專利名稱：礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種煤礦井下水泵專用控制保護(hù)電器，具體是一種礦用水 泵水位檢測控制保護(hù)器。
背景技術(shù)：
目前，在我國煤礦井下，無論礦用防爆水泵容量的大小，均需人工進(jìn)行起 動與停止。其是缺點(diǎn)是當(dāng)水被抽完后，如果不能及時停車，水泵長時間的空 轉(zhuǎn)，勢必造成水泵線圈的溫度升高，從而引起水泵的燒損。
為了解決水泵因缺水空轉(zhuǎn)而引起的水泵線圈的溫度升高，導(dǎo)致水泵的燒 損，人們在水泵線圈中加設(shè)了熱敏元件，利用水泵線圈內(nèi)部溫度的變化，來保 護(hù)水泵。但是，由于水泵線圈內(nèi)部溫度升高，易破壞線圈繞組的絕緣，因而不 能對水泵進(jìn)行有效的保護(hù)。
有的礦用水泵設(shè)置的起動器帶有有水開泵、無水停泵的控制和保護(hù)功 能。但在使用時，由于起動器要與水泵進(jìn)行電壓等級、容量的配對，致使其使 用不方便，且在使用時，大多出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象(即選用大容量的起動器來 控制和保護(hù)小容量的水泵)。
實用新型內(nèi)容
本實用新型需要解決的問題是提供一種礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器， 它既具有有水開泵、無水停泵的控制和保護(hù)功能，也可以與任何電壓等級的起 動器或饋電開關(guān)相配套，且不受水泵容量的限制。
其技術(shù)方案是 一種礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，包括整流濾波電路、 穩(wěn)壓電路和水位檢測控制電路，其特征在于所述水位檢測控制電路由電壓比 較器、開關(guān)三極管和繼電器構(gòu)成，電壓比較器的正輸入端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電 路上的分壓電阻的接點(diǎn)連接，其負(fù)輸入端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電路正極和置于水 中的上水位探頭之間的分壓電阻的接點(diǎn)連接；電壓比較器的輸出端與開關(guān)三極 管的基極連接，三極管的集電極通過繼電器的線圈與穩(wěn)壓輸出電路的正極連 接，其發(fā)射極與穩(wěn)壓輸出電路的負(fù)極連接；繼電器的第一常開接點(diǎn)中的兩個觸 點(diǎn)分別串接在控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的控制回路中，第二常開接點(diǎn)中的 兩個觸點(diǎn)分別與置于水中的上水位探頭和下水位探頭引線的一端連接；穩(wěn)壓電 路的負(fù)極做為地線通過導(dǎo)線引出，放入水底。
其技術(shù)效果是由于水位檢測控制電路中繼電器的第一常開接點(diǎn)中的兩個 觸點(diǎn)是分別串接在控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的控制回路中的，故水泵的開啟或關(guān)閉是由繼電器來控制的，而繼電器接點(diǎn)的閉合或斷開，又由繼電器線圈 是否通電來決定的；同時，由于繼電器線圈是串聯(lián)在開關(guān)三極管的集電極電路 上的，而開關(guān)三極管的導(dǎo)通或截止又是由電壓比較器輸入端的電壓來決定的。 因而只要控制電壓比較器輸入端的電壓，即可控制水泵的開啟或關(guān)閉。正因為 如此，本控制保護(hù)器一方面通過分壓電阻給電壓比較器提供一個基準(zhǔn)電壓，另 一方面，通過水作為上、下水位探頭與穩(wěn)壓電路負(fù)極引出的導(dǎo)線連接的介質(zhì)， 為電壓比較器提供一個比較電壓。因此，當(dāng)上水位探頭線通過水與穩(wěn)壓電路負(fù) 極引出的導(dǎo)線接觸時，開關(guān)三極管導(dǎo)通，串聯(lián)在開關(guān)三極管集電極電路上的繼 電器線圈通電，其第一、第二、第三常開接點(diǎn)閉合，將水泵起動器或饋電開關(guān) 的控制回路接通，水泵得電運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)下水位探頭線通過水與穩(wěn)壓電路負(fù)極引出 的導(dǎo)線相脫離后，開關(guān)三極管截止，串聯(lián)在開關(guān)三極管的集電極電路上的繼電 器線圈斷電，其第一、第二、第三常開接點(diǎn)斷開，將水泵起動器或饋電開關(guān)的 控制回路切斷，水泵失電停轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)水泵"有水自動開泵、無水自動停 泵"的目的。且其既可以與任何電壓等級的起動器或饋電開關(guān)配套使用，也不 受水泵容量的限制；另外，其電路結(jié)構(gòu)簡單，成本費(fèi)用低，使用安全可靠。

