CN218787616U

CN218787616U - 一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵

Info

Publication number: CN218787616U
Application number: CN202222918668.7U
Authority: CN
Inventors: 李耀光; 李珺; 陈石煤
Original assignee: Shenzhen Wanwu Innovation Electronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Wanwu Innovation Electronics Co ltd
Priority date: 2022-11-01
Filing date: 2022-11-01
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2032-11-01

Abstract

本实用新型公开了一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，包括：上外壳、下外壳和隔水板；上下外壳盖合后形成用于收集冷凝水的箱体；隔水板下方设有储水箱；上外壳顶部设有出水口和进水口；进水口具有可拆卸滤网；储水箱为双层结构，双层结构之间安装有两个相对的金属板，形成平行板电容器，与电路板连接；电路板进而可控制水泵启停。空调冷凝水从进水口经过滤网进入储水箱，滤网可方便拆卸更换；然后通过随着水位的变化，平行板电容器被水浸没的两平行金属板的相对面积就会发生变化，继而电容也随之发生变化，由此来监测水位的高低，通过电路板启闭水泵进行排水作业，能够实时检测水位变化，可避免储水箱发生漏水的情况。

Description

一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵

技术领域

本实用新型涉及空调排水泵技术领域，特别涉及一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵。

背景技术

在使用空调时总会产生大量的冷凝水，空气中湿度越大所产生的冷凝水也就越多，通常的做法就是通过管子根据重力直接排到室外，尤其到夏天在我们不注意的情况下就会经常被空调的冷凝水从高处滴落到身上，而且当长期使用会有灰尘积聚也会产生水垢，当仅仅依靠重力排掉冷凝水，当水管中水垢灰尘产生堵塞或者流通不畅时，冷凝水不能及时流走会积聚在集水盘，会产生异味、滋生细菌，混在空气里面吹到室内，影响舒适度的同时也危害了人体健康。

因此，人们就实用新型了专门给空调排水用的空调排水泵。

然而市面上出现的一些空调排水泵大多采用的是机械浮子开关式的空调排水泵，这种排水泵精确度不高，而且极易被水中积累的污垢卡住使其失去工作能力，并且不能连续监测液位，往往只能监测一个点或者两个点的液位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，至少部分解决上述空调排水泵存在的漏水问题，实现连续液位监控，避免产生漏水的情况。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，包括：上外壳、下外壳和隔水板；所述上外壳和下外壳上下盖合后形成用于收集冷凝水的箱体；所述隔水板安装于所述箱体内，隔水板下方设有储水箱；

所述上外壳顶部设有出水口和进水口；其中所述进水口具有可拆卸滤网，并连接管道穿过所述隔水板与所述储水箱相连；

所述储水箱为双层结构，在所述双层结构之间安装有两个相对的金属板，形成平行板电容器；

所述隔水板上分别安装水泵、水泵进水管道、水泵出水管道和电路板；

所述水泵分别与水泵进水管道和水泵出水管道连通；所述水泵进水管道穿过隔水板伸入所述储水箱；所述水泵出水管道穿过所述出水口与导流管连通；

所述电路板与所述平行板电容器连接，且所述电路板与所述水泵控制连接。

进一步地，所述储水箱内部水位的变化与平行板电容器水浸没部分电极板的相对面积S₁正相关；相对面积S₁与电容容量正相关；

根据所述电容容量设定阈值，当大于该阈值时，控制所述水泵进行排水作业。

进一步地，当对应的空调内具有运行控制端子，则所述电路板连接的平行板电容器经信号转换电路与运行控制端子连接，用于控制空调处于关闭状态。

进一步地，当对应的空调内不具有运行控制端子，则所述电路板连接的平行板电容器经信号转换电路转换后，通过交流控制器与所述空调连接，用于控制空调处于关闭状态。

进一步地，所述储水箱底部具有排水口，所述排水口安装有橡胶塞。

进一步地，所述上外壳顶部设有水平仪和/或防水电源插座；所述防水电源插座分别与电路板和水泵连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，空调冷凝水从进水口经过滤网进入储水箱，滤网可方便拆卸更换，既可以过滤水中的杂质增大其使用寿命，又方便其脏污过多时拆卸清洗，实用方便；然后通过随着水位的变化，平行板电容器被水浸没的两平行金属板的相对面积就会发生变化，继而电容也随之发生变化，由此来监测水位的高低，通过电路板启动水泵进行排水，通过出水管道将水排出，排水完成水位下降，电容减小，就会关闭排水泵停止抽水。使该空调排水泵能够实时检测水位变化，具有较高的智能化、且耐用性好，可避免储水箱发生漏水的情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的空调排水泵整体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的空调排水泵爆炸结构图；

