CN104612980B - 水位自动控制水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水位自动控制水泵，包括泵壳、叶轮、水位检测组件、控制板以及电机，且所述电机和叶轮分别装设在泵壳的电机室和叶轮室内，所述叶轮装设在延伸到叶轮室的电机的转轴上；所述水位检测组件包括固定壳、检测板及三个水感应头，且该三个水感应头位于不同高度并分别连接到检测板；所述固定壳固定在泵壳上，所述检测板密封安装在固定壳内，且每一水感应头的至少一部分露出所述固定壳；所述控制板连接到检测板并根据来自检测板的水感应头检测信号驱动电机运行。本发明根据三个水感应头探测水位并根据探测信号控制电机运行，可实现水族箱或电器设备内水位的自动控制。

Description

水位自动控制水泵

技术领域

本发明涉及水泵领域，更具体地说，涉及一种应用于水族箱或电器设备中可进行水位自动控制的水泵。

背景技术

水族箱又称为水族缸或水族槽，是专门饲养观赏用水生动植物的容器，通常至少有一面为透明的玻璃或高强度的塑料。水族箱内人工饲养着生活于水中的植物及动物(通常为鱼类，但亦可是无脊椎动物、两栖动物、海洋哺乳动物或爬行动物)。

水族箱在使用过种中，水会不断地挥发，导致液面降低。如不及时加水，将导致液面过低而影响水族箱内动植物的生长空间，甚至造成动植物的死亡。因此为了使水族箱保持液面高度，需要经常向其中添加水。而在液位达到指定高度后，需及时排水，避免水过量而溢出，从而维持液面的稳定。

但目前水族箱中水位控制多靠人工方式实现，费时费力。并且，现有的通过水泵自动注水或排水的水族箱中，往往会因为水泵中进入空气而导致无法顺利工作。

此外，在风机、空调等电器设备中也存在冷却水添加及溢出的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述水族箱或景观池水位控制费时费力的问题，提供一种水位自动控制水泵。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种水位自动控制水泵，包括泵壳、叶轮、水位检测组件、控制板以及电机，且所述电机和叶轮分别装设在泵壳的电机室和叶轮室内，且所述叶轮装设在延伸到叶轮室的电机的转轴上；所述水位检测组件包括固定壳、检测板及三个水感应头，且该三个水感应头位于不同高度并分别连接到检测板；所述固定壳固定在泵壳上，所述检测板密封安装在固定壳内，且每一水感应头的至少一部分露出所述固定壳；所述控制板连接到检测板并根据来自检测板的水感应头检测信号驱动电机运行；

所述三个水感应头包括从上而下顺序排列的上感应头、中感应头和下感应头；所述控制板上设有电机驱动电路，且该电机驱动电路在中感应头或上感应头检测到有水且持续时间超过第一预设时间时驱动电机运行、并在下感应头检测到无水时停止输出驱动电压；

所述控制板上还设有报警电路及报警信号输出装置，且该报警电路在控制板供电故障或上感应头检测到有水时驱动报警信号输出装置报警。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述控制板上还设有排气控制单元，且该排气控制单元在所述电机驱动电路驱动电机运行前驱动所述电机执行排气操作，且该电机排气操作包括使电机以第二预设时间为间隔依次转动、停止、转动、停止。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述排气控制单元在电机连续运行超过第三预设时间时驱动电机执行排气操作。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述控制板装设在泵壳内。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述电机室包括由泵壳相隔的定子腔、转子腔和储油腔，且所述定子腔环绕转子腔、储油腔位于转子腔上方并与转子腔相连通；所述电机的定子和转子分别位于定子腔和转子腔内；所述转子的主体部分通过下端盖和油封密封在转子腔内，且所述转子腔和储油腔内灌装有润滑油。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述储油腔的顶端通过密封塞密封且该储油腔内具有网状填充物。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述检测板上设有信号采集电路，且该信号采集电路包括分别用于处理上感应头、中感应头和下感应头输出信号的三个信号转换芯片。

在本发明所述的水位自动控制水泵中，所述控制板上的电机驱动电路包括控制端分别连接到三个信号转换芯片输出端的开关管以及驱动芯片，且该开关管的两端分别连接高电平和参考地，所述驱动芯片的三个输入端分别连接三个开关管的高电平端、输出端连接到用于控制电机运行的开关管的控制端。

