系统组成
图1是微型自来水系统的结构图,图中水泵吸入口通过单向阀和农家压水井引水管相连,泵出水口连接系统自动控制部件,水龙头及管线与控制部件的另一端相连接。
在该系统中,控制部件是整个系统的核心,它通过感应水龙头的开关状态,自动控制水泵的开停,实现“水龙头一开,清水即来”的自来水供应。图2是控制部件的详细结构图。它主要由三部分组成:第一部分是水流感测件,即流量开关;第二部分是防泄露部件,即压力开关;第三部分是蓄能机构,即蓄能管。流量开关用于感测水的流动,它的感应灵敏度非常高。正常情况下流量开关是断开的,一旦感应到水的流动,流量开关即闭合。压力开关主要用于防止泄露,使系统内始终保持一定的压力,保证水龙头一开,清水即来。另外,该部件还用于首次启动或停电后再来电对系统进行自动补压。蓄能管的作用是给流量开关提供二次供水,触发流量开关动作,因此蓄能管的位置只能处于流量开关上游。
电路工作原理
图3是控制部件控制电路图。它是由555时基电路构成的一个定时电路,其中D1和C1对交流12V进行整流滤波,在C1两端得到12V直流电。K1、K2分别是控制装置中的压力开关和流量开关,两者相并接后串接于由R1和R2组成的分压电路中。时基电路555的②端是触发端。R3和C2是定时电阻和定时电容,调整它们的大小,可以改变延时时间。时基电路555的输出端③接继电器J。继电器的常开接点用于控制图3中的双向可控硅,继而由可控硅来控制水泵电机的通断。
元件选择与工作过程 D1选用1N4007整流二极管,C1容量为16V、220μF,R1为1/8W、20k,R2为1/8W、2k,R3为1/8W、100k,C2容量为16V、33μF,C3选用0.01μF瓷介电容,继电器选用4098型12VDC。可控硅的选用应根据水泵电机的具体功率而定,并且要考虑适当的余度。市售常见水泵电机功率为370W、550W、750W等,可控硅可选用600V,8A、12A、16A。电阻R4为1/8W、100Ω。 该系统工作过程是这样的,水泵首次通电后,由于压力开关K1闭合,定时电路受触发输出高电平,可控硅导通,水泵电机转动开始抽水。水抽上来后,水流经过流量感测部件,流量开关K2闭合,水泵继续运转。水龙头关闭后,水流停止,流量开关断开,系统处于保压状态,压力开关也断开,水泵停止运转。水龙头再次开启后,蓄能管提供二次供水,流量开关K2闭合,定时电路受触发,水泵运转,水流上来后,流量开关一直保持闭合,水泵连续运转。系统在待用期间,如果出现泄露现象,泄露感测部件受感应动作,K1闭合,水泵转动进行系统补压。需要注意的是,系统管线必须严格密封,否则水泵将频繁启停。