Поплавковый выключатель для насоса принцип работы, достоинства

Чтобы работа электрических насосов не сопровождалась большим количеством ошибок, необходимо устанавливать датчик уровня воды. Прибор способен контролировать работу, а также предотвращать функционирование в «сухом ходе». Выбору этого изделия, важно уделять немало времени, потому что от качества исполнения зависит долговечность и надежность продукта. Поэтому редакция сайта «ЯНашла» подготовила для Вас рейтинг лучших поплавковых выключателей на 2022 год.

Поплавки на монтажной штанге

В одном резервуаре может располагаться до нескольких выключателей, у каждого из которых своя функция: один управляет вспомогательным насосом, другой – основным, третий выступает в роли аварийного датчика уровня воды, четвертый следит за переливом. В любом случае количество поплавков определяется числом подключаемых насосов, а также потребностью системы в защитных устройствах. Крепеж нескольких поплавков производится на особой монтажной штанге. В её роли можно с успехом использовать трубу из пластика, надежно закрепленную в резервуаре. Поплавки-переключатели фиксируются на штанге поодаль друг от друга с таким расчетом, чтобы не мешать работе соседа. Крепление кабеля каждого выключателя выполняется креплением хомутами. Бывают ситуации, когда необходимостью диктуется применение сразу нескольких штанг для крепления поплавков. С учетом условий работы и особенностей проекта определяется количество поплавков- переключателей, нужное для организации работ той или иной системы.
Существует два типа поплавковых выключателей:

• Легкий – для системы, управляющей водоснабжением либо отведением воды;
• Тяжелый — предназначенный для управления дренажными либо фекальными насосами.

Ротационное реле уровня с лопаткой

Реле уровня с лопаткой является наиболее обычным способом для определения уровня порошка и других объемных материалов. Этот тип реле также устанавливается на боковой стороне емкости с внешней стороны с использованием фланца или устанавливается в верхней части емкости на удлинителе. Эти устройства имеют двигатель, который вращает лопатку внутри емкости. При увеличении высоты материала лопатка закрывается материалом и она прекращает вращаться, происходит отключение двигателя и активируется реле. Когда уровень материала уменьшается и лопатка освобождается, пружина опять запускает двигатель и реле возвращается в нормальное состояние.

Серия реле уровня с лопаткой PLS

выпускается компанией Proximity Control. Эта серия имеет встроенную магнитную муфту, которая уплотняет отсек с электрической схемой от материала процесса, уменьшая необходимость в обслуживании и увеличивая надежность. Также магнитный привод создает немеханический захват со скольжением, что предотвращает повреждение двигателя и приводного механизма от внезапной или излишней нагрузки на лопатку. Особенностью также является внешняя индикация включения.

Преимущества:

Это технология низкой стоимости. Устройства легки в пользовании, так как нет необходимости в электронной калибровке для приложений и они универсальны для различных приложений.

Недостатки:

Устройства являются механическими и двигатель будет изнашиваться при использовании, они не будут работать с очень легкими материалами и устройства должны приобретаться с учетом используемого электропитания.

Поплавок в устройстве насоса описание элемента

Как дренажный, так и погружной насос поплавковый работает в условиях, при которых в жидкость может попасть мусор или она может закончиться. В первом случае фракции твердых отходов могут сильно повредить систему. С целью избежать этого, насосы оборудуются поплавками выключения, которые срабатывают при отсутствии воды или при наличии в ней большого количества мусора.

Насосы могут помещаться и работать в различных емкостях, колодцах или скважинах. В зависимости от места использования агрегата, функции поплавка могут отличаться. Тем не менее, во всех случаях к задачам поплавков относиться:

• Регулировка работы главной помпы;
• Регулировка работы вспомогательной помпы и повышение ее эффективности;
• Сигнализатор уровня воды;
• Сигнализатор перелива.

Сигнализатор уровня жидкости требуется для того, чтобы исключить использование насоса на сухом ходу. Сигнализатор перелива необходим для исключения возможности переполнения резервуара, в котором находится насос. Зачастую это приводит к короткому замыканию устройства.

Классификация оборудования

Поплавковые датчики могут самостоятельно осуществлять контроль над уровнем жидкости или подавать сигнал в схему контроля. По этому принципу их можно разделить на две большие группы: механические и электрические.

Механические устройства

К механическим относятся самые разнообразные поплавковые клапаны уровня воды в баке. Принцип их действия состоит в том, что поплавок соединён с рычагом, при изменении уровня жидкости поплавок перемещает вверх или вниз этот рычаг, а он, в свою очередь, воздействует на клапан, который и перекрывает (открывает) подачу воды. Такие клапаны можно увидеть в сливных бачках унитазов. Их очень удобно использовать там, где нужно постоянно добавлять воду из центральной системы водоснабжения.

