Поплавковые выключатели, контролирующие уровень жидкости в ёмкостях и водоёмах для управления электронасосом

Для предотвращения «сухоходности» насосов существует много различных методик управления. Применение поплавкового выключателя уровня воды является одним из наиболее доступных и действенных способов обезопасить аппаратуру от возможных поломок. Бесспорное преимущество его использования – возможность одномоментного применения в двух ипостасях – в качестве исполнительного элемента управления оборудованием и в роли контролера, определяющего уровень воды.

Поле деятельности выключателей уровня воды весьма широкое, например, в системах, отвечающих за снабжение водой и водоотведение. Поплавки-переключатели обслуживают колодцы, накопительные резервуары, используются во всевозможных емкостях. Применяются они и в системах канализации.

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.

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.

При опасности зависания поплавка или препятствии его свободному ходу в емкости подключение проводить нельзя.

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».

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.

Конструкция и принцип работы выключателя

Конструкция поплавка: электро-переключатель и шар из стали, размещенные во внутренней полости пластмассового корпуса.
Длина кабеля варьируется от 3 до 10 м.
В момент достижения поплавком-переключателем верхней отметки контакты переключателя замкнутся, обеспечивая включение насоса. Стоит поплавку спуститься до нижней отметки, стальной шарик воздействует на рычажок переключателя, меняя его расположение. Цепь размыкается, и система выключается.


Схема подключения поплавкового выключателя: к переключателю подключен кабель с тремя проводами. Различаются они цветом, зачастую бывают черными, голубыми и коричневыми. Черным цветом отмечен общий провод.
В верхнем расположении поплавка-переключателя замыкаются контакты общего провода и нормально закрытого, обозначенного коричневым цветом. На минимальной отметке цепь замыкается с участием общего провода и нормально открытого, обозначенного голубым цветом.
Изоляция провода, не использующегося в схеме в данный момент, должна быть очень надежной.
Подразумевается, что в условиях водной среды кабель должен обладать достаточной влагостойкостью, а пластиковый корпус – герметичностью
. Вывод кабеля имеет оснащение для снятия механического напряжения и надежно загерметизирован. Полимерная смола, заполняющая полость кабельных вводов, исключает попадание влаги внутрь.
И последнее слово в пользу поплавкового переключателя – цена, которая обычно варьируется от 300 до 500 рублей
. Сочетание приятной цены с надежностью делает покупку поплавкового выключателя оптимальным вариантом обеспечения защиты от нежелательных поломок дорогостоящего оборудования, каким являются бытовые и промышленные насосы.

  • 1. Датчики уровня
  • 2. Приводная техника
  • 3. Измерительные приборы
  • 4. Промавтоматика
  • 5. Термометрия
  • 6. Пневмовибраторы
  • 7. Источники бесперебойного питания
  • 8. Сигнальное оборудование
  • 9. Датчики безопасности
  • 10. Датчики давления
  • 11. Датчики параметров жидкости
  • 12. Датчики параметров сыпучих материалов
  • 13. Анализаторы влажности
  • 14. Расходомеры
  • Прайс-листы

Главная > Статьи >

Поплавковый выключатель уровня воды


Дата публикации: 17.03.2017

Многие производственные процессы современной промышленности связаны с использованием в работе воды и различных водных растворов. Вода применяется для охлаждения, промывания, получения пара, поддержания концентрации растворов химических веществ, в ходе производства продуктов питания и для решения множества других задач. В связи с этим большое внимание уделяется вопросам контроля уровня жидких продуктов на основе воды.

Современный рынок промышленного оборудования предлагает большой выбор разнообразных устройств, предназначенных для измерения, контроля и сигнализации уровня жидких продуктов – от самых простых датчиков до сложных высокотехнологичных уровнемеров. Для контроля уровня воды чаще всего применяются самые простые – поплавковые датчики.

В основе устройства поплавковых выключателей уровня воды лежит использование поплавка, размещаемого в контролируемой емкости, резервуаре или водоеме на кабеле или специальном стержне. При изготовлении датчика особое внимание уделяется используемым материалам, а также размерам поплавка. Благодаря этому независимо от уровня воды в резервуаре поплавок остается на поверхности воды. Также важно, чтобы места соединения элементов выключатели обладали высокой герметичностью для исключения возможности попадания жидкости на контакты прибора. Срабатывание датчика происходит за счет замыкания или размыкания контактов при изменении уровня воды.

Самые простые виды датчиков представляют собой механические поплавковые выключатели уровня воды, предназначенные для контроля заданного предельного уровня. Срабатывание выключателя происходит при достижении водой необходимого уровня, на котором установлен датчик. В результате поплавок выключателя всплывает и вызывает замыкание контактов через специальный шток. Соответственно при снижении уровня поплавок опускается, возвращая контакты в исходное положение. Подобный вид поплавковых выключателей уровня, несмотря на простоту, может свободно использоваться в автоматизированных управляющих системах с небольшим функционалом для сигнализации предельного уровня воды.

Еще один вид простых устройств – кабельные поплавковые датчики уровня воды. В этом случае используется поплавок специальной формы, меняющий угол наклона в зависимости от уровня воды в емкости. Соответственно при изменении угла встроенные контакты замыкаются или размыкаются, что в свою очередь приводит к срабатыванию датчика или возвращению в исходное положение. Кабельные поплавковые выключатели уровня воды могут использоваться как в закрытых емкостях, так и в открытых резервуарах и водоемах, в том числе бассейнах, колодцах, водохранилищах и т.д. При этом кабельные датчики способны напрямую управлять насосным оборудованием, запуская или останавливая процесс наполнения емкости или откачки воды.

Самой распространенной группой поплавковых датчиков уровня воды являются магнитно-поплавковые или герконовые датчики. В этом случае для работы используются специальный магнитный поплавок, который при изменении уровня воды перемещается и воздействует на герконовые контакты датчика. Дополнительным преимуществом магнитных датчиков является использование для переключения состояний датчика герконов – герметичных контактов, что гарантирует защиту от контакта с водой.

Магниточувствительные датчики отличаются широкими возможностями применения и могут использоваться не только в качестве поплавковых датчиков уровня воды, но и для работы с другими видами жидких продуктов. Конструкция магнитных датчиков существенно различается в зависимости от области применения и поставленных задач. При этом помимо стандартных исполнений многие производители предлагают и специализированные серии устройств, предназначенные для использования с опасными и агрессивными веществами, в условиях повышенных температур или высокой вероятности возникновения взрывов.

Преимуществом всех видов поплавковых выключателей уровня воды является простота их установки и эксплуатации. Чаще всего датчики поплавкового типа используются в качестве сигнализаторов предельного уровня воды в емкости. Это обусловлено самим принципом работы поплавка. Исключением могут стать только магнитные датчики с несколькими парами контактов, расположенных на разном уровне. В этом случае один датчик может использоваться для контроля одновременно нескольких заданных уровней воды и отличается большей функциональностью.

Если вы столкнулись с проблемой выбора поплавкового выключателя уровня воды, вы можете обратиться к инженерам компании «РусАвтоматизация». Специалисты нашей компании помогут вам подобрать оптимальный вариант устройства, подходящий под конкретные условия применения.

Рекомендуем прочитать также:

Большую емкость для воды на даче или приусадебном участке можно использовать для полива или водоснабжения дома. При ее наполнении нет необходимости постоянно забираться вверх по лестнице и целый день следить за уровнем — это вполне могут сделать электронные датчики.

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.

Рис. 2 Виды датчиков уровня

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

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом

oBurenie.ru

вы автоматически соглашаетесь с

политикой конфиденциальности

для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.