CN110030721A - 一种脱扣装置、漏电保护器及防漏电保护的电热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种脱扣装置、漏电保护器及防漏电保护的电热水器；所述脱扣装置中，电源插头端子与静触片电连接，动触片绝缘地固设于电磁铁衔铁的第一端，电磁铁衔铁的中部转动地设于支架上，弹簧处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁的第二端与支架之间且用于实现动触片与静触片的贴合；电磁铁线圈用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁转动以实现动触片与静触片的分离；第一连接端子与动触片电性连接。该脱扣装置解决了常规技术手段中合闸机构与脱扣器工作时存在卡死的情况，有利于增加产品部件的使用寿命。该脱扣装置应用于漏电保护器时，能解决电磁铁线圈长时间运作时发热量大、高温影响漏电保护器内部部件使用寿命的问题。
Description
技术领域
本发明涉及漏电保护器及防漏电保护系统技术领域，特别是涉及一种脱扣装置、漏电保护器及防漏电保护的电热水器。
背景技术
电热水器的用电安全一直是各大整机厂商关注的重点之一，目前市场上也有部分生产厂商推出了具有出水断电功能的电热水器，其实现断电功能的原理为：在原有漏保插头的脱扣器中增设一合闸机构；当用户使用热水器时，设于漏保插头中的控制电路检测到水流信号时，漏保插头脱扣器动作，实现输入触点与输出触点分断，从而使得电热水器整机从外部切断电源；当设于漏保插头中的控制电路在预设时间内没有检测到水流信号时，漏保插头中的合闸机构动作，实现输入触点与输出触点接通，从而使得电热水器通电，继续加热。但上述结构在使用中存在一些弊端，例如：由于合闸机构与脱扣器采用了连杆、杠杆等复杂的机械结构，容易存在卡死的情况，从而影响机械部件的使用寿命；由于合闸机构实现合闸状态需要电磁铁线圈长期保持通电，且需要足够的电流才能保持较大的吸合力，在此前提下电磁铁线圈发热量大，容易导致漏电保护器内部温度升高，影响产品的寿命等问题。
发明内容
为解决背景技术中至少一个技术问题，本发明提出了一种脱扣装置。
本发明提出的一种脱扣装置，包括：静触片、动触片、支架、弹簧、电磁铁线圈、电磁铁衔铁、第一连接端子；
电源插头端子、静触片、电磁铁线圈均设于支架上，电源插头端子与静触片电连接，动触片绝缘地固设于电磁铁衔铁的第一端，电磁铁衔铁的中部转动地设于支架上，弹簧处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁的第二端与支架之间且用于实现动触片与静触片的贴合；电磁铁线圈用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁转动以实现动触片与静触片的分离；第一连接端子与动触片电性连接。
上述脱扣装置中，动触片与静触片的结合方式形成的是常闭式开关，动触片和静触片在弹簧的拉力作用下实现贴合，保持电路回路的通电状态；当电磁铁线圈通电时，在电磁铁衔铁的带动作用下，动触片与静触片分离，实现断电功能。上述脱扣装置结构相对简单，有效地避免了常规技术手段下机械结构频繁动作带来的卡死问题，延长了机械部件的使用寿命。且电磁铁线圈只有在发生异常情况时才会通电工作，有效的避免了电磁铁线圈持续工作导致的线圈发热产生高温的问题，有利于延长产品部件的使用寿命。
为解决背景技术中至少一个技术问题，本发明提出了一种漏电保护器。
本发明提出的一种漏电保护器，包括：壳体、控制电路板及上述脱扣装置，脱扣装置和控制电路板安装于壳体；
控制电路板包括单片机控制电路以及与单片机控制电路连接的漏电检测电路、电磁铁驱动电路、水流检测电路、地线故障检测电路；电磁铁驱动电路与电磁铁线圈电性连接；单片机控制电路根据漏电检测电路和/或水流检测电路和/或地线故障检测电路的工作信号通过电磁铁驱动电路调控电磁铁线圈的工作状态。
上述漏电保护器，只有在漏电检测电路检测到电路回路中存在漏电电流、水流检测电路检测到电热水器的进水管或出水管内有水流信号、地线故障检测电路检测到电热水器存在地线带电或未接地线情况中的至少一种情形时，单片机控制电路才会发送控制信号至电磁铁驱动电路以启动其动作，实现动触片与静触片的分离，切断热水器本体电源，一方面避免了电磁铁线圈持续通电造成线圈大量发热营造的高温环境影响漏电保护器内部部件的使用寿命的问题，另一方面有效地避免了出现热水器在异常情况下继续使用时存在的安全隐患问题。且上述漏电保护器中只设置有一个电磁铁，降低了生产成本，减小了加工难度，适宜于批量化生产。
为解决背景技术中至少一个技术问题，本发明提出了一种防漏电保护的电热水器。