Механические датчики обладают рядом преимуществ:

• простота конструкции;
• компактность;
• безопасность;
• автономность — не требуют никаких источников электроэнергии;
• надёжность;
• дешевизна;
• лёгкость установки и настройки.

Но у этих датчиков есть один существенный недостаток: они могут контролировать только один (верхний) уровень, который зависит от места монтажа, и регулировать его, если и можно, то в очень небольших пределах. В продаже такой клапан может называться «кран поплавковый для ёмкостей».

Электрические датчики

Электрический датчик уровня жидкости (поплавковый), отличается от механического тем, что сам он воду не перекрывает. Поплавок, перемещаясь при изменении количества жидкости, воздействует на электрические контакты, которые включены в схему управления. На основании этих сигналов автоматическая система контроля принимает решение о необходимости тех или иных действий. В простейшем случае такой датчик имеет поплавок. Этот поплавок воздействует на контакт, через который происходит включение насоса.

В качестве контактов чаще всего применяют герконы. Геркон — это стеклянная герметичная колба с контактами внутри. Переключение этих контактов происходит под действием магнитного поля. Герконы имеют миниатюрные размеры и легко размещаются внутри тонкой трубки из немагнитного материала (пластик, алюминий). По трубке под действием жидкости свободно перемещается поплавок с магнитом, при приближении которого контакты срабатывают. Вся эта система устанавливается вертикально в резервуар. Меняя положение геркона внутри трубки, можно регулировать момент срабатывания автоматики.

https://youtube.com/watch?v=HFM-k0jItxM

Если нужно следить за верхним уровнем в резервуаре, то датчик устанавливают вверху. Как только уровень опустится ниже установленного, контакт замкнётся, насос включится. Вода начнёт прибавляться, и когда уровень воды дойдёт до верхнего предела, поплавок вернётся в исходное состояние, и насос отключится. Однако на практике такую схему применять нельзя. Дело в том, что датчик срабатывает при малейшем изменении уровня, вслед за этим включается насос, уровень поднимается, и насос отключается. Если расход воды из ёмкости меньше, чем подача, возникает ситуация, когда насос постоянно включается и отключается, при этом он быстро перегревается и выходит из строя.

Поэтому датчики уровня воды для управления насосом работают иначе. В ёмкости располагают минимум два контакта. Один отвечает за верхний уровень, он отключает насос. Второй определяет положение нижнего уровня, при достижении которого насос включается. Таким образом, значительно сокращается число пусков, что обеспечивает надёжную работу всей системы. Если разница уровней небольшая, то удобно использовать трубку с двумя герконами внутри и один поплавок, который их коммутирует. При разнице больше метра применяют два отдельных датчика, установленных на требуемых высотах.

Несмотря на более сложную конструкцию и необходимость схемы управления, электрические поплавковые датчики позволяют полностью автоматизировать процесс управления уровнем жидкости.

Если через такие датчики подключить лампочки, то их можно использовать для визуального контроля количества жидкости в резервуаре.

Средства измерения уровня сыпучих материалов

Измерение уровня сыпучих сред в емкостях различной формы и объема при автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности — более сложная задача, чем контроль уровня жидких сред. Это связано с тем, что сыпучие материалы при заполнении и опорожнении емкостей не имеют горизонтальной поверхности, а образуют откосы в результате трения и некоторого сцепления между частицами сыпучего материала. Давление сыпучих сред на дно и стенки емкости непропорционально высоте уровня, так как на сыпучие материалы не действует закон Паскаля. Большинство сыпучих материалов (особенно соль, сахар, мука и аналогичные им) при хранении теряют сыпучесть, т.е. обладают свойством слеживания. Кроме того, они могут прилипать к поверхностям емкостей и чувствительным элементам преобразователей уровня, что в сочетании со слёживаемостью приводит к зависанию материалов на наклонных и в некоторых случаях на вертикальных плоскостях. Абразивность некоторых сыпучих материалов (зерна, соли и др.) вызывает повышенный износ датчиков уровня, устанавливаемых в бункерах, а кусковые материалы могут вызвать их механические повреждения. Ряд сыпучих материалов (мука, соль, концентрированные корма, сера и др.) образует в емкостях взвешенную, легко воспламеняемую, а при определенных условиях и взрывоопасную пыль. Поэтому электрические уровнемеры могут применяться только во взрывобезопасном исполнении.

