Поплавковый выключатель для насоса: принцип работы, достоинства

Контроль за работой насосов осуществляется с помощью разных устройств, и одно из наиболее распространенных — поплавковый выключатель уровня воды. Он одновременно может выполнять задачу датчика уровня воды и быть исполнительным элементом управления насосом. Размещаются поплавки для насоса в емкостях.

В одном резервуаре могут разместиться несколько таких выключателей, притом они могут решать разные задачи:

• Контролировать работу основного насоса.
• Служить датчиком перелива.
• Обеспечивать работу вспомогательного насоса.
• Служить аварийным датчиком уровня.

С помощью подобных устройств насосный аппарат защищается от режима «сухого хода». При заполнении разных резервуаров данный элемент защищает их от перелива. Поплавковые выключатели для насоса бывают легкими и тяжелыми. Первые чаще используются в системах водоотведения и водоснабжения; вторые — в дренажных, дождевых и фекальных стоках. В магазинах приспособления продаются с кабелем длиной 2, 3, 5, 10 м.

Конструкция устройства

В плавающем пластиковом корпусе выключателя имеется электрический переключатель и рычаг, переводящий контакты переключателя. Есть также стальной шарик, корректирующий позицию рычага при смене положения поплавка. К переключателю подведен кабель из трех проводов, первый из которых общий, а остальные подсоединены к нормально закрытому и открытому контакту устройства.

Замыкание цепи обеспечивается черным и синим проводом, когда поплавок в нижнем положении. При переводе его в верхнюю позицию замыкающими контактами выступают уже коричневый и черный провода. Провод, не обеспечивающий подключение устройства, обязательно должен быть заизолирован.

Важно, чтоб у подводящего кабеля были влагозащитные свойства, пластиковая коробка при этом должна быть герметичной. Герметизация кабельного вывода обеспечивается с помощью механического уплотнения, а еще у нее есть специальное устройство, которое позволяет устранять механические напряжения в кабеле. В изолированной полости кабельного ввода содержится полимерная смола, предотвращающая попадание воды внутрь.

Химические свойства и термостойкость корпуса и оболочки кабеля, изготовленных с применением термопластичной резины, обуславливают способность выключателя переносить взаимодействие со следующими агрессивными веществами:

• мочевой кислотой;
• спиртами;
• фекальными водами;
• бензином;
• прочим.

Из-за отсутствия на пластиковых корпусах пор на них появляются загрязнения. Из-за этого соскальзывает песок, бумага и прочие твердые вещества, а поплавок сохраняет плавучесть.

Характеристики датчика контроля уровня воды:

• Максимальный коммутируемый ток, А;
• Напряжение сети, В — 220±10%;
• 10А — для активной нагрузки (пускатели, лампы, выключатели, тэны и т. п. );
• 8А — для реактивной нагрузки (компрессоры, насосы, вентиляторы и т. п. );
• Диапазон рабочих температур: 0−60°C;
• Защита: IP 68.

Самостоятельное изготовление датчика

Предположим, стоит задача автоматизировать использование насоса типа «Малыш» для обеспечения водой дачи или загородного дома. Как правило, вода нагнетается в аккумулирующий резервуар, и нужно обеспечить своевременное, автоматическое отключение насоса при достаточном заполнении ёмкости. Для этого нет необходимости устанавливать сложные и дорогие датчики. Изготовление устройства на основе геркона, которое отлично выполнит поставленную задачу, можно осуществить своими руками. Назовём это устройство: электрический поплавковый клапан уровня воды в баке на базе герконового выключателя.

Герконовый выключатель

Геркон — это выключатель, который является главной исполняющей деталью в устройстве герконового датчика уровня воды для управления насосом. Он выглядит как маленькая герметичная стеклянная ёмкость с вакуумом внутри или инертным газом. Внутри находится замкнутая или разомкнутая контактная группа, проще говоря, два замкнутых или разомкнутых контакта из ферромагнитного материала с золотым или серебряным верхним покрытием. При попадании в магнитное поле контакты детали намагничиваются и отталкиваются друг от друга, размыкая цепь, в которую они включена, останавливая её работу, или, наоборот, замыкаются и включают цепь. Герконы разделяются на два вида:

• Геркон с нормально замкнутыми контактами.
• Геркон с нормально разомкнутыми контактами.

