Поплавок уровня воды

Для обеспечения удобного контроля работы насосов существует большое количество различных устройств, среди которых широкое распространение получил поплавок. Среди особенностей этого приспособления следует выделить то, что он может выполнять одновременно функцию датчика уровня воды и в то же время исполнительного элемента управления насосом. Местом их размещения выступают накопительные емкости, резервуары, баки, а также колодцы и пр.

Пространства одного такого резервуара оказывается достаточно для размещения нескольких поплавков, причем они могут решать различные задачи:

Осуществлять контроль работы основного насоса;
Обеспечивать эффективную работу вспомогательного насоса;
Выполнять роль аварийного датчика уровня;
Использоваться в качестве датчика перелива.

При помощи подобных устройств для контроля уровня воды, которые применяются в этих системах, можно защитить насосный аппарат от перехода в режим «сухого хода». Также в случае наполнения разных резервуаров этот элемент позволяет защитить их от перелива.

Можно выделить несколько видов поплавков для насосов:

легкие;
тяжелые.

Первые получили распространение в системах водоснабжения и водоотведения. Вторые же в большинстве своем применяют в составе дренажных, фекальных и дождевых стоков. В магазинах эти приспособления предлагаются с длиной кабеля 2, 3, 5 и 10 метров.

Устройство и конструкция

Такой элемент, как поплавочный выключатель для контроля уровня воды имеет плавающий пластиковый корпус. В него заключён электрический переключатель и рычаг, позволяющий переводить контакты переключателя. Также в составе представлен стальной шарик, который в случае смены положения поплавка корректирует позицию и самого рычага. К переключателю подведен кабель, состоящий из трех проводов: первый является общим, а остальные подсоединены к нормально закрытому и нормально открытому контакту переключателя.

Замыкание цепи обеспечивают черный и синий провода в тот момент, когда плавок располагается в нижнем положении. В случае его перевода в верхнюю позицию в качестве замыкающих контактов уже будут выступать черный и коричневый провода.
язательным здесь условием является изоляция того провода, который не обеспечивает подключение устройства. Важно позаботиться о том, чтобы подводящий кабель имел влагозащитные свойства, при этом конструкция пластиковой коробки должна отличаться герметичностью. Для герметизации кабельного вывода используется механическое уплотнение, также у него имеется специальное устройство, позволяющее убирать в кабеле механические напряжения.

Внутри изолированной полости кабельного ввода находится полимерная смола, которая защищает от попадания внутрь воды. Именно с химическими свойствами и термостойкостью корпуса и оболочки кабеля, которые изготовлены с применением термопластичной резины, связана способность поплавкового выключателя прекрасно переносить взаимодействие со спиртами, мочевой кислотой, фекальными водами, бензином и прочими агрессивными веществами.

Из-за отсутствия на поверхности пластиковых корпусов пор на ней не появляются загрязнения. В то же время эта особенность обеспечивает соскальзывание песка, бумаги и иных твердых веществ, на фоне чего поплавковый выключатель сохраняет свои плавучие свойства.

Характеристики датчика для контроля уровня воды:

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

Преимущества

Среди всех преимуществ, которыми обладает поплавковый выключатель для контроля уровня воды, в первую очередь следует выделить то, что он способен выполнять функцию обычного датчика для определения уровня воды в резервуарах. Причем эту задачу он успешно выполняет, даже невзирая на то, что для каких целей используется емкость и какой она имеет объем. Вместе с тем это устройство для контроля уровня воды в состоянии помочь сделать более удобной эксплуатацию насосного оборудования. При помощи такого устройства упрощается контроль функций промышленных, бытовых систем водоснабжения.

В некоторых случаях с его помощью можно успешно отводить жидкость. Также поплавковый выключатель для контроля уровня воды может входить в состав оборудования при сооружении канализационных коммуникаций. Простота работы и высокая эффективность его применения и обеспечили поплавочному выключателю широкое распространение в самых разнообразных системах, где возникает задача по контролю воды.

Стоит заметить, что способность обеспечить надежную защиту для насосных систем при сухоходном режиме работы является не единственным положительным качествам таких устройств. Вместе с тем с их помощью можно избегать ситуации, когда в емкостях происходит перелив воды.

Монтаж

Для установки поплавковых выключателей можно использовать один из нескольких методов. Еще до монтажа этого устройства следует удостовериться, что номинал тока, используемого для работы насоса, меньше максимально допустимого значения тока, которое приведено в технических характеристиках на этот тип поплавка. Среди известных методов монтажа поплавкового выключателя для контроля уровня воды наиболее простым в реализации является его размещение в резервуаре, предусматривающем применение поплавка с кабелем и специального грузила, которое прилагается к этому устройству.

При таком варианте установки грузило необходимо зафиксировать на кабеле, а затем опытным путем рассчитать длину плеча свободного хода поплавка. Используя защелку, нужно грузило закрепить на кабеле. После этого уже непосредственно кабель необходимо прочно зафиксировать с внешней стороны резервуара. Далее уже переходят к подключению поплавкового выключателя к насосу. После этого устройство может быть использовано по своему назначению.

Вариант установки поплавка для насосов, предусматривающий использование подводящего кабеля, может применяться лишь в ситуации, когда отсутствует риск зацепки или зависания основного устройства в самом резервуаре и когда в нем размещается лишь один поплавок.

В некоторых ситуациях может быть принято решение об установке сразу нескольких поплавков для контроля уровня воды. В этом случае их монтаж осуществляется на специальную штангу. В качестве последней чаще всего используются фрагменты пластиковой трубы, которую необходимо прочно зафиксировать в резервуаре. После этого на трубу устанавливают поплавки, причем их нужно правильно выставить, настроить и разнести по длине штанги с тем расчетом, чтобы они не создавали трудностей друг другу для нормальной работы.

