專利名稱：一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制開關(guān)，尤其涉及一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，用于水塔或高層水池等貯水裝置的供水自動(dòng)控制。
技術(shù)背景傳統(tǒng)水塔及高層水池的供水，為達(dá)到供水的控制多采用浮球帶動(dòng)行程開關(guān)，這種控制的方法，因行程開關(guān)與浮球之間是機(jī)械聯(lián)動(dòng)相配合，長(zhǎng)期浸泡機(jī)械部分易生銹，使壽命縮短，靈敏度也差，常出現(xiàn)不能供水或供水過滿溢出的問題。中國實(shí)用新型專利ZL99232878.0的《泵用電接觸式水位自動(dòng)控制器》(公告號(hào)為CN2371231Y)公開了一種供水控制方案，該供水控制方案由交流輸入與交流輸出電路、直流電源、指示電路、設(shè)有繼電器J的功率放大電路、信號(hào)放大電路及設(shè)有取樣短電極和兩根取樣長(zhǎng)電極的信號(hào)取樣電路組成，如圖4所示可知，圖4為該實(shí)用新型專利ZL99232878.0的附圖2。該自動(dòng)控制器使用時(shí)將交流電源輸入端接入交流市電，將交流電源輸出端接入水泵或交流接觸器負(fù)載，并將電極插入給水池或給水塔中，便可自動(dòng)控制水位；該供水控制方案具有可靠性好及靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，但由于其信號(hào)取樣電路由一根取樣短電極和兩根取樣長(zhǎng)電極組成，三根外接線造成外部接線復(fù)雜，并且通常水塔及高層水池設(shè)置的位置都很高，勢(shì)必消耗大量的電線，這就使得布設(shè)線路的成本大大增加，增加了施工的整體造價(jià)，加大了安裝難度，尤其對(duì)有著高層居住樓的農(nóng)戶或居民，增加了其經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，影響了該供水控制方案推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種成本低廉、可靠好及布線方便的，僅用一根外接線即可實(shí)現(xiàn)水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成；所述功放開關(guān)電路包括一三極管VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4，其發(fā)射極接直流電源電路負(fù)極，其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路，采取的措施還包括a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極；其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與所述三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3，與所述直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2；其D端引腳與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2；b.所述的直流電源電路正極接地，其負(fù)極電壓為-E伏；c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制，該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
為優(yōu)化上述技術(shù)方案，所采取的措施還包括上述的電阻R1與電阻R5的阻值相等，則引腳B端觸發(fā)高電壓為0伏，觸發(fā)低電壓為-E/2伏。
上述的電阻R1、R5及R6的阻值為相匹配配置。為具有反相器功能的集成塊IC提供穩(wěn)定的控制電壓，保證本開關(guān)的可靠工作。
上述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ，使本開關(guān)的工作可靠性更佳。
上述的三極管VT發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7，使電阻R6阻值取值范圍增大，可起到改善了本開關(guān)的性能作用。
上述的集成塊IC選用的型號(hào)為CC4069。該CC4069型號(hào)的集成塊IC為工藝可靠、性能穩(wěn)定的反相器，使本開關(guān)的性能更加穩(wěn)定可靠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型取樣顯示電路采用集成塊IC作為中心元件，通過該集成塊IC與經(jīng)電阻R6連接的一根取樣電極相連接，并與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極管VD5相連接，即能起到可靠自動(dòng)供水控制開關(guān)的作用，達(dá)到了僅用一根外接線即可實(shí)現(xiàn)水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的目的，其布線安裝簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
圖1為本實(shí)用新型電原理方框圖；圖2為圖1具體實(shí)施例一的電路原理圖；圖3為圖1具體實(shí)施例二的電路原理圖；圖4為實(shí)用新型專利ZL99232878.0的附圖2。
具體實(shí)施例
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1、圖2所示，一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有一根取樣電極的取樣顯示電路連接組成；交流電源電路輸入端接入220伏交流市電，將交流電源電路高壓輸出端通過繼電器J并聯(lián)一電容C3接負(fù)載的水泵的電源輸入端；交流電源電路低壓輸出端作為直流電源電路輸入端，直流電源電路輸出端分別接功放開關(guān)電路及取樣顯示電路。
本實(shí)施例中的整流電路為橋式整流電路，由二極管D1、D2、D3、D4組成，并與并聯(lián)在橋式整流電路輸出端的電容C1構(gòu)成直流電源電路，直流電源電路正極接地，其負(fù)端電壓為-E，為安全考慮通常在橋式整流電路輸出正極接一保險(xiǎn)管RD。
