CN114294645B - 一种电蒸汽锅炉水位控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电蒸汽锅炉水位控制电路，涉及电蒸汽锅炉领域，该电蒸汽锅炉水位控制电路包括：市电电源模块，用于为降压整流滤波模块和抽水模块供给220V交流电；稳压模块，用于稳定输出恒定的直流电；抽水模块，用于抽水供给电蒸汽锅炉；信号控制模块，用于控制抽水模块工作；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案的锅炉水位补充完全智能，在水位过低的时候自动补水，在水位达到要求的时候自动停止补水，同时具有保护措施，在水位达到要求后，依旧一直补水时，直接断开电机的工作电路，停止电机继续为锅炉内抽水，并具有相关的指示灯，可以清晰的判断锅炉内的水位。

Description

一种电蒸汽锅炉水位控制电路

技术领域

本发明涉及电蒸汽锅炉领域，具体是一种电蒸汽锅炉水位控制电路。

背景技术

电蒸汽锅炉是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

目前市面上的电蒸汽锅炉水位的智能控制往往只限定了上下水位，在出现水位监测故障的时候，自动控制电蒸汽锅炉加水由于未感知到上下水位限制，会对电蒸汽锅炉一直加水，造成电蒸汽锅炉工作故障，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电蒸汽锅炉水位控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电蒸汽锅炉水位控制电路，包括：

市电电源模块，用于为降压整流滤波模块和抽水模块供给220V交流电；

稳压模块，用于稳定输出恒定的直流电；

抽水模块，用于抽水供给电蒸汽锅炉；

信号控制模块，用于控制抽水模块工作；

水位合格模块，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块的第一电压信号；

水位适宜模块，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块的第二电压信号；

水位偏高模块，用于隔开信号控制模块直接控制抽水模块停止工作；

市电电源模块输出端连接降压整流滤波模块输入端、抽水模块第一输入端，降压整流滤波模块输出端连接稳压模块输入端，稳压模块输出端连接信号控制模块第一输入端、水位合格模块输入端、水位适宜模块输入端、水位偏高模块输入端，水位合格模块输出端连接信号控制模块的第二输入端，水位适宜模块输出端连接信号控制模块的第三输入端，水位偏高模块输出端连接抽水模块第三输入端，信号控制模块输出端连接抽水模块第二输入端。

作为本发明再进一步的方案：稳压模块包括第一电容、第二电容、第一电阻、稳压器、第一开关，稳压器的输入端连接第一电容、降压整流滤波模块输出端，稳压器的接地端接地，稳压器的输出端连接第一电阻、第二电容、第一开关，第一开关的另一端连接信号控制模块第一输入端、水位合格模块输入端、水位适宜模块输入端、水位偏高模块输入端，第一电阻的另一端接地，第二电容的另一端接地，第一电容的另一端接地。

作为本发明再进一步的方案：信号控制模块包括定时器、第五电容，定时器的1号引脚接地，定时器的5号引脚通过第五电容接地，定时器的3号引脚连接抽水模块第二输入端，定时器的2号引脚连接水位合格模块输出端，定时器的6号引脚连接水位适宜模块输出端，定时器的4号引脚和8号引脚连接稳压模块的输出端。

作为本发明再进一步的方案：水位合格模块包括第四电阻、第二二极管、第四电容、第五二极管、第六电阻、第二水位探针，第四电阻的一端连接稳压模块输出端、第二二极管的负极，第四电阻的另一端连接第二二极管的正极、第四电容、第五二极管的正极、定时器的2号引脚，第四电容的另一端接地，第五二极管的负极连接第六电阻，第六电阻的另一端连接第二水位探针。

作为本发明再进一步的方案：水位适宜模块包括第三电阻、第一二极管、第三电容、第四二极管、第五电阻、第三水位探针，第三电阻的一端连接第一二极管的负极、稳压模块输出端，第三电阻的另一端连接第一二极管的正极、第三电容、定时器的6号引脚、二极管D4的正极，第三电容的另一端接地，第四二极管的负极连接第五电阻，第五电阻的另一端连接第三水位探针。

作为本发明再进一步的方案：水位偏高模块包括第二电阻、第三二极管、继电器、第六二极管、第四水位探针，第二电阻的一端连接稳压模块输出端，第二电阻的另一端连接第三二极管的正极，第三二极管的负极连接继电器、第六二极管的负极，继电器的另一端连接第六二极管的正极、第四水位探针。

