CN2441123Y

CN2441123Y - 全自动水位控制器

Info

Publication number: CN2441123Y
Application number: CN 00241728
Authority: CN
Inventors: 徐志翔; 王文奎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-08-01
Anticipated expiration: 2010-06-29

Abstract

本实用新型公开了一种全自动水位控制器,能自动的控制自来水塔上水位。对电机的断相、过流、空抽起保护作用。在全自动水位控制器上设有探头组件(22)定时指示灯(17)、(18)、(19)、(20),工作指示灯(15),取样指示灯(16),定时拨动开关(3),强迫开机揿扭(12),取样电位器(11),及接线器(6),电源开关(9),变压器,线路板继电器互感器均装在盒子中。控制电路采用2块四运算集成块。定时电路采用一块时基集成块。本实用新型,适用于机关单位自来水塔及家庭使用的小型自来水塔。

Description

全自动水位控制器

本实用新型涉及一种自来水塔的水位控制器，特别是由电子线路控制的全自动水位控制器。

目前市场上出售的水位控制器，一般有三个电极，其中一个接地，一个高水位电极，一个低水位电极。当高水位电极触及水塔中水时，通过控制线路，切断电源，停止抽水。当低水位电极露出水面时，其控制线路使电源导通，水泵工作从而保持了水塔水位在一定的范围之内。

随着人民生活提高，农村也普遍使用了自来水。为了节约人力，也普遍使用了水位置控制器，但目前的水位控制器存在如下缺点：

一、在枯水期，水井中水的贮量小于水塔的容量，往往把水抽干了。水塔中水位也达不到设定的高度，水泵长时间空抽而导致电机损坏。

二、供电线路断相，这种情况在农村时有发生而导致电机损坏。

三、在水泵中吸入异物，使水泵卡死，而导致电机损坏。

四、控制器部份原件损坏导致失控使电机损坏。

设计本实用新型的目的，是提供一种全自动的水位控制器，而且当电机断相、过流、空转、易损部件的损坏时都能起保护作用的水位控制装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：

一、探头由四个电极组成：即接地电极、低水位电极、高水位电极、保护电极。

二、电沅可以有二种形式：三相供电，适用于功率较大水泵，可供单位、厂、矿使用；单相供电，适用于小水泵，供家庭使用。

三、利用互感器取出电机断相或过流信号自动切断电源。

四、控制电路用二块四运放集成电路，一块时基电路和八只三极管组成，上述原器件装在一块线路板上，线路板又装入控制器的盒子中。

五、在控制线路板中设置电子定时线路，如果开机就不能进水，电机电源将五分钟内切断，如果抽水中途不能进水，电机将在一定的时间内停机。

六、增加再保护电器，探头中设保护电极，由稳压管、电阻等组成过压保护电路，当控制四中的易损元件损坏时，上述电路工作。

七、电P₁,P₂,R₂₄,R₂₁组成双稳态电路其使运行可靠。

与现有技术相比，本实用新型增加了电机断相，过压、过流保护电路，提高了整个自来水系统的可靠性和安全性。

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述，图1是本实用新型的外形图，图2是本实用新型的电原理图。

图1所示的外形图中：保护电极(1)、高水位电极(2)、低水位电极(4)、接地电极(5)装在同一根四芯电缆的外面，并分别与电缆中的四根电线相连，电缆的另一端接四极插头(14)。使用时将它插入四极插座(13)中，四极插座(13)设在控制器(10)的侧面。四极插座上4个接头分别连接线路板上A、C、B、D四点，接线器(6)设在控制器(10)的下方，电源输入(8)连接380V的三相电源，或220V单相电源电源输出(7)与水泵电动机接线盒相接，电源开关(9)装在控制器下方。取样电位器W1(11)，强迫开机掀扭K₁(12)，定时设立拨动开关K₂(3)，定时指示灯LED₁(17)；LED₂(18)，LED₃(19)，LED₄(20)，互感器取样电压指示灯LED₆(16)，工作指示灯LED₅(15)，装在控制器正面。

