Автоматическое наполнение бака водой

Использование автоматики в системах водоснабжения, позволит минимизировать или полностью освободить потребителя, от участия в техническом процессе, позволит полностью контролировать любой параметр системы водоснабжения. Использование автоматики приведет к значительному уменьшению энергетических затрат системы и к меньшему износу оборудования.

Автоматика систем водоснабжения обеспечит контроль потока воды доставляемого в жилые постройки и промышленные помещения различного назначения.

Накопительный резервуар решает проблему водоснабжения дома. В него прибывает вода из различных источников: колодец, пробуренная скважина или система водоснабжения города по установленному графику.

Непосредственное наполнение резервуара, происходит за счет насосов отличающихся по величине максимального давления, типу материала, эффективности очищения воды. Современные насосы расположены, на поверхности вблизи источника, перекачка воды, в подобной системе, будет производиться с использованием шланга или трубопровода. Если же, скважина слишком глубока, поверхностный насос заменяют погружным, который часто также называемый глубинным.

Работа автоматизации водоснабжения построена на применении специализированной схемы управления, в состав которой входят сигнализаторы уровня, реле, пускатели и кнопки управления.
Непременный элемент схемы — контрольный датчик, установленный на специальном контрольном электроде. Это важное обязаетельное устройство контролирующее уровень наполнения накопительной емкости с водой. Присоединение в схему осуществляется к пускателю, управляющему насосом или к электромагнитному клапану.

Рекомендация: применение механических поплавковых устройств с микропереключателями использовать нежелательно из-за их невысокой степени надежности.

Основная базовая схема управления

Основные составляющие элементы в щите управления – это: приборы, сигнализирующие о состоянии уровня воды, датчики контроля состояния и сигнализаторы давления, реле электромагнитного типа.

Схемы с использованием постоянного тока небольшой величины, помимо простой конструкции, обладают одним значимым недостатком – это то, что контрольные электроды окисляются из-за постоянного процесса электролиза (поляризации), чтобы они полноценно функционировали необходимо очищать их поверхность от непроводящей корки.

Для предупреждения этого процесса, схема управления должна работать и обеспечивать питание электродов переменным током с исключением постоянной составляющей.
Для этого решения хорошо использовать надежно заземленную металлическую емкость, при этом доступ к контрольным электродам лучше всего герметично закрыть. Используется управляющее реле переменного тока, которое запитано от сети переменного напряжения 220В.

Рис. №1 Схема подключения управляющего реле, питающего контрольные электроды.

Нюансы электрической схемы автоматического управления

Релейная катушка присоединяется к фазе сети.

Если данная схема будет работать исключительно с клапаном, то водопроводная магистраль должна быть оборудована датчиком давления, он присоединяется с клапаном последовательно, так можно избежать перегрева устройства и выхода его из строя, когда в емкости будет малый уровень воды.

Замыкая контакт S1, включается насос, который закачивает воду из колодца или скважины в емкость. При достижении уровня воды BV, включается реле К1, оно своими контактами заблокирует нижний уровень НУ. Насос отключится при размыкании контактов К1.1, К1.2.

Рис.№2. Схема управления насосом.
Схема достаточно проста и отличается надежными элементами и безотказностью, но недостаток ее в том, что она может работать исключительно с маломощным оборудованием. Если вы добавите в состав схемы электрический пускатель, увеличится выходная мощность устройства. Кнопка «пуск» и «стоп» даст возможность управлять схемой вручную, не дожидаясь автоматического прекращения работы. Схема простая, но может быть опасна, ведь на электрод подается переменное напряжение 220В.

Схема с полуавтоматическим режимом работы

Для снижения опасности от поражения электрическим током придумана схема, работающая от переменного напряжения, но значение, которого не превышает 5В.

Рис. №3. Схема с полуавтоматическим режимом работы
Для этой схемы характерно использование кнопочного поста. Нажатие кнопки «пуск» подается команда на включение электродвигателя насоса, «стоп» — команда на остановку насоса. Схема отличается безопасностью и надежностью и подходит для центробежных насосов, которые могут заливаться водой.
Пуск происходит вручную. Перед запуском всасывающая труба должна быть заполнена водой, насос должен быть подготовлен. Выключение происходит в автоматическом режиме, по м ере заполнения емкости водой и срабатывания датчиков. Вместо насоса можно использовать электромагнитный клапан, в этом случае, схему можно применить для заполнения емкости водой из водопроводной сети.
Поняв, что в водопроводе есть вода, вы нажимаете кнопку «пуск», после наполнения бака водой, происходит отключение питающего клапана, а схема обесточивается.

