专利名称：一种用于水泵的自动开关装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关控制装置，特别涉及一种用于水泵的自动开关装置。
背景技术：
目前，在小型用水方面使用水泵自动从水井中抽水的方法，通常是利用压力开关当用水时，因水泵和压力开关相连的水管中压力降低，开启水泵；当不用时，因水管中压力上升而关闭水泵，虽然能达到自动供水的目的，但缺点是一，管路中的存水有限，水泵起动频繁；二，待机时水管中的压力高，对水泵进出口管路密封性要求很高，因各种原因造成密封性下降时，易使水泵误启动，影响水泵的使用寿命；三，因压力传感结构机理复杂，开关成本高，可靠性和动作的一致性差。
为解决上述缺点现有技术提出通过利用水的导电性原理，在水箱内不同区域安置电极，利用检测电平的高低，对水泵进行开、停机自动控制。中国专利公开号CN2568701Y，
公开日2003年8月27日，发明创造的名称为水泵自动开关，该申请公开了一种水泵自动开关装置。该技术方案的要点是其结构中的自动控制电路由电源电路、信号处理电路、信号电路组成。利用水的导电性原理，在水井和水塔中分别安装电极，可同时对水塔内液面进行自动控制，对水井中水位进行自动监控.保证水塔内液面处于一预定高度，防止水井中的水被抽干。但该装置不能防止水泵因在管路中的存水不足，管内的空气达到一定量时，如水泵的底阀密封不良时，极易将管路中的水漏掉，水泵只是空转，不上水，影响水泵的使用寿命。且该装置需在水塔和水井中分别安装电极，不便于开关装置的安装。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种易于安装，工作原理简单，体积小，成本低，可靠性高，对管路密封性要求低并能防止水泵缺水空转的一种用于水泵的自动开关装置。
按照本实用新型提供的一种用于水泵的自动开关装置，包括一壳体和一安装在所述壳体内的自动控制电路，其特征在于所述自动控制电路包括一电源电路、一液位自动控制电路和一延时控制电路，所述液位自动控制电路分别与设置在水箱内的一高水位电极S3、一低水位电极S2和一共用电极S1相电连接；所述延时控制电路与设置在所述水泵出水口处或水箱进水口处的一信号检测器件相电连接；所述自动控制电路与水泵的启动电路相电连接，监测并控制水泵运转。
按照本实用新型提供的一种用于水泵的自动开关装置还具有如下附属技术特征安装在所述水泵出水口处或水箱进水口处的检测器件包括一磁铁和一与所述磁铁位置相对应的干簧继电器，所述水泵出水口处或水箱进水口处的水流能够推动所述磁铁移动，从而控制所述干簧继电器的通断。
安装在所述水泵出水口处或水箱进水口处的检测器件为一检测电极，当有水流通过时，其能够与所述共用电极形成回路。
所述共用电极S1安置在所述水箱内腔底部，所述低水位电极S2安置在所述水箱内腔的下部，所述高水位电极S3安置在所述水箱内腔的上部。
所述液位自动控制电路包括一555时基电路U1A、低水位检测信号电路、高水位检测信号电路，所述低水位检测信号电路包括第三三极管Q3、第七电容C7、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二限压二级管Zn2；所述高水位检测信号电路包括第四三极管Q4、第六电容C6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一限压二级管Znl，其中U1A1脚接第十四电阻R14一端，U1A2脚并接第六电容C6一端，第八电阻R8、第五电阻R5一端，第三三极管Q4一端，U1A3脚接第三电容C3一端，U1A4脚并接第十电阻R10一端、水泵停止按钮J2一端，U1A5脚连接第七二极管D7一端，U1A6脚并接第七电容C7一端、第三三极管Q3一端、水泵启动按钮J3一端、第十八电阻R18一端；U1A7脚接电源回路GND极、第三电容C3一端、水泵停止按钮J2一端、第四电容C4一端、第八电容C8一端、第五电容C5一端、水泵缺水后复位按钮J1一端相接。高低检测信号由U1A6脚、U1A2脚输入液位自动控制电路U1A。当U1A6脚输入为低电平时，U1A5输出高电平，启动水泵工作；当U1A2脚输入为高电平时，U1A5输出低电平，停止水泵工作。
