CN108843585B - 一种集成液位识别功能的自动化电排水泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水泵技术领域，提供了一种集成液位识别功能的自动化电排水泵，旨在解决现有水泵系统的液位传感器易遭受流体污染、测量可靠度不高的问题。所述集成液位识别功能的自动化电排水泵，包括从左至右顺次连接的泵壳、电机和密封罩；所述泵壳内设置有叶轮，所述电机的驱动轴连接所述叶轮以驱动其转动，所述泵壳上连接有进水管和排水管；所述密封罩内设置有第一液位传感器、第二液位传感器、控制模块和电机驱动电路，所述密封罩上穿插有用于连接电源的航空插头。由于第一液位传感器和第二液位传感器封装在所述密封罩中，不受流体污染，不受流体和流体中杂质的不规则作用力，检测的可靠性更高，使用寿命更长。

Description

一种集成液位识别功能的自动化电排水泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域，具体而言，涉及一种集成液位识别功能的自动化电排水泵。
背景技术
现有的车用电排水泵系统主要由两个部分组成，一部分为电排水泵，另一部分为浮子开关，工作原理为：当液位达到某一高度时，浮子开关接通电磁继电器，进而接通电排水阀电路，实现电排水泵工作。上述技术的缺点主要在于：浮子开关的控制精度低；电排水泵和浮子开关所组成的系统体积大、质量重，不利于装备的轻型化需要；电排水泵和浮子开关所组成的系统布局受限，电缆接口多，控制线路复杂。为解决上述问题，专利公开号为CN201714645U的专利公开了一种配置双液位传感器的水泵，该水泵包括两个设置于液体容置空间中的液位传感器，用于检测水位。但是由于所述液位传感器直接暴露于液体中，易遭受污染，并且流体的不规则运动以及流体中裹挟的杂质会对液位传感器的检测精度、性能和使用寿命造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成液位识别功能的自动化电排水泵，所述自动化电排水泵集成了水泵、液位传感器和控制器，有效缩减了整体体积，减轻了总重；此外还对液位传感器和控制器进行了封装，提高了液位传感器的检测精度、性能和使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种集成液位识别功能的自动化电排水泵，包括从左至右顺次连接的泵壳、电机和密封罩；所述泵壳内设置有叶轮，所述电机的驱动轴连接所述叶轮以驱动其转动，所述泵壳上连接有进水管和排水管；所述密封罩内设置有第一液位传感器、第二液位传感器、控制模块和电机驱动电路，所述密封罩上穿插有用于连接电源的航空插头；
所述第一液位传感器的安装位置高于所述第二液位传感器的安装位置，所述第一液位传感器和第二液位传感器用于检测液位高度，并将检测信号送入所述控制模块；所述控制模块被配置为当液面高度高于第一液位传感器的检测高度时，控制所述电机驱动电路通电，当液面高度低于第二液位传感器的检测高度时，控制所述电机驱动电路断电。
本技术方案中，第一液位传感器和第二液位传感器封装在所述密封罩中，第一液位传感器和第二液位传感器利用非接触式检测方式检测液位高度，第一液位传感器和第二液位传感器不受流体污染，不受流体和流体中杂质的不规则作用力，检测的可靠性更高，使用寿命更长。
进一步地，所述第一液位传感器和第二液位传感器均为CFS-1005U型液位传感器。
进一步地，所述密封罩的最右端为平面，所述第一液位传感器和第二液位传感器均设置于所述平面的内侧。
进一步地，所述密封罩由塑料制成。
进一步地，所述密封罩通过安装板连接至所述电机，所述安装板上设置有供电机驱动电路穿过的穿孔，所述安装板上还设置有两个耳部，所述两个耳部相对称地位于所述安装板的两侧，所述安装板的一面与所述电机的尾部螺栓连接，所述安装板的另一面借助所述两个耳部所述密封罩螺栓连接。
进一步地，所述安装板与电机尾部之间压接有止水环，所述安装板与密封罩之间也压接有止水环。
进一步地，所述控制模块包括控制器和高边开关，所述高边开关串联于所述电机驱动电路上，所述高边开关、第一液位传感器和第二液位传感器均与所述控制器电连接；
所述控制器被配置为当液面高度高于第一液位传感器的检测高度时，控制所述高边开关闭合，当液面高度低于第二液位传感器的检测高度时，控制所述高边开关断开。
进一步地，所述高边开关为固态继电器。
进一步地，所述控制模块还包括手动控制模块，所述手动控制模块包括手动控制输入端，所述手动控制输入端的一端同时连接一个电容的一端和一个光电耦合器的正极，所述光电耦合器的集电极同时连接至电源和所述控制器的输入端，所述电容的另一端、光电耦合器的负极和光电耦合器的发射极分别接地。
进一步地，所述控制模块还包括用于检测所述电机的工作电流的电流传感器，所述电流传感器与所述控制器电连接；
所述控制器被配置为当所述电机的工作电流超过预设值时，控制所述高边开关断开。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、所述自动化电排水泵集成了水泵、第一液位传感器、第二液位传感器和控制模块，有效节约了整体的空间体积，减轻了整体重量，整体结构简单稳定，具有更好的环境适应性。
