專利名稱:拉線開關式自動控制水位的裝置的制作方法
技術領域:
本發明一般屬于一種電氣自動控制裝置,特別是一種水位自動控制裝置。
背景技術:
保持水位在容器內處于一個安全范圍內在很多場合都要遇到,例如農村農戶的用水,要求設在深井內的水泵在無人值守的狀態下能保證農戶的水缸用水,或向鍋爐供水的 水塔要求始終處于安全水位,否則要出事故,如此等等。用于水位自動控制的裝置很多,通 常在水箱的最高水位和最低水位處設置浮球,各個浮球與一套杠桿裝置相連,浮球根據需 要在產生浮力或失去浮力時帶動杠桿裝置,杠桿裝置再觸動一個點位開關發出狀態信號, 將點位開關的兩端接頭接入控制線路以控制水泵的起動或斷開;或在最高水位或最低水位 處設置傳感器,再將信號送入控制箱處理。上述裝置功能也完備,但費用不經濟,使用維護 都不方便。中國實用新型專利,專利號92222200,名稱為“單穩態開關式水位控制器”,申請人 歐建華公開了一種水位控制器,是在一根垂下的細繩上的不同高度處,安上兩個能產生重 力與浮力的物體,把水位的高度轉變為重力力度,通過細繩施加于一個結構如行程開關上, 使它作出相應的動作,再去直接或間接控制水泵起停。但該結構作用并不明顯可靠,有改進 的必要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能克服公知技術的缺點,設備成本經濟,控制可靠的 拉線開關式水位自動控制裝置。為實現上述目的,本發明的方案為在一個盛水容器的頂端設置一配套的拉線開 關,開關的接線片兩端接入一個控制水泵的線路中,拉線垂入容器內,在容器內設置一重力 球,拉線固定重力球,使重力球懸置在容器內定為低水位的位置,余下的拉線長度穿過一個 固定在容器底部的定滑輪的滑輪槽,其端部固定有一浮球,連有拉線的浮球終端位置為最 高水位。采用上述方案,利用重力球和浮球共同作用使拉線開關在容器處于低水位接通控 制線路啟動水泵,在高水位時關斷水泵,從而自動控制水位,實現了本發明的目的。下面結合圖示及實施例更詳細的說明本發明的技術方案。
圖1為拉線開關式水位自動控制裝置的立體圖;圖2為圖1中裝置的控制線路圖。
具體實施例方式如圖1所示,本方案的盛水容器為水箱1,在頂部設置一市售的拉線開關2,開關殼固定在一塊直立的板3上,開關所帶的拉線4垂入水箱1內,按一般水位控制原理,設置有最低水位和最高水位位置,在這兩個水位之間是安全水位,在被認定為最低水位的位置設 置有一重力球5,并用拉線4固定住重力球5,使重力球5懸置在離水箱底有一定高度的位 置。拉線4固定住重力球的方案有多種,本實施例的固定方式是在重力球中心線位置鉆一 小通孔,拉線4穿過小孔后打一繩結。如方案所述,余下的拉線長度穿過一個固定在水箱底 部定滑輪6的滑輪槽內,并用卡子限制住拉線的位置使其不脫出槽外,拉線4的端部固定有 一浮球7,浮球7的位置通常隨水面下降或上升,但其終端位置為最高水位。通常浮球7的 圓周面上固定一帶螺絲錐的金屬環8,拉線的末端系在環上拉住浮球7。浮球7及重力球5的選擇范圍由下列的數據限制,設浮球7的質量為M1,體積為V1, 水的密度為P,拉線開關回轉彈簧的扭力為N1 (牛頓),浮球7的體積為V2,則M”M2選擇應 兩足<formula>formula see original document page 4</formula>(牛)彈簧扭力N1應小于M1 (質量單位為公斤)乘以g,g為重
力加速度值。<formula>formula see original document page 4</formula>經簡化為=Mlg-P vlg < N1,即重力球Ml的牛頓力減去重力球Ml排開水所產生的 浮力小于彈簧扭力N1,浮力為體積Vl乘以水的密度P Xg化為牛頓。<formula>formula see original document page 4</formula>
(3)式表示彈簧扭力N1 < (浮球7的體積V2所產生的浮力_浮球7的質量所產 生的重力+重力球M1的重力-重力球M1所產生的浮力)經過對式(1)、⑵、(3)運算,得到<formula>formula see original document page 4</formula>即重力球5的質量M1應大于彈簧扭力N1除以g加上浮球7的質量減去浮球7所 產生的浮力。以及浮球7的質量M2應小于浮球排開水所產生的浮力P V2加上重力球5的質量 M1再減去彈簧的扭力N1除以g。本實施例的重力球5為實心塑料小球,若對應一般的市售拉線開關,彈簧扭力為 8N,重力球5選取質量為820g-1000g,球體積為600ml-800ml,浮球7的質量M2為實心泡沫 小球,質量很輕,可以忽略,體積大于800ml即可。本系統的工作原理為先調整拉線開關拉至開路狀態,系統便進入自動控制水位 的準備階段,水泵處于斷電狀態不抽水,水箱內無水,開始啟動系統時,將重力球5放下,由