Схема автоматизированного процесса наполнения

Если понадобилось процесс наполнения полностью автоматизировать, и если насос самовсасывающий или вибрационного типа, схема дополняется добавочными элементами.

Рис.№4.Дополненная схема для насоса вибрационного или самовсасывающего типа.

Напряжение должно подаваться на схему постоянно, иначе автоматизировать процесс будет невозможно. Для этой схемы актуально использовать добавочные кнопки «пуск» и «стоп». Они присоединяются между контрольным датчиком и общим (магистральным) проводником (нормально разомкнутым контактом кнопки «стоп»). Также это действие выполняется последовательно с нормально замкнутые контактами кнопки «пуск» с датчиком на нижнем уровне.

Устройства с сигнализатором уровня

Схема контроля уровня служит неотъемлемой частью устройства, которое состоит из сигнализатора уровня и добавочной схемы управления.

Рис.№5. Схема с сигнализатором уровня.
В конструкции присутствуют кнопки управления. Для предотвращения внештатных ситуаций используется серийный трехканальный сигнализатор СУ2-3
Схема используется для откачки воды их дренажного приямка. Реле К1 и К2 при повышении уровня включают рабочий насос. Реле времени начинает отчет времени, в течение которого уровень понижается.

Рис.№6.Описание схемы с пояснением всех элементов цепи.
Если в течение 5 минут уровень не понизился, ниже верхней отметки и насос не откачивается – включается звуковая и световая сигнализация. В нормальном режиме, через 1 мин после включения запускается контроль давления воды на выкидке насоса. Если давления недостаточно или оно отсутствует — включается резервный насос. Если давление в норме, а уровень доходит до аварийной отметки, реле К4 запускает оба насоса, повышая производительность насосной станции. После ликвидации последствий аварий схема возвращается в исходное положение.

Все описания схем должны показать сложность случаемых ситуаций. В домашних условиях проще предотвратить подобные случаи.

Рис. №7 Примерная схема монтажа водоснабжения дома.

Необходимые нюансы по проведению монтажа узлов автоматической системы

Монтаж узла автоматического управления насоса осуществляется по стандартной схеме.

• С горизонтальным баком используется монтаж с помощью выводных штуцеров, всего их 5.Это позволяет удобно отодвигать реле давления.
• В случае вертикального бака автоматика устанавливается рядом на стену.

Шаровый кран лучше устанавливать на сам бак, это делается для того чтобы можно было легко перекрыть поступление воды в аварийной ситуации.

Реле давления важный элемент цепи автоматики

Присоединение проводов осуществляется согласно инструкции в техническом описании.

Рис. №8. Регулировка реле давления.
Регулировка нижнего давления производится с помощью фиксирующей пружину, регулировочной гайки
Для увеличения значения уровня нижнего предела давления, закручиваем гайку (2) по часовой стрелке, уменьшение давления достигается вращением гайки против часовой стрелки, ослабляя пружину.
Гайка (1) служит для регулировки дельты между нижним и верхним пределами давления.
Пример регулировки: Для увеличения давления до 3,5 атм., для отключения давления включения (1,4атм.), выполняем следующее действие. Вращаем гайку 1 по часовой стрелке, поднимаем давление отключения насоса до необходимого значения, на эту же величину поднимется давление включения насоса. Затем вращаем гайку (2) по часовой стрелке, добиваемся давления включения насоса до уровня 1,4 атм.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Недавно наткнулся в интернете на один видеоролик, где воплотили мою детскую мечту в реальность На видео продемонстрировали, как можно собрать устройство автоматического наполнения емкости водой. Всю работу очень наглядно продемонстрировали, однако схему не показали.

Дело в том, что в детстве в летнее время мне часто приходилось поливать огород и у меня всегда появлялись идеи по автоматизации данного процесса, но воплотить в реальность свои мысли так и не получилось. Сегодня я исполню часть своей мечты, правда, пока только теоретически.

Представим такую ситуацию: у вас на даче или дома есть емкость с водой, для полива огорода или еще для каких-то целей. В эту емкость вы закачиваете воду с помощью насоса. Чтобы закачать воду, каждый раз приходится включать насос и следить пока емкость не заполнится водой. Заполнение емкости водой можно очень легко и достаточно дешево автоматизировать.

Ниже представлена структурная картинка нашего устройства.

Структурная схема поплавкового уровнемера

Для автоматизации наполнения емкости водой нам придется немного доработать емкость. На верхней части бочки устанавливается стержень высотой не менее глубины емкости, на котором закрепляются два геркона. К стержню также крепится подвижный шток с поплавком, который перемещается в зависимости от уровня воды в емкости. На штоке закреплен постоянный магнит, для управления герконами.

