Поплавочный выключатель для насоса

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).

Электрическая схема поплавка

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.

• 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:

1. Система водоснабжения, наполнение и опорожнение емкости бака резервуара.
2. Поплавок отключит насос, наполняющий емкость, когда всплывет, (емкость будет полная) и снова его включит, когда опустится на дно (емкость будет пустая);
3. Поплавковый выключатель включит автоматическую станцию водоснабжения , когда он находится на поверхности (заполненная емкость) и выключит станцию, когда опустится на дно (емкость пустая):
4. 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);
5. 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).
6. Система канализации (фекальная или канализационная яма).
7. Поплавок включит фекальный насос, когда он поднят вверх (заполненная емкость) и выключит насос, когда опустится на дно (емкость пустая).
8. 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.

Схема электрических подключений насоса и поплавка

Подключение трех фазного двигателя

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.

Контроль за работой насосов осуществляется с помощью разных устройств, и одно из наиболее распространенных — поплавковый выключатель уровня воды. Он одновременно может выполнять задачу датчика уровня воды и быть исполнительным элементом управления насосом. Размещаются поплавки для насоса в емкостях.

В одном резервуаре могут разместиться несколько таких выключателей, притом они могут решать разные задачи:

• Контролировать работу основного насоса.
• Служить датчиком перелива.
• Обеспечивать работу вспомогательного насоса.
• Служить аварийным датчиком уровня.

С помощью подобных устройств насосный аппарат защищается от режима «сухого хода». При заполнении разных резервуаров данный элемент защищает их от перелива. Поплавковые выключатели для насоса бывают легкими и тяжелыми. Первые чаще используются в системах водоотведения и водоснабжения; вторые — в дренажных, дождевых и фекальных стоках. В магазинах приспособления продаются с кабелем длиной 2, 3, 5, 10 м.

Конструкция устройства

В плавающем пластиковом корпусе выключателя имеется электрический переключатель и рычаг, переводящий контакты переключателя. Есть также стальной шарик, корректирующий позицию рычага при смене положения поплавка. К переключателю подведен кабель из трех проводов, первый из которых общий, а остальные подсоединены к нормально закрытому и открытому контакту устройства.

Замыкание цепи обеспечивается черным и синим проводом, когда поплавок в нижнем положении. При переводе его в верхнюю позицию замыкающими контактами выступают уже коричневый и черный провода. Провод, не обеспечивающий подключение устройства, обязательно должен быть заизолирован.

Важно, чтоб у подводящего кабеля были влагозащитные свойства, пластиковая коробка при этом должна быть герметичной. Герметизация кабельного вывода обеспечивается с помощью механического уплотнения, а еще у нее есть специальное устройство, которое позволяет устранять механические напряжения в кабеле. В изолированной полости кабельного ввода содержится полимерная смола, предотвращающая попадание воды внутрь.

Химические свойства и термостойкость корпуса и оболочки кабеля, изготовленных с применением термопластичной резины, обуславливают способность выключателя переносить взаимодействие со следующими агрессивными веществами:

• мочевой кислотой;
• спиртами;
• фекальными водами;
• бензином;
• прочим.

Из-за отсутствия на пластиковых корпусах пор на них появляются загрязнения. Из-за этого соскальзывает песок, бумага и прочие твердые вещества, а поплавок сохраняет плавучесть.

Характеристики датчика контроля уровня воды:

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

Достоинства прибора

Среди преимуществ поплавкового выключателя в первую очередь выделить следует то, что это устройство может служить обычным датчиком для определения в резервуаре уровня воды. Эту задачу он выполняет вне зависимости от целей использования емкости и ее объема. Это устройство сделает более удобной эксплуатацию насоса, упростит контроль функций бытовых и промышленных систем водоснабжения. Иногда при помощи его успешно отводится жидкость.