于拉線開關的扭轉彈簧產生的扭力N1小于重力球的重量,即符合<formula>formula see original document page 4</formula>式的
要求,所以拉線開關被拉下,所帶的接線片接通水泵線路,水泵抽水,水進入水箱內,處于低 水位處的重力球5漸漸被水淹沒,由于重力球5有一定的體積VnV1排開同體積的水產生浮 力,浮力的大小為P V1,該浮力抵消掉一部分重力球的重量,因此浸沒在水中的重力球5作 用于拉線的力SMlg-P Vlg,由于N1 > Mlg-PVlg,符合第⑵式的限定,不足于克服彈簧的扭 力N1,所以拉線開關的回轉彈簧回彈到原來位置備用,拉線開關的接線片仍保持接通,形成一個“穩態”。水泵繼續工作抽水,當水箱內的水位逐漸上升時,浮球7的位置也逐漸上升,但浮球7不升到最高限制水位時,其連接的一部分拉線不會被繃緊,只有到最高水位時,拉 線繃緊,當浮球7被全部淹沒時,由浮球所產生的浮力為P V2g,浮球7的重力M2g抵消一部 分浮力時為P V2g-M2g,此浮力向上作用于拉線上,拉線經過設置在水箱底部的定滑輪變向 后與重力球5形成方向向下的合力,按要求彈簧的扭力&小于該合力,即符合第(3)式& < (P V2-M2) g+ (M1- P V1) g的要求,拉線開關再一次被拉下,拉線開關斷開,水泵斷電,水箱 用水水位下降,浮球7不能保持最高水位,繃緊的拉線松馳,拉線上浮力去掉,第(3)式右端 的條件不成立,彈簧扭力N1大于重力球,N1滿足第(2)式的條件,彈簧回彈,拉線開關回到 準備位置,并繼續保持斷開,形成另一“穩態”,如此周而復始,使水位保持在安全位置。上述的裝置不僅能用在抽水機設在水井內,也可在有外設水源往水箱供水而需將 水箱內的水往外抽的情形。拉線開關所帶的接線片可直接接入電路中帶動一個小功率的水泵,或接入一個大 水泵的控制線路中,利用拉線開關所提供的兩個“穩態”作為信號參與工作,也是可行的。直 接接入帶動小水泵的例子如圖2所示。本裝置可廣泛地用于農村家庭的自來水裝置,或使用于其它需要自動控制水位的 場合,原理簡單,實用性強,費用低廉,維護運行容易,必將得到很好的推廣。
權利要求
一種拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于在一個盛水容器的頂端設置一配套的拉線開關(2),開關的接線片兩端接入一個控制水泵的線路中,拉線(4)垂入容器內,在容器內設置一重力球(5),拉線固定重力球,使重力球(5)懸置在容器內定為低水位的位置,余下的拉線長度穿過一個固定在容器底部的定滑輪(6)的滑輪槽,其端部固定有一浮球,連有拉線的浮球終端位置為最高水位。
2.根據權利要求1所述的拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于重力球與拉 線的固定方式是在重力球中心線位置鉆一小通孔,拉線(4)穿過小孔后打一繩結。
3.根據權利要求1所述的拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于重力球5的 質量M1應大于彈簧扭力N1除以g加上浮球7的質量減去浮球7所產生的浮力。
4.根據權利要求1所述的拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于浮球7的質 量禮應小于浮球排開水所產生的浮力P V2加上重力球5的質量M1再減去彈簧的扭力N1除 以g°
5.根據權利要求3所述的拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于重力球(5) 為實心塑料小球。
6.根據權利要求4所述的拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于浮球(7)的 質量為實心泡沫小球。
全文摘要
本發明公開了一種拉線開關式自動控制水位的裝置,其特征在于在一個盛水容器的頂端設置一配套的拉線開關(2),開關的接線片兩端接入一個控制水泵的線路中,拉線(4)垂入容器內,在容器內設置一重力球(5),拉線固定重力球,使重力球懸置在容器內定為低水位的位置,余下的拉線長度穿過一個固定在容器底部的定滑輪(6)的滑輪槽,其端部固定有一浮球,連有拉線的浮球終端位置為最高水位。本發明利用重力球和浮球共同作用使拉線開關在容器處于低水位接通控制線路啟動水泵,在高水位時關斷水泵,從而自動控制水位。
文檔編號G05D9/12GK101813948SQ201010145258
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者曾體賢, 黃超 申請人:西華師范大學