Подведение кабелей, которые идут от поплавковых выключателей, к штанге осуществляется с использованием хомутов. При выборе числа поплавковых выключателей следует обращать внимание на количество насосов или тип и число защитных приспособлений и используемых пультов управления. В некоторых ситуациях проблема обеспечения надежной работы поплавковых выключателей может быть решена за счет применения нескольких штанг.

При определении схемы установки поплавковых выключателей, их количества и места их размещения необходимо каждый раз учитывать особенности места их монтажа либо ориентироваться на проект.

Принцип работы поплавка для насосов

Такие приспособления, как поплавковые выключатели могут предусматривать различные схемы их использования, причем это оказывает влияние и на их принцип работы.

Система водоснабжения, наполнение и опорожнение емкости бака резервуара

При такой схеме работы в момент всплытия поплавок обесточивает насос, который подает воду в резервуар. Сигнал на включение поступит лишь в момент достижения им дна. Такая ситуация возникает лишь при пустой емкости.

Поплавок подает сигнал на включение автоматической станции водоснабжения в момент его нахождения на поверхности. Отключение же станции может произойти лишь при погружении поплавка на дно при пустой емкости.

Со стороны поплавка поступил сигнал о закрытии клапана или задвижки с сервоприводом в момент его поднятия на поверхность. Открытие же клапана или задвижки случится лишь момент его погружения на дно при пустой емкости.

Работа поплавка может заключаться лишь в оповещении диспетчерского пункта или оператора в момент его поднятия на поверхность, что будет соответствовать наполнению емкости. Информация же о недостатке воды поступит в тот момент, когда поплавок достигнет дна.

Система канализации

Включение поплавком фекального насосного оборудования произойдет лишь в момент поднятия основного регулирующего устройства вверх. Включение насосной установки происходит при погружении регулирующего устройства на дно.

Один поплавок может одновременно обслуживать два насосных агрегата: первый аппарат может подавать в емкость воду при условии, что поплавок находится в нижней позиции. В этот момент другой насос бездействует. Когда поплавок располагается в верхнем положении, включается второй насос, задача которого заключается в выкачивании воды из резервуара. В это время насос, который подает в резервуар воду, находится в неактивном состоянии. Несмотря на свою простоту, приведенная схема применения поплавкового выключателя не является достаточно эффективной, поскольку это не исключает трудностей с регулярной доставкой воды в те моменты, когда происходит наполнение емкости.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

Обеспечить длительную эксплуатацию поплавков для насосов можно лишь в том случае, если не будут нарушаться правила их использования. В ситуации, когда поплавковый выключатель входит в состав системы водоснабжения и водоотведения, можно не тратить время и силы на его техническое обслуживание. Если же это устройство контролирует работу фекальных или канализационных ям, то рекомендуется, по крайней мере, раз в месяц выполнять очистку поплавка и насоса от загрязнений, используя струю воды, подаваемую под давлением.

Такая процедура позволит избежать залипания или прилипания поплавка к насосу или напорной трубе. Поплавковый выключатель, который ввиду определенных обстоятельств не в состоянии выполнять свою основную задачу, является неремонтопригодным, поэтому в таких ситуациях производится его замена. Выполнять эту работу должны специалисты сервисных центров.

Заключение

В ситуациях, когда возникает необходимость в обеспечении подачи питьевой воды в дом или вывода загрязненных стоков, приходится использовать в сочетании с насосным оборудованием и специальные приспособления. Среди них довольно эффективным является поплавочный выключатель. Польза от его применения заключается в том, что он контролирует количество жидкости в резервуаре, и, ориентируясь на это, определяет режим работы насосной установки.

Такое устройство позволяет избежать перехода работы насоса в режим «сухого хода», что положительным образом сказывается на его сроке службы. Вдобавок к этому экономится немалое количество электроэнергии, поскольку поплавковый выключатель позволяет задействовать насос лишь в случае необходимости.

stanok.guru

Область применения датчиков уровня воды

Продвинутые дачные и фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием плодоовощной продукции, в своей работе используют системы полива наподобие капельной. Для обеспечения автоматической работы поливочного оборудования конструкция требует наличия большой емкости для сбора и хранения воды. Ее заполнение обычно производят погружными водяными насосами в скважине, при этом требуется отслеживать уровень давления воды для насоса и ее количество в водосборном баке. В этом случае необходимо управлять работой насоса, то есть включать его при достижении определенного уровня воды в накопительной емкости и отключать в случае полного заполнения водяного бака. Эти функции можно реализовать с помощью поплавковых датчиков.

Рис. 1 Принцип действия поплавкового датчика уровня (ПДУ)

Большой накопительный бак для воды может потребоваться и для водоснабжения дома, если дебит водозаборной емкости очень мал или производительность самого насоса не может обеспечить потребление воды, соответствующее необходимому уровню. В этом случае устройства контроля уровня жидкости для автоматической работы системы водоснабжения также необходимы.
Систему контроля за уровнем жидкости можно использовать и при работе с устройствами, в которых отсутствует защита от сухого хода скважинного насоса, датчик давления воды или поплавковый выключатель при откачивании грунтовых вод из подвалов и помещений с уровнем ниже поверхности земли.