作为本发明再进一步的方案：抽水模块包括第一熔断器、第二熔断器、第二开关、第三开关、电机、固态继电器，市电电源模块包括火线、零线，火线连接第一熔断器，第一熔断器的另一端连接第二开关，第二开关的另一端连接电机，电机的另一端连接固态继电器的第三端，零线连接第二熔断器，第二熔断器的另一端连接第三开关，第三开关的另一端连接固态继电器的第四端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案的锅炉水位补充完全智能，在水位过低的时候自动补水，在水位达到要求的时候自动停止补水，同时具有保护措施，在水位达到要求后，依旧一直补水时，直接断开电机的工作电路，停止电机继续为锅炉内抽水，并具有相关的指示灯，可以清晰的判断锅炉内的水位。

附图说明

图1为一种电蒸汽锅炉水位控制电路的原理图。

图2为一种电蒸汽锅炉水位控制电路的电路图。

图3为固态继电器的内部结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种电蒸汽锅炉水位控制电路，包括：

市电电源模块1，用于为降压整流滤波模块2和抽水模块4输出220V交流电；

稳压模块3，用于稳定输出恒定的直流电；

抽水模块4，用于抽水供给电蒸汽锅炉，提高水位；

信号控制模块5，用于控制抽水模块4工作；

水位合格模块6，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块5的第一电压信号；

水位适宜模块7，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块5的第二电压信号；

水位偏高模块8，用于隔开信号控制模块5直接控制抽水模块4停止工作；

市电电源模块1输出端连接降压整流滤波模块2输入端、抽水模块4第一输入端，降压整流滤波模块2输出端连接稳压模块3输入端，稳压模块3输出端连接信号控制模块5第一输入端、水位合格模块6输入端、水位适宜模块7输入端、水位偏高模块8输入端，水位合格模块6输出端连接信号控制模块5的第二输入端，水位适宜模块7输出端连接信号控制模块5的第三输入端，水位偏高模块8输出端连接抽水模块4第三输入端，信号控制模块5输出端连接抽水模块4第二输入端。

在具体实施例中：电蒸汽锅炉是一种以电力为能源，将电能转化成热能，通过锅炉的换热部位把热水或有机热载体（导热油）加热到一定参数(温度、压力)并向外输出具有额定工质的热能机械设备。

在本实施例中：请参阅图2，稳压模块3包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、稳压器U2、第一开关S1，稳压器U2的输入端连接第一电容C1、降压整流滤波模块2输出端，稳压器U2的接地端接地，稳压器U2的输出端连接第一电阻R1、第二电容C2、第一开关S1，第一开关S1的另一端连接信号控制模块5第一输入端、水位合格模块6输入端、水位适宜模块7输入端、水位偏高模块8输入端，第一电阻R1的另一端接地，第二电容C2的另一端接地，第一电容C1的另一端接地。

稳压器U2型号可选用7805，降压整流滤波模块2由变压器、整流器、滤波器所构成，将220V交流电转化为直流电，输出的直流电经过稳压器U2输出恒定的5V电压，该输出电压经过第二电容C2改善稳压电源的暂态响应。

在另一个实施例中，可选用稳压二极管来代替稳压器U2，但是稳压二极管构成特定的输出电压较为繁琐。

在本实施例中：请参阅图2，信号控制模块5包括定时器U3、第五电容C5，定时器U3的1号引脚接地，定时器U3的5号引脚通过第五电容C5接地，定时器U3的3号引脚连接抽水模块4第二输入端，定时器U3的2号引脚连接水位合格模块6输出端，定时器U3的6号引脚连接水位适宜模块7输出端，定时器U3的4号引脚和8号引脚连接稳压模块3的输出端。

定时器U3型号选用555定时器，定时器U3在本发明中作为触发器使用，根据定时器U3的2号引脚上的电压和6号引脚上的电压来控制3号引脚上的电压输出高电平还是低电平；当2号引脚和6号引脚有一者输入的电压大小小于8号引脚和4号引脚上的电压三分之一时（即5/3V电压，稳压器U2固定输出5V电压，下文中2号引脚和6号引脚的高电平即指示电压超出5/3V，低电平指示电压低于5/3V），3号引脚输出高电平，其余状况下3号引脚输出低电平。

在另一个实施例中，可选用其他触发器来代替555定时器，需要两个触发器来进行电压触发，且需要添加一个或逻辑输出，较为繁琐。

在本实施例中：请参阅图2，水位合格模块6包括第四电阻R4、第二二极管D2、第四电容C4、第五二极管D5、第六电阻R6、第二水位探针Z2，第四电阻R4的一端连接稳压模块3输出端、第二二极管D2的负极，第四电阻R4的另一端连接第二二极管D2的正极、第四电容C4、第五二极管D5的正极、定时器U3的2号引脚，第四电容C4的另一端接地，第五二极管D5的负极连接第六电阻R6，第六电阻R6的另一端连接第二水位探针Z2。