图3为本实用新型实施例提供的空调排水泵剖面结构图；

图4为本实用新型实施例提供的电路板控制原理图；

图5为本实用新型实施例提供的空调内有运行控制端子的电路板控制原理图；

图6为本实用新型实施例提供的空调内没有运行控制端子的电路板控制原理图；

附图中，1、下外壳；2、上外壳；3、储水箱；4、隔水板；5、平行板电容器；6、水泵；7、水泵出水管道；8、水泵进水管道；9、电路板；10、滤网；11、防水电源插座；12、水平仪；13、橡胶塞；14、安装板；a、出水口；b、进水口。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-3所示，本实用新型提供的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，包括：

上外壳2、下外壳1和隔水板4；上外壳2和下外壳1上下盖合后形成用于收集冷凝水的箱体；隔水板4安装于箱体内，下外壳1与隔水板2下方空间设置有单独的储水箱3，该储水箱3为双层结构，在双层结构之间安装有两个相对的金属板，形成平行板电容器5。处于双层结构内部的平行板电容器5不直接与水接触并且外形采用无棱角设计。即：安装于储水箱壁内，不与水接触，可减少安全隐患。

如图1所示，在上外壳2顶部设有出水口a和进水口b；其中，进水口b具有可拆卸滤网10，并连接管道穿过隔水板4与储水箱3相连通；在冷凝水进水口b处，增加了方便拆卸的滤网10，即可以过滤水中的杂质增大其使用寿命，又方便其脏污过多时拆下清洗，实用又方便。

如图2所示，在隔水板4上分别安装水泵6、水泵出水管道7、水泵进水管道8、电路板9和安装板14；通过安装板14将水泵6固定安装在隔水板4上；隔水板4也可防止冷凝水溅到电子器件上。

水泵6分别与水泵进水管道8和水泵出水管道7连通；水泵进水管道穿过隔水板4伸入储水箱3；水泵出水管道7穿过出水口a与导流管连通，通过抽取储水箱3中的水然后排出。如图2所示，在上壳体2顶部设有防水电源插座11，作为整个装置的电源入口，电路板9与平行板电容器5连接，且电路板9与水泵6控制连接。

控制原理如图4所示，整体过程为：空调冷凝水从进水口经过滤网进入储水箱，当水位升到一定高度达到设定值时，启动抽水泵开始工作进行排水，完成排水后再自动关闭水泵或者触发水位报警关闭空调；

具体过程为：采用两块平行板电容器根据其随着水位变化电容也会变化的原理，进行通过信号实现控制水泵和空调：比如，平行板电容器通过信号转换模块将电容信号转换为数字信号，通过电路板的通信模块传给用户接口(比如，可以是便于用户操作的机械按键和电子显示屏，参照现有技术即可)，用户经过通信模块进行控制信号的设定将设定值给到电路板的判断模块，经过信号转换模块的数字信号经过判断模块判断是否达到其设定值，进行控制水泵和空调的通断。上述信号转换模块为现有技术中的电容信号转换为数字信号的模块，参照或使用现有技术即可；通信模块，比如为蓝牙模块、近场通讯模块等，也完全可参照现有技术即可。电路板，可以是单片机或控制器，具有逻辑判断功能，可控制水泵的启停作业即可，具体型号不做限定，能实现上述功能即可。