Виды датчиков уровня воды

Все датчики уровня воды для управления насосом можно разделить на две большие группы: контактные и бесконтактные. Бесконтактные способы в основном используются в промышленном производстве и делятся на оптические, магнитные, емкостные, ультразвуковые и т.п. виды. Датчики устанавливаются на стенки водяных баков или непосредственно погружаются в контролируемые жидкости, электронные компоненты помещены в шкаф управления.

В быту наибольшее применение нашли недорогие контактные устройства поплавкового типа, отслеживающий элемент которых выполнен на герконах. В зависимости от расположения в емкости с водой подобные устройства делятся на две группы.

Вертикальные. В подобном устройстве в вертикальном штоке расположены герконовые элементы, а сам поплавок с кольцевым магнитом перемещается вдоль трубки и включает или отключает герконы.

Горизонтальные. Крепятся за верхний край сбоку стены резервуара, при наполнении емкости поплавок с магнитом поднимается на шарнирном рычаге и подходит к геркону. Устройство срабатывает и коммутирует электрическую цепь, помещенную в шкаф управления, она отключает питание электронасоса.

Рис. 3 Вертикальные и горизонтальные герконовые датчики

Устройство герконового переключателя

Основной исполнительный элемент герконового датчика — герконовый выключатель. Устройство представляет собой маленький стеклянный баллон, наполненный инертным газом или с откачанным воздухом. Газ или вакуум препятствуют образованию искр и окислению контактной группы. Внутри колбы находятся замкнутые контакты из ферромагнитного сплава прямоугольного сечения (пермаллоевая проволока) с золотым или серебряным напылением. При попадании в магнитный поток контакты герконового переключателя намагничиваются и отталкиваются друг от друга — происходит размыкание цепи, по которой течет электрический ток.

Рис. 4 Внешний вид герконовых переключателей

Самые распространенное виды герконовых выключателей действует на замыкание, то есть при намагничивании их контакты соединяются друг с другом и электрическая цепь замыкается. Герконовые переключатели могут иметь два вывода для замыкания размыкания цепи или три, если работают с переключением цепей электрического тока. Низковольтная схема, коммутирующая электропитание насоса, обычно помещается в шкаф управления.

Схема подключения герконового датчика уровня воды

Герконовые переключатели являются маломощными устройствами и неспособны коммутировать большие токи, поэтому они не могут быть использованы непосредственно для отключения и включения насоса. Обычно они задействованы в низковольтной схеме коммутации работы мощного реле насоса, помещенной в шкаф управления.

Рис. 5 Электрическая схема управления электронасосом с помощью герконового поплавкового датчика

На рисунке представлена простейшая схема с датчиком, реализующая управление дренажным насосом в зависимости от водного уровня при откачке, состоящая из двух герконов SV1 и SV2.

При достижении жидкостью верхнего уровня магнит с поплавком включает верхний геркон SV1 и на катушку реле P1 подается напряжение. Ее контакты замыкаются, происходит параллельное подключение к геркону и реле самозахватывается.

Функция самозахватывания не дает возможность отключиться питанию катушки реле при размыкании контактов включающей кнопки (в нашем случае это геркон SV1). Это происходит в том случае, если нагрузка реле и его катушка подключены в одну цепь.

Напряжение поступает на катушку мощного реле в цепи электропитания насоса, его контакты замыкаются и электронасос начинает работать. При падении уровня воды и достижении поплавка с магнитом нижнего геркона SV2 он включается и на катушку реле P1 с другой стороны также подается положительный потенциал, ток перестает течь и реле P1 отключается. Это вызывает отсутствие тока в катушке силового реле P2 и как следствие прекращение подачи напряжения питания на электронасос.

Рис. 6 Поплавковые вертикальные датчики уровня воды

Аналогичная схема управления насосом, помещенная в шкаф управления, может быть использована при отслеживании уровня в емкости с жидкостью, если герконы поменять местами, то есть SV2 будет находиться вверху и отключать насос, а SV1 в глубине бака с водой его включать.

Датчики уровня могут быть использованы в быту для автоматизации процесса при заполнении больших емкостей водой при помощи водяных электронасосов. Наиболее просты в установке и эксплуатации герконовые виды, выпускаемые промышленностью в виде вертикальных поплавков на штангах и горизонтальных конструкций.

Советуем почитать: Автоматика для насоса

oburenie.ru

Общая характеристика

Поплавковый водяной уровнемер — наиболее популярный датчик, известность которого определена предельно простой системой и соответственно прочностью. Поплавковые датчики можно условно разделить на 2 вида:

механические;
герконовые.

Второй вид предполагает применение выключателей с магнитными контактами, поэтому его приспособление будет осмотрено в отдельном разделе.

Самый обычный механический поплавковый датчик функционирует на определение максимального уровня воды. Датчик вводится в нужной части ёмкости, и если вода доходит поплавка, он всплывает и через особый шток закрывает (размыкает контакты). Аналогичные устройства более знакомы под наименованием поплавковые выключатели.

Этот вид механических измерителей отличается необходимой прочностью и часто применяется в простых автоматизированных системах. Однако его работоспособность ограничена конструкцией — прибор срабатывает только лишь при предельном значении водного уровня.

Также выпускают кабельные поплавковые датчики. В такой конструкции применяется поплавок особенной формы, который меняет ракурс наклона в зависимости от водного уровня. Внутри такого поплавка устанавливают коммутатор, который действует при изменении угла. Зачастую применяются выключатели со стальным шариком, запирающим контакты.

Отдельная группа — кабельные измерители со встроенным ртутным выключателем, отлично обеспечивающим безопасность. Для точного контроля в некоторых случаях устанавливают несколько поплавковых измерителей с различной длиной кабеля.