所述延时控制电路包括一555时基电路U1B、水泵出水口处或水箱进水口处信号检测器件，其中U1B8脚并接第十一电阻R11一端、第四电容C4一端、水泵缺水后复位按钮J1一端，U1B9脚并接第三电阻R3一端、第六二极管D6一端，U1B10脚和U1B14脚并接电源回路Vcc极、并接第十电阻R10一端、第十一电阻R11一端、第十二电阻R12一端、第十五电阻R15一端相接，U1B11脚连接第八电容C8一端，U1B12脚并接缺水延时第五电容C5一端，U1B13脚连接第十三电阻R13一端。当液位自动控制电路U1A启动水泵工作的同时U1A1脚截止，使缺水延时第五电容C5充电，启动延时控制，当缺水检测信号检测有水时，延时第五电容C5对地放电，延时控制取消；当缺水检测信号在一段时间内检测没水时，延时第五电容C5充电饱和，使延时第五电容C5上的电压高于延时控制电路U1B内部基准电压，使所述延时控制电路UIB9脚输出低电平，停止水泵空转。
按照本实用新型提供的一种用于水泵的自动开关装置与现有技术相比具有如下优点(1)由于所述延时控制电路对水泵空转的检测控制，能够防止水泵因各种缺水情况的出现导致水泵空转，延长水泵的使用寿命；(2)由于所述自动开关装置采用水箱内检测电平高低原理来控制水泵，所以对水泵进水管路密封性要求低；(3)安装方便。只需在水箱中安置电极，而无需在水井中再安装电极；(4)工作机理简单，体积小，成本低，可靠性高。
图1为本实用新型一实施例的控制电路电路原理图。
图2为本实用新型另一实施例的控制电路电路原理图。
图3为本实用新型一实施例的结构示意图。
图4为本实用新型另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详述参见图1和图3，按照本实用新型提供的一种优选实施例，包括一泵壳3、一与水泵出水口相连接的开关装置1、一开关装置电源4和一水箱2。所述开关装置包括一壳体和一安装在所述壳体内的自动控制电路，所述自动控制电路包括一电源电路71、一液位自动控制电路72和一延时控制电路73，所述液位自动控制电路72分别与设置在水箱内的一高水位电极S3、一低水位电极S2和一共用电极S1相电连接。所述延时控制电路73中的检测器件内置在开关装置中，所述检测器件包括一磁铁6和一与所述磁铁6位置相对应的干簧继电器5，所述开关装置包括进水口和出水口，所述进水口与水泵出水口处管路相连接安装，所述出水口通过管路与水箱相连接安装，所述水泵出水口处管路水流流经开关装置时，其能够推动所述安装在开关装置内的磁铁6移动，从而控制所述安装在开关装置内的干簧继电器5的通断。所述自动控制电路与水泵的启动电路8相电连接，监测并控制水泵的工作，并通过指示灯电路9来显示当前水箱蓄水及水泵工作状态。在上述实施例中，通过设置的磁铁6和干簧继电器5检测水泵出水口处是否有水流，从而判断水泵是否处于空转状态。本实施例中的所述干簧继电器5和磁铁6也可以安装在水箱的进水口处，判断水箱进水口处是否有水流通过，从而判断水泵是否处于空转状态。
参见图2和图4，按照本实用新型提供的另一种实施例中，包括一泵壳3、一开关装置1、一开关装置电源4和一水箱2。所述检测器件为一安装在水箱进水口检测电极S4，当有水流通过时，其能够与所述共用电极形成回路。从而实现对水泵是否空转的检测。上述实施例中的检测电极S4也可以安装在所述水泵的出水口处，通过水流使其与共用电极形成回路，实现对水泵是否空转的检测。
参见图1和图2，所述电源电路71包括一变压器B、桥式整流电路D1-D4、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2。所述电源电路71向各个电路供电。
