CN202205105U - 一种用于常压水箱供水的管路压力自动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于常压水箱供水的供水管路压力自动控制器，其包括：压力探测开关(5)、水位探测头(2)、自动控制装置(9)，其特征在于：所述自动控制装置(9)包括：供电电路(11)、水位探测电路(12)、压力控制电路(14)、RC延时电路(13)和功率放大电路(15)，根据压力控制电路(14)输出端第6脚的信号，功率放大电路(15)工作在饱和或截止状态，使得继电器吸合或释放，从而启动或关闭水泵。本实用新型结构简单、工作可靠、成本低、体积小。可广泛地应用在基于水箱供水的无塔供水系统。

Description

一种用于常压水箱供水的管路压力自动控制器

技术领域

本实用新型涉及一种用于常压水箱供水的供水管路压力自动控制器，其中包括压力探测开关、水位探测头、自动控制装置。 

技术背景

目前市场上推出的分体式太阳能热水器均使用承压水箱，这种承压水箱体积大，对材质要求高，加工技术难度大，容易出现漏水等故障。最大的弊端是在室内安装困难。本人设计制造了使用常压水箱在室内安装方便的分体式太阳能热水器---“墙体橱柜内置水箱太阳能热水器”，并已申报专利，申请号：201020595342.X。由于使用常压水箱，水箱无法对热水管路加压。水箱安装在吊顶之上，压力也很小。如果安装在橱柜之内，水箱高度低于供水点的高度，更是无法供水。因此，在热水供水管路加装增压泵向热水管路增压注水。增压泵的启停由热水管路的压力控制。在热水管路没压力或压力小与设定的最低压力时，控制器启动增压泵向管路注水增压。当管路内压力达到设定压力，关闭增压泵，停止注水。这个控制器还要有水箱无水自动保护功能，即当水箱内水被用完以后，应立即关闭增压泵，避免增压泵长时间空转，保护电机不被烧毁。为此，先后在市场筛选了十几个厂家的压力开关，都无法满足要求。 

一般的压力开关仅有根据压力大小打开和关闭水泵的功能，没有水箱无水保护功能。如果一旦水箱内无水(水用完)，增压泵就会长时间空转，甚至烧毁水泵电机。必须在电路中另外增加缺水保护电路，这增加了电路的复杂程度。现在有一种带水流保护的压力控制开关。这种压力开关具有水流探测与保护功能，它是在管路中设置一个水流阀体，在有水流动时，水流将阀体托起，阀体上有一磁铁，阀体被托起后，磁铁位移到安装在控制盒内的干簧管的附近，使干簧管吸合，水泵控制电路可以根据管路压力控制增压泵的启停。这种方式用在太阳能热水器中最大的问题是当热水管路内的水流量较小时(水龙头开启的小)，水流无法将水流阀体托起，磁体无法接近干簧管，因而控制电路就无法控制增压泵启动。还有一个问题，就是这种控制器必须垂直安装，这也给安装造成困难。除了在市场上寻找适合太阳能热水器使用的控制器无果外，搜寻很多资料也没找到适合的管路压力自动控制器。 

实用新型内容

本实用新型要解决的的技术问题是一种能够根据设定的管路压力自动控制水泵启停，同时又具有水源无水自动关闭水泵的全自动控制器。 

为解决以上问题，本发明用于常压水箱供水的管路压力自动控制器包括：压力探测开关、水位探测头、自动控制装置。该自动控制装置包括水箱水位探测电路和压力控制电路，其中水箱水位探测电路在探测到水箱水位低于设定的最低水位或无水时，可以关闭压力控制电路，无法启动水泵。压力控制电路在被打开后，可以按照设定的压力，根据压力探测开关的信号，启动或关闭水泵，在关闭水泵时，要求有5秒钟的延时，以确保管路内的压力达到设定值，或确保水箱水面脱离水位探测头。 

作为实现本实用新型的第一种技术方案，水箱水位探测电路应用1/2电压比较器LM119组成。 

作为实现本实用新型的第二种技术方案，压力控制电路应用另外1/2电压比较器LM119 组成。 

作为实现本的第实用新型三种技术方案，所述延时电路由电阻和电容构成的RC电路组成。 

作为实现本的第实用新型四种技术方案，控制装置的供电由变压器、桥堆、电容组成。 

本实用新型应用一只具有两个电压比较器LM119的集成电路实现了水箱水位探测和压力控制电路，由用于水箱水位探测电路的1/2LM119的输出端根据水箱水位信号控制压力控制电路是否工作。供电电路工作可靠。 

本实用新型结构简单、工作可靠、成本低、体积小。可广泛地应用在基于水箱供水的无塔供水系统。 

附图说明

下面结合附图和实施方式对本作实用新型进一步的详细说明。 

图1是本实用新型常压水箱供水的管路压力自动控制器的安装示意图。 

图2是图1所示常压水箱供水的管路压力自动控制器的电路原理图。 

具体实施方式

图1是本实用新型常压水箱供水的管路压力自动控制器的安装示意图。该压力自动控制器由水位探测头2、压力探测开关5、自动控制装置9构成。当水箱1内水位高于水位探测头2时，自动控制装置9能根据压力探测开关5的的信号有效地控制水泵3的启闭。当水箱1内水位低于水位探测头2时，自动控制装置9的压力控制部分被禁止工作，无法启动水泵3。即使水泵3已经启动，在抽水过程中水位下降，致使水位低于水位探测头2，自动控制装置9也会关闭水泵3，使其停止工作。 