Разнообразие условий измерения и характеристик сыпучих сред определяет большую номенклатуру приборов для измерения уровня сыпучих материалов: механические, контактно-механические и поплавковые, гидростатические и электрические, ультразвуковые и др. Необходимо отметить, что ряд выше рассмотренных приборов измерения уровня жидких сред можно успешно использовать для измерения уровня сыпучих материалов. Однако выпускаемые серийно приборы контроля уровня сыпучих материалов не обеспечивают решения всего многообразия задач, возникающих при внедрении АСУ ТП пищевой промышленности.

Обслуживание и ремонт поплавка

При условии соблюдения правил эксплуатации, поплавок для включения насоса будет работать долго и исправно. Если элемент применяется в условиях работы с чистой водой, то специального обслуживания он не требует. Если же поплавок используется при работе с грязной водой и большим количеством твердых фракций, то его, как и всю систему, необходимо промывать под струей чистой воды. Делать это необходимо не реже 1 раза в месяц. Таким образом, вы защитите деталь от прилипания к напорной трубе или к насосу.

В случае попадания воды внутрь поплавка, подгорания его контактов или нарушения целостности изоляции кабеля, все неисправные элементы нужно заменить, так как ремонту они не поддаются. Если из строя полностью вышел сам электронный поплавок, то менять его необходимо в специальных сервисных центрах.

Особенности совершения правильной покупки

До приобретения поплавка-сигнализатора следует четко обозначить сферу и способ его использования, а также определить необходимые электрические характеристики, размеры самого прибора и длину провода. Если поплавок будет необходим для водоотводных или водозаборных нужд, то вполне возможно будет обойтись бюджетной моделью легкого типа. Она обладает нужной плавучестью, четко реагирует на уровень вводы в контролируемой емкости и сразу же передает сигнал другими частям системы, задействованным в процессе, при возникновении каких-либо изменений. А вот для дренажных и фекальных систем понадобятся специальные тяжелые и дорогие модули (иногда их даже не комплектуют грузилами), ибо их конструкция предполагает плотное взаимодействие с агрессивной средой. Стоит отметить, что для чистой воды их приобретать не стоит, ибо отдача у них будет равная легким, а цена на порядки выше.

Некоторые нюансы электрохарактеристик

Напряжение и сила тока поплавкового агрегата должны четко соотносится с теми же параметрами применяемого насосного оборудования. Напряжение, обычно, составляет 220 Вольт, колебания этого показателя допустимы в пределах от 5 до 10 процентов (в обе стороны). Однако, сила тока у агрегата-выключателя должна превышать пределы, необходимые для насоса. В инструкциях к поплавкам зачастую указывают активную/реактивную нагрузку. Соответственно, при подключении его к насосу данная позиция должна учитываться по реактивному показателю.

Температурный режим работы поплавковых устройств достаточно велик – поэтому заботиться об этом абсолютно не нужно. Другое дело длина исходящего кабеля соединения – стандартно он имеет длину от 2 до 10 метров. Устройства с кабелем малой длины подойдут для бытовых емкостей небольшой глубины, а длинные кабели пригодятся для работы в резервуарах водоканала либо глубоких скважинах или колодцах.

Как подключить поплавковый выключатель к насосу

Установка поплавка может выполняться разными способами. Перед монтажом следует убедиться, что ток, который потребляет насос, меньше максимально допустимого тока, указанного в руководстве по эксплуатации системы.

Самым простым способом установить поплавок считается метод монтажа в емкости с применением кабеля и специального грузила, которое находится в комплекте с агрегатом. Монтаж поплавка выполняется по такому алгоритму:

1. Сначала грузило необходимо надеть на кабель и определить свободный ход поплавка;
2. После этого грузило нужно зафиксировать на кабеле при помощи защелки;
3. Далее потребуется зафиксировать кабель на наружной стороне емкости.

Установив элемент, следует выполнить подключение поплавкового выключателя к насосу. Перед тем, как настроить поплавок, нужно внимательно изучить схемы, идущие в комплекте с устройством.

Выполнив подключение, потребуется проверить, работает ли система. Для этого запустите насос и подождите пару часов. Если устройство стабильно выкачивает воду, значит, установка и подключение были выполнены правильно.

Диафрагменные реле уровня

Самой старой и самой простой технологией является использование диафрагменных реле. Эти реле устанавливаются на боковой стенке емкости с внешней стороны, используя фланец, или устанавливаются в верхней части емкости в виде подвески на трубе. Реле включается, когда в емкости увеличивается высота материала, и он начинает давить на диафрагму. Когда уровень материала уменьшается, диафрагма реле возвращается в нормальное положение.

