專利名稱：太陽(yáng)能熱水器上(落)水自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱水器上(落)水自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括上(落)水管排空、采用本發(fā)明的壓力水正負(fù)脈沖電磁閥實(shí)施水箱外水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的裝置。
太陽(yáng)能熱水器以節(jié)能著稱，但它不足之一為上(落)水管中始終存滿涼水，即在二次用熱水間隔時(shí)間里，上(落)水管中熱水因自然冷卻而變涼，每次用熱水前都必須先放下來(lái)涼水，顯然是對(duì)水資源的一種浪費(fèi)，在冬季雖有保溫處理，但不敵嚴(yán)寒，上(落)水管經(jīng)常結(jié)冰凍死而無(wú)法使用。目前國(guó)內(nèi)雖有太陽(yáng)能熱水器水位顯示及補(bǔ)水自動(dòng)控制裝置，然而水位顯示是通過(guò)安插在內(nèi)水箱的水位探頭拾取信號(hào)，長(zhǎng)期高溫下影響使用壽命，補(bǔ)水自動(dòng)控制是洗衣機(jī)電磁閥電源的通斷束實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制，沒(méi)有解決上(落)水管排空問(wèn)題，也不能克服洗衣機(jī)電磁閥固有的弊端。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)上(落)水管排空裝置，也沒(méi)有安設(shè)在太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱外面的水位探頭，更沒(méi)有無(wú)需維持電流的正負(fù)脈沖電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)水位自動(dòng)控制的系統(tǒng)裝置。
本系統(tǒng)室外部分有“敞口式正、負(fù)脈沖電磁閥”(以下簡(jiǎn)稱“敞口式脈沖閥”)、“通氣止水閥”、“水位探測(cè)導(dǎo)管”和水位發(fā)送模塊三位一體組成，安裝在太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱與外包裝的保溫夾層里，室內(nèi)有電控制器和“壓力水正負(fù)脈沖電磁閥”(以下簡(jiǎn)稱“壓力水脈沖閥”)(敞口式脈沖閥與壓力水脈沖閥統(tǒng)稱為脈沖閥)，用四芯護(hù)套線對(duì)應(yīng)連接。脈沖閥與市場(chǎng)出售的洗衣機(jī)電磁閥一樣，都是用電來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)和關(guān)，但后者需要維持電流才能保持其開(kāi)啟狀態(tài)，從結(jié)構(gòu)上來(lái)分析，洗衣機(jī)電磁閥內(nèi)有一塊直徑為26mm大膠皮塞及其托架，把進(jìn)水區(qū)分為前、后二個(gè)區(qū)域，中間有導(dǎo)壓孔相通，前區(qū)由大膠皮塞堵住的出水主流量孔，當(dāng)線卷通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引線卷中心帶有小膠皮塞的導(dǎo)磁鐵條，克服復(fù)位彈簧的張力而后移，針狀減壓孔開(kāi)放排水減壓，雖有導(dǎo)壓孔貫通前后二區(qū)，但在線卷維持電流的作用下，針狀減壓孔始終開(kāi)啟，使前后二區(qū)失去壓力平衡，大膠皮塞和托架向壓力低的后區(qū)移動(dòng)，前區(qū)閃出與主流量孔的空隙，水便從閥門(mén)口流出，水壓越大，大膠皮塞前區(qū)與主流量孔閃出空隙也越大，水流量也越大，反之水流量則越小，癥結(jié)就在于此，太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)水箱最大直徑30Cm，“