也會對水造成汙染；應用於農田、魚塘、隧道時， 汙泥會粘附電極表面，影響導通。 2.幹簧管插入水中，管內的金屬觸點設在預定高度，管外套一浮磁鐵。當水位到達 預定高度時，浮磁鐵就靠近金屬觸點，使金屬觸點吸合。其缺陷是幹簧管容易破裂，破裂後 金屬觸點浸入水中，產品失靈的同時也對水造成汙染；其材料成本也比較高。應用於農田、 魚塘、隧道時，大量汙泥粘附在浮磁鐵上，使浮磁鐵難以上浮。 3.浮球通過連杆連在池壁，一條豎杆的下端接連杆中部。浮球隨水位升降，隨之升 降的豎杆的上端作為控制開關。為保證強度，連杆和豎杆均由金屬製成，對水造成汙染，且 泡在水中容易生鏽。另外，由於機械動作頻繁，零件磨損後會失靈；其材料成本也比較高。 再者，現有的各種水位探測器均要求金屬跟水接觸，無法在強腐蝕性的化工液體 池中應用。 現有樓房高層水池的水泵控制電路包括自動和手動兩套並行的控制電路，當自動 控制電路發生故障時，可臨時採用手動控制。目前各廠家生產的自動控制電路裝在自動控 制箱內，其內部電路各不相同，一旦損壞，只能找生產廠家購買配件更換，如果廠家已倒閉 或停產相關配件，則整套水泵控制電路都要更換，造成浪費。
實用新型內容本實用新型旨在給出對水無汙染、耐用、成本低廉、性能良好的水位探測器。 本實用新型給出水位探測器，包括空心管，空心管下端開口，上端設有當水位到達 開口時被觸動的氣動開關。 因為空心管為靜態，無機械動作，氣動開關和電線無需觸水，所以 (1)對強度要求不高，用塑料管或膠管即可，也可採用其它成本低廉、耐腐蝕的材料，而無須採用金屬材料，故既不會對水造成汙染，也不會有生鏽、腐蝕的問題。(2)不會磨損，經久耐用。
(3)無懼汙泥粘附，性能良好。 進一步地，本實用新型為各種應用場合提供對水無汙染、耐用、成本低廉、性能良 好的水泵自動控制系統。 為此本實用新型給出第一種水泵自動控制系統，包括自動控制電路，其特徵是採
用本實用新型給出的水位探測器，所述的水位探測器的氣動開關連接到自動控制電路。 因為採用了本實用新型給出的水位探測器，該水位探測器的氣動開關連接到自動
控制電路，所以該水泵自動控制系統對水無汙染、耐用、成本低廉、性能良好。 進一步地，本實用新型特別為高層住房提供對水無汙染、耐用、成本低廉、性能良
好的水泵自動控制系統。 為此本實用新型給出第二種水泵自動控制系統，包括自動控制電路，採用兩個本 實用新型給出的水位探測器放置在高層住房上水池，這兩個水位探測器的空心管的下端開 口分別設在低、高水位線處，分別稱為低水位探測器和高水位探測器，兩個水位探測器的氣 動開關連接到自動控制電路，使水泵在抽水/停止抽水的狀態之間循環往復 1)水泵停止，水位處於低、高水位線之間； 2)隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就觸動低水位探測器的 氣動開關，水泵就開始抽水； 3)水位隨即升回低水位線以上，就反向觸動低水位探測器的氣動開關； 4)水泵繼續抽水， 一旦水位升至高於高水位線，就觸動高水位探測器的氣動開關，
水泵就停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以下，回到狀態1)進入下一循環。 因為採用了本實用新型給出的水位探測器，所以該水泵自動控制系統對水無汙 染、耐用、成本低廉、性能良好。因為採用兩個所述的水位探測器分別探測高、低水位線，為 水泵開、關動作提供提供一個緩衝期，避免了採用單一水位線造成的當水位在水位線上下 頻繁變動導致水泵頻繁開關損壞水泵電機的不良後果。該水泵自動控制系統特別適用於高 層住房。 更進一步地，本實用新型特別為高層住房提供水泵控制電路，其在保留原手動控 制電路的基礎上引入本實用新型水泵自動控制系統的自動控制電路，避免造成浪費，改造 成本較低。 為此本實用新型給出水泵控制電路，包括連接到水泵的手動控制電路和自動控制 電路，自動控制電路設有供電單元，其特徵是手動控制電路與水泵之間串接有開關段；自動 控制電路連接到本實用新型給出的第二種水泵自動控制系統的氣動開關，自動控制電路與 供電單元之間也串接有開關段；設有切換裝置擇一地接通其中一個上述串接的開關段。 本實用新型的水泵控制電路保留了原手動控制電路，避免了浪費，改造成本較低。