Поплавковые датчики пользуются спросом в промышленности. Детекторы применяют для контроля уровня горюче-смазочных материалов, разных охлаждающих жидкостей. В быту эти устройства, как правило, используют для замера уровня в колодцах и скважинах (защита насосов от «сухого» хода), а также для системы канализации.

Одно из основных преимуществ такого вида уровнемера можно выделить простую установку и наладку. Определённые модификации разрабатываются специально для насосов и дают возможность исключить применение дополнительных пусковых реле.

Различие датчиков разных типов

Конструктивно детекторы уровня воды отличаются в зависимости от области использования и условий к точности замера.

Наибольшее распространение приобрели следующие виды датчиков:

поплавковый;
электронный;
герконовый.

Каждый из этих вариантов обладает установленными преимуществами, и может быть рекомендован к монтажу. Выбор определённой модификации зависит только от предъявляемых условий к устройству, включая достоверность замера, безопасность, период эксплуатации и стабильность к внешним условиям.

Так, поплавковые детекторы считаются более экономным видом, обеспечивающим приемлемую достоверность замера, и часто применяются в быту. А инновационные электронные уровнемеры применяются в сложных механических системах для наблюдения точных значений.

Стоит отметить, что электронные системы можно применять для обычных задач, однако, такой шаг, неоправдан, с финансовой точки зрения.

Основным компонентом измерителя уровня поплавкового вида считается головка датчика. Кабельный ввод чаще всего производится с герметической подкладкой. Все уплотнители в устройствах применяются как пластмассового, так и силиконового вида. Спусковой фланец у моделей содержит особые отверстия. Соединительный провод располагается в нижней части прибора. Под головкой датчика имеется малогабаритная изолирующая платина. Загрузочная способность прибора зависит от вида выходящего контакта.

Электронный

Электронные датчики производятся на базе разных видов измерителей. Единственный из вариантов — ёмкостные детекторы, позволяющие отмечать изменение уровня, в режиме настоящего времени. Одно из положительных сторон аналогичных приборов — отсутствие подвижных компонентов, что благоприятно сказывается на надёжности работы и сроке его эксплуатации.

Принцип работы такого уровнемера базируется на изменении ёмкости конденсатора в зависимости от его состава и распределения диэлектрического материала между обкладками. В таком случае есть присутствие изменении уровня в конденсатор, вписанный в электрическую цепь, изменяет собственную вместимость, что закрепляется особым оснащением.

Для правильности снимаемых показателей датчик калибруют напрямую перед конструкцией, принимая во внимание свойства измеряемой воды. Ёмкостные датчики применяют не только для контроля степени воды, но и иных жидких и сыпучих материалов.

При абсолютно всех превосходствах измерителя, нужно принимать во внимание взаимозависимость характеристик от температуры, поэтому для точного замера уровня с изменяемой температурой следует в дополнение устанавливать датчик температуры для исправления получаемых значений.

Оптический

Второй нужный вид электронного датчика уровня воды — оптический. Это приспособление применяется в качестве альтернативы поплавковым датчикам при значительной вероятности вибрации воды (что в автоматических системах приводит к искажению получаемых показателей). Оптические детекторы применяют для отслеживания предельного уровня воды. Правило работы базируется на изменении отражающей способности оптической системы при достижении водой конкретного уровня.

В качестве положительных сторон аналогичных измерителей можно выделить отсутствие подвижных элементов, и независимость от внешних условий. Оптические уровнемеры применяют на транспорте для контроля уровня охлаждающих жидкостей, в бытовой технике (кофемашины). Зачастую устанавливаются для замера предельного уровня в цистернах, какие транспортируются на автомобильном или железнодорожном транспорте (устойчивость к вибрации).

В целом все электронные датчики лишены ключевых недочётов автоматических аналогов, и дают возможность осуществлять измерения со значительной верностью. Единственно ограничение — более высокая стоимость и потребность профессиональной установки и настройки.

Герконовый измеритель уровня воды

Один из наиболее известных видов измерителя, отображающий собою улучшенный вид поплавковых приборов с автоматическим переключателем. Герконовые уровнемеры различаются невысокой ценой, простой и верной системой, а, кроме того, возможность прослеживать изменение уровня в широком спектре.

Существует ряд видов герконовых измерителей:

Сухие.
Ртутные.

В простейшем виде механический переключатель поплавкового измерителя изменяют на контакт, что несколько увеличивает безопасность аппарата (таким образом, организованы герконовые уровнемеры боковой конструкции). Но чаще применяется модель с несколькими установленными герконами и поплавком с особыми магнитами.

В качестве образца можно проанализировать одну из наиболее известных систем. Прибор производится в виде трубки, по которой легко передвигается поплавок. Изнутри трубки формируются герконы, число которых может колебаться в зависимости от условий к дискретности замера. То есть чем больше уровня воды нужно прослеживать, тем большее число герконов необходимо определить.

При изменении показателей воды указатель поднимается либо снижается, инициируя встроенным магнитом включение геркона, который включён в управляющую цепь. В простом виде применяют один геркон, для сигнализации максимального уровня.

Корпус герконовых измерителей может производиться из разных материалов, в экономном виде применяется пластмасса, более дорогостоящие и крепкие модификации производят из нержавеющих сплавов. Подбор использованного материала в основном зависит от того, в каком месте будет устанавливаться прибор (требования к механической крепости и прочности).

Герконовые детекторы — одни из наиболее известных устройств, и зачастую применяются в домашних системах независимого водоснабжения. Элементарная система даёт возможность сделать прибор самостоятельно, при этом его безопасность и достоверность замера будет на высоком уровне. Герконовые датчики уровня можно применять для разных жидкостей.