Серия диафрагменных реле уровня выпускается компанией Proximity Control под торговой маркой Ultra Mag™

. Эта серия имеет патентованную характеристику магнитной герметизации отсека с электрическими схемами от материала технологического процесса, что уменьшает необходимость в обслуживании, улучшает чувствительность и делает устройство очень надежным.

Преимущества:

Устройства устанавливаются заподлицо и не имеют датчика выступающего в емкость. В других типах сенсоров датчик или лопатка могут быть легко сломаны. Это устройство очень хорошо подходит для использования с тяжелыми, текущими, а также имеющими большие размеры частиц, материалами. Также они не требуют калибровки.

Недостатки:

Эти устройства чувствительны к давлению; так в сосудах под давлением должна использоваться воздухопроницаемая диафрагма или вентилирование. Также надо учитывать, что эти устройства являются механическими и имеют диафрагму, которая изнашивается при ее использовании длительное время.

Поплавковый выключатель в действии

Перед тем как подключить вновь приобретенный поплавковый выключатель к насосу, целесообразно убедиться в совместимости их технических характеристик. Элементарный способ настройки работы выключателя для электронасосов – внутри резервуара с водой.

Последовательная схема подключения поплавкового выключателя:

1. Выполняется прикрепление специального грузила (из комплекта) к кабелю поплавка.
2. На краю резервуара осуществляется надежная фиксация кабеля.
3. Регулируется амплитуда свободного хода поплавка-переключателя для настройки наибольшего и наименьшего уровня, при достижении которого поплавок-переключатель сработает.
4. К насосу поплавок-переключатель подключается в последнюю очередь.

Основные функции, выполняемые поплавковым выключателем:

• Поплавок, подключенный к насосу, выполняющему задачу заполнения емкости, выполнит отключение при всплытии и подключение при достижении нижней отметки.
• Для автоматической станции: включение при достижении верхней отметки уровня жидкости и отключение на нижней (достижении дна емкости).
• Клапаны либо задвижки, имеющие сервопривод: выключатель даст сигнал к закрытию при нахождении в верхней позиции (полная емкость) и распахнет путь воде при достижении нижней позиции.
• Диспетчерский пункт: мониторинг избытка и недостатка воды.

Возможно подведение двух насосных аппаратов к одному поплавку: функция первого насоса – наполнение резервуара в момент нижнего расположения поплавка, миссия второго – выкачивание воды в момент верхнего расположения. Схема эффективна лишь в случае бесперебойной подачи воды в резервуар. Некоторые варианты подключения выключателей для предотвращения насосов от «сухого хода».

Емкостные реле уровня

Емкостные реле уровня очень удобны для использования с широким классом приложений, так они могут использоваться для жидкостей, порошков и других сыпучих материалов. Этот тип реле может устанавливаться в любом положении и датчик может быть укорочен или удлинен почти для любого необходимого измерения. Емкостные реле уровня определяют уровень материала по изменению емкости датчика возникающей от движения диэлектрических материалов между датчиком и опорным земляным уровнем, например стенкой резервуара. При увеличении высоты материала и при контакте его с датчиком изменяется емкость датчика от нормально прокалиброванного состояния и активируется реле. Когда уровень материала уменьшается, датчик опять чувствует изменение емкости и реле возвращается в нормальное состояние.

Емкостное реле уровня серии CLS2

является вторым поколением устройств производимых компанией Proximity Control. Серия имеет автоматическую калибровку, универсальное питание, защитное покрытие, внешнюю индикацию переключения и отказоустойчивую настройку.

Преимущества:

Устройства не механические и в них нет изнашиваемых деталей, заедания и поломок. Они не нуждаются в регламентном обслуживании. Эта технология очень удобна для материалов образующих покрытие, так как устройства защищены от накопления продукта на датчике. Они также удобны для сосудов высокого давления , когда плотность сыпучего материала может изменяться.

Недостатки:

Устройства должны калиброваться для конкретного приложения и, если калибровка не выполнена правильно, могут быть броски при попадании различных диэлектрических материалов в один резервуар.

Роль сигнализаторов в дренажных насосах

Дренажный насос с поплавковым выключателем широко применяется и в промышленности, и в быту. Сфера его использования – очистка колодцев, удаление грязной жидкости и др. В дренажном насосе поплавок наделен функцией включать и выключать привод автоматически. В сточные воды переключатель опускают посредством удлиненного кабеля вместе с трубой для забора жидкости. В комплект дренажного насоса вертикального типа входит вертикальный поплавок-переключатель с функцией откачки жидкости из замкнутого пространства. Такой дренажный насос может, например, осушать неработающие трубопроводы.