電磁閥”就安裝在內(nèi)水箱上(落)水口處，此處水的壓強(qiáng)為0.003kg/Cm2，主流量孔直徑為1Cm的話，它的水壓只有2.4g，該壓力不能使大膠皮塞向后區(qū)移動(dòng)，水流呈滲漏狀流出，所以室外的“電磁閥”不能采用洗衣機(jī)電磁閥，當(dāng)然也不能采用壓力水脈沖閥，敞口式脈中閥衍然而生；室外排空裝置的另一個(gè)為通氣止水閥，市場(chǎng)上無(wú)類似的產(chǎn)品；水位探頭安設(shè)在太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱的外面，尚屬國(guó)內(nèi)首例。
本裝置的任務(wù)就是通過(guò)室內(nèi)電控制器的自動(dòng)裝置及有關(guān)操作，來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水全自動(dòng)和排空上(落)水管中的水，使其于冬季無(wú)水可凍，平時(shí)可方便的直接用到太陽(yáng)能熱水的目的。本裝置的課題一、在排空上(落)水管中水的時(shí)候，管子上端必須接通大氣壓，以消除管中的負(fù)壓，水才能暢通無(wú)阻的排下；向太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱補(bǔ)水時(shí)，水位上升到內(nèi)水箱上(落)水口高度時(shí)，又必須隔絕大氣壓，使其不能漏水；二、該系統(tǒng)的脈沖閥只需一個(gè)適宜的正(負(fù))脈沖電壓，即可改變其閥門(mén)的初始狀態(tài)而無(wú)需維持電流；三、用熱水時(shí)室外脈沖閥必須敞口式開(kāi)啟，以滿足用水量；四、水位探測(cè)導(dǎo)管及其探頭安設(shè)在內(nèi)水箱的外面，使其脫離高溫環(huán)境；五、室內(nèi)電控制部分采用交直流兩用，向水箱內(nèi)補(bǔ)水、水滿自動(dòng)關(guān)閉、排空上(落)水管、使用熱水等功能采用四只輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)和自動(dòng)裝置產(chǎn)生短時(shí)正(負(fù))脈沖電壓加以實(shí)現(xiàn)；六、斷電自動(dòng)產(chǎn)生短時(shí)正脈沖強(qiáng)迫關(guān)閉上水脈沖閥，以免上水時(shí)中途停電而無(wú)法再去關(guān)閉。通過(guò)上述一系列技術(shù)措施，從而使太陽(yáng)能熱水器上(落)水達(dá)到自動(dòng)控制的要求。


圖1左側(cè)為敞口式脈沖閥殼體(1)，下端開(kāi)有8-10mm閥門(mén)(2)，其內(nèi)邊緣高0.5mm寬0.5mm表面光潔度4-6級(jí)的防滲圈，以利閥門(mén)關(guān)閉后不滲漏熱水，殼體(1)的中間橫向開(kāi)一個(gè)貫通孔(3)，通向太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱的上(落)水口，在貫通孔(3)的中間部位向上開(kāi)一個(gè)直徑5mm高3mm的小孔，在這個(gè)小孔的上方再開(kāi)一個(gè)直徑16mm的大孔，以安插水位探測(cè)導(dǎo)管(27)，以殼體(1)的軸心線為中心，依次放入附圖2的部件，它們有防沖刷罩(14)、線卷骨架(10)及其二個(gè)線卷(11)(12)、在線卷(11)上端用園鐵板(9)蓋死不得漏水、在線卷(12)骨架下端粘接一塊中心有3.2mm小孔園鐵板(13)、活塞體總成是由上導(dǎo)磁鐵條(15)、S極朝上的釹鐵硼磁鐵(16)、下導(dǎo)磁鐵條(17)、推拉桿(18)、壓緊彈簧盒(19)、壓緊彈簧(20)及膠塞(21)組成，上述部件依次放入殼體(1)中心，其結(jié)合部均用膠粘接不得漏水，它們的配合尺寸釹鐵硼磁鐵(16)采用φ6.5×1.5mm，上下導(dǎo)磁鐵條(15)、(17)直徑與它相同，線卷骨架中空直徑為7mm，二線卷間的距離為單只線卷長(zhǎng)度的0.5-0.