[發(fā)明專利]一種非承壓式熱水器水箱水位檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310431492.5
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103438962A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王庭洪
• 申請（專利權(quán)）人: 王庭洪
• 主分類號: G01F23/36
• 分類號: G01F23/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種工作在非承壓式熱水器水箱（例如太陽能熱水器、空氣能熱水器等），可實時檢測水箱水位變化的檢測裝置。

背景技術(shù)

目前太陽能熱水器以非承壓水箱為多，而它的水位檢測元件，大多數(shù)采用設(shè)于不同水面高度串聯(lián)相應(yīng)電阻的電極，利用水的導電特性，短路聯(lián)接水面以下的電極，使之得到不同的阻值來反映水位高度，由于電極長期工作在熱水中，受水垢的富集，使導電性能不斷下降，直至失效。更受限于電極和導線的數(shù)量，顯示也只有20%、50%、80%和100%幾檔，誤差很大。最顯著的是，水滿時顯示100%，可剛使用很少一點水，水面剛離開檢測點，顯示就變成80%了。另有一種“電容式”傳感器，利用金屬空芯管壁和置于中心的絕緣導線存在的電容量，隨水位變化而改變，分辨率較高，但隨著水垢附著的增加，使電容量發(fā)生變化而使刻度失準。還有一種用水表原理來計量的控制裝置，由于增加了熱水表的制造成本，使難于普及。至今為止，還沒有一款真正能長期服役的水位檢測元件與太陽能熱水器配套。導致熱水器行業(yè)大多以半成品銷售，水位檢控儀表則由用戶自主選擇配套，規(guī)避了熱水器廠家三包責任。

此外，陽臺掛壁式太陽能以及空氣能熱水器水箱都是分體承壓式運行，其缺點是水箱制造成本高、使用過程中由于不斷補入冷水，導致熱利用率低下，欲采用非承壓運行，尚又無可靠的水位檢測技術(shù)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服目前太陽能熱水器水位傳感器懼怕水垢、使用壽命短（1-3年）、分檔少、誤差大等缺陷，本發(fā)明要提供一種完全不受水垢影響，和普通水位傳感器一樣可以從水箱溢流口直接插入的非承壓式熱水器水箱水位檢測裝置，它是由浮子（1）帶動連桿頂端的轉(zhuǎn)軸（11）旋動電位器（3），以輸出與水位變化相對應(yīng)的電阻模擬量，供二次儀表高分辨率顯示水位分段，更可與現(xiàn)有四段顯示的常規(guī)二次儀表的互換配套。

進一步優(yōu)化是：浮子（1）和連桿（2）采用薄壁空管內(nèi)填充發(fā)泡劑結(jié)構(gòu)。

為防止溫度探頭引線在轉(zhuǎn)折關(guān)節(jié)處反復轉(zhuǎn)折而的折斷，采用隨連桿一起轉(zhuǎn)動的動電刷片（10）和固定在電位器支架上的固定電刷（9）接觸聯(lián)結(jié)。

為防止電位器（3）和電器聯(lián)結(jié)內(nèi)部浸水，在關(guān)節(jié)外包裹有可隨連桿折彎的硅橡膠保護套（8）。

為方便包裝運輸，連桿上端設(shè)計成可折活動式，分成連桿（2）和折桿（12）二節(jié)，通過軸（13）轉(zhuǎn)折便于包裝運輸（附圖5），安裝時反折連桿，使復位成一根完整的連桿狀態(tài)，并由定位器（14）限位固定。

本發(fā)明的有益效果是：由于徹底不再受水質(zhì)和水垢的影響，其使用壽命只取決于電位器的工作壽命，而專業(yè)高性能電位器的工作壽命可達10萬至100萬次，以每天上水和用水各1次推算，可以連續(xù)使用200年以上。

尤其是應(yīng)用該發(fā)明結(jié)合非承壓水箱，來取代空氣能和陽臺掛壁式熱水器使用的承壓水箱，可大幅降低整機制造成本，同時提高熱水利用率、減少輔助電加熱措施，對普及高層住宅太陽能利用有著巨大的推動作用。

附圖說明

附圖1，水位檢測裝置的工作狀態(tài)示意（虛線表示為高，實線表示為低水位工作狀態(tài)）。

附圖2，為浮子兼連桿整體構(gòu)造的實施例。

附圖3，為優(yōu)選實施方案

附圖4，（A）關(guān)節(jié)部位細節(jié)區(qū)域放大圖。

附圖5，為包裝運輸下的折疊狀態(tài)。

具體實施方式

在非承壓熱水器水箱內(nèi)，隨水面浮動的浮子（1）鏈接連桿（2），驅(qū)動在連桿頂端的轉(zhuǎn)軸（11）旋動電位器（3），以輸出與水位對應(yīng)的電阻值，供二次儀表高分辨率顯示水位分段。

附圖1中，檢測裝置從水箱（6）的溢水口管（7）插入水箱，由電位器支架（15）及引線支持管（4）內(nèi)引出信號線，聯(lián)結(jié)水箱外的二次儀表。當水位較低時，由于浮子（1）的自身重力，牽動連桿（2）處于下垂狀態(tài)，當水位發(fā)生變化時，浮子運動牽動連桿角度改變，以轉(zhuǎn)軸（11）及電位器軸為支點轉(zhuǎn)動，旋動電位器，使電位器電刷在電阻膜片上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動位移，達到輸出與水位對應(yīng)的電阻值；溫度探頭傳感器（5）為獨立附屬部件，可同時傳輸溫度信號。

附圖2的實施例中，一根長浮子兼作連桿的作用，旋動電位器。優(yōu)點是簡潔，缺點是低水位誤差稍大。

附圖3、4的實施例中，浮子（1）鏈接同時設(shè)計成浮子形式（連桿同時設(shè)計成浮子形式是為了發(fā)揮更大的浮力作用，可有效保證經(jīng)多年使用后，結(jié)集的水垢不至于影響浮力導致精度變化）的連桿（2），并以連桿端的轉(zhuǎn)軸（11）及電位器（3）軸為支點，隨水位變化作相應(yīng)角度旋轉(zhuǎn)，以改變電位器阻值并由導線和附屬的溫度探頭（5）的導線一起從電位器支架（15）及引線支持管（4）中引出。