本发明提出的一种防漏电保护的电热水器，包括：电热水器本体及上述漏电保护器；所述电热水器本体包括控制主板、加热装置、温度传感器、水箱，加热装置用于加热水箱内的水，控制主板用于接收用户的设定水温，温度传感器用于采集水箱内的水温；
控制电路板还包括与单片机控制电路连接的通信电路，通信电路与控制主板通信连接；温度传感器与控制主板连接；加热装置与第一连接端子电性连接。
上述防漏电保护的电热水器，设置漏电保护器与电热水器连接，以在用户使用电热水器的过程中对用电安全进行监控和调整，提高了使用安全性。该系统中的脱扣装置仅采用了一个电磁铁线圈，不仅节约了生产成本，而且能够有效的避免设置多个电磁铁线圈时产生大量的热量而影响漏电保护器内部部件的正常工作状态和使用寿命。脱扣装置的设计相对简单，不仅避免了常规技术手段下复杂机械结构实现开闸和合闸状态而频繁动作带来的部件使用寿命短的问题，而且基于该脱扣装置的设计，电磁铁线圈只在少数情况下得电工作，有效地避免了电磁铁线圈长时间工作导致高温而影响产品部件使用寿命的问题。通信电路的设置为单片机控制电路与电热水器之间建立了数据通信桥梁，使得单片机控制电路能够根据电热水器水箱内的水温以及设定温度之间的差值关系对电热水器的加热启停操作进行控制，实现了对电热水器水温的智能化调控。
附图说明
图1为一种脱扣装置的结构示意图；
图2为一种漏电保护器的结构示意图；
图3为一种防漏电保护的电热水器的结构示意图；
图4为控制电路板的结构示意图；
图5为另一种脱扣装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明提出的一种脱扣装置，包括：静触片2、动触片3、支架4、弹簧5、电磁铁线圈6、电磁铁衔铁7、第一连接端子8；
电源插头端子1、静触片2、电磁铁线圈6均设于支架4上，电源插头端子1与静触片2电连接，动触片3通过绝缘支架绝缘地固设于电磁铁衔铁7的第一端，电磁铁衔铁7的中部转动地设于支架4上，弹簧5处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁7的第二端与支架4之间且用于实现动触片3与静触片2的贴合；电磁铁线圈6用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁7转动以实现动触片3与静触片2的分离；第一连接端子8与动触片3电性连接。
上述脱扣装置的结构设置，使得电磁铁线圈6在不得电状态下，动触片3与静触片2在弹簧的作用下吸合，电磁铁线圈6在得电状态下，动触片3与静触片2分离。
动触片与静触片的结合方式形成的是常闭式开关，动触片和静触片在弹簧的拉力作用下实现贴合，保持电路回路的通电状态；当电磁铁线圈通电时，在电磁铁衔铁的带动作用下，动触片与静触片分离，实现断电功能。上述脱扣装置结构相对简单，有效地避免了常规技术手段下机械结构频繁动作带来的卡死问题，延长了机械部件的使用寿命。且电磁铁线圈只有在发生异常情况时才会得电工作，有效的避免了电磁铁线圈持续工作导致的线圈发热产生高温的问题，有利于延长产品部件的使用寿命。
如图2所示，图2为本发明提出的一种漏电保护器，包括：壳体9、控制电路板10及上述脱扣装置11，脱扣装置11和控制电路板10安装于壳体9；
控制电路板10包括单片机控制电路13以及与单片机控制电路13连接的漏电检测电路14、电磁铁驱动电路15、水流检测电路16、地线故障检测电路17；电磁铁驱动电路15与电磁铁线圈6电性连接；
单片机控制电路13根据漏电检测电路14和/或水流检测电路16和/或地线故障检测电路17的工作信号通过电磁铁驱动电路15调控电磁铁线圈6的工作状态；即：
当存在漏电检测电路14检测到电路回路是否存在漏电电流且达到一定阈值、水流检测电路16检测到电热水器的进水管或出水管上是否有异常水流信号、地线故障检测电路17检测到电热水器地线带电或未接地线情况中的至少一种情形时，单片机控制电路13向电磁铁驱动电路15发送控制指令，电磁铁驱动电路15启动工作，在电磁铁衔铁7的带动作用下实现动触片3和静触片2的分离，实现断电功能。通过上述分析可知，电磁铁线圈6只在存在异常情况时才通电启动工作，有效地避免了电磁铁线圈6持续通电造成线圈大量发热营造的高温环境影响漏电保护器内部部件的使用寿命的情况。且上述漏电保护器中，只设置有一个电磁铁，降低了生产成本，减小了加工难度，适宜于批量化生产。
进一步的，所述脱扣装置11还包括第二连接端子12，第二连接端子12与电源插头端子1连接；所述控制电路板10还包括交直流电源转换电路18，交直流电源转换电路18的输入端与第二连接端子12连接，输出端分别与单片机控制电路13、漏电检测电路14、电磁铁驱动电路15、水流检测电路16、地线故障检测电路17连接，交直流电源转换电路18用于将交流电转换为直流电输出；如此，利用电源插头端子1和第二连接端子12为漏电保护器引入电源，保障该漏电保护器正常使用需求。
