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节水的好帮手-废水利用装置

来源:  作者:滕今朝

  这种装置能够方便把废水从厨房搬到卫生间,并有完善的空载、过载保护功能。
  
  一、工作原理
  
  在厨房洗菜池出水管的末端接一个塑料桶,一个输出端接往水泵,另一个输出端通过常开型电磁阀接下水道。
  
  电路组成如上图、下图所示。
  
  上图为控制电路。
  
  通过电流互感器L1检测水泵电流,经运放U1B进行放大,再由D1取出信号的正半周,经过C1进行滤波,A点的电位就反映出水泵电机电流的大小。
  
  输人运放U1A的2脚的电位,对应水泵电机的“空载状态”和“运行状态”的临界值。输入运放U1C的1O脚的电位值,对应水泵电机的“正常状态”和“过载状态”的临界值。
  
  启动过程如下:按下启动按钮S1,运放U1A的3脚的电位高于2脚的电位,则1脚输出高电平,使三极管Q2导通,继电器KM和电磁阀的线圈L2均得电,接通水泵电机M的工作电源,电磁阀置位,切断废水流往下水道的通道,废水由水泵抽往卫生间的储水桶。
  
  手松开后,在水泵工作电流正常的情况下,也就是说,水泵既没有空载,也没有过载的情况下,运放U1A的3脚的电位仍然高于2脚的电位,1脚继续保持高电平,完成自锁过程。
  
  当储水桶中的水已满,浮球使液位开关S3闭合,运放U1A的3脚的电位低于2脚的电位,1脚输出低电平,使三极管Q2截止,继电器KM和电磁阀的线圈L2均失电,切断水泵电机M的工作电源,并使电磁阀复位,停止抽水。
  
  若在抽水的过程中,想停止抽水,可以按下停止按钮S2,运放U1A的3脚的电位低于2脚的电位,1脚输出低电平,使三极管Q2截止,停止抽水。
  
  如果卫生问的储水桶没有装满,但是洗菜池的流水已经抽干,此时水泵处于空载状态,电机电流变小,运放U1A的3脚的电位低于2脚的电位,1脚输出低电平,使三极管Q2截止,也停止抽水。
  
  本电路有完善的过载保护功能。具体工作原理如下:
  
  如果发生水泵过载(例如发生阻塞等情况),水泵的工作电流超过正常工作电流的30%以上,A点电位上升,但由于R4、C2的延时作用,B点电位缓慢上升,6秒钟之后,运放U1C的9脚的电位将高于10脚的电位,则8脚输出低电平,三极管Q1导通,蜂鸣器HA发出报警。
  
  同时,二极管D2导通,运放U1A的3脚的电位低于2脚的电位,1脚输出低电平,使三极管Q2截止,停止抽水。
  
  此时虽然L1不能提供检测电流,但B点电位下降较慢,再加上U1C和R8组成具有施密特性质的电路,蜂鸣器报警仍然能持续6秒钟左右。
  
  下图为电源电路,提供控制电路所需的±12V电源和7.5V基准电压

控制电路

电源电路

 

      二、元件的选择

  电阻功率均为0.25W;电解电容的耐压均为25V;稳压管功率为0.5W即可;硅桥电流为1A;变压器选10W,双12V。
  
  L1用规格为22mm×11mm×8mm的铁氧体磁环,用水泵电机M1电源线在其上绕1匝,用0.5mm漆包线绕100匝。
  
  电磁阀选用直流24V常开型;继电器选用线圈电压为直流24V,触点负载(阻性)为1 0A左右的JQX系列小型大功率直流继电器;水泵选用单相小功率、扬程为3~5米的离心泵。
  
  三、调试与安装
  
  1、水泵安装在地面,这样就不用给水泵注水。
  
  2、先短接继电器KM的常开触点,然后通上220V市电电源,使水泵正常抽水,5秒钟后,检测A点的电位,此电位对应着水泵电机的正常电流。
  
  3、使水泵处于空载运行状态,再次检测A点的电位,此电位对应着水泵电机的空载电流。
  
  4、求这两次检测的A点电位的平均值,该值可作为辨别“正常状态”和“空载状态”的临界值。
  
  5、调节C点的电位,使其为上述临界值;调节D点的电位,使其为第一次测得的A点电位的130%,以此作为辨别“正常状态”和“过载状态”的临界值。
  
  四、使用方法
  
  1、每当要将洗菜池中的水抽至储水桶的时候,先拔出洗菜池底部的塞子,然后按下启动按钮S1即可。
  
  2、若储水桶中的水已满,或者洗菜池中的水已抽干,抽水过程自动结束。
  
  3、若想停止抽水,按下停止按钮S2即可。


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