На следующей картинке можно увидеть пример выполнения стержня и подвижного штока.

Пример реализации поплавкового уровнемера

А сейчас самое интересное: схема автоматического наполнения емкости водой.

Для реализации данного устройства нам понадобится автоматический выключатель для защиты насоса, электромагнитный контактор для включения и отключения насоса и два геркона (контакт магнитоуправляемый герметизированный) для управления контактором.

Электрическая схема автоматического наполнения емкости водой

Нижний геркон должен быть замыкающий, верхний – размыкающий. К примеру, нам вполне подойдет геркон МКС-27103, т.к. он имеет переключающий контакт. Для сигнализации нижнего уровня в схеме используется нормально разомкнутый контакт, для сигнализации верхнего уровня – нормально замкнутый контакт геркона. В момент когда уровень воды в емкости достигнет критического значения, магнит расположится в одном уровне с нижним герконом, который под действием магнитного поля переключит контакт и тем самым отправит сигнал на включение насоса. После этого поплавок начнет подниматься до верхнего уровня, где верхний геркон отключит насос.

В данной схеме не реализован ручной режим, хотя следовало бы предусмотреть на случай выхода из строя наших уровнемеров. Проще всего взять кнопку с фиксацией для ручного управления насосом. Я думаю, как включить кнопку в полученную схему, у вас не составит труда.

Разумеется можно купить готовые уровнемеры и не изобретать велосипед, тем боле что промышленностью они выпускаются. Однако, один такой уровнемер вам обойдется не менее 30$, а один геркон МКС-27103 стоит 2-3$.

Контакт магнитоуправлеяемый гермитизированный (МКС-27103)

Вот так можно сделать автоматическое наполнение емкости водой. Еще у меня идея была, чтобы с этой емкости вода уходила на полив (например помидоров, огурцов) через дренажные трубки. Возможно в теплицах так и делают.

Надеюсь и у меня когда-нибудь появится дача, где я смогу воплотить полностью свою мечту, не потому что я люблю в огороде копаться, просто я люблю, чтобы за меня другие работали, я имею ввиду устройства

Вода на дачном участке – это хорошо. Большой бак с водой на участке – очень хорошо. А когда он сам, автоматически, наполняется – отлично!

И как же сделать такую радость на своем участке? Да очень просто – ставим в емкость обыкновенный, самый простой, поплавковый клапан от бачка унитаза, к которому подведена вода из общей магистральной трубы.

Бак начинает наполняться, как только уровень воды в ней опустится. Вода самостоятельно закрывается, когда уровень воды поднимется: поплавковый клапан ее запирает точно так же, как в бачках унитаза.

У нас на участке смонтирована система капельного полива, вода в нее поступает из бака объемом 2,4 м куб.

Наполнение воды в баке регулируется как раз таким клапаном. Причем вода в бак всегда открыта, даже в наше отсутствие. Это очень удобно, т.к. при работающем капельном поливе (в жаркое время — непрерывно) бак наполняется автоматически. А проложив ленту капельного полива на нескольких грядках, входишь во вкус и прокладываешь ее везде, где требуется полив: все грядки, кустарники (смородина, малина, земляника) и т.д.

Вода из каждого эмиттера (отверстия) капельной ленты вытекает медленно — капает с небольшим интервалом.

Но при увеличении лент на грядках, общий объем воды, вытекающий из бака, значительно возрастает. И тут выявился существенный недостаток этой конструкции: емкость наполняется медленно и не успевает за сливом воды. Чтобы понять, почему это происходит, давайте разберемся с устройством нашего клапана.

Разбираем, и видим, что отверстие, через которое поступает вода очень мало – всего-то 2мм!

Можно его увеличить? Конечно же! Для этого берем дрель, сверло диаметром 7мм и рассверливаем это отверстие.

Почему ограничиваемся 7 мм? Дело в том, что это отверстие как раз и закрывает клапан. И, если мы сделаем его еще больше, то клапан просто не сможет его перекрыть.

Далее собираем клапан и монтируем обратно в бак.

Ставить заднюю крышечку не стоит – через то отверстие тоже пойдет вода в бак.

Такая нехитрая доработка позволит в 2-3 раза сократить время наполнения емкости и поддерживать высокий уровень воды, обеспечивая стабильную работу системы капельного полива.

Денис Григоричев, г. Барнаул

Все комплектующие для монтажа капельного полива на садовом участке можно приобрести в садовых центрах "Сияние" в вашем городе.

Читайте наши статьи, следите за выпусками электронного журнала, да прибудет с вами отличный, здоровый урожай!