Среда внутри стеклянной колбы препятствует окислению контактов и образованию искр при замыкании.

Устройство датчика на основе геркона

Для изготовления устройства понадобится магнитный катушечный пускатель на 220 вольт и пара герконов, один из которых замкнут в нормальном состоянии, а второй — разомкнут. И также понадобится поплавок для бака с водой, который изготавливается из пенопласта, шток, трубки и трех проводов небольшого сечения и толщины.

Схема работы устройства проста и, главное, безопасна. Принцип работы следующий:

• В процессе набора жидкости поплавок с магнитом, достигнув геркона максимального уровня, находящегося в замкнутом состоянии, размыкается под действием магнитного поля, коммутируя силовую, пускающую катушку на отключение, которая выключает насос.
• По мере убывания воды из резервуара поплавок опускается и при достижении нижнего геркона, срабатывающего на замыкание под воздействием магнитного поля, пускающая катушка коммутируется на запуск насоса.
• Датчик, изготовленный по такому принципу, способен работать много лет без нареканий в отличие от электронных систем управления контролем заполнения ёмкостей. Изготовить поплавковый датчик уровня воды своими руками несложно, и это не требует особых специальных знаний в области электротехники.

Схема контроля откачки воды дренажным насосом

По принципу вертикальной работы поплавкового механизма можно предложить схему подключения датчика для коммутации реле запуска дренажного насоса с дополнительным питанием 12 вольт.

Стоит отметить, что герконовые переключатели не способны работать с большими токами и не могут включать или отключать насос напрямую. Поэтому они используются в низковольтных схемах для коммутации мощных реле для запуска или отключения насоса. При высоком уровне начинается откачка жидкости до достижения минимального установленного уровня. Принцип работы следующий:

• При подъёме жидкости в ёмкости до верхнего уровня поплавок с магнитом замыкает верхний геркон SV 1, и на катушку реле P1 начинает поступать ток. Происходит замыкание контактов параллельно с подключённым герконом, что приводит реле в состояние самозахвата. Такая функция не позволяет отключиться напряжению питания катушки при размыкании геркона SV 1. Это достигается подключением нагрузки реле и его катушки в одну цепь.
• Происходит включение силовой катушки реле P2 в цепи питания электронасоса и начинается откачка жидкости.
• При уменьшении уровня жидкости поплавок с магнитом достигает нижнего геркона SV 2, замыкая его контакты. Положительный потенциал напряжения начинает подаваться на катушку реле P1 также и с другой стороны. Это приводит к снятию функции самозахвата и отключению реле, что коммутирует отключение силовой катушки P2, обеспечивающей питание электронасоса.
• Поменяв герконы SV 1 и SV 2 местами, датчик будет отключать насос при наполнении ёмкости до установленного уровня и включать при падении уровня жидкости.

Достоинства прибора

Среди преимуществ поплавкового выключателя в первую очередь выделить следует то, что это устройство может служить обычным датчиком для определения в резервуаре уровня воды. Эту задачу он выполняет вне зависимости от целей использования емкости и ее объема. Это устройство сделает более удобной эксплуатацию насоса, упростит контроль функций бытовых и промышленных систем водоснабжения. Иногда при помощи его успешно отводится жидкость.

Выключатель может быть элементом в составе оборудования при сооружении канализационных коммуникаций. Простота и эффективность обеспечили ему широкое распространение в разнообразных системах, где надо контролировать уровень воды. Способность обеспечивать защиту насосных систем в режиме сухого хода — это не единственный плюс устройств. С их помощью можно предотвратить ситуации, когда в емкостях переливается вода.

Электрическая схема подключения

В зависимости от нужд пользователя и его финансовых возможностей можно выбрать один из методов подсоединения глубинной помпы к электрической сети.