圖1是水位探測器的安放位置示意圖。 圖2是氣動開關連接電路圖。[0032] 圖3是把新的自動控制電路引入到原手動控制電路的原理框圖。
具體實施方式
如圖1 ，低水位探測器和高水位探測器放置在上水池內，它們各設有一條空心管， 其下端開口分別設在低、高水位線處，其上端分別設有氣動開關K1、K2。在電路中氣動開關 K1、K2連接到自動控制電路使水泵在抽水、停止抽水的狀態之間循環往復 1)水泵停止，水位處於低、高水位線之間； 2)隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就觸動氣動開關K1，水 泵就開始抽水； 3)水位隨即升回低水位線以上，就反向觸動氣動開關K1 ; 4)水泵繼續抽水， 一旦水位升至高於高水位線，就觸動氣動開關K2，水泵就停止
抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以下，回到狀態1)進入下一循環。 氣動開關K1、 K2可連接電平檢測電路，通過檢測氣動開關被觸動時產生信號的上
升沿/下降沿得知水位變化的方向，採用可編程邏輯器件根據測出的水位變化控制水泵循
環動作。 也可通過成本較低的硬體方式實現上述循環，例如 氣動開關K2採用自鎖開關，氣動開關Kl作為氣動開關K2的自鎖控制開關； 1)當水泵停止，水位處於低、高水位線之間時氣動開關K2保持自鎖； 2)隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就觸動氣動開關K1，解 除氣動開關K2的自鎖狀態同時讓水泵開始抽水； 3)水位隨即升回低水位線以上，就反向觸動氣動開關K1，使氣動開關K2進入待自 鎖狀態； 4)水泵繼續抽水， 一旦水位升至高於高水位線，就觸動氣動開關K2進入自鎖狀態 同時讓水泵停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以下，回到狀態1)進入下
一循環。 用硬體方式實現該循環的其中一種自動控制電路如圖2，氣動開關K1、 K2串聯接 水泵的啟動開關，氣動開關K2並聯自鎖支路成為自鎖開關；當該串聯電路斷開時，水泵抽 水；當該串聯電路接通時，水泵停止抽水 1)當水泵停止，水位處於低、高水位線之間時氣動開關K2斷開而自鎖支路仍然閉 合，使自鎖開關處於閉合狀態； 2)隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就斷開氣動開關K1，使 自鎖支路失電而斷開則此時自鎖開關完全斷開，水泵就開始抽水； 3)水位隨即升回低水位線以上，就重新閉合氣動開關K1，使自鎖開關進入待自鎖 狀態； 4)水泵繼續抽水，一旦水位升至高於高水位線，就閉合氣動開關K2，自鎖支路隨 即閉合進入自鎖狀態，水泵就停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以下，回 到狀態1)進入下一循環。 連接到上述氣動開關K1、K2的如圖2的自動控制電路可以接入如圖3的水泵控制 電路，自動控制電路設有供電單元，手動控制電路和自動控制電路連接到水泵，[0051] 將串接在手動控制電路與水泵之間的電線斷開一段，成為一個串接的開關段； 在自動控制電路與供電單元之間串接一個開關段； 設置切換裝置擇一地接通其中 一個上述串接的開關段。 用上述方案引入新的自動控制電路之後，使用者就可以通過切換裝置選擇自動/ 手動模式控制水泵。當選擇手動模式時，自動控制電路無需耗電。 下水池也可以放置上述水位探測器，但水泵動作需跟上水池相反當水位升至高 於高水位線時，水泵開始抽水；當水位降至低於低水位線時，水泵停止抽水。
權利要求水位探測器，其特徵是，包括空心管，空心管下端開口，上端設有當水位到達開口時被觸動的氣動開關(K1、K2)。
2. 水泵自動控制系統，包括自動控制電路，其特徵是採用如權利要求1所述的水位探 測器，所述的水位探測器的氣動開關(K1、K2)連接到自動控制電路。