功放開關(guān)電路包括一三極管VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4；其發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7，使電阻R6阻值取值范圍增大，可起到改善了本開關(guān)的性能作用；其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路。
取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極；本實(shí)用新型選用的集成塊IC型號(hào)為CC4069，該CC4069型號(hào)的集成塊IC為工藝可靠、性能穩(wěn)定的反相器，使本開關(guān)的性能更加穩(wěn)定可靠。其A端引腳接直流電源電路正極；其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3，與直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2；其引腳D端與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2；該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制，該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓時(shí)，即本實(shí)用新型實(shí)施例一引腳B端觸發(fā)高電壓為0伏時(shí)，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓時(shí)，即本實(shí)用新型實(shí)施例一觸發(fā)低電壓為-E/2伏時(shí)，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配配置，為具有反相器功能的集成塊IC提供穩(wěn)定的控制電壓，保證本開關(guān)的可靠工作；本實(shí)用新型實(shí)施例一選用的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ，使本開關(guān)的工作可靠性更佳。取樣電極一端連接取樣電阻R6，另一端則伸入貯水裝置內(nèi)并與貯水裝置底部間距適當(dāng)距離，可根據(jù)需要用戶自行調(diào)節(jié)。
控制過程當(dāng)貯水裝置內(nèi)水面低于取樣電極底端位置時(shí)，即需供水時(shí)，取樣顯示電路中，取樣電阻R6無電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5/(R5+R1)E＝-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E＝-1/2E，為觸發(fā)低電壓狀態(tài)，該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。因此，引腳C端電壓Vc為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)三極管VT放大后，使得繼電器J處于得電吸合狀態(tài)，交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為低電壓，發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光，而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
待到水面上升到取樣電極底端以上時(shí)，取樣顯示電路中，取樣電阻R6有電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5、6/(R5、6+R1)E，因R5、R6相并聯(lián)，固R5、6＝2350KΩ，則VB＝-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E＝-1/3E，仍為臨界電壓狀態(tài)，因集成塊IC的特性，引腳C端輸出電壓Vc仍為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)放大后，繼電器J仍處于得電吸合狀態(tài)，水泵仍然運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水，引腳D端電壓VD仍為低電壓，發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光，而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
待到水面上升到取樣電阻R6上連接點(diǎn)時(shí)，貯水裝置內(nèi)注滿水時(shí)，此時(shí)取樣顯示電路中，取樣電阻R6沒有電流通過，則引腳B端接地，VB＝0為高電壓，同上道理，引腳C端電壓Vc則為低電壓，取樣顯示電路無取樣信號(hào)輸入到功放開關(guān)電路，三極管VT無放大作用，處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器J失電釋放，其觸點(diǎn)斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出，水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為高電壓，發(fā)光二極管LED2有電流通過發(fā)光，而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1不通電則不發(fā)光。
貯水裝置注滿水后，當(dāng)用戶用水而使得水位下降到取樣電阻R6上連接點(diǎn)至取樣電極底端以上時(shí)，取樣顯示電路中，取樣電阻R6有電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5、6/(R5、 6+R1)E，因R5、R6相并聯(lián)，固R5、6＝2350KΩ，則VB＝-2350KΩ/(2350KΩ+4700KΩ)E=-1/3E，仍為臨界電壓狀態(tài)，因集成塊IC的特性，引腳C端輸出電壓Vc仍為低電壓，取樣顯示電路無取樣信號(hào)輸入到功放開關(guān)電路，三極管VT無放大作用，繼電器J失電釋放，其觸點(diǎn)斷開交流電源電路高壓輸出端的電壓輸出，水泵仍停止運(yùn)轉(zhuǎn)而不向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD則為高電壓，發(fā)光二極管LED2有電流通過發(fā)光，而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1不通電則不發(fā)光。