Без автоматики

Без вспомогательных управляющих приборов подключение помпы идет с помощью заблаговременно смонтированной электророзетки с контактом заземления. Насос также заземляется. Для этого применяется основная шина дома, соединяющаяся с уже имеющимся заземляющим контуром здания.

Для подведения электричества к розетке применяется трехжильный кабель. Напряжение электропитания погружного насоса – 220В. Нельзя использовать розетки на 380 или 150 вольт.

Способ подсоединения без автоматики нельзя считать правильным. Он только представляет общий принцип подключения напорного устройства для скважины. Если не ставить автоматику, управляющую работой насосного оборудования, оно может сломаться при холостом ходе.

Через реле давления

Чтобы уменьшить стоимость комплекта напорного оборудования, можно применить схему подключения скважинного насоса только с реле давления без управляющего блока. Устройство отключает помпу, когда напор достигнет максимума, и запускает ее при уменьшении показателей до минимума.

Монтаж поплавкового выключателя

Устройства могут устанавливаться разными способами. До монтажа следует убедиться, что номинальное значение тока, который нужен для работы насоса, меньше максимально допустимого его значения, приведенного в технических характеристиках данного типа поплавка. Среди известных способов монтажа простейший — это размещение его в резервуаре, который предусматривает применение устройства с кабелем и специального грузила, прилагаемого к устройству.

При такой установке грузило фиксируется на кабеле, а потом опытным путем производится расчет длины плеча свободного хода. Используя защелку, грузило закрепляют на кабеле, и далее кабель прочно фиксируют с внешней стороны резервуара. Затем выключатель подключают к насосу, и устройство может использоваться по назначению.

Вариант монтажа поплавка, который предусматривает использование подводящего кабеля, может применяться лишь в отсутствие риска зацепки или зависания главного устройства в самом резервуаре и когда в нем размещается только один поплавок.

Иногда устанавливается несколько поплавков. Они монтируются на штангу, роль которой чаще играют фрагменты пластиковой трубы, которая прочно фиксируется в резервуаре. Потом на трубу устанавливаются поплавки, которые должны быть правильно выставлены, настроены, разнесены по длине штанги с расчетом несоздания трудностей для работы.

Подведение кабелей, идущих от поплавков, к штанге осуществляется с помощью хомутов. Выбирая количество поплавковых выключателей, обратите внимание на число насосов или тип и количество защитных приспособлений и пультов управления. Иногда проблема обеспечения работы выключателей может решиться за счет использования нескольких штанг. Определяя схемы монтажа, их количества и места, каждый раз учитывайте особенности места их установки или сверяйтесь с проектом.

ГЕРКОНОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Один из самых популярных типов датчика, представляющий собой усовершенствованный вариант поплавковых устройств с механическим переключателем. Герконовые уровнемеры отличаются низкой стоимостью, простой и надежной конструкцией, а также возможность отслеживать изменение уровня воды в широком диапазоне.

Существует несколько разновидностей герконовых датчиков. В простейшем варианте механический переключатель поплавкового датчика меняют на геркон, что несколько повышает надежность устройства (так устроены герконовые уровнемеры боковой установки). Но чаще используется схема с несколькими герконами и поплавком с магнитами.

В качестве примера можно рассмотреть одну из самых популярных конструкций. Датчик изготавливается в виде трубки, по которой свободно перемещается поплавок. Внутри трубки устанавливаются герконы, количество которых может варьироваться в зависимости от требований к дискретности измерения.

То есть чем больше уровней воды нужно отслеживать, тем большее количество герконов нужно установить.

При изменении уровня воды поплавок поднимается или опускается, вызывая встроенным магнитом срабатывание геркона, который подключен в управляющую цепь. В простейшем варианте используются один геркон, для сигнализации предельного уровня воды.

Корпус герконовых датчиков может изготавливаться из различных материалов, в бюджетном варианте используется пластик, более дорогие и прочные модели изготавливают из нержавеющих сплавов. Выбор материала в основном зависит от того, где будет устанавливаться датчик (требования к механической прочности и надежности).