8倍，釹鐵硼磁鐵(16)在上下導(dǎo)磁鐵的中間，并使它們?cè)诠羌苤虚g的上下活動(dòng)距離5-8mm即可，推拉桿(18)的直徑為3mm，其長(zhǎng)度為小孔園鐵板(13)的厚度加活塞體總成活動(dòng)距離再加1mm，防沖刷罩(14)的內(nèi)徑比膠塞(21)直徑大3-4mm，其高度為壓緊彈簧盒(19)和膠塞(21)裝配后的厚度再加1-2mm，使活塞體總成提起后，膠塞(21)龜縮在防沖刷罩(14)里面，防沖刷罩壁厚0.5-1mm，其外徑與殼體(1)的內(nèi)壁有2-4mm的夾縫，防沖刷罩下沿到閥門(mén)(2)的距離為活塞體總成活動(dòng)距離減1-2mm，線卷包(11)、(12)用0.1-0.15mm漆包線同向繞制2500匝，線卷(11)的尾連接線卷(12)的頭，該抽頭為(a1)或(a2)，線卷(11)的頭連接線卷(12)的尾，其接頭為(b1)或(b2)，這樣二線卷的連接稱謂倒相并聯(lián)接法。附圖1右側(cè)為通氣止水閥殼體(4)，與敞口式脈沖閥殼體(1)相連接，以它軸心線為中心，放入圖3部件膠塞(22)與浮子(23)連為一體的浮子塞，在它的上端蓋好中間有通氣孔(24)的通氣止水閥蓋(25)，并使浮子塞在里面上下有3-5mm活動(dòng)距離，左右有2-3mm活動(dòng)空間，通氣止水閥的進(jìn)水口(6)在閥體(4)的下端，與敞口式脈沖閥的閥門(mén)(2)由本裝置的下蓋(5)連為一個(gè)錐形空腔(7)，它的下端開(kāi)一個(gè)上落水管連接孔(8)。圖4為水位探測(cè)導(dǎo)管(27)，外徑16mm壁厚0.5mm，高度比太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱直徑高50mm，上下兩端均有縮口，下縮口安插導(dǎo)壓小管(28)，安裝時(shí)通過(guò)貫通孔(3)進(jìn)入內(nèi)水箱并向下彎曲，上縮口安插通氣小管(29)，伸出太陽(yáng)能熱水器保溫層之外。圖5為室內(nèi)壓力水脈沖閥殼體(30)，因它的開(kāi)啟依靠水的壓力，與前述的洗衣機(jī)電磁閥相同，但閥開(kāi)啟后無(wú)需維持電流，它又與敞口式脈沖閥相同，同時(shí)它自身又具備水的回止功能。根據(jù)上述特點(diǎn)，壓力水脈沖閥的線卷骨架、二個(gè)線卷包、上端園鐵板、下端小孔園鐵板、除膠塞可小到φ6mm以外的活塞體總成與敞口式脈沖閥的幾何尺寸和電氣特征完全相同，所不同的是防沖刷罩的高度改為它的下沿到托架(38)的距離保持2-3mm，再在它的外面加裝壓緊圈，其直徑與大膠皮塞(37)相同，故不再出圖，壓力水脈沖閥靠水的壓力開(kāi)啟閥門(mén)與洗衣機(jī)電磁閥相同的特點(diǎn)，決定它應(yīng)該有附圖6的大皮塞(37)、托架(38)、導(dǎo)壓孔(39)、針狀減壓孔(40)、大膠皮塞前面的主流量孔入口端(32)和主流量孔(26)，以主流量孔軸心線為中心，依次放入上述全部零件并用自攻螺絲把壓緊圈擰緊固定在閥體上，又根據(jù)它本身具備水的回止功能，決定它在主流量孔的出口端(31)應(yīng)該有回止大膠皮塞、沒(méi)有針狀減壓孔的回止托架導(dǎo)壓孔和回止壓緊彈簧，其幾何尺寸與(37)、(38)、(20)完全相同，故不再出圖，以主流量孔軸心線為中心，依次放入上述回止零件，最后蓋上回止閥壓緊蓋(41)，并用自攻螺絲擰緊固定在閥體(30)的另一側(cè)，主流量孔與閥體之間有四根拉筋(33)和一塊前隔板(34)、二塊斜隔板(35)和一塊后隔板(36)，把進(jìn)出閥體水流隔開(kāi)。附圖7為電控制器原理圖，分為室內(nèi)室外兩部分，室外主要是水位信號(hào)拾取探頭和發(fā)送模塊(IC1)，其六只探頭用φ3.5×5mm不銹鋼做成，外面套上防漏膠卷，塞入水位探測(cè)孔，其中五只探頭以內(nèi)水箱的上(落)水口下沿到排氣溢流孔的下沿距離均等分布，第六只探頭比第五只探頭高出10-20mm即為溢水探頭，它們拾取水位信號(hào)后通過(guò)水位發(fā)送模塊(IC1)用導(dǎo)線(c)傳至室內(nèi)電控制器，同時(shí)還有(IC1)的工作電源線(d)、脈沖電壓輸送線(a1)和地線(b1)，用四芯護(hù)套線與室內(nèi)電控制器插口相對(duì)應(yīng)連接，室內(nèi)電控制器電源可以采用四節(jié)5′電池通過(guò)DC/DC升壓模塊提供±10-24V電源，也可采用交流9×9至24×24V全橋整流、穩(wěn)壓后提供電源，F(xiàn)u1、Fu2為200mm保險(xiǎn)器或短路保護(hù)器，以防誤操作損壞電源。