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水塔自动抽水装置的设计 【摘要】根据物体在水中漂浮的性质，可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降，用来控制电动机，使电动机能自动对水塔上水，水满时能自动断电停止对水塔抽水，真正做到了水塔的全自动控制功能，解决了人们日常用水的诸多不便。 【关键词】水塔；浮球；自动抽水 随 着城乡人民生活水平的不断改善，许多家庭都使用上了高位水池自来水系统或楼顶太阳能热水箱。如果给这些水箱上装上下面介绍的装置，则可实现无人操作缺水自 动上水、水满自动停水，既方便省事又节约水电资源，不会出现水上满后没有及时关掉电源而四处溢流的现象，本装置安装方便，使用简单、彻底解决了手动操作给 人们带来的诸多不便、是家用水塔目前最好的互补装置。 （一）结构及工作原理 由220V市电经电容C1降压限流，晶体二极管VD1～VD4桥式整流电容器C2滤波和稳压二极管VD5稳压后，输出约12V直流电供继电器（继电器型号为：小型大功率继电器K：JQX–20F–C）和控制电路使用。 工作电路由降压镇流电路、浮球和继电器构成，由于绳索的牵引作用，浮球在水中只可能有三种状态（即：平躺、倒立和竖立）。 当 浮球倒立时，浮球内部的铜球由于自重将从通道中进入弧形沟槽形，由于铜球的自重它将压在铜片A和B上，此时接通工作电源使继电器工作，继电器将吸合衔片， 接通电动机电路，电动机开始对水塔抽水，此时铜球将停留在弧形沟槽。随着水位的上升，当浮球竖立时，铜球由通道进入空腔内，电源断开，继电器停止工作，断 开电动机电源，电动机停止对水塔抽水，此时铜球将停留在浮球空腔中。浮球将平躺于水中。随着水位的下降，铜球将再一次的进入到弧形沟槽中。 该装置 的巧妙之处就在于一个制作精巧的浮球，由于它是一个流线形，并且它的自重主要集中在中部，所以它在水中一定是平躺着的，当水塔没有水时，它下降到低部，由 于绳索的作用，它会倒立着，浮球将进入圆弧沟槽，此时将接通工作电源，电动机开始对水塔抽水，随着水位的上升，浮球也随着慢慢上升，当水抽满时，浮球上升 到上面，由于绳索的作用，小球将竖立起来，这时小球将进入浮球空腔内，电路断开，电动机停止对水塔抽水，如此循环就实现了水塔的自动抽水功能. 浮 球的内部结构：它的圆弧沟槽的左右两部分各有一个铜片，并且左右两部分不相连，左右两部分各接电源一个电极，导线直接由浮球内表面和绳索一起引出，导线接 至控制继电器，控制继电器的负载触点接电机工作电压，这样就可以实现水塔的自动抽水。为了使铜球工作时能与电极A和B良好接触，铜片A和B的平面展开图也 可做成。 由于考虑到抽水时，水的冲击作用，小球可能在圆弧形槽中颤动，导致电路忽断忽开，可以在继电器上并联一个合适容量的电容（此电容容量大约为220μF），来延迟继电器的动作时间。以保证电动机能够稳在对水塔抽水。 （三）主要元器件选择 VD1～VD4均用1N4004型硅整流二极管；VD5用12V、0.25W普通硅稳压二极管，如:2CW60、1N4106型等。C1用优质CBB13-400V型聚丙烯电容器，C2.C3均采用CD11-16V型电解电容器。 继电器采用小型大功率继电器JQX-20F-C其工作时所需额定电压为直流6V/12V/28V在这里可用直流工作电压12V，吸合电流为80Ma,工作时消耗功率为AC:≦2.5W、DC:≦3.5W,其触点负载240V×10A交流负载。 （四）结论 浮 球开关是一种结构简单，使用方便的液位控制器件，没有复杂电路，它具有比一般机械开关体积小的优点。选型时只要材质选用正确，任何性质液体，温度皆可使 用。本装置的优点是：能按照使用者的要求，自动控制容器中水位的高低，根据预先设定的水位自动启动抽水泵对水塔抽水，达到一定的水位后，自动关闭抽水泵停 止抽水；通过低压电来控制继电器，完成对水塔供水的自动控制，安全可靠。无需人工监控水塔内水位，就可长期自动地给水塔充分供水而保证不会溢出塔外，这样 不仅让用户省力放心，而且不会造成水电资源的白白浪费，从而为家庭和社会节约人力和资财；其生产制造
；成本不高，具有结构简单，使用寿命长，可靠性高，操作维修方便，本品适用于工厂及家庭的自备水泵、水井及贮水池和水塔、水箱等供水系统的水位自动控制。安装方便，经久耐用，经济实用的优点，用户容易接受。 |