專利名稱：拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般屬于一種電氣自動(dòng)控制裝置，特別是一種水位自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
保持水位在容器內(nèi)處于一個(gè)安全范圍內(nèi)在很多場(chǎng)合都要遇到，例如農(nóng)村農(nóng)戶的用水，要求設(shè)在深井內(nèi)的水泵在無(wú)人值守的狀態(tài)下能保證農(nóng)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(dòng)控制的裝置很多，通 常在水箱的最高水位和最低水位處設(shè)置浮球，各個(gè)浮球與一套杠桿裝置相連，浮球根據(jù)需 要在產(chǎn)生浮力或失去浮力時(shí)帶動(dòng)杠桿裝置，杠桿裝置再觸動(dòng)一個(gè)點(diǎn)位開(kāi)關(guān)發(fā)出狀態(tài)信號(hào)， 將點(diǎn)位開(kāi)關(guān)的兩端接頭接入控制線路以控制水泵的起動(dòng)或斷開(kāi)；或在最高水位或最低水位 處設(shè)置傳感器，再將信號(hào)送入控制箱處理。上述裝置功能也完備，但費(fèi)用不經(jīng)濟(jì)，使用維護(hù) 都不方便。中國(guó)實(shí)用新型專利，專利號(hào)92222200，名稱為“單穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)式水位控制器”，申請(qǐng)人 歐建華公開(kāi)了一種水位控制器，是在一根垂下的細(xì)繩上的不同高度處，安上兩個(gè)能產(chǎn)生重 力與浮力的物體，把水位的高度轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓αΧ龋ㄟ^(guò)細(xì)繩施加于一個(gè)結(jié)構(gòu)如行程開(kāi)關(guān)上， 使它作出相應(yīng)的動(dòng)作，再去直接或間接控制水泵起停。但該結(jié)構(gòu)作用并不明顯可靠，有改進(jìn) 的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服公知技術(shù)的缺點(diǎn)，設(shè)備成本經(jīng)濟(jì)，控制可靠的 拉線開(kāi)關(guān)式水位自動(dòng)控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案為在一個(gè)盛水容器的頂端設(shè)置一配套的拉線開(kāi) 關(guān)，開(kāi)關(guān)的接線片兩端接入一個(gè)控制水泵的線路中，拉線垂入容器內(nèi)，在容器內(nèi)設(shè)置一重力 球，拉線固定重力球，使重力球懸置在容器內(nèi)定為低水位的位置，余下的拉線長(zhǎng)度穿過(guò)一個(gè) 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(kāi)關(guān)在容器處于低水位接通控 制線路啟動(dòng)水泵，在高水位時(shí)關(guān)斷水泵，從而自動(dòng)控制水位，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。下面結(jié)合圖示及實(shí)施例更詳細(xì)的說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1為拉線開(kāi)關(guān)式水位自動(dòng)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(shí)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(shè)置一市售的拉線開(kāi)關(guān)2，開(kāi)關(guān)殼固定在一塊直立的板3上，開(kāi)關(guān)所帶的拉線4垂入水箱1內(nèi)，按一般水位控制原理，設(shè)置有最低水位和最高水位位置，在這兩個(gè)水位之間是安全水位，在被認(rèn)定為最低水位的位置設(shè) 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(shí)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(guò)小孔后打一繩結(jié)。如方案所述，余下的拉線長(zhǎng)度穿過(guò)一個(gè)固定在水箱底 部定滑輪6的滑輪槽內(nèi)，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(huán)8，拉線的末端系在環(huán)上拉住浮球7。浮球7及重力球5的選擇范圍由下列的數(shù)據(jù)限制，設(shè)浮球7的質(zhì)量為M1,體積為V1, 水的密度為P，拉線開(kāi)關(guān)回轉(zhuǎn)彈簧的扭力為N1 (牛頓)，浮球7的體積為V2，則M”M2選擇應(yīng) 兩足<formula>formula see original document page 4</formula>(牛)彈簧扭力N1應(yīng)小于M1 (質(zhì)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(jīng)簡(jiǎn)化為=Mlg-P vlg < N1,即重力球Ml的牛頓力減去重力球Ml排開(kāi)水所產(chǎn)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(chǎn)生的浮力_浮球7的質(zhì)量所產(chǎn) 生的重力+重力球M1的重力-重力球M1所產(chǎn)生的浮力)經(jīng)過(guò)對(duì)式(1)、⑵、(3)運(yùn)算，得到<formula>formula see original document page 4</formula>即重力球5的質(zhì)量M1應(yīng)大于彈簧扭力N1除以g加上浮球7的質(zhì)量減去浮球7所 產(chǎn)生的浮力。以及浮球7的質(zhì)量M2應(yīng)小于浮球排開(kāi)水所產(chǎn)生的浮力P V2加上重力球5的質(zhì)量 M1再減去彈簧的扭力N1除以g。本實(shí)施例的重力球5為實(shí)心塑料小球，若對(duì)應(yīng)一般的市售拉線開(kāi)關(guān)，彈簧扭力為 8N，重力球5選取質(zhì)量為820g-1000g，球體積為600ml-800ml，浮球7的質(zhì)量M2為實(shí)心泡沫 小球，質(zhì)量很輕，可以忽略，體積大于800ml即可。本系統(tǒng)的工作原理為先調(diào)整拉線開(kāi)關(guān)拉至開(kāi)路狀態(tài)，系統(tǒng)便進(jìn)入自動(dòng)控制水位 的準(zhǔn)備階段，水泵處于斷電狀態(tài)不抽水，水箱內(nèi)無(wú)水，開(kāi)始啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，將重力球5放下，由