太陽(yáng)能熱水器水箱的水位通過(guò)水位信號(hào)接收模塊(IC2)LED1至LED5分別顯示出來(lái)，LED6為溢水顯示，R1至R6為相應(yīng)的LED的限流電阻，D3-D2為繼電器保護(hù)二極管。太陽(yáng)能熱水器無(wú)水時(shí)，LED1息滅，反相器F1輸出高電平，一路通過(guò)C1產(chǎn)生一個(gè)脈沖，觸發(fā)KD9300音樂(lè)IC報(bào)警20秒一次；另一路其高電平通過(guò)R7向C2充電，延時(shí)數(shù)秒后，F(xiàn)2、R5、C3產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)脈沖，F(xiàn)3、R9使V1短時(shí)導(dǎo)通，繼電器J1短時(shí)吸含，向壓力水脈沖閥(MF2)線卷(a2)端輸入一個(gè)幅寬大于0.05秒負(fù)10-24V短時(shí)脈沖電壓，因這二只線卷為反相并聯(lián)接法，所以流過(guò)線卷的電流均為40-90mm，但方向相反，根據(jù)右手定則，園鐵板(9)為N極，小孔園鐵板(13)也為N極，活塞體總成在線卷的中心，其釹鐵硼磁鐵S極朝上，使上導(dǎo)磁鐵條(15)帶S極，下導(dǎo)磁鐵條(17)帶N極，根據(jù)磁極異性相吸同性相拆原理，活塞體總成在園鐵板(9)的吸合力和小孔園鐵板(13)的排拆力推動(dòng)下迅速上升，上導(dǎo)磁鐵條(15)碰到園鐵板(9)時(shí)，無(wú)需維持電流，靠釹鐵硼的磁力也能牢牢的吸合在園鐵板(9)上面，從而使針狀減壓孔(40)始終保持開(kāi)啟，其閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程與前述的洗衣機(jī)電磁閥一樣不再贅述，壓力水克服回止壓緊彈簧的張力，頂開(kāi)回止大膠皮塞流出閥門(mén)出口端，開(kāi)始向太陽(yáng)能上(落)水管中上水，管中的空氣由通氣止水閥上蓋中央的通氣孔(24)排出，當(dāng)壓力水上升到排空裝置下端錐形空腔(7)時(shí)分為二路，一路由通氣止水閥的進(jìn)水口(6)水由下至上進(jìn)入閥內(nèi)，浮子塞遇水上升，其膠塞(22)堵住通氣孔(24)，從而壓力水被堵在通氣止水閥內(nèi)；壓力水的另一路從敞口式脈沖閥的閥門(mén)(2)進(jìn)入，水的壓力克服下導(dǎo)磁鐵條(17)吸合在小孔園鐵板(13)的磁力，頂開(kāi)活塞體總成進(jìn)入閥體，通過(guò)防沖刷罩(14)與閥體內(nèi)壁的夾縫匯集于貫通孔(3)進(jìn)入太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱，因水位探測(cè)導(dǎo)管下端縮口有導(dǎo)壓小管(28)通向上(落)水口的里面，壓力水的沖刷對(duì)水位測(cè)量無(wú)影響，隨著壓力水不斷的注入，通過(guò)導(dǎo)壓小管(28)導(dǎo)壓原理，通氣小管(29)常通大氣壓，使水位探測(cè)導(dǎo)管內(nèi)的水位與水箱同水平上升，當(dāng)水箱注滿，水位探測(cè)導(dǎo)管上的第五只探頭也接觸到水，此信號(hào)通過(guò)(IC1)發(fā)送到(IC2)，LED5由息滅變亮，此信號(hào)分為二路，一路由F4、C4、R10產(chǎn)生短時(shí)脈沖，通過(guò)F5、R11使V2短時(shí)導(dǎo)通，繼電器J2短時(shí)吸合，向壓力水脈沖閥(MF2)線卷(a2)端輸入一個(gè