Герконовые датчики – одни из самых распространенных, и часто используются в бытовых системах автономного водоснабжения. Простая конструкция позволяет изготовить датчик самостоятельно, при этом его надежность и точность измерения будет на достаточно высоком уровне. Герконовые измерители уровня можно использовать для различных жидкостей.

В частности эти устройства широко применяются для контроля уровня топлива на транспортных средствах, используются в химической и нефтегазовой промышленности.

Если оценивать вышеперечисленные варианты датчиков уровня воды исходя из критериев надежности и точности измерений, то на первом месте будут электронные уровнемеры.

Но стоит учитывать, что их технические характеристики часто превышают требования, предъявляемые к бытовым системам водоснабжения. Поэтому поплавковые и герконовые датчики – это оптимальный вариант, с доступной ценой и простой установкой.

2012-2019 г. Все права защищены.

Таблица выбора поплавковых датчиков уровня (сигнализаторов уровня) ПДУ-Т:

Это интересно: Выбор, проверка и настройка строительного уровня — поясняем суть

Принцип работы

В зависимости от схемы работы поплавкового выключателя меняется и принцип работы устройства.

Система водоснабжения, наполнение и опустошение бака. Когда поплавок работает по такой схеме, в момент всплытия он обесточивает насос, подающий в резервуар воду. Когда поплавок находится на поверхности, он дает сигнал на включение автоматической станции водоснабжения. Отключение станции может быть только при погружении устройства на дно, когда емкость пустая.

Система канализации. Включение фекального насосного оборудования происходит, когда поднимается основное регулирующее устройство. Насосная установка включается при погружении его на дно. Один поплавок способен обслуживать два насоса одновременно: первый может подавать в емкость воду, если поплавок находится в своей нижней позиции, второй насос бездействует в это время. Когда поплавок вверху, включается второй, выкачивающий воду, насос. В это время подающий насос неактивен. Данная схема достаточно эффективна, так как исключает проблемы с регулярной доставкой воды при наполнении емкости.

Виды дренажных канализационных насосов для частного дома

Каждый владелец частного дома рано или поздно сталкивается с проблемой выбора насоса для системы канализации. Рассмотрим их основные типы и критерии их выбора.

Насосы для канализации

Насосы для канализации частного дома бывают дренажные и фекальные.

• Дренажные насосы служат для откачки загрязнённой воды из канализации дома, бассейнов, затопленных помещений. Такие воды содержат твердые частицы относительно больших размеров (50 мм и более): песок, камни и т.д., но свободны от органических или волокнистых включений;
• Фекальные насосы предназначены для откачки жидкостей повышенной вязкости, с органическими, илистыми и волокнистыми включениями, пищевыми отходами. Фекальные насосы имеют конструктивную особенность – наличие измельчающего устройства для таких частиц. Твердые неорганические включения могут сломать ножи измельчителя.

Так как дренажные установки не имеют системы измельчения, то они компактнее, а их стоимость ниже.

Области применения

Дренажные канализационные насосы могут быть использованы для откачки жидкости:

• накопительных колодцев или ливневой канализации частного дома, особенно проблема откачки актуальна весной, во время таяния снега или сильных дождей;
• резервуаров переливных колодцев (септиков);
• в подвалах, цокольных и других помещениях в частном доме в случае их затопления (поднявшимися грунтовыми водами или в результате прорыва труб водоснабжения дома);
• в бассейнах или колодцах, декоративных прудах для замены воды.

• полива, мойки машин;
• прокачки воды через дренажные трубы канализации, если они не имеют нужного уклона.

Виды канализационных насосов

По расположению во время откачки дренажные и фекальные установки делятся на 2 вида.