2、第一液位传感器和第二液位传感器封装在密封罩中，不受流体和流体中杂质的不规则作用力，抗干扰能力强，检测的可靠性更高，使用寿命更长。
3、通过在控制模块中增设手动控制模块，形成自动控制和人工控制双结合，控制方式更简便、可靠和实用；手动控制模块方便使用者的现场调试及功能测试工作。
4、通过在控制模块中增设电流传感器，可实时测量电机的工作电流，准确判断电机的工作状态，可针对空载、轻载、重载及过载状态进行识别，采取相应的控制策略。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。
图1(a)所示为实施例中提供的自动化电排水泵的立体结构示意图。
图1(b)所示为图1(a)中所示自动化电排水泵的主视示意图。
图1(c)所示为图1(b)中所示自动化电排水泵沿A-A线的剖面示意图。
图2所示为实施例中所述的密封罩的结构示意图。
图3所示为实施例中所述的安装板的结构示意图。
图4(a)所示为实施例中提供的自动化电排水泵的功能框图。
图4(b)所示为实施例中提供的自动化电排水泵的电路图。
图中标号说明：
10-泵壳；11-叶轮；12-进水管；13-排水管；20-电机；30-密封罩；40-第一液位传感器；50-第二液位传感器；60-控制模块；61-控制器；62-高边开关；63-手动控制模块；64-电流传感器；70-航空插头；80-安装板；81-耳部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1(a)和图1(c)所示，本实施例提供了一种集成液位识别功能的自动化电排水泵，包括从左至右顺次连接的泵壳10、电机20和密封罩30；所述泵壳10内设置有叶轮11，所述电机20的驱动轴连接所述叶轮11以驱动其转动，所述泵壳10上连接有进水管12和排水管13；所述密封罩30内设置有第一液位传感器40、第二液位传感器50、控制模块60和电机驱动电路，所述密封罩30上穿插有用于连接电源的航空插头70。
所述第一液位传感器40的安装位置高于所述第二液位传感器50的安装位置。使用时，所述第一液位传感器40和第二液位传感器50用于检测液位高度，并将检测信号送入所述控制模块60；所述控制模块60被配置为当液面高度高于第一液位传感器40的检测高度时，控制所述电机驱动电路通电，当液面高度低于第二液位传感器50的检测高度时，控制所述电机驱动电路断电。
由于第一液位传感器40和第二液位传感器50封装在密封罩30中，不受流体和流体中杂质的不规则作用力，抗干扰能力强，检测的可靠性更高，使用寿命更长。
其中，所述航空插头70将电源引入，用于为第一液位传感器40、第二液位传感器50、控制模块60和电机20驱动电路供电，电机驱动电路从密封罩30内直接连接电机20的尾部。
图1中，所述进水管12设置于泵壳10的前端，进水管12的开口向下，进水管12的进水口处设置有滤网。所述排水管13设置于泵壳10的侧面，进水管12与整个自动化电排水泵平行设置。
图1中，所述密封罩30的穿插航空插头70的一面为平面，该平面与航空插头70通过螺栓连接。
应当理解的，图1中所示出的具体结构仅为本发明多种可实施方式的一种举例，本发明的保护范围并不局限于此。
基于上述自动化电排水泵，本实施例提供以下一些具体实施方式的举例，在互不抵触的前提下，以下举例可任意组合以形成新一种自动化电排水泵。应当理解的，对于由以下举例任意组合所形成的新一种自动化电排水泵，均应落入本发明的保护范围。
例如，所述第一液位传感器40和第二液位传感器50均可选用CFS-1005U型液位传感器。考虑到该型号的液位传感器不宜靠近大块的金属，因此本实施例中，密封罩首选由塑料制成，例如所述密封罩可以由聚四氟材料制成。
例如，请参阅图2所示，所述密封罩30的最右端为平面，所述第一液位传感器40和第二液位传感器50均设置于所述平面的内侧。其中，所述平面内侧设置有两个安装槽，用于分别安装第一液位传感器40和第二液位传感器50。
例如，请参阅图3所示，所述密封罩30通过安装板80连接至所述电机20，所述安装板80上设置有供电机驱动电路穿过的穿孔，所述安装板80上还设置有两个耳部81，所述两个耳部81相对称地位于所述安装板80的两侧，所述安装板80的中心位置处设置有螺纹孔，所述耳部81上也设置有螺纹孔，所述安装板80的一面与所述电机20的尾部螺栓连接，所述安装板80的另一面借助所述两个耳部81所述密封罩30螺栓连接。为了增强所述密封罩30的密封防水性能，所述安装板80与电机20尾部之间可压接有止水环，所述安装板80与密封罩30之间也可压接有止水环，例如所述止水环可以是合成橡胶止水环。
例如，请参阅图4(a)和图4(b)所示，所述控制模块60可以包括控制器61和高边开关62，所述高边开关62串联于所述电机驱动电路上，所述高边开关62、第一液位传感器40和第二液位传感器50均与所述控制器61电连接；所述控制器61被配置为当液面高度高于第一液位传感器40的检测高度时，控制所述高边开关62闭合，当液面高度低于第二液位传感器50的检测高度时，控制所述高边开关62断开。图4(b)中，U3表示所述微控制器61，U1表示所述高边开关62，例如其中所述控制器61可选用51单片机，高边开关62可选用高功率的固态继电器。