结合图2，对控制线路作进一步说明：

电源从380V的三相电(或220V单相电)接入，经继电器J2与电机M相连，另一分路经继电器J₁，变压器T₁，得到12-13V交流。经R₁限流提供三极管V₃、V₄、V₅构成探测电路。采用交流为探测电路电源，从而减少了探头4个电极的电腐蚀。另一路经二极管D₁整流，经电容C₁滤波经R₂、R₃限流，与继电器J₁、J₂三极管V₁、V₂组成开关电路，另一分路经稳压集成块V6，输出8.5-9.5V，提供给四运放集成电路IC₁电源。为了下面说明方便IC₁四个运放器分别命名为P₁、P₂、P₃、P₄。IC₂四个运放器命名为P₅、P₆、P₇、P₈。P₄输出7V±0.5V经二极管D₁₆、D₁₇输出5V±0.3V，供IC₂、IC₃的电源。

下面介绍几个分压电路：

①由R₁₂、R₁₃串联，一端接稳压块V6输出，一端接地，此时R₁₂、R₁₃接点电压为1.7V±0.1V接入IC₁的3足和5足。

②由R₂₃、R₃₁串联，一端接稳压块V₆输出，一端接地，此时R₂₃、R₃₁接点电压为3.4±0.1接入IC₁的9足和12足。

③由R₃₉、R₃₄、R₃₂、R₃₆串联，一端接入D₁₆输出端，一端接地，使各接点电压为1V、2V、3V±0.1V，并分别与IC₂的9、13、3足相连。

④由R₃₅、R₃₇串联，一端按D₁₆输出，一端接地其接点电压为2.5V±0.2V，并与IC₂第5足相连。

⑤由R₄与稳压管D_v串联，R₄另一端接整二极管D₁输出。稳压管D_v另一足接V₁的基极，形成过压保护电路，当四运放集成块万一损坏，此电路起保护。

过压保护电路由R₄，稳压管D_v、串联组成三级管上偏置，R₅是下偏置，正常情况下R₄、DV的电阻大大于R₅电阻，三极管V₁不导通。J₁接于常闭点，变压器T₁工作，当电路发生过流R₄端电压骤然增加，此时稳压管软击穿，上偏置电阻大大减少使V1导通，J₁切断电源，P₂输出为0，V₂截止，继电器J₂弹开，切开电机电源。

由P₁、P₂、R₂₄、R₂₁组成双稳态电路，使其运行过程中提高了可靠性。

定时保护电路组成及工作原理

由R₃₅、R₃₇、R₃₈、R₄₀、R₁₆与P₆构成自缴振荡器，振满频率约为1HZ。由于R₃₅、R₃₇的电压为2.5V左右，所以当D₁₃或D₁₄负端电压低于1.8V时，P₆就始终输出高电压而无法振荡。

IC₃是时基集成块，具有五档定时开关控制功能。14脚为电源端，7脚接地，2脚为复位端，1脚为定时开关控制端，IC₃通电复位后，当一个负脉冲加入1脚时，IC₃便进入定时控制状态，定时时间为T₁。IC₃的第3脚为定时档位选择端，当IC₃进入定时控制状态之后，第3脚每加一个负脉冲，其定时时间就升一档。8～12脚是定时档位显示端，定时为T₁时，8脚为0电位，其它脚为高电压；9～12脚分别为0电压时，通过定时指示灯LED₁～LED₄就能分别显示T₂～T₅₄个时间档位，13脚为定时输出控制端，定时时间内输出0电平，定时时间之前输出高电平，4、5、6脚外接Rc电路构成时基源。通过C₂₁，R₄₅的选值可以使T₁为5分钟，五档时间比为：T₁∶T₂∶T₃∶T₄∶T₅=1∶3∶5∶10∶15。C₁₇、R₄₃、R₄₁、C₁₅电路在通电后，经过适当延时，使V₈有一个短暂的导通时刻，使I_C3的1脚得一个负脉冲而所定定时控制状态。此时定时为T₁，8脚为0电位。如果水泵在自动开机后发生漏气或水源不足，则水塔中水位不能上升，低水位探头始终不能被水淹没，V₄无法导通。C₁₀电位很低，而IC₃的定时能定格为T₁为5分钟后，13脚输出高电平经R₄₉，D11使P₂翻转为0，继电器J₂弹开得到空抽保护。