)幅寬大于0.05秒幅值10-24伏正脈沖電壓，二只線卷分別流過(guò)40-90mm電流但方向相反，以上述的電磁原理判斷，其活塞體總成的運(yùn)動(dòng)方向則為落下，它克服壓緊彈簧(20)1-2mm的張力牢牢的吸合在小孔園鐵板(13)上，于是φ6mm的小膠塞堵住了針狀減壓孔(40)，通過(guò)導(dǎo)壓孔(39)使前后二區(qū)壓力平衡，靠壓力水的壓力大膠皮塞(37)堵住主流量孔入口端(32)閥門(mén)關(guān)閉停止補(bǔ)水；另一路壓力水脈沖閥的關(guān)閉與敞口式脈沖閥的關(guān)閉錯(cuò)開(kāi)用電高峰，所以這一路的高電平通過(guò)R12向C5充電，延時(shí)數(shù)秒電壓達(dá)到F6的閾值時(shí)翻轉(zhuǎn)，C6、R13產(chǎn)生短時(shí)脈沖，F(xiàn)7、R12使V3短時(shí)導(dǎo)通，繼電器J3短時(shí)吸合，向敞口式脈沖閥(MF1)線卷(a1)端輸入幅寬大于0.05秒正10-24V脈沖電壓，根據(jù)上述電磁原理判斷，活塞體總成落下，克服壓緊彈簧的張力被壓縮1-2mm后膠塞(21)牢牢的壓在閥門(mén)(2)防滲圈上，從而自動(dòng)關(guān)閉了敞口式脈沖閥，此時(shí)打開(kāi)室內(nèi)用水閘閥，上(落)水管內(nèi)形成負(fù)壓，通氣止水閥里的浮子塞在負(fù)壓的作用下落下，空氣從上面通氣孔(24)進(jìn)入到閥體內(nèi)接通大氣壓，從而管內(nèi)負(fù)壓消失，暢通無(wú)阻的排下管中的水，實(shí)現(xiàn)排空上(落)水管的目的；要使用熱水時(shí)按動(dòng)一次N1，輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)N1瞬間輸出一個(gè)負(fù)10-24V脈沖電壓，幅寬由手按動(dòng)的時(shí)間而定，敞口式脈沖閥(MF1)線卷(a1)端輸入一個(gè)負(fù)脈沖電壓后，根據(jù)上述電磁原理判斷，活塞體總成運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該提起，它依靠壓緊彈簧被壓縮1-2mm張力的反作用力，克服閥門(mén)口水的壓力2.4g迅速上升閥門(mén)開(kāi)啟，太陽(yáng)能熱水由貫通孔(3)流入，首先沖刷在防沖刷罩(14)上面，通過(guò)防沖刷罩與閥體內(nèi)壁的夾縫流入活塞體總成膠塞(21)的下方，因膠塞龜縮在防沖刷罩(14)的里面，水流對(duì)它沒(méi)有影響，又因?yàn)槟z塞下方流水面積比閥門(mén)防滲圈園面積大4-5倍，所以膠塞(21)下方形成水流緩沖區(qū)，往下流動(dòng)的熱水不會(huì)把活塞體總成帶下來(lái)。N2為手動(dòng)關(guān)閉敞口式脈沖閥(MF1)的輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)，N3為手動(dòng)開(kāi)啟壓力水脈沖(MF2)的輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)，N4為手動(dòng)關(guān)閉壓力水脈沖閥(MF2)的輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)，它們手動(dòng)操作而產(chǎn)生的電磁原理與自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉完全相同，在此不再贅述。壓力水脈沖閥(HF2)在某些場(chǎng)合需要配備水的回止功能，只增加三只回止功能的零件就能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)停水時(shí)，水的壓力來(lái)自閥體出口端，通過(guò)導(dǎo)壓孔使回止大膠皮塞前后二區(qū)域壓力平衡，因回止托架沒(méi)有針狀減壓孔，靠回水的壓力堵住通向主流量孔的通道，起到回止閥的功能。