此外，请参阅图4(a)所示，所述控制模块60还可以包括手动控制模块64。请参阅图4(b)所示，所述手动控制模块64包括手动控制输入端，所述手动控制输入端的一端同时连接一个电容的一端和一个光电耦合器的正极，所述光电耦合器的集电极同时连接至电源和所述控制器61的输入端，所述电容的另一端、光电耦合器的负极和光电耦合器的发射极分别接地。图4(b)中，CT3代表所述手动控制输入端，C3代表所述电容，U5代表所述光电耦合器，VCC代表所述电源，U3代表所述控制器61。当液位高度高于第一液位传感器40的检测高度时，手动控制模块64的控制有效；当液位高度低于第二液位传感器50的检测高度时，手动控制模块64的控制无效。单次手动控制工作时间最长可设置为1分钟，工作时间到则水泵停止，手动控制信号再次有效时，可重新控制水泵启停。通过设置手动控制模块64，方便使用者的现场调试及功能测试工作。
此外，请参阅图4(a)所示，所述控制模块60还可以包括用于检测所述电机20的工作电流的电流传感器64，所述电流传感器64与所述控制器61电连接；所述控制器61被配置为当所述电机20的工作电流超过预设值时，控制所述高边开关62断开。图4(b)中，U4代表所述电流传感器64。通过在控制模块60中增设电流传感器64，可实时测量电机20的工作电流，准确判断电机20的工作状态，可针对空载、轻载、重载及过载状态进行识别，采取相应的控制策略。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，包括从左至右顺次连接的泵壳、电机和密封罩；所述泵壳内设置有叶轮，所述电机的驱动轴连接所述叶轮以驱动其转动，所述泵壳上连接有进水管和排水管；所述密封罩内设置有第一液位传感器、第二液位传感器、控制模块和电机驱动电路，所述密封罩上穿插有用于连接电源的航空插头；
所述第一液位传感器的安装位置高于所述第二液位传感器的安装位置，所述第一液位传感器和第二液位传感器用于检测液位高度，并将检测信号送入所述控制模块；所述控制模块被配置为当液面高度高于第一液位传感器的检测高度时，控制所述电机驱动电路通电，当液面高度低于第二液位传感器的检测高度时，控制所述电机驱动电路断电；
所述密封罩通过安装板连接至所述电机，所述安装板上设置有供电机驱动电路穿过的穿孔，所述安装板上还设置有两个耳部，所述两个耳部相对称地位于所述安装板的两侧，所述安装板的一面与所述电机的尾部螺栓连接，所述安装板的另一面借助所述两个耳部与所述密封罩螺栓连接；
所述控制模块包括控制器和高边开关，所述高边开关串联于所述电机驱动电路上，所述高边开关、第一液位传感器和第二液位传感器均与所述控制器电连接；
所述控制器被配置为当液面高度高于第一液位传感器的检测高度时，控制所述高边开关闭合，当液面高度低于第二液位传感器的检测高度时，控制所述高边开关断开；
所述控制模块还包括手动控制模块，所述手动控制模块包括手动控制输入端，所述手动控制输入端的一端同时连接一个电容的一端和一个光电耦合器的正极，所述光电耦合器的集电极同时连接至电源和所述控制器的输入端，所述电容的另一端、光电耦合器的负极和光电耦合器的发射极分别接地；当液位高度高于第一液位传感器的检测高度时，手动控制模块的控制有效；当液位高度低于第二液位传感器的检测高度时，手动控制模块的控制无效；单次手动控制工作时间最长设置为1分钟，工作时间到则水泵停止，手动控制信号再次有效时，可重新控制水泵启停；
所述控制模块还包括用于检测所述电机的工作电流的电流传感器，所述电流传感器与所述控制器电连接；
所述控制器被配置为当所述电机的工作电流超过预设值时，控制所述高边开关断开。
2.根据权利要求1所述的集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，所述第一液位传感器和第二液位传感器均为CFS-1005U型液位传感器。
3.根据权利要求2所述的集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，所述密封罩的最右端为平面，所述第一液位传感器和第二液位传感器均设置于所述平面的内侧。
4.根据权利要求2所述的集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，所述密封罩由塑料制成。
5.根据权利要求1所述的集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，所述安装板与电机尾部之间压接有止水环，所述安装板与密封罩之间也压接有止水环。
6.根据权利要求1所述的集成液位识别功能的自动化电排水泵，其特征在于，所述高边开关为固态继电器。
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