第四电容C4上的电压即为定时器U3的2号引脚上电压，电路导通后第四电容C4开始存储电能，水位上升到第二水位探针Z2的时候，第四电容C4上的电能通过第五二极管D5、第六电阻R6、第二水位探针Z2、第一水位探针Z1、大地来放出电能。

在另一个实施例中，第五二极管D5可以略去，但是第五二极管D5用于指示当前水位达到合格水位标准，略去后不方便判断电蒸汽锅炉内的水位。

在本实施例中：请参阅图2，水位适宜模块7包括第三电阻R3、第一二极管D1、第三电容C3、第四二极管D4、第五电阻R5、第三水位探针Z3，第三电阻R3的一端连接第一二极管D1的负极、稳压模块3输出端，第三电阻R3的另一端连接第一二极管D1的正极、第三电容C3、定时器U3的6号引脚、二极管D4的正极，第三电容C3的另一端接地，第四二极管D4的负极连接第五电阻R5，第五电阻R5的另一端连接第三水位探针Z3。

第三电容C3上的电压即为定时器U3的6号引脚上的电压，在水位未达到第三水位探针Z3的位置前，第三电容C3一直充电，自至达到电能存储饱和，使得定时器U3的6号引脚上的电压变为高电平，在水位达到第三水位探针Z3的位置后，第三电容C3放电。

在另一个实施例中，第四二极管D4可以略去，但是第四二极管D4用于指示当前水位达到适宜水位标准，略去后不方便判断电蒸汽锅炉内的水位。

在本实施例中：请参阅图2，水位偏高模块8包括第二电阻R2、第三二极管D3、继电器J2、第六二极管D6、第四水位探针Z4，第二电阻R2的一端连接稳压模块3输出端，第二电阻R2的另一端连接第三二极管D3的正极，第三二极管D3的负极连接继电器J2、第六二极管D6的负极，继电器J2的另一端连接第六二极管D6的正极、第四水位探针Z4。

继电器J2工作时，第二开关S2A、第三开关S2B弹开；继电器J2不工作时，第二开关S2A、第三开关S2B闭合；在水位达到偏高的时候，继电器J2由不导通状态变为导通状态，使得抽水模块4变为断路，抽水模块4停止工作，防止电蒸汽锅炉内的水位过高。

在另一个实施例中，可以略去第六二极管D6，第六二极管D6用于保证继电器J2的工作电压，略去后继电器J2的工作状态难以保证。

在本实施例中：请参阅图2和图3，抽水模块4包括第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、第二开关S2A、第三开关S2B、电机M、固态继电器U1，市电电源模块1包括火线L、零线N，火线L连接第一熔断器FU1，第一熔断器FU1的另一端连接第二开关S2A，第二开关S2A的另一端连接电机M，电机M的另一端连接固态继电器U1的第三端，零线N连接第二熔断器FU2，第二熔断器FU2的另一端连接第三开关S2B，第三开关S2B的另一端连接固态继电器U1的第四端。

固态继电器U1，是由微电子电路、分立电子器件、电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器U1的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。固态继电器U1工作时需得其第一端和第二端存在足够的电压差，第一端的电压恒定，第二端的电压即为定时器U3的3号引脚输出的电压，因此定时器U3的3号引脚输出低电平时固态继电器U1工作，定时器U3的3号引脚输出高电平时固态继电器U1不工作，固态继电器U1工作时，电机M得电工作，进行抽水，提高电蒸汽锅炉里的水位。

在另一个实施例中，第二开关S2A、第三开关S2B可以略去一个，选用两个开关分别位于火线L和零线N上的目的是为了保证继电器J2控制第二开关S2A、第三开关S2B弹开的时候，出现某个开关损坏时，依旧可以停止对电机M供电。

本发明的工作原理是：开始的时候，电蒸汽锅炉内没水，第一开关S1闭合，电路导通，市电电源模块1供电经过降压整流滤波模块2、稳压模块3为信号控制模块5、水位合格模块6、水位适宜模块7、水位偏高模块8供电，第三电容C3、第四电容C4上的电压由零开始增加，这时候为低电平，使得定时器U3输出高电平，固态继电器U1不工作，进而电机M不工作，不进行抽水；