本電控制原理圖(附圖7)還具有二個(gè)特別功能其一為溢水強(qiáng)制性關(guān)閉壓力水脈沖閥線路，即在補(bǔ)水過(guò)程中水箱已滿，LED5由息滅變亮，但由于偶然原因壓力水脈沖閥(MF2)沒(méi)能關(guān)閉，此時(shí)水位超過(guò)內(nèi)水箱的溢流口外淌，水位探測(cè)導(dǎo)管上的第六只探頭接觸到水，此信號(hào)使LED6由息滅變亮，此信號(hào)分為二路，一路通過(guò)D1接通KD9300觸發(fā)端，使音樂(lè)報(bào)警不止直到有人去處理；另一路由F8、C7、R15、F9、D2、F10、F11、C8、R16產(chǎn)生一串短時(shí)脈沖，通過(guò)R17和V4使J4一串短時(shí)吸合，產(chǎn)生一串短時(shí)正脈沖電壓輸入到壓力水脈沖閥線卷(a2)端，根據(jù)上述電磁原理，壓力水脈沖閥應(yīng)該有一連串的關(guān)閉動(dòng)作，這一過(guò)程謂強(qiáng)制性關(guān)閉壓力水脈沖閥；其第二個(gè)特點(diǎn)為事故停電自動(dòng)關(guān)閉壓力水脈沖閥功能，如果沒(méi)有此功能，會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)水時(shí)事故停電無(wú)法關(guān)閉而補(bǔ)水不止，本線路由D3向C9充電做F12的工作電源和自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)的儲(chǔ)備電源，F(xiàn)12的輸入端接二只電阻，取R21＞1.5R20，R20接在D3的正極，R21接地，這樣F12輸入端平時(shí)為高電平，輸出端為低電平，D6截止，VS無(wú)觸發(fā)電流截止，當(dāng)事故停電時(shí)，D3截止，C9暫時(shí)維持原有電壓，F(xiàn)12仍能正常工作，但輸入端R20接D3正極，因停電后電壓消失R20無(wú)效，此時(shí)R21接地有效，F(xiàn)12輸入端為低電平，輸出端為高電平，D4導(dǎo)通觸發(fā)單向可控硅VS導(dǎo)通向脈沖閥線卷放電，放電時(shí)間常數(shù)T1＝RMF2×C9，T1最小為0.05秒，RMF2實(shí)測(cè)直流電阻80Ω，則C9應(yīng)大于625微法壓力水脈沖閥關(guān)閉。
案例水位發(fā)送模塊IC1、接收模塊IC2、直流升壓模塊DC/DC、KD9300音樂(lè)片，F(xiàn)1-F12采用二只六反相器CD4069，延時(shí)振蕩電路查閱資料垂手可的，其中延時(shí)線路計(jì)算公式T2＝1.1R.C，電阻R取2.2M，電容C取1微法，本例為2.4秒，短時(shí)脈沖發(fā)生電路實(shí)質(zhì)也是延時(shí)電路，電阻R取1M，電容C取0.22微法，脈沖幅寬為0.24秒，F(xiàn)10和F11組成振蕩電路，頻率f＝1/2RC，電阻R取1M，電容C取0.22微法，則在2.4秒內(nèi)可發(fā)生5.4次短時(shí)脈沖；脈沖閥線卷用0.1漆包線繞制2500卷安倒相并聯(lián)接法，空截試驗(yàn)100萬(wàn)次無(wú)損壞。
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能熱水器上(落)水自動(dòng)控制系統(tǒng)里的脈沖閥與洗衣機(jī)電磁閥一樣，都是用電來(lái)控制其閥門(mén)的開(kāi)和關(guān)，但后者需要維持電流才能保持閥門(mén)開(kāi)啟，而脈沖閥的開(kāi)啟和關(guān)閉只需要輸入一個(gè)適宜的正(負(fù))脈沖電壓，即能改變其初始狀態(tài)，開(kāi)啟閥門(mén)的特征為向倒相并聯(lián)接法的脈沖閥線卷(a1)或(a2)端輸入一個(gè)或一個(gè)以上幅寬大于0.05秒幅值10-24V的負(fù)脈沖電壓，二只線卷分別流過(guò)40-90mm電流，但方向相反，根據(jù)右手定則判斷線卷(11)上端園鐵板(9)是N