圖l是本實用新型的電原理圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

如圖1所示， 一種礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，具有整流濾波電路1、 由穩(wěn)壓器Tl和T2構(gòu)成的穩(wěn)壓電路2和由電壓比較器、開關(guān)三極管和繼電器構(gòu) 成水位檢測控制保護(hù)電路3。電壓比較器T3 (也可為運(yùn)算放大器或門電路)的 正輸入端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電路上的分壓電阻R3、 R4的接點(diǎn)連接，其負(fù)輸入 端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電路正極和上水位探頭7之間的分壓電阻R5、 R6的接點(diǎn) 連接。電壓比較器的輸出端與開關(guān)三極管T4的基極連接，三極管的集電極通 過繼電器Jl的線圈與穩(wěn)壓輸出電路的正極連接，其發(fā)射極與穩(wěn)壓輸出電路的 負(fù)極連接；繼電器的第一常開接點(diǎn)J1-1中的兩個觸點(diǎn)分別串接在控制水泵的 起動器或饋電開關(guān)的控制回路中，第二常開接點(diǎn)Jl-2中的兩個觸點(diǎn)分別與上 水位探頭7和下水位探頭8引線的一端連接。穩(wěn)壓電路的負(fù)極做為地線通過導(dǎo) 線9引出，放入水底。
繼電器Jl的第三常開接點(diǎn)J1-3中的兩個觸點(diǎn)與有水運(yùn)行顯示燈Dl串接 在穩(wěn)壓輸出電路上。
考慮到上述的礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器是使用在煤礦井下特殊的環(huán)境 場合，因此，將其安裝于一個具有防爆腔和安全腔的殼體4內(nèi)，防爆腔內(nèi)安裝整流濾波電路1和穩(wěn)壓電路2，安全腔內(nèi)安裝水位檢測控制保護(hù)電路3。整流 濾波電路中變壓器B初級線圈引線接入貫通于防爆腔內(nèi)外的聯(lián)通節(jié)61，聯(lián)通節(jié) 與外部接入交流電源線的喇叭嘴51匹配連接。穩(wěn)壓電路2的輸出線通過聯(lián)通 節(jié)與喇叭嘴的配合引入到安全腔內(nèi)的水位檢測控制電路上。安全腔內(nèi)的繼電器 Jl的第一個常開接點(diǎn)Jl-l中的兩個觸點(diǎn)分別通過聯(lián)通節(jié)62引出安全腔，與外 部接入喇叭嘴52的控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的控制回路上的引線匹配連 接。安全腔內(nèi)的繼電器Jl的第二個常開接點(diǎn)J1-2中的兩個觸點(diǎn)也分別通過聯(lián) 通節(jié)，引出安全腔，與外部接入喇叭嘴的上水位探頭7引線和下水位探頭引線 對應(yīng)連接。穩(wěn)壓電路的負(fù)極做為地線通過導(dǎo)線9接入聯(lián)通節(jié)63引出安全腔， 與外部接入喇叭嘴53的放入水底的導(dǎo)線連接。殼體上設(shè)有把手10，以便于攜 帶。
其工作原理d吏用時，先將穩(wěn)壓輸出電路的負(fù)極引出的導(dǎo)線9與下水位探 頭8—起置于水中的下水位，將上水位探頭7置于水中的上水位，再將繼電器 Jl的第一接點(diǎn)J卜l中的兩個觸點(diǎn)分別串接在控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的 控制回路中，最后接通整流器的電源。交流36V電源經(jīng)整流變壓器B輸出交流 15V加在整流器上，通過整流、濾波后，輸出至由兩級穩(wěn)壓器T1、 T2構(gòu)成的穩(wěn) 壓電路。穩(wěn)壓后輸出直流12V，供給水位檢測控制電路3作為其工作電源。電 壓比較器T3的正輸入端通過電阻R3、 R4分壓后，獲得一個門坎電平信號 V1=6V。當(dāng)上水位探頭7通過水介質(zhì)與穩(wěn)壓輸出電路負(fù)極引出的導(dǎo)線9短接 時，給電壓比較器的負(fù)輸入端提供一個電平信號V2<6V;使得T3輸出一個電 平信號V3"12V或"1"，使開關(guān)三極管T4處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，T4輸出低電平 信號V4"0V或"0"，繼電器Jl的線圈有電流通過，其接點(diǎn)J1-1、 J1-2、 Jl-3均閉合。水泵得電，起動運(yùn)轉(zhuǎn)，上水位探頭7和下水位探頭8短接，有水運(yùn) 行顯示燈D1點(diǎn)亮。
隨著水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽水，水位在不斷下降。當(dāng)水位下降到下水位探頭露出水平 面時，下水位探頭與穩(wěn)壓輸出電路的負(fù)極引出的導(dǎo)線斷開，二者之間通過水介 質(zhì)的連接斷開，使電壓比較器的負(fù)輸入端獲得一個高電平信號V2"12V，電壓 比較器輸出為一個低電平信號V3"0V或"0"，使開關(guān)三極管T4處于截止?fàn)?態(tài)，繼電器J1的線圈無電流通過，其接點(diǎn)J1-1、 Jl-2、 Jl-3均斷開，水泵停 轉(zhuǎn)，有水運(yùn)行顯示燈滅，從而實現(xiàn)了 "無水自動停泵"的控制和保護(hù)功能。
