專利名稱：長壽命雙控(水泵)自動抽水閘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由電子線路構(gòu)成的控制導(dǎo)電性液體液位的電力開關(guān)，尤其適用于直接分、合強電，控制水泵電機自動抽水。
現(xiàn)有不直接分合強電的水位控制裝置有浮球式、壓控式、磁控(干簧)式、電子式、以及光電、無線電、超聲波等多種形式。根據(jù)對國內(nèi)三十多家生產(chǎn)廠生產(chǎn)的同類產(chǎn)品(如武漢儀表廠生產(chǎn)的YJB型液位繼電器)的剖析，對《電子報》等有關(guān)電類報刊歷年發(fā)表的數(shù)十篇典型文章(如86年1期《無線電》上發(fā)表的《帶水泵和電機保護(hù)的水位自控裝置》一文)的分析，和對85年以來已公開的100多項有關(guān)水位自控的最新專利文獻(xiàn)如《CN87208984》的檢索。經(jīng)全面研究發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品及裝置對來自電網(wǎng)、環(huán)境和自身內(nèi)部的破壞性干擾均未采取有效措施，嚴(yán)重影響其可靠耐久性能，尤其是在電網(wǎng)電壓波動大的農(nóng)村和遠(yuǎn)離高壓供電的邊遠(yuǎn)地帶，幾乎無法正常工作。這正是造成長期以來水位裝置雖種類繁多卻很難普及推廣的主要原因。
本發(fā)明的宗旨是提出一個精巧的電子電閘，不僅集中了現(xiàn)有各類水位裝置的優(yōu)點，還解決了上述水位裝置中普遍存在的問題。本發(fā)明具備的性能應(yīng)是1〉對水泵的進(jìn)水(如水井)和出水(如水塔)水位能分別或同時施加控制；2〉使水位電極處在微電交流狀態(tài)下，大大增強其耐腐蝕性能，并且能不因各地水質(zhì)導(dǎo)電性差異而影響控制的可靠性(通用性)；3〉對來自電網(wǎng)(經(jīng)常性停電、瞬間突發(fā)性斷電、過壓浪涌等)、環(huán)境(雷雨、潮濕、強電滲漏、電磁感應(yīng)等)和自身內(nèi)部(電壓、電流浪涌)的破壞性干擾應(yīng)具有優(yōu)良的抑制、吸收和屏蔽效果；4〉在電力網(wǎng)波動大的場合下，應(yīng)控制可靠，繼電器、接觸器吸合穩(wěn)定，設(shè)備運行安全；5〉適應(yīng)范圍寬廣，使用方便，安裝維護(hù)簡單，壽命長，成本低。
本發(fā)明提出的技術(shù)方案如附圖1附圖2所示，附圖1為控制部份電路圖，附圖2為驅(qū)動部份電路圖，圖中各引出端說明如下0為接地端點；1、2、3、4為水位控制端點；A、B、C為三相電源進(jìn)線端；N為電源中性點；J1、J2、J3為繼電器J的常開和常閉觸點；CJ2、CJ3和CJ1、CJ4為交流接觸器CJ的常開和常閉觸點，附圖2中的開關(guān)K1、K2為手控和自控轉(zhuǎn)換開關(guān)，本圖中K1、K2處于自控位置。由J的常開觸點J3控制CJ的吸合，這樣就將控電路和驅(qū)動電路有機地結(jié)合在一起。形成了本產(chǎn)品的主要形式。
從附圖1、附圖2中可以看出本實用新型的特征是在電路多處巧妙地設(shè)置了抗干擾元件和保護(hù)元件，形成了多條吸收保護(hù)回路，不但使電路工作更加可靠，而且還成功地解決了長期以來各類水位裝置普遍由于耐久、可靠性能差而難以推廣的問題，達(dá)到了我們預(yù)期的目的。從圖中還能看到，既可以直接用控制電路中J的常開觸點J3來驅(qū)動較小負(fù)載(如1－3KW)，從而省去較貴的驅(qū)動部份(即整個附圖2)；也可以通過驅(qū)動電路中CJ來控制更大的交流接觸器，從而驅(qū)動更大的負(fù)載。通常，本實用新型控制水泵電機的范圍在0－22KW之間。
下面按

其工作原理，高度可靠的抗干擾與耐久保護(hù)措施。