極，線卷(12)下端小孔園鐵板(13)也為N極，活塞體總成在線卷骨架的中心，上下活動(dòng)距離5-8mm，釹鐵硼磁鐵S極朝上，所以上導(dǎo)磁鐵條(15)帶S極，下導(dǎo)磁鐵條(17)帶N極，又根據(jù)磁極異性相吸同性相拆的原理，活塞體總成在園鐵板(9)的吸合力和小孔園鐵板(13)的排拆力推動(dòng)下迅速上升，當(dāng)上導(dǎo)磁鐵條(15)碰到園鐵板(9)時(shí)，無(wú)需維持電流，靠釹鐵硼的磁力也能牢牢的吸合在園鐵板(9)上面，膠塞離開(kāi)針狀減壓孔(40)(敞口式脈沖閥的門(mén)(2))后即為開(kāi)啟；關(guān)閉脈沖閥的特征為向倒相并聯(lián)接法脈沖閥線卷(a1)或(a2)端輸入一個(gè)或一個(gè)以上幅寬大于0.05秒幅值10-24V正脈沖電壓，二只線卷分別流過(guò)40-90mm電流但方向相反，以上述電磁原理判斷，其活塞體總成的運(yùn)動(dòng)方向則為落下，它克服壓緊彈簧(20)1-2mm的張力，牢牢的吸合在小孔園鐵板(13)上面，膠塞也就牢牢的堵住針狀減壓孔(40)(或敞口式脈沖閥門(mén)(2)防滲圈)，而無(wú)需維持電流閥門(mén)即為關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述敞口式脈沖閥關(guān)閉閥門(mén)時(shí)是克服壓緊彈簧1-2mm的張力，靠下導(dǎo)磁鐵條(17)牢牢的吸合在小孔園鐵板(13)上，所以在開(kāi)啟敞口式脈沖閥的特征為壓緊彈簧1-2mm張力的反作用力大于太陽(yáng)能熱水器上(落)水口的水的壓力2.4g，所以不用考慮該處水的壓力，當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟后，太陽(yáng)能熱水首先沖刷在防沖刷罩(14)上面，通過(guò)防沖刷罩與閥門(mén)體(1)內(nèi)壁夾縫流到活塞體總成下端，因膠塞(21)龜縮在防沖刷罩(14)里面，對(duì)活塞體總成沒(méi)有直接沖刷力，又因?yàn)槟z塞下方流水截面積比閥門(mén)(2)防滲圈的面積大4-5倍，所以膠塞(21)下方形成水流緩沖區(qū)，往下流動(dòng)的熱水不會(huì)把活塞體總成帶下來(lái)，從而即保證了敞口式脈沖閥的使用可靠性，又保證了敞口式脈沖閥的大流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述壓力水脈沖閥關(guān)閉后在某些場(chǎng)合需要水的回止功能，以防水箱內(nèi)的熱水倒灌，該功能的特征是增加一只回止大膠皮塞、無(wú)針狀減壓孔的托架、壓緊彈簧這三只零件，安裝在主流量孔出口端(32)這一面，外面用自攻螺絲把回止閥蓋(41)擰緊，當(dāng)壓力水消失時(shí)，回水的壓力來(lái)自壓力水脈沖(MF2)的出口端，該壓力通過(guò)托架上的導(dǎo)壓孔(39)，使大膠皮塞前后二區(qū)域壓力平衡，又因?yàn)樗鼪](méi)有針狀減壓孔，故靠回水的壓力而使它堵住通往主流量孔的通道而起到回止功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述脈沖閥需要一個(gè)或一個(gè)以上適宜的脈沖電壓才能改變其閥門(mén)的初始狀態(tài)，這里面隱含著開(kāi)啟閥門(mén)后因事故停電就無(wú)法關(guān)閉的弊端，所以電控制器為其設(shè)計(jì)事故停電自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)的線路來(lái)?yè)P(yáng)長(zhǎng)避短，它利用二極管正向?qū)ǚ聪蚪刂沟奶攸c(diǎn)，平時(shí)D3向C9充電，并提供反相器F12工作電源，F(xiàn)12的輸入端接二只電阻，一只R20接在D3的正極端，另一只R21接地，并滿足R21≥1.5R20，使F12在平時(shí)輸入端為高電平，輸出端為低電平，D4截止，單向可控硅VS無(wú)觸發(fā)電流截止，事故停電后利用二極管反相截止和電容二端電壓不能突變的特點(diǎn)，此時(shí)本線路的特征為電容二端仍然維持原來(lái)的工作電壓但F12輸入端R20因失去正電壓無(wú)效，R21接地有效，則F12輸入端因事故停電瞬間由高電平變?yōu)榈碗娖?