3. 水泵自動控制系統，包括自動控制電路，其水位探測器放置在高層住房上水池，其特 徵是水位探測器採用兩個權利要求1所述的水位探測器，這兩個水位探測器的空心管的下 端開口分別設在低、高水位線處，分別稱為低水位探測器和高水位探測器，兩個水位探測器 的氣動開關(K1、K2)連接到自動控制電路，從而使得水泵自動控制系統能夠工作在如下狀 態1) 當水泵停止時，水位處於低、高水位線之間；2) 隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就會觸動低水位探測器的氣 動開關(Kl)，使得水泵開始抽水；3) 水位隨即升回低水位線以上，就會反向觸動低水位探測器的氣動開關(Kl);4) 當水泵繼續抽水至一旦水位升至高於高水位線，就會觸動高水位探測器的氣動開關 (K2)，使得水泵停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以下，就會回到狀態1) 進入下一循環。
4. 根據權利要求3所述的水泵自動控制系統，所述的高水位探測器的氣動開關(K2)採 用自鎖開關，所述的低水位探測器的氣動開關(Kl)作為高水位探測器的氣動開關(K2)的 自鎖控制開關；使得所述的工作狀態具體為1) 當水泵停止，水位處於低、高水位線之間時高水位探測器的氣動開關(K2)保持自鎖；2) 隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就會觸動低水位探測器的氣 動開關(Kl)，從而解除高水位探測器的氣動開關(K2)的自鎖狀態同時使得水泵開始抽水；3) 水位隨即升回低水位線以上，就會反向觸動低水位探測器的氣動開關(Kl)，使得高 水位探測器的氣動開關(K2)進入待自鎖狀態；4) 當水泵繼續抽水至一旦水位升至高於高水位線，就會觸動高水位探測器的氣動開 關(K2)進入自鎖狀態同時使得水泵停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降回高水位線以 下，就會回到狀態1)進入下一循環。
5. 根據權利要求4所述的水泵自動控制系統，所述的兩個氣動開關(K1、K2)串聯接水 泵的啟動開關構成串聯電路，使得當該串聯電路斷開時，水泵抽水；當該串聯電路接通時， 水泵停止抽水；其中的高水位探測器的氣動開關(K2)並聯自鎖支路成為自鎖開關；使得所 述的工作狀態具體為1) 當水泵停止，水位處於低、高水位線之間時高水位探測器的氣動開關(K2)斷開而自 鎖支路仍然閉合，使自鎖開關處於閉合狀態；2) 隨著水供給用戶使用，水位繼續下降至低於低水位線，就斷開低水位探測器的氣動 開關(Kl)，使自鎖支路失電而斷開則此時自鎖開關完全斷開，水泵就開始抽水；3) 水位隨即升回低水位線以上，就重新閉合低水位探測器的氣動開關(Kl)，使自鎖開 關進入待自鎖狀態；4) 當水泵繼續抽水至一旦水位升至高於高水位線，就會閉合高水位探測器的氣動開關(K2)，自鎖支路隨即閉合進入自鎖狀態，水泵就會停止抽水；隨著水供給用戶使用，水位降 回高水位線以下，就會回到狀態1)進入下一循環。
6.水泵控制電路，包括連接到水泵的手動控制電路和自動控制電路，自動控制電路設 有供電單元，其特徵是手動控制電路與水泵之間串接有開關段；自動控制電路連接到權利 要求3所述水泵自動控制系統的氣動開關(K1、K2)，自動控制電路與供電單元之間也串接有開關段；設有切換裝置擇一地接通其中一個上述串接的開關段。
專利摘要本專利給出對水無汙染、耐用、成本低廉、性能良好的水位探測器，包括空心管，空心管下端開口，上端設有當水位到達開口時被觸動的氣動開關。本專利還給出利用該水位探測器控制水泵開始/停止抽水的水泵自動控制系統、適用於高層住房的利用該水位探測器的水泵自動控制系統以及連接到該水位探測器的水泵控制電路。
文檔編號G05D9/12GK201517512SQ200820201719
公開日2010年6月30日 申請日期2008年10月13日 優先權日2008年10月13日
發明者張德基, 張珮明 申請人:張珮明;張德基