附圖1中，1、2和3、4分別是水泵(或閥)的進(jìn)水水位(水井水位)和出水水位(水塔水位)的上、下限水位控制電極，公共接地電極0的現(xiàn)場牽拉線可借助大地、水管與水井、水塔形成良好的共地聯(lián)接，這是保證控制系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠工作的先決條件。N是電網(wǎng)零線端，如現(xiàn)場無零線，可將其直接導(dǎo)入大地；A，B，C分別是電網(wǎng)三相火線的引入端，J1和J2分別為控制繼電器J的常閉和常開觸頭(亦可用附圖2中CJ的相應(yīng)觸頭)，能在控制的過程中，構(gòu)成雙穩(wěn)自鎖狀態(tài)，僅在水位上升到接觸上水位電極或下降到脫離下水位電極的瞬間翻轉(zhuǎn)，從而將水位控制在任意預(yù)設(shè)的上、下限區(qū)段以內(nèi)。具體控制過程是當(dāng)水塔里的水位低于最低水位電極4時，電極0與4脫離，三極管T2無偏壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，此時若水井水位低于下水位電極2時，T1亦截止，整個系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，只有等到水井水位上升到上水位電極1時，才能自動啟動即由于電極0與1接通，T1不斷在電源正半周里導(dǎo)通，給電容C2充電，使J穩(wěn)定吸合(在負(fù)半周里，雖D5、T1截止，但是由于C2的蓄放電作用，J仍然維持吸合狀態(tài))，附圖2的驅(qū)動電路則隨J的吸合而立即使交流接觸器CJ吸合，接通電機電源，使水泵給水塔供水。在J吸合的同時，J2閉合，將水井的下水位電極2接入，J1將水塔的上、下水位電極分開，使水塔下水位電極4脫離控制回路。此時抽水狀態(tài)繼續(xù)維持，隨著時間的推移，水塔水位逐步上升，水井水位可能下降，會有兩種情況發(fā)生①、水井水量不足，水位降至電極2以下，而水塔水位并未上升到上水位電極3，則J與CJ相繼釋放，電機停轉(zhuǎn)，水泵停止向水塔供水，這種狀態(tài)一直維持到水塔水位降到電極4以下，水井水位上升到電極1或以上時，控制電路才能重新啟動，重復(fù)上述抽水過程。這點對保證電機不至頻繁啟動停止而損壞和水泵正常運轉(zhuǎn)是極為重要的。②、水井水位充沛，在開機前，水井水位能達(dá)到電極1以上，開機期間仍然能保持在2以上，則電機的啟停僅取決于水塔水位當(dāng)水塔水位上升到上水位電極3時，三極管T2飽和導(dǎo)通，T1被迫截止，J與CJ相繼釋放，電機失電，水泵停止抽水，并一直保持這種狀態(tài)至水位下降到其下水位電極4以下，且水井水位與電極1接觸時，才能重新啟動系統(tǒng)，重復(fù)上述控制過程。如此設(shè)計，使附圖1的控制電路能取代現(xiàn)有各類水位裝置而通用于1〉單控水塔水位或啟動給水(將電極0、1短接)，2〉單控水井水位或自動排水(將電極3、4懸空)，3〉同時雙控水泵進(jìn)水、出水水位三種情形。
附圖1的控制電路的抗干擾與耐久保護(hù)措施主要表現(xiàn)在如下方面1〉采用小容量雙變壓器B1、B2同名端相串供電，因此每個變壓器均降低額定電壓一半使用，而且即使其一損壞，另一變壓器能自動投入承擔(dān)全額輸出、輸入電壓；2〉用壓敏電阻MY1來吸收B1、B2副端及三極管的過壓浪涌，并能在持續(xù)過壓時，通過保險管RD1切除電源；3〉R2、C2進(jìn)一步吸收MY1殘余浪涌電壓以及來自繼電器J的過壓浪涌，且兼讓R2限制來自電容C3的電流浪涌；4〉C2、C5用于緩沖晶體管結(jié)間快速換相過壓和降低現(xiàn)場電極導(dǎo)線分布電容的影響；5〉提供三條能承受由水位電極端口串入的高電壓破壞作用的環(huán)形可逆限流通路，如下所示


下面對①作說明當(dāng)電極0與電極1(或2)之間串入干擾電壓且0端為正時，其通路是從電極0出發(fā)、經(jīng)由結(jié)點6、二極管D7、三極管T2的bc結(jié)、電阻R4、到達(dá)電極1(或2)；當(dāng)干擾電壓是電極1(或2)為正、電極0為負(fù)時，其通路則是從電極1(或2)出發(fā)、經(jīng)電阻R4、三極管T1的be結(jié)、結(jié)點6、最終到達(dá)電極0，而不影響控制電路的準(zhǔn)確動作。另外兩條通路說明從略。6〉使水位電極1、2、3、4工作于微電交流裝態(tài)下，具有耐腐蝕性能；7〉用R3、R5消除電極背景漏電；8〉三極管T1、T2均大幅度降額(70％以上)使用，將元件自然失效率降到極小程度；9〉用R1在負(fù)半周時釋放C2之儲電，用以降低T1平均工作電壓(D0兼作狀態(tài)指示)。
