CN1372130A - 太阳能热水器水位水温传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种太阳能热水器水位水温传感装置,它是在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一金属结构承台,以此承台为基础,在水箱内装置一套由浮子、杠杆、传动杆等组成的水位位移机构,在水箱外、承台的上方竖向设置一主支架板,在此主支架板的两侧分别设置一套共用一根密封传动轴的齿轮、齿条滑块传动机构,其中一齿轮齿条滑块传动机构连接水位位移机构,另一齿轮齿条滑块传动机构则连接位移电信号变换机构,使水箱中水位的变化转换成电阻值的变化,电阻值由导线引出供后继自动控制器使用,实现水位的自动测量;承台上安装的直达水箱底部的温度敏感器件来实现水温的自动测量,该水位水温传感器结构简单、工作安全可靠,灵敏度高。

Description

太阳能热水器水位水温传感器
技术领域：
本发明涉及太阳能热水器水箱中贮水的水位、水温的检测装置。
背景技术：
现有太阳能热水器由于被检测水位位差小、水温高，易产生水垢而给水位、水温的精确检测带来一定的困难，目前太阳能热水器的水位传感器中，内置位式电极点型、位式磁浮子型、电容型存在可靠性差、寿命短、不可连续测量或测量精度不够等缺点，压力型工艺要求高，成本高且测量精度也很难提高，外置流量计型因非直接测量水位而存在累计误差。
发明内容：
本发明的目的是设计一种太阳能热水器水位水温传感器，它具有很高的灵敏性、密封隔离性和对高温热水及水垢的不敏感性，能在高温热水、水蒸汽和水垢环境下长期可靠地提供连续高精度的水位水温信号，以实现对太阳能热水器水位水温全面、有效、高精度的测量。
本发明的目的是这样来实现的：在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一外壳内填充有保温材料的金属结构承台，以此承台为基础，在水箱内安装由浮子、杠杆、传动杆等组成的杠杆水位位移变换机构，在水箱外承台的上方竖向设置一主支架板，在此主支架板的两侧分别安装一个共用一密封传动轴的齿轮齿条传动机构，其中一个齿轮齿条传动机构和杠杆水位位移变换机构相连，另一个齿轮齿条传动机构则和由电极滑块、电极刷、固定电极板等组成的位移电信号变换机构相连，当浮子随水箱中的水位升降时，杠杆水位位移变换机构带动同轴的二个齿轮齿条机构运动，从而带动位移电信号变换机构中的电极刷在固定电极板的电阻带上作上下移动，使电阻值产生相应变化，从而实现太阳能水箱水位到电阻值之间的变换，电阻值由导线引出供后继自动控制器使用，实现水位的自动测量，此外承台上安装由外护套管和温度敏感器件组成的水温检测机构来实现水温的自动测量。
本发明所提太阳能热水器水位水温传感器结构简单，成本低，能在高温热水、水蒸汽和水垢的环境下连续可靠地提供高精度的水位水温信号。
附图说明：
图1是本发明所提太阳能热水器水位水温传感器的剖视示意图(图3中A-A剖视，其中承台、密封隔离罩假设局部剖)。
图2是本发明所提太阳能热水器水位水温传感器剖视(图3中B-B剖视)后视示意图。
图3是图2中C-C剖面示意图。
具体实施方式：
从图1、图2、图3中可以看出太阳能热水器水位水温传感器，其主要特征在于在太阳能热水器水箱箱顶开孔中安装一金属结构承台10，该承台10的外壳8的内部填充保温材料46，承台10竖向留有两个具密封功能的通孔19，在承台10的上方(即在水箱的上方)竖向固定安装主支架板2，在主支架板2的中部开孔42，孔42中横向安装前粗后细的传动轴4，在传动轴4的粗段上安装传动齿轮A5，粗段的前端部用齿轮支架24支承，齿轮支架24用连接于主支架板2上的螺栓6定位，传动轴4的细段穿过主支架板2，靠近主支架板2里侧面的部分套装密封圈39，该密封圈39压装在用螺栓40、压板29固定在主支架板2上的圈座38中，用来阻隔水蒸汽的泄出和影响，传动轴4的细段后部固装另一传动齿轮B28；与传动齿轮A5相啮合传动的齿条形传动滑块26滑装在滑块导轨25上，滑块导轨25的上下两端分别支承在安装于主支架板2上的上支架27和下支架21中，传动滑块26的下端用销钉22铰接传动杆18，传动杆18的下段从承台10上的通孔19中穿出，其下端部与杠杆14的短臂端用销钉17铰结，承台10的下底面安装V形杠杆支架12，V形杠杆支架12的下端用销钉13和杠杆14铰结，浮子15则用销钉16铰结在杠杆14的长臂末端部，浮子15，杠杆14，V形杠杆支架12及传动杆18的下段均穿过水箱箱顶开孔插入水箱中，互相啮合的传动齿轮A5、齿条形传动滑块26以及滑块导轨25、传动轴4的粗段、传动杆18的上段均罩于密封隔离罩3之中，密封隔离罩3位于承台10的上方并垫密封垫20后用螺钉23安装于主支架板2的前侧面和承台10的上表面上，用以防止热水器水箱中高温热水和水蒸汽的泄出和影响；与另一传动齿轮B28相啮合的齿条形电极滑块31滑装在电极滑块导轨34上，该电极滑块导轨34支承在固装于主支架板2里侧面上的上支架36和下支架30中，电极滑块31的上端装有叉形电刷槽33，电刷槽33上装电极刷41，位于电极刷41之间的固定电极板35则安装在固装于主支架板2上的上支架37和下支架32中，固定电极板35可为电阻带或绕线电阻或直线型电阻阵列，其上引出导线43，承台10的另一竖向通孔19(图中未画出)中套装直至水箱底部的密封套管11，密封套管11内底部安装热电阻或热敏电阻或集成温度传感器等温度敏感器件7并引出导线45；此外，罩壳1用螺栓固装在承台10上的固定支架9上，将上述承台10上方的所有装置罩盖住，免受日晒雨淋的影响。当浮子15随水箱内的水位上升或下降时，带动杠杆14转动并使传动杆18带动齿条形传动滑块26作下降或上升，进一步使与传动滑块26相啮合的传动齿轮A5对应转动，又带动同传动轴4的另一传动齿轮B28转动，使与之相啮合的齿条形电极滑块31作上下移动，此时电极刷41与固定电极板35上的电阻带作相对上下移动，电阻值产生相应变化，水位的变化转换成了电阻值的变化，此变化的电阻值经导线43将信号传给后继自动控制器使用，实现水位的精确测量。温度敏感器件7将水箱中水的温度转换成变化的电参量也经导线45传给后继自动控制器使用，实现热水器水温精确测量。
由于具备密封隔离罩3，密封圈39的双重密封，本太阳能热水器水位水温传感器免受高温热水、水蒸汽的影响，具有很高的测量可靠性。
此外，将传动齿轮B28制成光栅盘或光电码盘，在光栅盘或光电码盘两侧装上光电对管来检测光栅盘或光电码盘角位移，或将传动齿轮B28制成电阻盘，在电阻盘一侧或两侧加电刷，测量电阻值的变化或将传动齿轮B28制成可变电容活动极，测量电容量的变化，将上述角位移、电阻值、电容量变化信号由导线传出供后继自动控制器使用，也同样能实现水位的精密测量。
若将电极滑块31制成可变电容活动极或可变电感的可动线圈或磁芯，电容、电感的变化量由导线传出供后继自动控制器使用，也能实现水位的精密测量。
本发明所提的太阳能热水器水位水温传感装置不仅可应用于太阳能热水器水位水温测量，也可用于其它工业、农业上液位、液温的检测或只用于液位的检测。