В частности, эти приборы обширно используются для контроля степени горючего в автотранспортных средствах, применяются в химической и нефтегазовой промышленности.

Поплавковый датчик своими руками

Сделать поплавковые детекторы уровня воды самостоятельно достаточно просто. В первую очередь необходимо приготовить трубку небольшого диаметра. Потом для неё выбирается головка. Уплотнение в этом случае следует применять небольшой толщины. Чаще всего выбирают пластмассовые кольца. Затем, чтобы сделать прибор уровня (поплавковый) собственными руками, необходимо в трубке закрепить изолирующую пластинку. Кабельный ввод подключают в последнюю очередь. Контакты противодействия целесообразнее определять в верхней части прибора. Для усовершенствования герметизации модели отлично подойдёт заглушка из резины.

Для чего нужен поплавковый переключатель?

Поплавковый выключатель используется для запуска и остановки устройств, работа которых зависит от уровня рабочей жидкости среды, в которую опущен поплавок. В виду своего конструктивного исполнения он способен решать множество задач:

автоматического управления основным и вспомогательным водонапорным агрегатом;
мониторинга уровня жидкости в случае аварийных ситуаций;
сигнализатора перелива;
защиты от сухого хода и перегрева двигательной обмотки;
регулировки уровня заполнения канализации.

Их особенностью является то, что на одну емкость может приходиться несколько поплавковых выключателей, различных конструктивно и по функциональному предназначению.

Устройство поплавкового сигнализатора уровня жидкости

Внешне поплавковый выключатель напоминает малогабаритное пластиковое изделие с герметичным гладким корпусом, обеспечивающим его хорошие плавучие свойства. Он лишен пор, за счет чего практически не загрязняется и быстро самоочищается от механических примесей.

Внутри него содержатся следующие элементы:

электропереключатель;
рычаг для поддержания его работы;
стальной шар – управляет положением рычага и корректирует его при смещении поплавка;
3-приводный электрокабель – один закрытый, два остальных агрегируются с противоположными контактами тумблера.

Поплавочные выключатели для насоса бывают:

легкими – рассчитаны на чистую питьевую воду;
тяжелые – адаптированы под фекальные и дренажные агрегаты.

Независимо от типа конструкции, схема замыкания у них одинакова. Для этого служат синий и черный провода.

Они срабатывают, когда поплавок занимает самую нижнюю точку. Когда он достигает своей верхней отметки, роль замыкающих проводов играют коричневый и черных кабель.

Хорошие изоляционные свойства конструкции обеспечивает механический уплотнитель, который устраняет электрическое напряжение внутри корпуса выключателя. Для предания ему герметичных и водоотталкивающих характеристик в место вывода кабеля заливается смола.

Немаловажную роль для функционирования выключателя в различных условиях среды играет материальное исполнение контактирующих с рабочей средой деталей. Именно поэтому большинство последних модификаций поплавковых датчиков изготовлены из термопластичной резины, стойкой к воздействию спиртов, нефтепродуктов, метаболитов жизнедеятельности человека и животных, поверхностно активных веществ.

Принцип действия поплавковых выключателей

Способов функционирования поплавковых переключателей для водяных резервуаров огромное множество, что продиктовано разнообразием их конструкций. Существует несколько классических вариантов, когда:

выключатель блокирует электромотор насоса, когда всплывает на поверхность емкости при ее заполнении, и снова возобновляет его работу, когда бак опустошается;
поплавковое реле уровня воды для насоса запускает автоматическую водонапорную станцию при заполнении бачка и отключает ее, когда в нем заканчивается вода;
всплывший к верху емкости поплавок подает сигнал на закрытие клапана или сервопривода и, оказываясь на дне резервуара, снова их открывает;
выключатель сигнализирует оператору или диспетчеру, что гидроаккумулятор заполнен (в момент, когда он находится на необходимом уровне) или о нехватке жидкости, когда опускается на дно в пустом баке;
поплавок, установленный в канализационную яму, включает фекальный насос для перегонки сточной воды при ее заполнении. Когда выгребная яма опустошается, поплавок отключает насос до следующего раза;
двухуровневый выключатель рассчитан сразу на два насоса – один из них накачивает воду, когда поплавок занимает свою нижнюю позицию, а другой – в его верхнем положении. Причем, когда работает один насос, второй находится в неактивном состоянии.

Как установить поплавковый выключатель в емкость?

Последовательность работ выглядит следующим образом:

крепим грузило из комплекта к выключателю, предварительно определившись с уровнем и подготовив электрокабель;
подсоединяем кабель от поплавкового реле к насосу, учитывая то, что они должны подключаться строго над водой;
помещаем поплавковый выключатель в водонаполненную емкость. При этом между грузиком и корпусом реле формируется уровень срабатывания.

Когда необходимо смонтировать сразу несколько поплавковых выключателей, монтаж специальной штанги обязателен. Ее можно изготовить своими руками, предварительно взяв пластиковую трубу иди деревянную рейку, длина которой должна превышать диаметр емкости. На штангу навешиваются поплавки и регулируются так, чтобы они не мешали друг другу.

Ниже приведены типичные схемы подключения к напорным устройствам:

Значение и функции поплавкового клапана

Поплавковый клапан – надежный способ поддержания стабильного уровня воды в системах отопления и сантехнических узлах. В отопительных контурах такой клапан вводится для того, чтобы обеспечить постоянный поток жидкости в необходимом направлении. После его установки теплоноситель беспрепятственно течет лишь в одном направлении, а в обратном его перемещение невозможно.