將附圖1中的控制電路的電極端配接浮球、干簧管、接點壓力表等，可用于非導(dǎo)電性液體液位的控制，配接入光敏元件、氣敏元件、熱敏元件或其它傳感元件，則本電路還可以用于其它對應(yīng)的領(lǐng)域。
附圖2所示的驅(qū)動電路系利用了交流接觸器直流啟動大回差的施密特效應(yīng)，即觸發(fā)啟動(吸合)的直流電壓(或電流)較大，一旦被觸發(fā)啟動，很小的直流電壓或電流也能維持其吸和狀態(tài)，并且其最低的觸發(fā)啟動電壓與最低的維持電壓之間相差十幾甚至幾十倍。因此，設(shè)計一種特殊的交／直流變換裝置，在啟動的瞬間提供高壓(大電流)，接著持續(xù)提供低壓(小電流)，就能解決CJ適應(yīng)電網(wǎng)電壓大幅度波動(80V堡堡500V)的問題，為了降低成本，這種功能是由CJ的輔助常閉觸點CJ1自動完成的。CJ的啟動的瞬間，由電網(wǎng)全壓全波整流提供直流高壓(大電流)，啟動后立即將C1投入限流，降壓后全波整流供給直流保持低壓(小電流)，撤除保持電壓，CJ恢復(fù)常態(tài)。MY2起到吸收電網(wǎng)過壓浪涌和橋路D1堡堡D4換向過壓的作用。將驅(qū)動電路同CJ合為一體，成為一種功能等效，但適應(yīng)性、可靠性和耐久壽命均大大優(yōu)于原CJ的電力開關(guān)，同時也大大減弱了交流接觸器運行中的能耗和發(fā)熱。
本實用新型能用于直接驅(qū)動0——22KW水泵電機。此外還有兩種產(chǎn)品形式1＞雙自動液位控制(繼電)器僅包括附圖1所示控制部份，用于直接驅(qū)動單相小容量負(fù)載(如1——3KW)，或取代現(xiàn)有水位裝置，間接控制任何大(小)容量負(fù)載。2＞水位控制電閘，用附圖2的驅(qū)動電路對現(xiàn)有各類水位裝置進(jìn)行改造，使現(xiàn)有產(chǎn)品增強適應(yīng)電網(wǎng)大幅度波動的性能。
下面按附圖所示給出電閘產(chǎn)品的典型實施例R4、R6，100K；D1——D7，二極管；C1、C2，0.22微法；C3，100微法；C4、C5，0.01微法；R5，15K；R3，20K；R2，20歐；R1，10K；MY1、MY2，壓敏電阻；RD1、RD2，保險管；B1、B2，220V／18V變壓器；T1、T2，三極管；J，TTXDC24V繼電器；CJ，交流接觸器(CJ10——20A)。
權(quán)利要求1.一種由電子線路構(gòu)成的控制導(dǎo)電性液體液位的電力開關(guān)，通過控制電路中的繼電器J的常開觸點J3來控制驅(qū)動電路中的交流接觸器CJ的吸合，從而使整個電路有機地聯(lián)成一個整體，其特征在于由具有小容量雙變壓器同名端相串聯(lián)供電的抗干擾與耐久保護(hù)的控制電路和具有采用了交流接觸器直流大回差的施密特效應(yīng)和過壓保護(hù)電路的驅(qū)動電路所組成。
2.權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)，其特征在于，控制電路和驅(qū)動電路均采用了壓敏電阻，即MY1、MY2，
3.權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)，其特征在于，驅(qū)動電路中有限流電容C1，
4.權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)，其特征在于，控制電路和驅(qū)動電路均采用阻容電路，
5.權(quán)利要求1所述的電力開關(guān)，其特征在于，可用控制電路中的繼電器直接控制小容量的水泵電機，而省去驅(qū)動電路。
專利摘要本實用新型涉及一種控制弱導(dǎo)電性液體液位的電力開關(guān)，它由具有小容量雙變壓器同各端相串聯(lián)供電的抗干擾與耐久保護(hù)的控制電路和具有采用了交流接觸器直流大回差的施密特效應(yīng)和過壓保護(hù)電路的驅(qū)動電路所組成，本裝置采用了獨特的構(gòu)思與精巧的結(jié)構(gòu)，具有了優(yōu)越的自我保護(hù)功能，制造簡單，成本低廉，尤其適應(yīng)于水位控制。
文檔編號E03B11/16GK2057930SQ8920189
公開日1990年6月6日 申請日期1989年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月13日
發(fā)明者成駿 申請人:成駿