本实施方式突破了常规技术手段下合闸机构与脱扣装置11各自独立的设置方式，将合闸机构和脱扣装置11组合成一个整体部件，形成一个具有导通和断开功能的L、N、PE三级的接触开关，该接触开关为一个常闭式开关，该接触开关的动触片3和静触片2分别连接于220V输出端和220V输入端，在实际应用过程中，电磁铁线圈6不通电时，动触片3和静触片2在弹簧5的作用下贴合，实现接触导电，使电热水器通电工作，在出现异常情况时，电磁铁线圈6得电启动工作，驱动动触片3和静触片2分离，切断电热水器的供电，避免发生危险，实现漏电保护。
如图3-图4所示，本发明提出的一种防漏电保护的电热水器，包括：电热水器本体19及上述漏电保护器；所述电热水器本体19包括控制主板20、加热装置21、温度传感器、水箱22，加热装置21用于加热水箱22内的水，控制主板20用于接收用户的设定水温，温度传感器用于采集水箱22内的水温；
控制电路板10还包括通信电路23，通信电路23分别与单片机控制电路13、控制主板20连接；加热装置21与单片机控制电路13连接，温度传感器与控制主板20连接；加热装置21与第一连接端子8电性连接；
单片机控制电路13根据用户的设定水温以及水箱22内的水温调控加热装置21的工作启停。
上述防漏电保护的电热水器，设置漏电保护器与电热水器连接，以在用户使用电热水器的过程中对用电安全进行监控和调整，提高了使用安全性。该系统中的脱扣装置11仅采用了一个电磁铁线圈6，不仅节约了生产成本，而且能够有效的避免设置多个电磁铁线圈6时产生大量的热量影响漏电保护器内部部件的正常工作状态和使用寿命。脱扣装置11的设计相对简单，不仅避免了常规技术手段下复杂机械结构实现开闸和合闸状态而频繁动作带来的部件使用寿命短的问题，而且基于该脱扣装置11的设计，电磁铁线圈只在少数情况下得电工作，即存在异常情况时才会得电工作，有效地避免了电磁铁线圈长时间工作导致高温而影响产品部件使用寿命的问题。
本实施方式中，所述控制电路板10还包括交直流电源转换电路18，交直流电源转换电路18的输入端与第二连接端子12连接，交直流电源转换电路18用于给控制电路板10上其他电气件提供电源。市电分别通过第一连接端子8和第二连接端子12为控制电路板10和电热水器内的加热装置21进行供电，保证各器件的正常使用。
在进一步的实施例中，所述电热水器本体19还包括流量传感器，流量传感器用于检测电热水器水管内是否有水流信号，流量传感器与水流检测电路16连接；当流量传感器检测到电热水器水管内有水流信号时，表明此时用户正在用水或存在漏水的情况，水流检测检测电路将该情况反馈至单片机控制电路13，单片机控制电路13即发送指令至电磁铁驱动电路15，以将动触片3与静触片2的吸合状态调整至分离状态，切断加热装置21的电能供给，使电热水器无法进行加热，避免危险情况发生，保障用电安全。
通信电路23的设置为单片机控制电路13与电热水器之间建立了数据通信桥梁，使得单片机控制电路13能够根据电热水器水箱22内的水温以及设定温度之间的差值关系对电热水器的加热启停操作进行控制，实现了对电热水器水温的智能化调控。
如图1所示，该脱扣装置11中，动触片3与静触片2形成的是一个常闭式开关，在此技术前提下，脱扣装置11中的动触片3和静触片2也可形成一个常开式开关，如图5所示，本发明提出的另一种脱扣装置，包括：电源插头端子1、静触片2、动触片3、支架4、弹簧5、电磁铁线圈6、电磁铁衔铁7、第一连接端子8；
电源插头端子1、静触片2、电磁铁线圈6均设于支架4上，电源插头端子1与静触片2电连接，动触片3绝缘地固设于电磁铁衔铁7的第一端，电磁铁衔铁7的中部转动地设于支架4上，弹簧5处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁7的第二端与支架4之间且用于实现动触片3与静触片2的分离；电磁铁线圈6用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁7转动以实现动触片3与静触片2的贴合；第一连接端子8与动触片3电性连接。