参见图1和图2，在本实用新型给出的实施例中，所述液位自动控制电路72包括一555时基电路U1A、与所述555时基电路U1A相电连接的一低水位检测信号电路721和一高水位检测信号电路722，所述低水位检测信号电路721和所述高水位检测信号电路722将监测到的低水位信号和高水位信号送入所述555时基电路U1A中。所述低水位检测信号电路721包括第三三极管Q3、第七电容C7、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二限压二级管Zn2；所述高水位检测信号电路722包括第四三极管Q4、第六电容C6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一限压二级管Zn1；其中U1A1脚接第十四电阻R14一端，U1A2脚并接第六电容C6一端，第十八电阻R8、第五电阻R5一端，第四三极管Q4一端，U1A3脚接第三电容C3一端，U1A4脚并接第十电阻R10一端、水泵停止按钮J2一端，U1A5脚连接第七二极管D7一端，U1A6脚并接第七电容C7一端、第三三极管Q3一端、水泵启动按钮J3一端、第十八电阻R18一端；U1A7脚接电源回路GND极、电容C3一端、水泵停止按钮J2一端、第四电容C4一端、第八电容C8一端、第五电容C5一端、水泵缺水后复位按钮J1一端相电连接，高低检测信号由U1A6脚、U1A2脚输入液位自动控制电路U1A，当U1A6脚输入为低电平时，U1A5输出高电平，启动水泵工作；当U1A2脚输入为高电平时，U1A5输出低电平，停止水泵工作。
参见图1和图2，按照本实用新型给出的实施例中，所述延时控制电路包括一555时基电路U1B、设于水泵出水口处或水箱进水口处信号检测器件，所述信号检测器件将检测到的缺水信号传输到所述555时基电路U1B中。所述555时基电路U1B的8脚并接第十一电阻R11一端、第四电容C4一端、水泵缺水后复位按钮J1一端，U1B9脚并接第三电阻R3一端、第六二极管(D6)一端，U1B10脚和14脚并接电源回路Vcc极、第十电阻R10一端、第十一电阻R11一端、第十二电阻R12一端、第十五电阻R15一端相接，U1B11脚连接第八电容C8一端，U1B12脚并接缺水延时第五电容C5一端，U1B13脚连接第十三电阻R13一端。当液位自动控制电路启动水泵工作的同时U1A1脚截止，使缺水延时第五电容C5充电，启动延时控制，当缺水检测器件检测有水时，延时第五电容C5对地放电，延时控制取消；当缺水检测器件在一段时间内检测没水时，延时第五电容C5充电饱和，使延时第五电容C5上的电压高于延时控制电路U1B内部基准电压，使所述延时控制电路U1B9脚输出低电平，停止水泵空转。
参见图1和图2，当自动开关电路通电时，电源指示灯L1点亮。利用第四“上电复位电容C4”的电压不能突变，使555时基电路置位触发脚-U1B8脚在“上电”时为低电位，上电后通过电阻R11对上电复位电容C4的充电变为高电位，使延时电路初态输出为高电平，水泵缺水指示灯L3不亮，第六二极管D6反偏不导通，开启液位自动控制电路U1A的输出；当液位自动控制电路U1A的输出端输出为“1”电平时，液位自动控制电路U1A的放电脚1截止，延时电容C5通过电阻R12开始充电，开始缺水延时计时。在第五电容C5上的电压(也即U1B的复位触发脚/R)小于内部的基准电压(电源电压的2/3)时，延时控制电路U1B的输出脚9输出均为高电平，二极管D6反偏不导通，使液位自动控制电路U1A的输出脚5输出有效，起动水泵向水箱供水。在水泵向水箱供水过程中，当检测到水泵有水时，因水箱电极对“电源地”导通(或干簧继电器吸合导通)，使延时电容C5对地放电，停止延时计时，并一直使延时控制电路U1B的复位触发脚12电压小于内部的基准电压(电源电压的2/3)，延时控制电路U1B的输出脚9输出保持为高电平，第六二极管D6反偏不导通，使液位自动控制电路U1A的输出脚5继续输出有效，水泵向水箱供水。在水泵向水箱供水过程中，当水泵缺水时，因水箱电极对“电源地”不导通(或干簧继电器释放)，延时第五电容C5开始充电，开始缺水延时计时，当缺水到设定的时间后，延时第五电容C5上的电压(也即U1B的复位触发脚/R)高于内部的基准电压，延时控制电路U1B的输出脚9的输出由高电平变为低电平，点亮缺水指示灯L3；由于此时延时电路U1B的置位触发脚8为高电位，在手动按“水泵缺水复位按钮”前，延时控制电路U1B输出脚9的输出保持低电平，第六二极管D6正偏导通，关闭液位自动控制电路U1A的输出，停止水泵向水箱供水。当液位自动控制电路U1A的输出脚5输出为“0”电平时，延时电容C5通过液位自动控制电路U1A的放电脚1放电，并使延时控制电路U1B的复位触发脚12电压保持在低电平，停止延时计时，使延时控制电路U1B输出脚9的输出电平保持不变。此时，因液位自动控制电路U1A输出脚5的输出为“0”电平，而使第七二极管D7正偏导通，停止水泵向水箱供水。当水箱水满后，三极管Q2饱和导通，水满指示L2灯亮，第五二极管D5正偏导通，关闭555时基电路U1A输出脚5的输出，以防误按“水泵起动按钮”起动水泵。
