Поплавковый выключатель для насоса принцип работы, достоинства

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.

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.

1 Принцип работы и особенности

1.1
Виды поплавковых дРенажников

Классификация дренажников выполняется в зависимости от способа их расположения. Выделяют насосы погружного и поверхностного типа. Также существуют агрегаты с вертикальным расположением поплавкового выключателя.

1.2
Дренажный насос со встроенным поплавком погружного типа

Погружной дренажник имеет герметичный корпус, что позволяет ему функционировать при полном погружении в воду. Такие конструкции зачастую обладают большей мощностью, чем насосы поверхностного типа, так как им необходимо поднимать откачиваемую жидкость на большую высоту, что требует высокого давления.

В сравнении с поверхностными дренажными насосами, погружной агрегат обладает следующими преимуществами:

• Минимальный шум при работе;
• Высокая продуктивность;
• Универсальность – такие насосы способны перекачивать жидкость с большим количеством механических загрязнений;

К недостаткам можно отнести:

• Сложность ремонта, в связи с нарушением герметичности корпуса при разборке;
• Необходимость периодической очистки насоса и поплавкового выключателя, так как они очень быстро засоряются в грязной воде;
• Ограниченность – погружной дренажник не способен откачивать стоки с неглубоких водоемов (необходима глубина минимум в 30 сантиметров, так требуется постоянно охлаждение электромотора водой)

1.3
Дренажные насосы с встроенными поплавками поверхностного типа

В таких устройствах забор сточных вод происходит посредством рукава – резинового шланга, либо ПВХ трубы, которая опускается в сточную жидкость, сам же корпус насоса расположен на поверхности грунта. Поплавочный выключатель на удлиненном кабеле опускается в сточные воды вместе со шлангом.

Главными достоинствами таких насосов считается простота монтажа и обслуживания. К недостаткам можно отнести шум, который устройство издает во время перекачки воды. Охлаждение силового агрегата в таких устройствах выполняется посредством перекачиваемой жидкости.

1.4
Дренажные фекальные насосы

Фекальные насосы используются для откачивания канализационных вод из септиков и выгребных ям. По сути, они представляют собою усовершенствованную версию обычного дренажника, и могут в полной мере выполнять все его функции. Особенностью таких устройств является увеличенная мощность – так как фекальные стоки в основном намного гуще, чем обычные сточные воды.

Фекальный насос имеет дополнительный конструкционных элемент – специальную сетку, которая измельчает крупные отходы. По методу расположения такое устройство идентично обычным дренажникам: существует погружной и поверхностный фекальный насос .

1.5
Дренажники вертикального типа

Такие насосы комплектуются вертикальным поплавковым выключателем, который позволяет выполнять автоматическую откачку воды из замкнутых пространств. Чаще всего насосы с вертикальным поплавком используются для осушения вышедших из строя трубопроводов. При необходимости они могут эксплуатироваться как обычные дренажники.

1.6
Основные производители

На сегодняшний день, ассортимент дренажных насосов на отечественном рынке четко делится на две категории: бюджетные устройства, к которым можно отнести разнообразных отечественных и китайских производителей, и дорогостоящие зарубежные насосы.

Анализ спроса и предложения показал, что в категории бюджетных дренажников наиболее оптимальным вариантом являются насосы «Малыш», в то время как в сегменте высококачественных устройств лидирует компания «Grundfos ».

1 Описание поплавкового выключателя

Погружные и насосы дренажные работают в условиях, когда жидкость может неожиданно закончиться или загрязниться. В таком случае дальнейшее выкачивание воды уже смешанной с большим количеством грязи может серьёзно навредить системе. Поэтому обязательно наличие поплавкового выключателя для насосов, чтобы предотвращать поломку из-за сухого хода. Некоторые поплавки требуется устанавливать самостоятельно, тогда как другие насосы производятся с внутренним поплавком.

Они размещаются в разнообразных резервуарах – от ёмкостей в системах откачивания сточной воды до колодцев с питьевой водой. И задачи, которые выполняют поплавки, в зависимости от места использования, могут разниться. Также в один резервуар есть возможность поставить больше одного поплавка, каждый из них выполняет разные задания:

• контроль за работой главной помпы;
• контроль за работой дополнительной (вспомогательной) помпы, а также улучшение её эффективности;
• датчик уровня;
• датчик перелива.

Датчик уровня необходим, чтобы погружной насос не работал на сухом ходу и тем самым не засасывал сильно загрязнённую воду, что приводит поломке всей станции. Датчик перелива требуется, чтобы водяной резервуар не переполнялся. В зависимости от типа ёмкости, это может привести к серьёзным проблемам, вплоть до короткого замыкания.