1. Поверхностные канализационные насосы . При работе их располагают на поверхности земли, а в откачиваемый колодец опущен водозаборный рукав. В этом случае усиленной защиты корпуса и электропроводки не требуется. Обычно для агрегатов устраивается специальная площадка и легкое укрытие. Это лишает их мобильности, хотя в продаже имеются и компактные экземпляры. Недостатки этого вида: высокий уровень шума и вибрации при работе, возможность перегрева во время откачки. Насосы комплектуются устройствами автоматики: контроля уровня жидкости и автоматического включения и выключения. Возникают трудности при его использовании в зимнее время. Для них характерна относительно низкая производительность и небольшой напор воды. Из преимуществ можно выделить их дешевизну, надежность и большой срок эксплуатации.
2. Погружные канализационные насосы . Как следует из названия, они рассчитаны на погружение в воду. С одной стороны, это решает проблему охлаждения насоса, с другой стороны, требует хорошей герметизации установки. Корпус насоса изготавливается из нержавеющих, ударопрочных материалов, электрический кабель имеет многослойную изоляцию. Они также имеют систему автоматического включения и отключения (обычно поплавкового типа). Отличаются хорошим напором, они мобильны, универсальны (можно использовать как для колодцев, так и в подвалах). Благодаря тому, что погружные насосы расположены в воде, они не шумят и не замерзают.

Критерии выбора

Формула расчета требуемого напора установки:

N – напор воды, выдаваемый насосом, в метрах водяного столба;

H – максимальная глубина погружения агрегата или опускания водозаборного рукава;

L – длина горизонтального трубопровода от места откачки до места слива отработанной воды.

1. Для погружных насосов в инструкции указывается максимальная глубина погружения, для поверхностных – максимальная глубина опускания рукава забора воды.
2. Производительность (литров в единицу времени – час или минуту), не должна быть меньше пропускной способности канализационной системы в доме, во избежание затопления.
3. Установка имеет допустимую величину твердых примесей.
4. Агрегаты должны быть снабжены системами автоматики и различной защиты: от перегрева, короткого замыкания и т.д.
5. Наличие клапанных устройств для предотвращения обратного тока жидкости.
6. Материал корпуса должен быть ударопрочным. Так, погружные насосы должны иметь степень защиты корпуса не ниже IP 68.

Важна эргономика агрегата, наличие ручек для переноса, удобство расположение патрубков.

Лучше остановить свой выбор на установках известных фирм. Приобретение некачественного агрегата приводит к его быстрому износу и поломке.

Эксплуатация, ремонт, обслуживание

Соблюдение правил эксплуатации поплавков обеспечит их длительную эксплуатацию. Когда поплавок включен в систему водоснабжения и водоотведения, не стоит тратить время на его Т. О. Если устройство контролирует работу канализационных или фекальных ям, рекомендуется хотя бы раз в месяц струей воды, которая подается под давлением, очищать поплавок и насос от загрязнений. Это предотвратит залипание поплавка или его прилипание к напорной трубе или насосу. Сломанный поплавковый выключатель заменяется, а замену проводят специалисты из сервисных центров.

Когда необходимо обеспечить подачу питьевой воды или вывести загрязненные стоки, вместе с насосами используются специальные приспособления, в частности, поплавочный выключатель. Поскольку устройство предотвращает переход в режим «сухого хода», срок службы насоса увеличивается. Еще экономится немало электроэнергии, ведь, благодаря поплавковому выключателю, насос задействуется лишь при необходимости.

Как разобрать поплавок

Иногда причина того, что насос не желает работать, кроется в неисправности поплавкового механизма. Он предназначается для защиты аппарата от работы на сухую. Для ремонта дренажного насоса с поплавком потребуется разобрать это устройство и осмотреть его изнутри. Чтобы вскрыть поплавок, следует отвинтить соединительные болты на его корпусе, затем поддеть стыковочный шов отвёрткой. Внутри находится свободно перекатывающийся шарик, перемещение которого включает/отключает электропитание.

Читать также: Пресс гидравлический для опрессовки системы отопления

Бывает, что шарик самопроизвольно стопориться, блокируя запуск мотора. Причиной залипания бывает также потеря корпусом поплавка герметичности, вследствие чего шарик ржавеет, или обрастает минеральными отложениями. Для исправления ситуации нужно почистить его и хорошенько герметизировать швы.