Такие клапаны приспособлены не только к отопительным системам с циркуляционными насосами, но и без них, где ток жидкости обеспечивается гравитационной силой. Обратный клапан, вмонтированный в сливной бачек унитаза, поддерживает в нем постоянный уровень воды. Рассмотрим отдельные разновидности клапанов обратного действия.

Классификация обратных поплавковых клапанов

Поплавковые клапаны для санузлов бывают:

поршневыми – их главным элементом выступает поршень, который передвигается в горизонтальной плоскости. Они работают за счет того, что ось всегда подвижка. Когда между поршнем и седлом создается максимальное давление, ток воды прекращается;
мембранными – в них в роли затвора выступает прорезиненная мембрана. Когда емкость заполняется, поплавковый клапан по рычажной оси движется к конусу и постепенно закрывает его просвет, тем самым прекращая подачу воды. В момент слива запорные элементы клапана не препятствуют оттоку воды и ее нагнетанию в бачок. Считаются самыми надежными из возможных конструкций;
кройдон-клапанами – самые устаревшие варианты, которые до встречаются лишь на советской сантехнике.

Отдельной разновидностью поплавкового клапан выступает поплавковый кран, применяемый для наполнения резервуаров жидкостью с нейтральной химической реакцией до необходимого уровня в автоматическом режиме. Состоит из поплавка и запорного механизма. При падении уровня жидкости опускаются поплавок и рычаг, который открывает клапан подачи воды. Когда в бачке достаточно жидкости, поплавок всплывает и воздействует на рычаг, которые закрывает клапан.

Как правильно выбрать поплавковый клапан?

Чтобы приобретение клапана с поплавковым механизмом было удачным и приносило лишь пользу, при покупке данного устройства необходимо обращать внимание на:

условия использования – где он будет вмонтирован: в открытом или закрытом резервуаре или замкнутом контуре трубопровода. Для холодной или теплой воды клапан может быть в пластиковом исполнении. Для горячей воды в питьевом или отопительном водопроводе лучше приобретать нержавеющие варианты. Они за счет своей коррозионной стойкости прослужат гораздо дольше стандартных металлических механизмов;
предполагаемый размер бачка, куда он будет помещен – наиболее простым и универсальным вариантом считается механический клапан. Он имеет простую конструкцию, удобную для монтажа своими руками. Такие клапаны не зависят от источника электроэнергии и не требуют большого давления в емкости. Их более совершенными аналогами выступают электрические поплавковые клапаны, адаптированные под средне- и крупногабаритные резервуары с оптимальным давлением. Характеризуются более продолжительным сроком службы.

sadovij-pomoshnik.ru

Доброго времени суток уважаемые читатели блога nasos-pump.ru

В рубрике «Принадлежности» разберем самый простой и, пожалуй, самый дешевый способ защиты насосного оборудования от «сухого хода» с помощью поплавкового выключателя или проще говоря поплавка Разработано великое множество разных способов управления насосами, но одним из самых простых и наиболее часто применяемых является поплавок. Основным преимуществом такого способа управления насосом является то, что поплавки одновременно используются и как датчик уровня воды, и как исполнительный элемент управления насосом Они устанавливаются в накопительных емкостях, резервуарах, баках, колодцах для управления бытовыми и промышленными насосами водоснабжения, канализации и водоотведения. В одной емкости может устанавливаться несколько поплавков и выполнять они могут разные функции: управление основным насосом, управление вспомогательным насосом, аварийный датчик уровня, датчик перелива. Их использование в данных системах позволяет обеспечить защиту насосного оборудования от работы в режиме «сухого хода», а при наполнении различного рода емкостями поплавковый выключатель обеспечивает защиту от перелива. Поплавки для насосов бывают двух видов легкие, например: (IGD 2/S, IGD 5/S, IGD 10/S) и тяжелые (MAC/3, MAC/5-5S). Легкие преимущественно используются в системах водоснабжения и водоотведения, а тяжелые для дренажных, фекальных (канализационных), дождевых стоков. Поплавки поступают в продажу с длиной кабеля 2, 3, 5 и 10 метров в зависимости от модели.

Устройство и конструкция

Поплавок состоит из плавающего пластикового корпуса (Поз 1) на фото.

Внутри корпуса находится электрический переключатель (Поз. 2), рычаг при помощи которого происходит переключение контактов переключателя (Поз. 3) и стальной шарик Поз. 4) который при изменении положения поплавка изменяет положение рычага. От переключателя выходят кабель с тремя проводами (обычно это коричневый, синий и черный цвета): один общий и два от нормально закрытого и нормально открытого контактов переключателя (Рис.1).

Цепь замкнута между черным и синим проводами, когда поплавок находится в нижнем положении. Если поплавок находится в верхнем положении то замкнуты контакты между черным и коричневым проводами. В каждом случае, провод который не используется в схеме подключения, должен быть за изолирован. Следует обратить внимание на то, что подводящий кабель должен быть влагостойким, а сама пластиковая коробка – герметична. Кабельный вывод герметизируется механическим уплотнением и оснащен надежным приспособлением для снятия в кабеле механических напряжений. Изолированная полость кабельного ввода заполнена полимерной смолой, исключающей проникновение внутрь влаги. Благодаря химическим свойствам и термостойкости корпуса и оболочки кабеля из термопластичной резины, поплавковый выключатель обладает стойкостью к воздействию спиртов, мочевой кислоты, фекальных вод, жидких масел, бензина, фруктовой кислоты и т.п. Поверхность пластикового корпуса не имеет пор, поэтому исключается возможность прилипания к ней различных загрязнений, а песок, бумага и прочие твердые включения соскальзывают с нее, никак не влияя на плавучесть поплавкового выключателя.