本发明的水位自动控制水泵，将检测与控制集成到泵体，并通过三个水感应头探测水位，不仅方便安装和维护，而且可以解决水族箱或电器的容器内水的起伏导致振荡感应的问题，也同时减少水泵的频繁起动的问题，可更好的延长产品寿命。并且本发明通过在抽水前控制电机进行排气动作，可保证抽水顺畅。

附图说明

图1是本发明水位自动控制水泵实施例的示意图。

图2是图1中检测板的电路示意图。

图3是图1中控制板的电路结构示意图。

图4是图3中控制芯片的执行逻辑的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明水位自动控制水泵实施例的示意图，该水位自动控制水泵可应用于水族箱、景观水池等具有自动水源注入的场合。本实施例中的水位自动控制水泵包括泵壳11、叶轮30、水位检测组件、控制板40以及电机，且电机和叶轮30分别装设在泵壳11的电机室和叶轮室(由泵壳11和叶轮盖13围合而成)内，叶轮30装设在延伸到叶轮室的电机的转轴上；水位检测组件包括固定壳51、检测板53及三个水感应头52，且该三个水感应头52(例如电容式感应头)位于不同高度并分别连接到检测板53；固定壳51固定在泵壳11上(固定壳51也可与泵壳11一体)，检测板53密封安装在固定壳51内(通过密封盖板或灌胶封装)，且每一水感应头52的至少一部分露出固定壳51(密封盖板或填充胶)；控制板40连接到检测板53并根据来自检测板53的水感应头52检测信号驱动电机运行。

上述水位自动控制水泵通过三个水感应头52(水感应头52的数量也可超过3个)探测水族箱或景观池水位并根据探测信号控制电机运行，可实现水族箱或景观池内水位的自动控制。三个(或多个)水感应头的水位检测方式，可以解决容器内水的起伏导致振荡感应的问题，也同时减少水泵的频繁起动的问题，可更好的延长产品寿命。

上述三个水感应头52均采用塑胶包裹金属的方式安装，并且该三个水感应头52包括从上而下顺序排列的上感应头、中感应头和下感应头；控制板40上设有电机驱动电路，且该电机驱动电路在处于中感应头或上感应头检测到有水且持续时间超过第一预设时间(例如当电机运行的指令周期为1秒时，该第一预设时间为8秒)时驱动电机运行、并在下感应头检测到无水时停止输出驱动电压。

为保证顺利抽水，可在控制板40上增加一个排气控制单元，且该排气控制单元在电机驱动电路驱动电机运行前驱动电机执行排气操作。具体地，该电机排气操作包括使电机以第二预设时间(例如为电机运行的一个指令周期)为间隔依次转动、停止、转动、停止。通过上述排气操作，可排空泵壳11的叶轮室和水管中的空气，保证顺利抽水。

此外，为避免连续抽水时空气沿水管进入叶轮室，上述排气控制单元在电机连续运行超过第三预设时间(例如当电机运行的指令周期为1秒时，该第一预设时间为8秒)时驱动电机执行排气操作，然后再根据三个水感应头52检测的水位情况进行抽水。

上述控制板40上还设有报警电路及报警信号输出装置，且该报警电路在控制板40供电故障或上感应头检测到有水时驱动报警信号输出装置报警(例如声、光报警，或向手机等终端设备发送消息)。

在上述水位自动控制水泵运行时，当容器(水族箱或景观水池等)中水面从0不断上涨到中感应头前时，水泵不工作，无报警信号输出；当水面续继上涨至中感应头时，控制板40发出指令，驱动电机按预设逻辑工作(例如图4所示的任一运行逻辑)使水泵抽水，直到水位降至最低位感应探头时，水泵停止工作，无报警信号。如果水位并没有降到下感应头，而是上升到上感应头，那么控制板40会驱动电机使水泵断续工作，并且发出报警指令。如果控制板40在任何时候检测到输入电源不正常或断开时也会发出报警信号。

如图2所示，上述检测板53上设有信号采集电路，且该信号采集电路包括分别用于处理下感应头、中感应头和上感应头输出信号的三个信号转换芯片U2、U3、U6，并生成三个电平信号P1、P2、P3(通过接线端子J1-2输出)。例如在下感应头检测到无水时，信号转换芯片U2的输出电平信号P1为低电平；在下感应头检测到有水时，信号转换芯片U2的输出电平信号P1为高电平。