基于上述脱扣装置的设计，电磁铁线圈6在不通电的情况下，动触片3与静触片2分离，当电磁铁线圈6得电时，动触片3在电磁铁衔铁7的带动作用下运动，实现与静触片2的贴合；如此，动触片3与静触片2形成一个常开式开关，同样能够实现动触片3与静触片2的分离或贴合，且该脱扣装置11中，电磁铁线圈6同样只在得电时才启动工作，以将动触片3与静触片2的分离状态调整至贴合状态，避免了电磁铁线圈6长时间通电造成的高温问题，从而有利于延长产品部件的使用寿命；且该脱扣装置11的结构设计相对简单，避免了复杂机械结构频繁动作导致的机械部件使用寿命短的问题。该脱扣装置11在实际使用过程中，需要设置一个限位装置，防止动触片3和静触片2在弹簧5的作用下分离过远，该限位装置的具体设计结构以及设计位置可根据实际使用环境进行设置和调整。
在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述具体实施方式的具体内容仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种脱扣装置，其特征在于，包括：电源插头端子(1)、静触片(2)、动触片(3)、支架(4)、弹簧(5)、电磁铁线圈(6)、电磁铁衔铁(7)、第一连接端子(8)；
电源插头端子(1)、静触片(2)、电磁铁线圈(6)均设于支架(4)上，电源插头端子(1)与静触片(2)电连接，动触片(3)绝缘地固设于电磁铁衔铁(7)的第一端，电磁铁衔铁(7)的中部转动地设于支架(4)上，弹簧(5)处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁(7)的第二端与支架(4)之间且用于实现动触片(3)与静触片(2)的贴合；电磁铁线圈(6)用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁(7)转动以实现动触片(3)与静触片(2)的分离；第一连接端子(8)与动触片(3)电性连接。
2.根据权利要求1所述的脱扣装置，其特征在于，所述动触片(3)通过绝缘支架绝缘地固设于电磁铁衔铁(7)的第一端。
3.一种漏电保护器，其特征在于，包括：壳体(9)、控制电路板(10)及权利要求1所述的脱扣装置(11)，脱扣装置(11)和控制电路板(10)安装于壳体(9)；
控制电路板(10)包括单片机控制电路(13)以及与单片机控制电路(13)连接的漏电检测电路(14)、电磁铁驱动电路(15)、水流检测电路(16)、地线故障检测电路(17)；电磁铁驱动电路(15)与电磁铁线圈(6)电性连接；单片机控制电路(13)根据漏电检测电路(14)和/或水流检测电路(16)和/或地线故障检测电路(17)的工作信号通过电磁铁驱动电路(15)调控电磁铁线圈(6)的工作状态。
4.根据权利要求3所述的漏电保护器，其特征在于，所述脱扣装置(11)还包括第二连接端子(12)，第二连接端子(12)与电源插头端子(1)连接；
所述控制电路板(10)还包括交直流电源转换电路(18)，交直流电源转换电路(18)的输入端与第二连接端子(12)连接，交直流电源转换电路(18)用于给控制电路板(10)上其他电气件提供电源。
5.一种防漏电保护的电热水器，其特征在于，包括：电热水器本体(19)及权利要求3所述的漏电保护器；所述电热水器本体(19)包括控制主板(20)、加热装置(21)、温度传感器、水箱(22)，加热装置(21)用于加热水箱(22)内的水，控制主板(20)用于接收用户的设定水温，温度传感器用于采集水箱(22)内的水温；
控制电路板(10)还包括与单片机控制电路(13)连接的通信电路(23)，通信电路(23)与控制主板(20)通信连接；温度传感器与控制主板(20)电性连接；加热装置(21)与第一连接端子(8)电性连接。
6.根据权利要求5所述的防漏电保护的电热水器，其特征在于，所述电热水器本体(19)还包括流量传感器，流量传感器用于检测电热水器水管内是否有水流信号，流量传感器与水流检测电路(16)电性连接。
7.根据权利要求6所述的防漏电保护的电热水器，其特征在于，所述通信电路(23)与控制主板(20)的连接方式包括无线通信连接或有线通信连接。
8.一种脱扣装置，其特征在于，包括：电源插头端子(1)、静触片(2)、动触片(3)、支架(4)、弹簧(5)、电磁铁线圈(6)、电磁铁衔铁(7)、第一连接端子(8)；
电源插头端子(1)、静触片(2)、电磁铁线圈(6)均设于支架(4)上，电源插头端子(1)与静触片(2)电连接，动触片(3)绝缘地固设于电磁铁衔铁(7)的第一端，电磁铁衔铁(7)的中部转动地设于支架(4)上，弹簧(5)处于拉伸状态地连接于电磁铁衔铁(7)的第二端与支架(4)之间且用于实现动触片(3)与静触片(2)的分离；电磁铁线圈(6)用于在通电状态下驱动电磁铁衔铁(7)转动以实现动触片(3)与静触片(2)的贴合；第一连接端子(8)与动触片(3)电性连接。
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