参见图1和图2，当水箱中的液位低于低水位电极S2时，低液位电平检测第三三极管Q3和高液位电平检测第四三极管Q4均饱和导通，输出“0”电平到液位自动控制电路U1A6脚和U1A2脚，使液位自动控制电路U1A输出端输出高电平，起动水泵向水箱供水，水泵运行指示灯L4点亮；当水箱中的液位高于低水位电极S2，而低于高水位电极S3时，低液位电平检测三极管Q3由饱和导通转为截止，输出“1”电平到液位自动控制电路U1A6脚；而高液位电平检测第四三极管Q4保持饱和导通，输出“0”电平到液位自动控制电路U1A2脚，保持自动液位控制输出高电平，继续起动水泵向水箱供水；当水箱中的液位达到高水位电极S3时，低液位电平检测第三三极管Q3保持截止，输出“1”电平到液位自动控制电路U1A6脚，而高液位电平检测三极管Q4由饱和导通转为截止，输出“1”电平到液位自动控制电路U1A2脚，液位自动控制电路U1A反转，使液位自动控制电路U1A输出端输出低电平，停止水泵向水箱供水，水箱已满指示灯L2点亮；当水箱中的液位再次低于高水位电极S3，而高于低水位电极S2时，低液位电平检测第三三极管Q3保持截止，输出“1”电平到液位自动控制电路U1A6脚；而高液位电平检测第四三极管Q4由截止转为饱和导通，输出“0”电平到液位自动控制电路U1A2脚，保持自动液位控制输出低电平，继续停止水泵向水箱供水。以上四个过程循环往复，实现自动液位控制。
权利要求1.一种用于水泵的自动开关装置，包括一壳体和一安装在所述壳体内的自动控制电路，其特征在于所述自动控制电路包括一电源电路(71)、一液位自动控制电路(72)和一延时控制电路(73)，所述液位自动控制电路(72)分别与设置在水箱内的一高水位电极(S3)、一低水位电极(S2)和一共用电极(S1)相电连接；所述延时控制电路与设置在所述水泵出水口处或所述水箱进水口处一信号检测器件相电连接，所述自动控制电路与水泵的启动电路(8)相电连接，监测并控制水泵的工作。
2.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于安装在所述水泵出水口处或水箱进水口处的检测器件包括一磁铁(6)和一与所述磁铁位置相对应的干簧继电器(5)，所述水泵出水口处或水箱进水口处水流能够推动所述磁铁移动，从而控制所述干簧继电器的通断。
3.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述延时控制电路(73)中的检测器件内置在开关装置中，所述检测器件包括一磁铁(6)和一与所述磁铁(6)位置相对应的干簧继电器(5)，所述开关装置安装在所述水泵的出水口处，所述水泵出水口处水流流经开关装置时，其能够推动所述安置在开关装置内的磁铁(6)移动，从而控制所述安置在开关装置内的干簧继电器(5)的通断，监测并控制水泵的工作。
4.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于安装在所述水泵出水口处或水箱进水口处的检测器件为一检测电极(S4)，当有水流通过时，其能够与所述共用电极形成回路。
5.如权利要求1或2或3所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述共用电极(S1)安置在所述水箱内腔底部，所述低水位电极(S2)安置在所述水箱内腔的下部，所述高水位电极(S3)安置在所述水箱内腔的上部。
6.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述液位自动控制电路(72)包括一555时基电路U1A、与所述555时基电路U1A相电连接的一低水位检测信号电路(721)和一高水位检测信号电路(722)，所述低水位检测信号电路(721)和所述高水位检测信号电路(722)将监测到的低水位信号和高水位信号送入所述555时基电路U1A中。