如图3所示，控制板40通过接线端子J1-1连接检测板53的接线端子J1-2，从而获得检测板53的检测信号。具体地，该控制板40包括控制端分别连接到三个信号转换芯片输出端的开关管Q3、Q4、Q5以及驱动芯片U4，且上述开关管Q3、Q4、Q5的两端分别连接高电平VDD和参考地GND，驱动芯片U4的三个输入端5-7分别连接三个开关管Q3、Q4、Q5的高电平端、输出端连接到用于控制电机运行的开关管Q1的控制端。控制板40可通过接线端子J1输出报警信号。

上述驱动芯片U4通过执行图4中的任一组抽水逻辑(可通过计算机程序实现)，从而驱动电机进行抽水及排气。当然，在实际应用中，上述抽水和排气控制也可直接通过电路实现。

特别地，在上述的水位自动控制水泵中，控制板40装设在泵壳11内，且泵壳11的上下两端分别通过上端盖12和下端盖14盖上。

上述电机室包括由泵壳相隔的定子腔、转子腔和储油腔，且定子腔环绕转子腔、储油腔位于转子腔上方并与转子腔相连通；电机的定子(由定子铁芯22和线圈骨架23构成)和转子21分别位于定子腔和转子腔内；转子21的主体部分通过下端盖14和油封17密封在转子腔内(转子腔的两端均设有轴承15，转子的转轴套接在轴承15内)，且转子腔和储油腔内灌装有润滑油。

通过在转子腔内灌装润滑油，可实现静音运行，并延长转子使用寿命。特别地，上述储油腔的顶端通过密封塞18密封且该储油腔内具有网状填充物16，该网状填充物16可吸纳润滑油。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水位自动控制水泵，包括泵壳、叶轮、水位检测组件、控制板以及电机，且所述电机和叶轮分别装设在泵壳的电机室和叶轮室内，所述叶轮装设在延伸到叶轮室的电机的转轴上；其特征在于：所述水位检测组件包括固定壳、检测板及三个水感应头，且该三个水感应头位于不同高度并分别连接到检测板；所述固定壳固定在泵壳上，所述检测板密封安装在固定壳内，且每一水感应头的至少一部分露出所述固定壳；所述控制板连接到检测板并根据来自检测板的水感应头检测信号驱动电机运行；

所述三个水感应头包括从上而下顺序排列的上感应头、中感应头和下感应头；所述控制板上设有电机驱动电路，且该电机驱动电路在中感应头检测到有水且持续时间超过第一预设时间时驱动电机运行、并在下感应头检测到无水时停止输出驱动电压；

所述控制板上还设有报警电路及报警信号输出装置，且该报警电路在控制板供电故障或上感应头检测到有水时驱动报警信号输出装置报警。

2.根据权利要求1所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述控制板上还设有排气控制单元，且该排气控制单元在所述电机驱动电路驱动电机运行前驱动所述电机执行排气操作，且该电机排气操作包括使电机以第二预设时间为间隔依次转动、停止、转动、停止。

3.根据权利要求2所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述排气控制单元在电机连续运行超过第三预设时间时驱动电机执行排气操作。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述控制板装设在泵壳内。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述电机室包括由泵壳相隔的定子腔、转子腔和储油腔，且所述定子腔环绕转子腔、储油腔位于转子腔上方并与转子腔相连通；所述电机的定子和转子分别位于定子腔和转子腔内；所述转子的主体部分通过下端盖和油封密封在转子腔内，且所述转子腔和储油腔内灌装有润滑油。

6.根据权利要求5所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述储油腔的顶端通过密封塞密封且该储油腔内具有网状填充物。

7.根据权利要求1所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述检测板上设有信号采集电路，且该信号采集电路包括分别用于处理上感应头、中感应头和下感应头输出信号的三个信号转换芯片。

8.根据权利要求7所述的水位自动控制水泵，其特征在于：所述控制板上的电机驱动电路包括控制端分别连接到三个信号转换芯片输出端的开关管以及驱动芯片，且该开关管的两端分别连接高电平和参考地，所述驱动芯片的三个输入端分别连接三个开关管的高电平端、输出端连接到用于控制电机运行的开关管的控制端。