当水箱1内水位高于水位探测头2时，如果管路内压力低于设定的压力，压力探测开关5的触点闭合，自动控制装置9根据压力探测开关5的的信号启动水泵3，向管路内注水，使管路内压力升高或保证用水点的水流不断。当用水点关闭，管路内压力上升，达到设定的上限压力值，压力探测开关5的触点被打开，自动控制装置9根据压力探测开关5的信号关闭水泵3。在止回阀4的作用下，管路内的压力得以保持。若有用水点取水，管路内压力下降，当管路内压力低于设定的下限值时，自动控制装置9自动打开水泵3注水。 

当压力探测开关5的触点被打开或水位下降低于水位探测头2时，自动控制装置9要停止水泵3的工作，为了使管路内的压力能充分达到设定的上限值，也为了在水位下降后，水面能十分可靠地脱离水位探测头2，自动控制装置9将延时5秒钟关闭水泵。 

图1中6为压力探测开关的信号输出电线，7为自动控制装置9至水泵3的电源控制线，8为水位探测头2至自动控制装置9间的信号传输线，10为自动控制装置9的电源插头，接入220V市电。 

图2是图1常压水箱供水的管路压力自动控制装置9的电路原理图。 

本压力自动控制装置的电源部分11，由电源变压器T、整流桥堆和电解电容C1组成，提供15V直流电源。 

如图2所示，由1/2电压比较器LM119、R1、R2、R3、R4以及水位探测头构成水位探测电路12。R1、R2与R3、R4构成两组分压器，调整两组电阻的比值，在不接入水位探测头2时，LM119的第4脚(反相输入端)的电压比第3脚(同相输入端)高3V，在不接入水位探测头2或水位探测头脱离水面时，这个电压比较器的输出端输出低电位，相当于接地。第二个电压比较器的第8脚(同相输入端)被钳制在零电位，无论压力开关触点闭合与开启，都无法使第8脚(同相输入段)的电压发生变化，相当于禁止第二个电压比较器工作。当水位探 测头2深入到水中后，由于水的电阻很小，相当于给电阻4并联了一只阻值很小的电阻，使第4脚的电压下降，并且低于第3脚(同相输入端)，第一个电压比较器发生反转，但是LM119是集电极开路型的，在此状态下输出端相当于断开，因此失去对第二只电压比较器第8脚的钳位作用，第二只电压比较器进入正常工作状态。 

同样，由另外1/2LM119、R5、R6、R7、R8、压力探测开关5构成压力控制电路14，R5、R6、R7、R8构成第二个电压比较器1/2LM119的输入分压电路。R7、R8构成的分压器使第9脚(反相输入端)的电压固定在5V。R6和C2构成RC延时电路13。R6的阻值比较大，考虑到响应速度，R5的阻值又要比较小。在压力探测开关闭合后，进入稳定状态后施加在第8脚上(同相输入端)的电压比较高，接近电源电压，高于第9脚的5V，此时输出端第6脚相当于开路。如果管路中的压力上升到上限值，压力探测开关被打开，R5、R6的电源端被断开。由于电容C2已被充电，C2将通过R6放电，第8脚的电压随着C2的放电不断下降。当C2两端的电压下降到低于第9脚的电压(5V)时，第二个电压比较器1/2LM119发生反转，输出端第6脚输出低电位，相当于接地， 

三极管S8050、R9、R10、R11构成功率放大电路15。调整三极管S8050的基极分压电阻R9和R10的比值，在LM119第6脚在断开状态时，使S8050工作在饱和状态。集电极电流带动继电器吸合，水泵工作。如果管路中的压力上升到上限值，压力探测开关被打开，LM119的输出端第6脚输出低电位，相当于接地，三极管S8050的基极被接地，三极管S8050进入截止状态。继电器释放，水泵关闭。R11为发射极接地电阻，调整R11，可以在满足继电器可靠吸合的同时，使三极管可靠地在饱和与截止状态间转换。 

Claims (2)

1.一种用于常压水箱供水的供水管路压力自动控制器，其包括：压力探测开关(5)、水位探测头(2)、自动控制装置(9)，其特征在于：所述自动控制装置(9)包括：

-供电电路(11)，由变压器T和桥堆构成变压整流电路，输出15V直流电流，向控制电路供电；

-水位探测电路(12)，由1/2电压比较器LM119和两组分压电阻R1、R2、R3、R4、水位探测头(2)构成，水位探测电路输出端第1脚的电位取决于水位探测头(2)探测到是否有水，第1脚连接到另外1/2LM119的反向输入端第9脚，第1脚的电位高低控制压力控制电路(14)是否工作；

-压力控制电路(14)，由另外1/2LM119和两组分压电阻R5、R6、R7、R8、压力探测开关(5)构成，在水位探测电路(12)的输出端第1脚在高电位时，压力控制电路(14)处于工作状态，此时，压力控制电路(14)的输出端第6脚的电位将由压力探测开关(5)的状态决定，输出端第6脚连接功率放大电路的输入端，三极管S8050的基极，第6脚的电位直接控制功率放大电路的输出；

-RC延时电路(13)，由R6、C2组成，在压力控制开关被打开后，使压力控制电路(14)的信号输出延迟5秒由高电位跳跃到低电位；

-功率放大电路(15)，由功放管三极管S8050和电阻R9、R10、R11和继电器J及释放二极管D构成，根据压力控制电路(14)输出端第6脚的信号，功率放大电路(15)工作在饱和或截止状态，使得继电器吸合或释放，从而启动或关闭水泵。

2.按照权利要求1所述的常压水箱供水的供水管路压力自动控制器，其特征在于：所述水位探测电路(12)和压力控制电路(14)均使用电压比较器构成。 

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