其中，采用了两块平行板电容器根据平行板电容器的电容随着水位变化电容也会变化的原理从而达到连续监测液位的功能，原理解释如下：

在真空状态下假设平板电容器由两个平行极板(设为A和B)所组成，电容极板的相对面积为S，两极板分别带有+Q，-Q的电荷，于是每块极板的电荷密度为σ＝Q/S；

略去极板的边缘效应，板间的电场看成是均匀电场，根据高斯定理得两板间场强为E＝σ/ε₀＝Q/Sε₀；

再由U＝Ed＝Qd/Sε₀；U表示电压，d表示两板间距离；

再根据电容C＝Q/U得出C＝ε₀S/d；其中，ε₀＝1/4πk是真空电容率(k是静电力常量)；

平板电容公式也就是C＝S/4πkd，假设两极板之间充满同一种介质水时：

U＝Ed/ε₁＝Qd/Sε₀ε₁

根据C＝Q/U得出C＝ε₁ε₀S/d，即：平板电容公式也就是C＝ε₁S/4πkd(ε₁是水的相对介电常数)；

实际情况产品在工作中存在两种介质水和空气，假设水浸没部分电极板的相对面积为S₁，空气部分的相对面积为S-S₁，水的相对介电常数为ε₁，空气的相对介电常数为ε₂：

C＝ε₁ε₀S₁/d+ε₂ε₀(S-S₁)/d＝ε₀(ε₁-ε₂)S₁/d+ε₂ε₀S/d

已知ε₀、ε₁、ε₂、S均为定值，令ε₀(ε₁-ε₂)/d＝H，ε₂ε₀S/d＝Y,则：

C＝HS₁+Y，H和Y均为常数。

即：储水箱内部水位的变化与平行板电容器水浸没部分电极板的相对面积为S₁正相关；水浸没部分电极板的相对面积为S₁与电容容量C正相关，根据电容容量C设定一个阈值，当电容容量C大于该阈值时，表示水位上升，需要控制水泵进行排水作业。

另外，为了便于安装，可在上外壳2的顶部装配一个水平仪12，使安装工人能更快的确定安装方位。在上述下外壳1的底部设有排水口，通过橡胶塞13封堵。即：在应急处理时可拨出橡胶塞13，快速将储水箱的冷凝水手动排出。

空调冷凝水从进水口经过滤网进入储水箱，滤网可方便拆卸更换，既可以过滤水中的杂质增大其使用寿命，又方便其脏污过多时拆卸清洗，实用方便；然后通过随着水位的变化，平行板电容器被水浸没的两平行金属板的相对面积就会发生变化，继而电容也随之发生变化，由此来监测水位的高低，通过电路板启动水泵进行排水，通过出水管道将水排出，排水完成水位下降，电容减小，就会关闭排水泵停止抽水。使该空调排水泵能够实时检测水位变化，具有较高的智能化、且耐用性好，可避免储水箱发生漏水的情况。

另外，随着水位的不断上升，当水泵排出有限时，为了防止冷凝水溢出，将会直接给空调断电从而关闭空调；在具体实施中，有两种安装接线方式：如图5所示，一种针对空调内有运行控制端子的，排水泵可与空调直连；平行板电容器通过信号转换模块将电信号转换为数字信号接入空调内部的通信端子从而控制空调，另外一组接入控制端子；比如可以按用户需求，通过空调的用户交互界面及控制端子，设定并控制空调排水泵的报警液位点和排水液位点；如图6所示，另一种针对空调内部没有运行控制端子的，可在排水泵和空调中间接一个交流控制器(AC接触器)进行控制空调。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，包括：上外壳、下外壳和隔水板；所述上外壳和下外壳上下盖合后形成用于收集冷凝水的箱体；所述隔水板安装于所述箱体内，隔水板下方设有储水箱；

2.根据权利要求1所述的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，所述储水箱内部水位的变化与平行板电容器水浸没部分电极板的相对面积S₁正相关；相对面积S₁与电容容量正相关。

3.根据权利要求2所述的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，当对应的空调内具有运行控制端子，则所述电路板连接的平行板电容器经信号转换电路与运行控制端子连接，用于控制空调处于关闭状态。

4.根据权利要求2所述的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，当对应的空调内不具有运行控制端子，则所述电路板连接的平行板电容器经信号转换电路转换后，通过交流控制器与所述空调连接，用于控制空调处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，所述储水箱底部具有排水口，所述排水口安装有橡胶塞。

6.根据权利要求1所述的一种基于平行板电容器实现液位监控的空调排水泵，其特征在于，所述上外壳顶部设有水平仪和/或防水电源插座；所述防水电源插座分别与电路板和水泵连接。