當(dāng)貯水裝置內(nèi)水面低于取樣電極底端位置時(shí)，即需供水時(shí)，取樣顯示電路中，取樣電阻R6無電流通過，則引腳B端電壓VB＝-R5/(R5+R1)E＝-4700KΩ/(4700KΩ+4700KΩ)E＝-1/2E，為觸發(fā)低電壓狀態(tài)，由于該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓控制。此時(shí)，引腳C端電壓Vc為高電壓，取樣顯示電路輸入到功放開關(guān)電路的取樣信號(hào)經(jīng)三極管VT放大后，使得繼電器J處于得電吸合狀態(tài)，交流電源電路高壓輸出端有電壓輸出，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)向貯水裝置內(nèi)供水。引腳D端電壓VD為低電壓，發(fā)光二極管LED2無電流通過不發(fā)光，而與集電極連接的發(fā)光二極管LED1通電則發(fā)光。
如上過程循環(huán)往復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)用于水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)的作用。
圖3為圖1具體實(shí)施例二的電路原理圖。與實(shí)施例一所不同處是，整流電路為半波整流電路由二極管D1與電容C1組成，其構(gòu)成直流電源電路正極接地，其負(fù)端電壓為-E。其他組成部分同實(shí)施例一，由于集成塊IC與三極管VT的配合作用，其控制過程仍同實(shí)施例一。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案通過組成電路的元器件電阻R1、R3、R5、R6及二極管D5間的巧妙設(shè)置，實(shí)現(xiàn)控制三極管VT導(dǎo)通與截止，使信號(hào)取樣電路由一根取樣短電極即可達(dá)成對(duì)水位的控制，使外部接線簡(jiǎn)單，大大降低了布設(shè)線路的成本，減少了施工的整體造價(jià)并降低了安裝難度，易于其推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，經(jīng)測(cè)試直接啟動(dòng)800W電機(jī)自動(dòng)開關(guān)5萬次沒有出現(xiàn)故障，且耐壓范圍大，在市電100至250伏都能正常工作。本實(shí)用新型通過合理設(shè)置取樣電極在懸于貯水裝置內(nèi)相對(duì)位置來確定水位，從而控制水泵電機(jī)的啟動(dòng)頻率，達(dá)到節(jié)電的目的。
雖然本實(shí)用新型已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求1.一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；所述直流電源電路由整流電路和電容C1組成；所述功放開關(guān)電路包括一三極管VT，其集電極與直流電源電路正極之間跨接相并聯(lián)的繼電器J、電容C2及串接的發(fā)光二極管LED1、電阻R4，其發(fā)射極接直流電源電路負(fù)極，其基極經(jīng)電阻R2接所述的取樣顯示電路，其特征是a.所述的取樣顯示電路包括一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC，其A、E端引腳分別接直流電源電路正負(fù)極；其B端引腳分別與懸于貯水裝置內(nèi)的一根取樣電極之間跨接有取樣電阻R6，與所述直流電源電路正極之間跨接有分壓電阻R5，與所述三極管VT集電極之間跨接有相串接的二極管D5及電阻R3，與所述直流電源電路負(fù)極之間跨接有另一分壓電阻R1；其C端引腳接所述的功放開關(guān)電路的電阻R2；其D端引腳與直流電源電路負(fù)極之間跨接有相串接發(fā)光二極管LED2；b.所述的直流電源電路正極接地；c.該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制，該引腳B端電壓為觸發(fā)高電壓，引腳C端電壓為低電壓，引腳D端電壓則為高電壓；該引腳B端電壓為觸發(fā)低電壓，引腳C端電壓為高電壓，引腳D端電壓則為低電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，其特征是所述的電阻R1與電阻R5的阻值相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，其特征是所述的電阻R6的阻值與電阻R1、R2、R3、R5的阻值相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，其特征是所述的電阻R1、R5及R6阻值均為4700KΩ。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1至4任一權(quán)利要求所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，其特征是所述的三極管VT發(fā)射極與直流電源電路負(fù)極之間跨接有二極管D7。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，其特征是所述的集成塊IC選用的型號(hào)為CC4069。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種控制供水的自動(dòng)啟閉開關(guān)，由交流電源電路、直流電源電路、設(shè)有繼電器J的功放開關(guān)電路及接有取樣電極的取樣顯示電路連接組成；取樣顯示電路包括有一具有反相器功能的集成塊IC，該集成塊IC引腳C、D端電壓由引腳B端電壓觸發(fā)控制，直流電源電路正極接地；通過該集成塊IC與經(jīng)電阻R6連接的一根取樣電極相連接，并與匹配取值的電阻R1、R3、R5、R6和二極管VD5相連接，即能起到可靠自動(dòng)供水控制開關(guān)的作用，達(dá)到了僅用一根外接線即可實(shí)現(xiàn)水塔或高層水池等貯水裝置控制供水的目的，其布線安裝簡(jiǎn)單方便，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
文檔編號(hào)E03B11/00GK2623750SQ03231648
公開日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者陳宏君 申請(qǐng)人:陳宏君