Wilo MS 1

​Фото:https://beru.ru

Дорогой продукт, предназначенный для профессиональной сферы, где важна точность работы. Корпус изготавливается из полипропилена, который отличается хорошей износостойкостью и долговечностью. Внешняя часть полностью гладкая, что исключает шанс загрязнения. Изолирующий элемент выполнен качественно.

Поплавковый выключатель WILO MS 1

Достоинства:

• эффективность
• высокий срок службы
• качественная изоляция
• длина кабеля — 10 метров
• универсальное исполнение

Недостатки:

• не обнаружены

Изготовление поплавкового выключателя своими руками

Чтобы самостоятельно сделать деталь, потребуется подготовить:

• Шарик из металла;
• 2 корпуса;
• 2 небольших магнита;
• Контактные пластины.

Пластины можно сделать из латуни или меди. Они должны находиться в разных сторонах корпуса так, чтобы шарик между ними мог замыкать контакт. Чтобы металлические полоски были более пружинистыми, их можно положить на напильник и отбить молотком.

Магниты должны поднимать шарик и держать его под углом в 65 градусов. Сам корпус можно сделать из любого материала, который не проводит электричество. Дальнейшие работы выглядят следующим образом:

1. Сначала провода с сечением не более 2 мм припаиваются к контактам;
2. Далее провода нужно заизолировать и поместить в корпус;
3. Также необходимо тщательно заизолировать внутреннюю часть корпуса;
4. В полость поплавка потребуется залить монтажную пену и заизолировать внешнюю сторону корпуса;
5. После этого в торцах корпуса нужно установить петли и подключить шнур.

Изготовленный поплавок прослужит достаточно долго, и вы сэкономите немалые деньги на покупке оборудования.

Устройство и принцип действия дренажного насоса

Устройство дренажного насоса довольно просто, его основными элементами являются:

Рис. 3 Внутреннее устройство дренажного электронасоса

Корпус

Типовой дренажник имеет два корпуса: наружный и внутренний. Во внутреннем корпусе размещается основной узел устройства — электродвигатель, который охлаждается омывающим его водным потоком, следующим между корпусами к выводному отверстию, расположенному вверху.

Внешний корпус устройства оснащен удобной ручкой для переноса или подвешивания в толще воды, также в нем расположена выходная труба (патрубок), к которой подключаются шланги.

Внутренний корпус для организации лучшего охлаждения выполнен из металла, материалом наружного обычно является металл (нержавеющая сталь) или ударопрочный пластик.

Электродвигатель

Во внутреннем, полностью изолированном корпусе насоса, расположен электродвигатель, состоящий из статора с обмоткой и ротора, вал которого вращается на верхнем и нижнем подшипниках. Питание к электродвигателю подводится при помощи кабеля через узел герметичного ввода, для осуществления запуска встроен конденсатор.

Для смазки и охлаждения подшипников предусмотрены специальные камеры в нижней части внутреннего корпуса, наполненные техническим маслом. Там же находятся уплотнительные кольца, препятствующие проникновению воды внутрь двигателя.

Рабочее колесо

Рабочее колесо в форме диска, на котором размещены загнутые лопатки, закреплено на валу двигателя. Обычный материал его изготовления — металл, иногда оно делается из высокопрочного пластика.

Водозаборный фильтр

Внизу корпуса насоса располагается подставка с ножками, на которую обычно ставится насос. Чуть выше расположена крышка с заборными отверстиями для воды (фильтр), исключающими возможность проникновения в электронасос частиц с размерами, превышающими его технические характеристики.

Реле наклона

Реле наклона используется для индикации высокого уровня, так как они подвешиваются на кабеле или цепи над материалом, уровень которого определяется. Так как высота материала увеличивается и приходит в контакт с датчиком материал давит на датчик и наклоняет его. Когда датчик наклоняется примерно на 25 градусов, шарик внутри разрывает контакт и приводит в действие реле. Когда уровень материала уменьшается, датчик снова становится вертикальным и реле возвращается в нормальное положение.

Реле уровня с наклоном серии LTS

производится компанией Proximity Control. Серия имеет контакты реле, которые свободны от ртути и выполнены из стали или нержавеющей стали 316 SS.

Преимущества:

Эта технология имеет значительные преимущества для приложений с открытыми емкостями, где нет возможности установить стационарный датчик. Они также очень удобны для материалов с большими частицами.

Недостатки:

Устройства являются механическими и будут изнашиваться. Они будут работать только с тяжелыми материалами и имеют специфический монтаж.