Характеристики:

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

Существует несколько способов монтажа поплавковых выключателей для насосов. Перед монтажом необходимо убедится, что ток, потребляемый насосом, меньше чем максимально допустимый ток, указанный в технических характеристиках на данный тип поплавка. Наиболее простой и быстрый способ — это монтаж в емкости, используя поплавок с кабелем и специальное грузило, идущее в комплекте. Грузило надевается на кабель, экспериментальным путем определяется длина плеча свободного хода поплавка. При помощи защелки грузило фиксируется на кабеле. Затем сам кабель надежно фиксируется на наружной стороне емкости. Производится электрическое подключение поплавкового выключателя к насосу и на этом, собственно, монтажные работы закончились.

Монтаж поплавка для насосов на подводящем кабеле можно выполнять лишь тогда, когда нет опасности, что поплавковый выключатель зацепится или зависнет внутри емкости и когда в емкости находится только один поплавок.

Если в емкости будет монтироваться несколько поплавков, то они монтируются на специальную штангу. Роль штанги обычно выполняет кусок пластиковой трубы, установленной и надежно закрепленной в емкости. Затем на трубу монтируются поплавки, которые выставляются, регулируются и разносятся по длине штанги так, чтобы не мешали друг другу выполнять свои функции. Кабели, идущие от поплавковых выключателей, крепятся к штанге при помощи хомутов. Количество поплавковых выключателей зависит от числа насосов или от типа и количества защитных устройств и применяемых пультов управления. Иногда для надежной работы поплавковых выключателей может возникнуть необходимость использовать несколько штанг.

Как, сколько и в каком месте монтировать поплавковые выключатели каждый раз определяется индивидуально на месте монтажа или согласно проекту.

Принцип работы поплавка для насосов

Рассмотрим несколько вариантов применения поплавковых выключателей и принципов его работы:

Система водоснабжения, наполнение и опорожнение емкости бака резервуара.
- Поплавок отключит насос, наполняющий емкость, когда всплывет, (емкость будет полная) и снова его включит, когда опустится на дно (емкость будет пустая);
- Поплавковый выключатель включит автоматическую станцию водоснабжения, когда он находится на поверхности (заполненная емкость) и выключит станцию, когда опустится на дно (емкость пустая):
- Поплавок даст команду на закрытие клапана или задвижки с сервоприводом, когда поднимется на поверхность (емкость будет полная) и откроет клапан или задвижку когда опустится на дно (емкость пустая);
- Поплавковый выключатель даст команду на диспетчерский пункт или оператору, когда поднимется на поверхность (емкость будет полная) и просигнализирует о недостатке воды, когда опустится на дно (емкость будет пустой).
Система канализации (фекальная или канализационная яма).
- Поплавок включит фекальный насос, когда он поднят вверх (заполненная емкость) и выключит насос, когда опустится на дно (емкость пустая).
На один поплавок можно подключить два насоса: один насос наполняет емкость, когда поплавок находится в нижнем положении, второй насос в это время не работает, в верхнем положении поплавка работает второй насос, который выкачивает емкость, а насос, который наполняет емкость, в это время не работает. Данная схема использования поплавкового выключателя не очень эффективна, так как возможны перебои с поставкой воды, на время когда идет наполнение емкости.

Схемы подключения поплавкового выключателя

На рис. 2, 3 приведены схемы подключения поплавка к однофазным и трех фазным насосам.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

Поплавки для насосов при соблюдении условий эксплуатации работают долго и надежно. Если поплавковый выключатель используется в системе водоснабжения или водоотведения, то в периодическом техническом обслуживании он не нуждается. Когда поплавок используется в фекальных или канализационных ямах, то необходимо хотя бы раз в месяц промывать поплавок и насос от загрязнений с помощью струи воды под давлением, для исключения залипания или прилипания поплавка к насосу или напорной трубе. В случае выхода поплавкового выключателя из строя (подгорание контактов, попадание влаги внутрь поплавка, повреждение изоляции кабеля) ремонту они не подлежат, а требуется их замена. Замену поплавкового выключателя необходимо производить в специализированных сервисных центрах.

Спасибо за оказанное внимание.

P.S. Понравился пост порекомендуйте его в социальных сетях своим друзьям и знакомым.

nasos-pump.ru

ПОПЛАВКОВЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Поплавковый уровнемер – самый распространенный измеритель, популярность которого обусловлена предельно простой конструкцией и соответственно надежностью. Поплавковые измерители можно условно разделить на два варианта:

механические;
герконовые.

Второй вариант подразумевает использование выключателей с магнитоуправляемыми контактами, поэтому его устройство будет рассмотрено в отдельном разделе.

Самый простой механический поплавковый измеритель работает на определение предельного уровня воды. Измеритель устанавливается в определенной части емкости, и когда вода достигает поплавка, он всплывает и через специальный шток замыкает (размыкает контакты). Подобные устройства более известны под названием поплавковые выключатели.

Этот тип механических датчиков отличается достаточной надежностью и часто используется в простейших автоматизированных системах. Но его функциональность ограниченна конструкцией – датчик срабатывает только при предельном значении уровня воды.

Также выпускаются кабельные поплавковые датчики. В этой конструкции используется поплавок особой формы, который изменяет угол наклона в зависимости от уровня воды. Внутри поплавка устанавливается выключатель, который срабатывает при изменении угла. В большинстве случаев используются выключатели со стальным шариком, замыкающим контакты.

Отдельная категория – кабельные поплавковые измерители с ртутным выключателем, обеспечивающим высокую надежность. Для точного контроля иногда устанавливают несколько поплавковых датчиков с разной длиной кабеля.