7.如权利要求5所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述低水位检测信号电路(721)包括第三三极管(Q3)、第七电容(C7)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第二限压二级管(Zn2)；所述高水位检测信号电路(722)包括第四三极管(Q4)、第六电容(C6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一限压二级管(Zn1)；其中U1A1脚接第十四电阻(R14)一端，U1A2脚并接第六电容(C6)一端，第十八电阻(R8)、第五电阻(R5)一端，第四三极管(Q4)一端，U1A3脚接第三电容(C3)一端，U1A4脚并接第十电阻(R10)一端、水泵停止按钮(J2)一端，U1A5脚连接第七二极管(D7)一端，U1A6脚并接第七电容(C7)一端、第三三极管(Q3)一端、水泵启动按钮(J3)一端、第十八电阻(R18)一端；U1A7脚接电源回路GND极、电容(C3)一端、水泵停止按钮(J2)一端、第四电容(C4)一端、第八电容(C8)一端、第五电容(C5)一端、水泵缺水后复位按钮(J1)一端相电连接，高低检测信号由U1A6脚、U1A2脚输入液位自动控制电路U1A，当U1A6脚输入为低电平时，U1A5输出高电平，启动水泵工作；当U1A2脚输入为高电平时，U1A5输出低电平，停止水泵工作。
8.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述延时控制电路包括一555时基电路U1B、设于水泵出水口处或水箱进水口处信号检测器件，所述信号检测器件将检测到的缺水信号传输到所述555时基电路U1B中。
9.如权利要求7所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述555时基电路U1B的8脚并接第十一电阻(R11)一端、第四电容(C4)一端、水泵缺水后复位按钮(J1)一端，U1B9脚并接第三电阻(R3)一端、第六二极管(D6)一端，U1B10脚和14脚并接电源回路Vcc极、第十电阻(R10)一端、第十一电阻(R11)一端、第十二电阻(R12)一端、第十五电阻(R15)一端相接，U1B11脚连接第八电容(C8)一端，U1B12脚并接缺水延时第五电容(C5)一端，U1B13脚连接第十三电阻(R13)一端，当液位自动控制电路启动水泵工作的同时U1A1脚截止，使缺水延时第五电容(C5)充电，启动延时控制，当缺水检测器件检测有水时，延时第五电容(C5)对地放电，延时控制取消；当缺水检测器件在一段时间内检测没水时，延时第五电容(C5)充电饱和，使延时第五电容(C5)上的电压高于延时控制电路U1B内部基准电压，使所述延时控制电路U1B9脚输出低电平，停止水泵空转。
10.如权利要求1所述的一种用于水泵的自动开关装置，其特征在于所述电源电路包括一变压器(B)、桥式整流电路(D1-D4)、第一滤波电容(C1)、第二滤波电容(C2)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于水泵的自动开关装置，包括一壳体和一安装在所述壳体内的自动控制电路，其特征在于所述自动控制电路包括一电源电路、一液位自动控制电路和一延时控制电路，所述液位自动控制电路分别与设置在水箱内的一高水位电极(S3)、一低水位电极(S2)和一共用电极(S1)相电连接；所述延时控制电路与设置在所述水泵出水口处或水箱进水口处的一信号检测器件相电连接，所述自动控制电路与水泵的启动电路相电连接，监测并控制水泵的工作。本实用新型易于安装，工作原理简单，体积小，成本低，可靠性高，对管路密封性要求低并能防止水泵缺水空转，延长水泵使用寿命。
文档编号E03B11/16GK2739242SQ20042009659
公开日2005年11月9日 申请日期2004年10月11日 优先权日2004年10月11日
发明者莫国荣 申请人:莫国荣