第三电容C3、第四电容C4上的电压变为高电平时，且电压继续升高，定时器U3输出低电平，固态继电器U1工作，电机M工作抽水，使得水位上升；在水位达到第二水位指针Z2的时候，第三电容C3通过第二水位指针Z2、第一水位指针Z1放电，在水位达到第三水位指针Z3的时候，第四电容C4通过第三水位指针Z3、第一水位指针Z1放电，由于第五电阻R5的阻值较小，第四电容C4的放电速度较快，使得定时器U3很快输出高电平，电机M停止抽水，同时第三电容C3依旧在放电；

在电蒸汽锅炉的工作过程中使得水位下降，水位在低于第二水位探针Z2时，第三电容C3充电、第四电容C4充电，由于第三电阻R3、第四电阻R4的阻值较小，马上又使得第三电容C3、第四电容C4为高电平，电机M工作抽水，提升水位；往复如此，使得电蒸汽锅炉里的水位大致处于第二水位指针Z2和第三水位指针Z3之间；

在出现定时器U3故障或者第三电容C3、第四电容C4损坏时，使得定时器U3的3号引脚持续输出低电平，这时在水位达到第四水位指针Z4的时候，继电器J2得电工作，控制第二开关S2A、第三开关S2B弹开，停止电机M抽水，防止水位过高，使得电蒸汽锅炉损坏。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于：

该电蒸汽锅炉水位控制电路包括：

市电电源模块，用于为降压整流滤波模块和抽水模块供给220V交流电；

稳压模块，用于稳定输出恒定的直流电；

抽水模块，用于抽水供给电蒸汽锅炉；

信号控制模块，用于控制抽水模块工作；

水位合格模块，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块的第一电压信号；

水位适宜模块，用于监测电蒸汽锅炉的水位信息，并根据监测结果改变发送给信号控制模块的第二电压信号；

水位偏高模块，用于隔开信号控制模块直接控制抽水模块停止工作；

市电电源模块输出端连接降压整流滤波模块输入端、抽水模块第一输入端，降压整流滤波模块输出端连接稳压模块输入端，稳压模块输出端连接信号控制模块第一输入端、水位合格模块输入端、水位适宜模块输入端、水位偏高模块输入端，水位合格模块输出端连接信号控制模块的第二输入端，水位适宜模块输出端连接信号控制模块的第三输入端，水位偏高模块输出端连接抽水模块第三输入端，信号控制模块输出端连接抽水模块第二输入端。

2.根据权利要求1所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，稳压模块包括第一电容、第二电容、第一电阻、稳压器、第一开关，稳压器的输入端连接第一电容、降压整流滤波模块输出端，稳压器的接地端接地，稳压器的输出端连接第一电阻、第二电容、第一开关，第一开关的另一端连接信号控制模块第一输入端、水位合格模块输入端、水位适宜模块输入端、水位偏高模块输入端，第一电阻的另一端接地，第二电容的另一端接地，第一电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，信号控制模块包括定时器、第五电容，定时器的1号引脚接地，定时器的5号引脚通过第五电容接地，定时器的3号引脚连接抽水模块第二输入端，定时器的2号引脚连接水位合格模块输出端，定时器的6号引脚连接水位适宜模块输出端，定时器的4号引脚和8号引脚连接稳压模块的输出端。

4.根据权利要求3所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，水位合格模块包括第四电阻、第二二极管、第四电容、第五二极管、第六电阻、第二水位探针，第四电阻的一端连接稳压模块输出端、第二二极管的负极，第四电阻的另一端连接第二二极管的正极、第四电容、第五二极管的正极、定时器的2号引脚，第四电容的另一端接地，第五二极管的负极连接第六电阻，第六电阻的另一端连接第二水位探针。

5.根据权利要求3所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，水位适宜模块包括第三电阻、第一二极管、第三电容、第四二极管、第五电阻、第三水位探针，第三电阻的一端连接第一二极管的负极、稳压模块输出端，第三电阻的另一端连接第一二极管的正极、第三电容、定时器的6号引脚、二极管D4的正极，第三电容的另一端接地，第四二极管的负极连接第五电阻，第五电阻的另一端连接第三水位探针。

6.根据权利要求1所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，水位偏高模块包括第二电阻、第三二极管、继电器、第六二极管、第四水位探针，第二电阻的一端连接稳压模块输出端，第二电阻的另一端连接第三二极管的正极，第三二极管的负极连接继电器、第六二极管的负极，继电器的另一端连接第六二极管的正极、第四水位探针。

7.根据权利要求1所述的电蒸汽锅炉水位控制电路，其特征在于，抽水模块包括第二开关、第三开关、电机、固态继电器，市电电源模块包括火线、零线，火线上设有第二开关，零线上设有第三开关，第二开关的一端连接电机，电机的另一端连接固态继电器的第三端，第三开关的一端连接固态继电器的第四端。