Выключатель может быть элементом в составе оборудования при сооружении канализационных коммуникаций. Простота и эффективность обеспечили ему широкое распространение в разнообразных системах, где надо контролировать уровень воды. Способность обеспечивать защиту насосных систем в режиме сухого хода — это не единственный плюс устройств. С их помощью можно предотвратить ситуации, когда в емкостях переливается вода.

Монтаж поплавкового выключателя

Устройства могут устанавливаться разными способами. До монтажа следует убедиться, что номинальное значение тока, который нужен для работы насоса, меньше максимально допустимого его значения, приведенного в технических характеристиках данного типа поплавка. Среди известных способов монтажа простейший — это размещение его в резервуаре, который предусматривает применение устройства с кабелем и специального грузила, прилагаемого к устройству.

При такой установке грузило фиксируется на кабеле, а потом опытным путем производится расчет длины плеча свободного хода. Используя защелку, грузило закрепляют на кабеле, и далее кабель прочно фиксируют с внешней стороны резервуара. Затем выключатель подключают к насосу, и устройство может использоваться по назначению.

Вариант монтажа поплавка, который предусматривает использование подводящего кабеля, может применяться лишь в отсутствие риска зацепки или зависания главного устройства в самом резервуаре и когда в нем размещается только один поплавок.

Иногда устанавливается несколько поплавков. Они монтируются на штангу, роль которой чаще играют фрагменты пластиковой трубы, которая прочно фиксируется в резервуаре. Потом на трубу устанавливаются поплавки, которые должны быть правильно выставлены, настроены, разнесены по длине штанги с расчетом несоздания трудностей для работы.

Подведение кабелей, идущих от поплавков, к штанге осуществляется с помощью хомутов. Выбирая количество поплавковых выключателей, обратите внимание на число насосов или тип и количество защитных приспособлений и пультов управления. Иногда проблема обеспечения работы выключателей может решиться за счет использования нескольких штанг. Определяя схемы монтажа, их количества и места, каждый раз учитывайте особенности места их установки или сверяйтесь с проектом.

Принцип работы

В зависимости от схемы работы поплавкового выключателя меняется и принцип работы устройства.

Система водоснабжения, наполнение и опустошение бака. Когда поплавок работает по такой схеме, в момент всплытия он обесточивает насос, подающий в резервуар воду. Когда поплавок находится на поверхности, он дает сигнал на включение автоматической станции водоснабжения. Отключение станции может быть только при погружении устройства на дно, когда емкость пустая.

Система канализации. Включение фекального насосного оборудования происходит, когда поднимается основное регулирующее устройство. Насосная установка включается при погружении его на дно. Один поплавок способен обслуживать два насоса одновременно: первый может подавать в емкость воду, если поплавок находится в своей нижней позиции, второй насос бездействует в это время. Когда поплавок вверху, включается второй, выкачивающий воду, насос. В это время подающий насос неактивен. Данная схема достаточно эффективна, так как исключает проблемы с регулярной доставкой воды при наполнении емкости.

Эксплуатация, ремонт, обслуживание

Соблюдение правил эксплуатации поплавков обеспечит их длительную эксплуатацию. Когда поплавок включен в систему водоснабжения и водоотведения, не стоит тратить время на его Т. О. Если устройство контролирует работу канализационных или фекальных ям, рекомендуется хотя бы раз в месяц струей воды, которая подается под давлением, очищать поплавок и насос от загрязнений. Это предотвратит залипание поплавка или его прилипание к напорной трубе или насосу. Сломанный поплавковый выключатель заменяется, а замену проводят специалисты из сервисных центров.

Когда необходимо обеспечить подачу питьевой воды или вывести загрязненные стоки, вместе с насосами используются специальные приспособления, в частности, поплавочный выключатель. Поскольку устройство предотвращает переход в режим «сухого хода», срок службы насоса увеличивается. Еще экономится немало электроэнергии, ведь, благодаря поплавковому выключателю, насос задействуется лишь при необходимости.

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.