Claims (5)

1、一种太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于：
a、热水器水箱箱顶开孔中安装金属结构承台(10)，承台(10)有二个竖向具有密封功能的通孔(19)；
b、承台(10)的上部竖向固装主支架板(2)，主支架板(2)的中部开圆孔(42)，孔(42)中横向安装前粗后细的传动轴(4)，传动轴(4)的粗段上安装传动齿轮A(5)，粗段的前端支承在固装于主支架板(2)上的齿轮支架(24)中，穿过主支架板(2)的传动轴(4)的细段靠近主支架板(2)的里侧面的部分套装密封圈(39)，传动轴(4)的细段后部装有传动齿轮B(28)；
c、与传动齿轮A(5)相啮合的齿条形传动滑块(26)滑装在滑块导轨(25)上，滑块导轨(25)的上、下端分别支承在固装于主支架板(2)上的上支架(27)和下支架(21)中；
d、传动滑块(26)的下端联接传动杆(18)，传动杆(18)的下段从承台(10)的通孔(19)中穿出，其下端与杠杆(14)的短臂端用销钉(17)铰结；
e、承台(10)的下底面安装V形杠杆支架(12)，V形杠杆支架(12)的下端用销钉(13)和杠杆(14)铰结，浮子(15)和杠杆(14)长臂末端用销钉(16)铰结，浮子(15)、杠杆(14)、V形杠杆支架(12)和传动杆(18)的下段均穿过水箱箱顶开孔插入水箱之中；
f、传动轴(4)的粗段、互相啮合的传动齿轮A(5)和传动滑块(26)、滑块导轨(25)、传动杆(18)的上段均罩在固装在主支架板(2)前侧面和承台(10)上表面上的密封隔离罩(3)之中；
g、与传动齿轮B(28)相啮合的齿条形电极滑块(31)滑装在电极滑块导轨(34)上，电极滑块导轨(34)支承在固装于主支架板(2)里侧面上的上支架(36)和下支架(30)中，电极滑块(31)的上端装有电刷槽(33)，电刷槽(33)上安装电极刷(41)；
h、位于电极刷(41)之间的固定电极板(35)安装于固装在主支架板(2)上的上支架(37)和下支架(32)之中，固定电极板(35)上引出导线(43)；
i、承台(10)的另一竖向通孔(19)中套装密封套管(11)，密封套管(11)内底部安装温度敏感器(7)并引出导线(45)。
2、根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于传动齿轮B(28)制成光栅盘或光电码盘，其两侧装有光电对管。
3、根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于传动齿轮B(28)制成电阻盘，其一侧或两侧装有电刷。
4、根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于传动齿轮B(28)制成可变电容活动极。
5、根据权利要求1所述的太阳能热水器水位水温传感器，其特征在于电极滑块(31)制成可变电容活动极。
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