Поплавковые измерители пользуются спросом во многих отраслях промышленности. Датчики используют для контроля уровня горюче смазочных материалов, охлаждающих жидкостей. В быту устройства обычно применяют для измерения уровня в скважинах и колодцах (защита насоса от «сухого» хода), а также для автономной канализации.

Одно из преимуществ этого типа уровнемера – простая установка и настройка. Некоторые модели разрабатываются специально для насосов и позволяют исключить использование дополнительных пусковых реле.

В начало

ЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК УРОВНЯ ВОДЫ

Электронные измерители изготавливаются на основе различных типов датчиков. Один из вариантов – емкостные датчики позволяющие фиксировать изменение уровня воды в режиме реального времени. Одно из преимуществ подобных устройств – отсутствие подвижных элементов, что положительно сказывается на надежности и сроке эксплуатации.

Для точности снимаемых показателей измеритель калибруют непосредственно перед установкой, учитывая свойства измеряемой жидкости. Емкостные измерители используют не только для контроля уровня воды, но и других жидких и сыпучих материалов.

При всех преимуществах емкостного датчика, стоит учитывать зависимость показателей от температуры, поэтому для точного измерения уровня воды с изменяемой температурой необходимо дополнительно устанавливать датчик температуры для корректировки получаемых значений.

Оптический электронный датчик уровня воды.

Второй востребованный вариант электронного измерителя уровня воды – оптический. Это устройство используется в качестве альтернативы поплавковым измерителям при высокой вероятности вибрации воды (что в механических системах приводит к искажению показателей). Оптические датчики используют для отслеживания предельных уровней воды. Принцип работы основан на изменении отражательной способности оптической системы при достижении водой определенного уровня.

В качестве преимуществ подобных датчиков можно отметить отсутствие подвижных частей, и независимость от внешних факторов. Оптические уровнемеры используют на транспорте для контроля уровня охлаждающей жидкости, в бытовой технике (кофемашины). Часто устанавливаются для измерения предельного уровня воды в цистернах, которые перевозятся на автомобильном или железнодорожном транспорте (устойчивость к вибрациям).

В целом, электронные измерители лишены основных недостатков механических аналогов, и позволяют проводить измерения с высокой точностью. Единственно ограничение – более высокая цена и необходимость профессиональной установки и настройки.

В начало

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.

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.

В начало

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

eltechbook.ru

Принцип работы поплавкового уровнемера

Плавучесть — это направленная вверх сила или подъемная сила, выталкивающая вверх погруженный в жидкость предмет. На любой предмет, погруженный в жидкость действует подъемная сила, равная по величине весу вытесненной жидкости.

Демонстрационный показ вытеснения, подъемной силы и кажущейся потери веса

На рисунке выше проиллюстрированы взаимоотношения между вытеснением, подъемной силой и весом, а также показано, как у предмета, погруженного в жидкость происходит кажущаяся потеря веса, соответствующая по величине весу вытесненной им жидкости.

На рисунке изображены: предмет цилиндрической формы, подвешенный на весах; большой сосуд, заполненный жидкостью до уровня переточной трубы; пустой сосуд размером поменьше для сбора вылившейся из большого сосуда жидкости, при условии вытеснения жидкости из большого сосуда. Вес предмета показан на шкале весов.

При погружении предмета в жидкость часть жидкости выливается в пустой сосуд. Изменение показания веса на весах указывает на то, что вес предмета уменьшается. Величина этой кажущейся потери веса равна весу жидкости, вытесненной в пустой сосуд.

Если вес предмета больше веса вытесненной им жидкости, предмет будет находится в погруженном состоянии, но потеря его веса будет по-прежнему равняться весу вытесненной им жидкости. Если предмет (при полном погружении) весит меньше, чем объем вытесненной им жидкости, предмет поднимется на поверхность и будет держаться на поверхности жидкости. Дрейфующий предмет будет плавать именно на том уровне, на котором вес вытесненной им жидкости будет точно равняться весу самого предмета.

На рисунке выше проиллюстрировано явление плавучести на примере двух подвешенных предметов, спускающихся в резервуар с жидкостью. Предмет, находящийся слева, плавает: подъемная (выталкивающая) сила жидкости по величине больше веса предмета. Действие предмета, находящегося справа, подобно действию вытеснителя. По мере повышения уровня жидкости он будет погружаться в жидкость, поскольку выталкивающая сила жидкости по величине меньше веса предмета.

Сигналы перемещения поплавкового уровнемера в результате его подъема или снижения в соответствии с изменением уровня жидкости могут переводится в показания уровня с помощью ряда различных устройств, включая откалиброванные стержни; рычажные соединения; ленты (или цепи); шкивы и противовесы; канаты и скользящие стрелки-указатели; подъемные механизмы и механические выключатели.

Стержень со стрелкой-указателем и шкалой монтируются на внешней стороне резервуара. Поплавковый уровнемер, который закрепляется внизу стержня, виден в этом примере через отверстие, закрываемое крышкой, наверху резервуара. Любое изменение положения поплавка показывается смещением стрелки вдоль шкалы.

А также поплавок может быть подсоединен непосредственно к индикаторной стрелке с помощью рычажного соединения. Это механическое соединение выведено с выходом прямо на стрелку на индикаторном устройстве. При поднимании или опускании поплавка внутри резервуара рычажная передача смещает стрелку вдоль шкалы на индикаторе.

kipiavp.ru

Поплавок уровня воды

Устройство и конструкция

Преимущества

Монтаж

Принцип работы поплавка для насосов