于拉線開(kāi)關(guān)的扭轉(zhuǎn)彈簧產(chǎn)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(kāi)關(guān)被拉下，所帶的接線片接通水泵線路，水泵抽水，水進(jìn)入水箱內(nèi)，處于低 水位處的重力球5漸漸被水淹沒(méi)，由于重力球5有一定的體積VnV1排開(kāi)同體積的水產(chǎn)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(méi)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(kāi)關(guān)的回轉(zhuǎn)彈簧回彈到原來(lái)位置備用，拉線開(kāi)關(guān)的接線片仍保持接通，形成一個(gè)“穩(wěn)態(tài)”。水泵繼續(xù)工作抽水，當(dāng)水箱內(nèi)的水位逐漸上升時(shí)，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(shí)，其連接的一部分拉線不會(huì)被繃緊，只有到最高水位時(shí)，拉 線繃緊，當(dāng)浮球7被全部淹沒(méi)時(shí)，由浮球所產(chǎn)生的浮力為P V2g，浮球7的重力M2g抵消一部 分浮力時(shí)為P V2g-M2g，此浮力向上作用于拉線上，拉線經(jīng)過(guò)設(shè)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(kāi)關(guān)再一次被拉下，拉線開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，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(kāi)關(guān)回到 準(zhǔn)備位置，并繼續(xù)保持?jǐn)嚅_(kāi)，形成另一“穩(wěn)態(tài)”，如此周而復(fù)始，使水位保持在安全位置。上述的裝置不僅能用在抽水機(jī)設(shè)在水井內(nèi)，也可在有外設(shè)水源往水箱供水而需將 水箱內(nèi)的水往外抽的情形。拉線開(kāi)關(guān)所帶的接線片可直接接入電路中帶動(dòng)一個(gè)小功率的水泵，或接入一個(gè)大 水泵的控制線路中，利用拉線開(kāi)關(guān)所提供的兩個(gè)“穩(wěn)態(tài)”作為信號(hào)參與工作，也是可行的。直 接接入帶動(dòng)小水泵的例子如圖2所示。本裝置可廣泛地用于農(nóng)村家庭的自來(lái)水裝置，或使用于其它需要自動(dòng)控制水位的 場(chǎng)合，原理簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，費(fèi)用低廉，維護(hù)運(yùn)行容易，必將得到很好的推廣。
權(quán)利要求
一種拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于在一個(gè)盛水容器的頂端設(shè)置一配套的拉線開(kāi)關(guān)(2)，開(kāi)關(guān)的接線片兩端接入一個(gè)控制水泵的線路中，拉線(4)垂入容器內(nèi)，在容器內(nèi)設(shè)置一重力球(5)，拉線固定重力球，使重力球(5)懸置在容器內(nèi)定為低水位的位置，余下的拉線長(zhǎng)度穿過(guò)一個(gè)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(jù)權(quán)利要求1所述的拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)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(guò)小孔后打一繩結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于重力球5的 質(zhì)量M1應(yīng)大于彈簧扭力N1除以g加上浮球7的質(zhì)量減去浮球7所產(chǎn)生的浮力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于浮球7的質(zhì) 量禮應(yīng)小于浮球排開(kāi)水所產(chǎn)生的浮力P V2加上重力球5的質(zhì)量M1再減去彈簧的扭力N1除 以g°
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于重力球(5) 為實(shí)心塑料小球。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于浮球(7)的 質(zhì)量為實(shí)心泡沫小球。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種拉線開(kāi)關(guān)式自動(dòng)控制水位的裝置，其特征在于在一個(gè)盛水容器的頂端設(shè)置一配套的拉線開(kāi)關(guān)(2)，開(kāi)關(guān)的接線片兩端接入一個(gè)控制水泵的線路中，拉線(4)垂入容器內(nèi)，在容器內(nèi)設(shè)置一重力球(5)，拉線固定重力球，使重力球懸置在容器內(nèi)定為低水位的位置，余下的拉線長(zhǎng)度穿過(guò)一個(gè)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(fā)明利用重力球和浮球共同作用使拉線開(kāi)關(guān)在容器處于低水位接通控制線路啟動(dòng)水泵，在高水位時(shí)關(guān)斷水泵，從而自動(dòng)控制水位。
文檔編號(hào)G05D9/12GK101813948SQ201010145258
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者曾體賢, 黃超 申請(qǐng)人:西華師范大學(xué)