權(quán)利要求1、礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，包括本安變壓器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路和水位檢測控制電路，其特征在于所述水位檢測控制電路(3)由電壓比較器、開關(guān)三極管和繼電器構(gòu)成，電壓比較器(T3)的正輸入端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電路上的分壓電阻(R3、R4)的接點(diǎn)連接，其負(fù)輸入端與串聯(lián)在穩(wěn)壓輸出電路正極和置于水中的上水位探頭之間的分壓電阻(R5、R6)的接點(diǎn)連接；電壓比較器的輸出端與開關(guān)三極管(T4)的基極連接，三極管的集電極通過繼電器(J1)的線圈與穩(wěn)壓輸出電路的正極連接，其發(fā)射極與穩(wěn)壓輸出電路的負(fù)極連接；繼電器(J1)的第一常開接點(diǎn)(J1-1)中的兩個觸點(diǎn)分別串接在控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的控制回路中；第二常開接點(diǎn)(J1-2)中的兩個觸點(diǎn)分別與置于水中的上水位探頭(7)和下水位探頭(8)引線的一端連接；穩(wěn)壓電路(2)的負(fù)極做為地線通過導(dǎo)線(9)引出，放入水底。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，其特征在于 所述繼電器(J1)的第三常開接點(diǎn)(Jl-3)中的兩個觸點(diǎn)與有水運(yùn)行顯示燈(D1)串 接在穩(wěn)壓輸出電路上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，其特征在于 所述礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器安裝于一個具有防爆腔和安全腔的殼體(4) 內(nèi)，防爆腔(41)內(nèi)安裝本安變壓器、整流濾波電路(1)和穩(wěn)壓電路(2)，安全腔 (42)內(nèi)安裝水位檢測控制保護(hù)電路(3);整流濾波電路中變壓器(B)初級線圈引 線接入貫通于防爆腔內(nèi)外的聯(lián)通節(jié)(61)，聯(lián)通節(jié)與外部接入交流電源線的喇叭 嘴(51)匹配連接；穩(wěn)壓電路(2)的輸出線通過聯(lián)通節(jié)與喇叭嘴的配合引入到安 全腔內(nèi)的水位檢測控制保護(hù)電路上；安全腔內(nèi)的繼電器(J1)的第一個常開接點(diǎn) (Jl-1)中的兩個觸點(diǎn)分別通過聯(lián)通節(jié)(62)引出安全腔，與外部接入喇叭嘴(52)的控制水泵的起動器或饋電開關(guān)的控制回路上的引線匹配連接；安全腔 內(nèi)的繼電器的第二個常開接點(diǎn)(J1-2)中的兩個觸點(diǎn)也分別通過聯(lián)通節(jié)，引出安 全腔，與外部接入喇叭嘴的置于水中的上水位探頭(7)引線和下水位探頭引線 對應(yīng)連接；穩(wěn)壓電路的負(fù)極做為地線通過導(dǎo)線(9)接入聯(lián)通節(jié)(63)引出安全 腔，與外部接入喇叭嘴(53)的放入水底的導(dǎo)線連接。
專利摘要礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器，屬電子控制技術(shù)領(lǐng)域。其目的是提供一種具有有水開泵、無水停泵的控制和保護(hù)功能的礦用水泵水位檢測控制保護(hù)器。其技術(shù)要點(diǎn)是水位檢測控制電路(3)中的電壓比較器(T3)通過分壓電阻獲得一個基準(zhǔn)電壓，通過水作為上、下水位探頭與穩(wěn)壓電路負(fù)極引出的導(dǎo)線連接的介質(zhì)，為其提供一個本質(zhì)安全型的比較電壓。當(dāng)水位探頭與穩(wěn)壓電路負(fù)極引出的導(dǎo)線與水接觸時，開關(guān)三極管(T4)導(dǎo)通，繼電器(J1)線圈通電，其接點(diǎn)(J1-1)閉合，接通水泵電源，水泵得電運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)水位探頭與穩(wěn)壓電路負(fù)極引出的導(dǎo)線與水脫離后，開關(guān)三極管(T4)截止，繼電器線圈斷電，其接點(diǎn)斷開，切斷水泵電源，水泵失電停轉(zhuǎn)。
文檔編號F04D15/00GK201265538SQ200820160318
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者張衛(wèi)國, 閆立平, 馬天兵 申請人:張衛(wèi)國;馬天兵