，其輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖剑ㄟ^(guò)D4向單向可控硅VS觸發(fā)極輸入觸發(fā)電流，VS導(dǎo)通向脈沖閥線卷(a2)端輸入正電壓放電，放電時(shí)間T＝RMF2×C9，放電時(shí)間應(yīng)大于0.05秒，RMF2實(shí)則80Ω，則C9大于625μf。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器上(落)水的自動(dòng)控制，其水位信號(hào)采集的可靠性是它的充分必要條件，本系統(tǒng)水位探測(cè)導(dǎo)管的特征為安設(shè)在太陽(yáng)能熱水器內(nèi)水箱的外面，它的下縮口安插導(dǎo)壓小管(28)，通過(guò)上(落)水口伸向水箱里面并向下彎曲，使水位探頭脫離高溫環(huán)境，并且能夠準(zhǔn)確的反映水箱內(nèi)的水平面，水位探測(cè)導(dǎo)管上端縮口用通氣小管(29)伸向水箱保溫層外面與大氣溝通，以防銹蝕水箱。
6.太陽(yáng)能熱水器上(落)水自動(dòng)控制系統(tǒng)中的通氣止水閥為排空上(落)水管中的水起到重要作用，當(dāng)敞口式脈沖閥延時(shí)3秒自動(dòng)(或手動(dòng))關(guān)閉后，打開(kāi)室內(nèi)用水閘閥，上(落)水管中形成負(fù)壓，此時(shí)通氣止水閥的特征為浮子塞在負(fù)壓的作用下落下，空氣從上端通氣孔(24)進(jìn)入到閥內(nèi)，使上(落)水管接通大氣壓，從而管內(nèi)負(fù)壓消失，暢通無(wú)阻的排出管中的水；給水箱內(nèi)補(bǔ)水時(shí)，上(落)水管中的空氣通過(guò)通氣孔(24)排出，水上升到該裝置下蓋錐形腔(7)時(shí)分為二路，其中一路從通氣止水閥的進(jìn)水口(26)由下至上進(jìn)入閥體內(nèi)，至使浮子塞遇水上升，堵塞通氣孔(24)，壓力水就到此為止被堵在閥內(nèi)；另一路由敞口式脈沖閥的閥門(mén)進(jìn)入，壓力水頂開(kāi)活塞體總成的膠塞，由緩沖區(qū)通過(guò)防沖刷罩與閥體內(nèi)壁的夾縫，再通過(guò)貫通孔(3)進(jìn)入到太陽(yáng)能熱水器的水箱內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明為太陽(yáng)能熱水器上(落)水自動(dòng)控制系統(tǒng),敞口式脈沖閥、通氣止水閥、水位探測(cè)導(dǎo)管置于內(nèi)水箱保溫層里,用四芯線與室內(nèi)電控制器相接,實(shí)現(xiàn)水位五段顯示,通過(guò)上水脈沖閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水、水滿關(guān)閥、溢水報(bào)警并五次強(qiáng)制關(guān)閥、停電自動(dòng)關(guān)閥、排空上(落)水管于冬天無(wú)水可凍,按動(dòng)輕觸復(fù)位開(kāi)關(guān)直接落下太陽(yáng)能熱水,脈沖閥只需一個(gè)幅寬0.1秒±12V脈沖電即觸改變其初始狀態(tài)而無(wú)需維持電流,節(jié)電99%以上,故本系統(tǒng)安全節(jié)電、方便耐用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/40GK1250864SQ9812353
公開(kāi)日2000年4月19日 申請(qǐng)日期1998年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月10日
發(fā)明者胡慶陽(yáng) 申請(qǐng)人:胡慶陽(yáng)