如果水泵能正常上水，低水位探头4沉入水中，V₄导通，C₁₀电位上升，经R₁₆、R₄₇及R₁₄电压，使D₁₃负端电位升到5V以上，P₆开始振荡，定时时间随P₆的负脉冲经D₁₂加入IC₃的第3脚开始自动换档，当拔动开关K₂所接的档位显示端变为0V时，由于D₁₄的限位，P₆就输出高电位而停止振荡，实现自锁，时间就设定在K₂所接的档位上。

定时的设定：在安装控制器时根据水塔的正常供水时间，一次设定K₂就行。这样，在水泵空抽时控制器可以在5分钟内实施空抽关机；而正常时又能合理地实施定时关机，特别是当抽水的中途出现井水抽干时，塔冲水位无法上升到高水位，系统无法实施高水位关机时，而定时器能实现定时关机。

上述电源电路、开关电路、探测电路、控制电路、定时电路，都是现有技术，本实用新型的新颖性，是利用上述电路进行合理的组合，形成一个新的产品。因为是现有技术，对上述电路不作过份仔细描述。

当水泵第一次抽水时，水塔中无水，各电极部处于断开状态，电机处于无源状态，此时按强迫启动按钮(12)，IC₁第6足接地，P₂输出高电位，经限流电阻R₂₅工作指示灯LED₅(15)使V₂导通，继合器J₂吸合，电机工作，水塔中水不断上升，接地电极(5)沉入水中低水位电极(3)也相继沉没水中使V₄导通。(井水、河水、地表水含有导电物质，可把它看成导体)但由于P₁、P₂组成双稳态电路，P₂输出的高电位经R₂₄连于P₁的负端，使P₁输出始终为0，所以V4的导通不影响P₂导通，电机继续工作。水位继续升高，当高水位电极(2)又沉入水中，使V₅导通，经R₂₉、R₃₀使1C₁，6足为高电位，P₂输出为0，经R₂₅，使V₂截止，继电器J₂释放，电机停转，水位开始降低，高水位电极又露出水面，V₅又截止，但P₁仍输出高电位，P₂输出仍为0。当水位再次降低，低水位电极露出水面V₅截止，P₂又输出高电位……第二循环开始。

Claims

1、一种全自动水位控制器(10)，由探头组件(22)，指示灯(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)，电位器(11)拨动开关(3)，强迫启动按扭(12)，接线器(6)，四孔插座(13)，线路板组成，其特征在于：保护电极(1)，高水位电极(2)，低水电极(4)，接地电极(5)，装在四芯电缆(21)的外面，并分别与电缆中的四根电线相连，电缆的另一端接四极插头(14)，构成探头组件(22)，使用时将它插入四极插座(13)中，四极插座(13)设在控制器(10)的侧面，四极插座上的4个接头分别连接于线路板上的A、C、B、D四点，接线器(6)设在控制器(10)的下方，电源输入(8)，接380V(或220V)电源，电源输出(7)与水泵电动机接线合相接，电源开关(9)装在控制器下方。取样电位器W₁(11)，强迫开机揿扭K₁(12)，定时设定拨动开关K₂(3)，定时指示灯LED₁(17)、LED₂(18)、LED₃(19)、LED₄(20)互感器取样电压指示LED₆(16)，工作指示灯LED₅(15)装在控制盒(10)的正面。

2、如权利要求1所述的全自动水位控制器，其特征是：线路板由变压器T₁整流管D₁，稳压块V6滤波片电容C₁、C₄组成电源电路，由三极管V₃、V₄、V₅探头电极(1)、(2)、(4)、(5)组探测电路，由P₁、P₂、R₂₄，R₂₁、C₁₁组成双稳态电路，由P6、V₈、IC₃组成定时电路，P₈、P₇组成，互感器取样电压电路，P₅组成断相保护电路，P₃组成过流保护电路，由R₂₄稳压管DV，三级管V₁，继电器K₁组成过压保护电路。