1.1 Разновидности поплавков для насосов

Поплавковые выключатели подсоединяются к различным типам помп, а также могут быть встроенными. Чтобы установить отдельно купленный поплавок на насос не потребуется больших усилий и обширных знаний. Насос со встроенным поплавком куда проще, пусть и дороже, если необходимо максимально быстро обеспечить систему поплавковым контролем.

Существует лёгкий дренажный насос со встроенным поплавковым выключателем и тяжёлый. Первый тип подходит для помпы с поплавком, использующимся в водоснабжении – колодцы, скважины. А также в системах водоотведения. Вторые дренажные насосы со встроенным поплавком, тяжёлые, предполагают, во-первых загрязнённую среду, а во-вторых сложные условия эксплуатации. Дренажный насос с поплавком второго типа применяется в стоках: канализационных, дождевых, дренажных.

Начать свой выбор датчика уровня воды следует с определения целей – для водоснабжения дачи, фермы, дома, полива участка лучше подойдёт лёгкий. Для организации канализационной системы, дренажной либо сточной, рекомендуется покупка тяжёлого агрегата.

1.2 Технические характеристики поплавкового выключателя

Корпус устройства выполняется из пластиковых материалов разнообразных форм. Он требует абсолютной герметичности и водонепроницаемости. Поплавок состоит из следующих элементов:

• плавающий корпус из пластика;
• электрический переключатель;
• рычаг для контактов переключателя;
• стальной шарик;
• три провода в кабеле.

Провода подключаются: один к закрытому контакту, другой к открытому, третий же является общим. Существуют поплавки с двумя проводами. Они разрывают электрическую цепь, если необходимо выключить погружной насос и соединяют цепь, если требуется его снова включить. Трёхпроводные переключатели универсальны, они подходят для слежения не только за сухим ходом, но и за переливом. Имеется один общий и два провода, между которыми и производится переключение режимов.

Провода у них различаются по цвету. Общим, как правило, является чёрный провод. Синий провод отключает систему, когда насос для откачки начинает «садиться на мель» и в резервуаре (например, в колодце) слишком мало воды. Коричневым проводком регулируется помпа, когда резервуар заполнен.

В зависимости от длины провода от груза до поплавка, значения, при которых помпа включается, либо отключается, будут меняться. Таким образом, их вручную легко отрегулировать, чтобы не допустить перелива или сухого хода. Учитывать стоит и то, что поплавок должен отключат работу в то время, когда насос ещё находится под водой с небольшим запасом.

Стальной шарик регулирует положение рычага в зависимости от положения самого поплавка. Рычаг же в свою очередь переключает контакты, чтобы производить включение или отключения насоса с поплавком. Для фиксирования шарика в необходимых положениях используются магниты. Наклон, при котором шарик перемещается из одного положения в другое, чаще всего составляет 70 градусов, однако следует при покупке устройства уточнить.

Характеристики поплавкового выключателя для контроля за уровнем воды:

• степень защиты от проникновения IP – 68;
• напряжение сети 220 вольт плюс-минус 10 процентов;
• диапазон рабочей температуры от 0 до +60°C ;
• 8 ампер – максимально коммутируемый ток для реактивной нагрузки;

1.3 Как работает автоматический поплавковый переключатель? (видео)

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.

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.

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.

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.

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».

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.

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.

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.

Поплавковый выключатель

Практически все конструкции дренажников оснащены этой системой. Выключатели автоматизируют работу дренажного насоса с поплавком, прекращая подачу напряжения на его электродвигатель при понижении уровня жидкости, и вновь подавая питающее напряжение при наполнении рабочего резервуара.

Рис. 4 Дренажник в разрезе

Принцип работы дренажного насоса состоит в следующем. При поступлении напряжения на электродвигатель начинает вращаться рабочее колесо. Оно втягивает в себя жидкость сквозь отверстие, размещенное по центру корпуса электронасоса, а центробежная сила выталкивает жидкость наружу через выводной канал.

Дренажники могут работать в среде с разной степенью загрязненности, которая определяется условиями эксплуатации, поэтому перед тем, как выбрать дренажный насос, следует обратить внимание на размер частиц или фильтр. Выбирая нужное изделие, лучше отдать предпочтение устройствам в металлическом корпусе с рабочим колесом из металла, для бытовых условий достаточно производительности около 10 м

Советуем почитать: Ремонт погружных насосов

Возможно вам также будет интересно почитать: