Принцип работы поплавка в разных системах
Область применения выключателей поплавкового типа очень широка. Элемент корректно функционирует в стандартных системах водоснабжения, эффективно контролирует наполнение и опустошение емкости накопительного бака резервуара, предохраняет оборудование от работы вхолостую и продлевает его эксплуатационный срок.
Роль выключателя в водоподающих комплексах
Устройство, помещенное в емкость, всплывает на поверхность, когда резервуар наполняется водой, и своевременно отключает действующий насос, не допустив таким способом перелива. Когда уровень воды понижается, поплавок опускается вместе с ним и сразу же активирует насос для последующего наполнения емкости водой.
Находясь на поверхности резервуара (при заполненной емкости), прибор подаст сигнал к работе автоматической водоснабжающей станции и отключит ее, когда опустится на дно (при опорожнившейся емкости).
Многие производители современных бытовых насосов изначально комплектуют свои изделия практичным, удобным, высокопрочным, термостойким и водонепроницаемым плавающим выключателем. Приобретя такой агрегат, хозяевам уже не придется подбирать к нему поплавок и возиться с корректным подключением прибора к качающему воду оборудованию
Закрыть клапан или опустить задвижку с сервоприводом поплавок скомандует, оказавшись на поверхности наполнившейся жидкостью емкости. Опустившись на дно (при пустом резервуаре) прибор опять откроет клапан или задвижку, заново активируя наполнение емкости водой.
На диспетчерский пункт или непосредственно оператору поплавок пошлет сигнал, когда окажется на поверхности заполнившейся емкости. Об отсутствии воды в баке устройство сообщит, когда опустится на дно рабочей емкости.
Контакт с дренажной или канализационной системой
Для дренажных, канализационных и фекальных насосов рекомендуется использовать тяжелый поплавковый выключатель. Он приспособлен для работы в жидкостях высокой плотности и легко справляется с порученными задачами.
Прибор четко следит за работой насосного комплекса и, всплыв на поверхность при заполненной емкости, сразу же активирует оборудование. Отключение осуществляется в тот момент, когда устройство опускается на дно в результате опорожнения резервуара.
Наличие в дренажно-канализационной системе выключателя поплавкового типа позволяет автоматически отключить насос в тот момент, когда резервуар будет опустошен. Сигнал для остановки работы подаст регулятор барореле, располагающийся в поплавковом устройстве
Функционал допускает подключение двух насосов к одному поплавковому выключателю. В этом случае качающие агрегаты будут работать по очереди. Один начнет наполнять емкость, когда поплавок займет нижнее положение, а второй включится в работу, когда выключатель окажется наверху.
Однако специалисты указывают на малую эффективность системы и обращают внимание на потенциально возможные перепады с поставкой бытовой воды во время наполнения емкости
Назначение
Практически каждый насос оборудуется специальными устройствами, которые отслеживают правильность работы и предотвращают возникновение неисправностей. Одним из популярных и эффективных средств контроля служит поплавковый выключатель. Главная особенность изделия заключается в его функциональности и практичности. Оно может работать не как исполнительный элемент, но и как датчик уровня воды, при этом размещается в любой емкости.
В одной таре может находиться до 3-4 поплавковых выключателей, при этом они будут решать определенные задачи:
- Следить за корректной работой главного насоса;
- Отключать оборудование в аварийной ситуации;
- Способствовать работе вспомогательного насоса;
- Полностью заменить некоторые датчики, для экономии пространства.
При помощи такого продукта, насос всегда будет защищен от «сухого хода», что предотвратит быстрый износ и поломку. Кроме того, если человек наполняет большой резервуар, выключатель способен следить за уровнем воды и предотвратить перелив. Оборудование продается в двух вариантах: тяжелые и легкие. Первый рекомендуется устанавливать в дренажных или дождевых стоках, а второй подойдет для стандартной работы с чистой водой. Длина кабель у всех разная, минимальное значение – 2 метра.
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.
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.
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;
- 10 ампер – активная нагрузка.
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.
Как увеличить напор воды в квартире своими руками: выбираем насос по параметрам и рекомендациям
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.
Рейтинг лучших бюджетных поплавков
Энергия TSY-5
Качественный вариант, который предназначен для автоматического контроля уровня воды в различных емкостях. Также модель поможет следить за корректной работой насосного прибора и отключать его в случае отсутствия жидкости. Конструкция практически ничем не отличается от стандартных вариантов. Максимальный ток – 16 А. Класс защиты – IP68. Примерный срок службы при правильной эксплуатации составляет 10 лет.
выключатель поплавковый Энергия TSY-5
Достоинства:
- Удобство;
- Не занимает много места;
- Эффективность;
- Долговечность;
- Не скапливается грязь.
Недостатки:
Длина провода – 2 метра.
WWQ FS
Универсальное устройство, которое можно устанавливать для любых целей. Прибор обладает прочным пластиковым корпусом и длинным кабелем. Максимальная нагрузка составляет 4 кВт, при этом номинальный ток равняется 4 А. Герметичность находится на высшем уровне, поэтому ни частицы пыли, ни вода не проникнут внутрь изделия, что обеспечивает высокую долговечность и безотказную работу.
Средняя цена – 440 рублей.
выключатель поплавковый WWQ FS
Достоинства:
- Низкая стоимость;
- Долговечность;
- Прочный корпус;
- Простой монтаж.
Недостатки:
Не выявлено.
KITLINE 11000
Отличная модель, которая следит за уровнем жидкости и позволяет своевременно отключить насосное оборудование. Масса конструкции составляет 100 грамм, при этом длина кабеля – 3 метра, что подойдет для небольших резервуаров. Изготавливается из прочного пластика, который выдерживает небольшие механические нагрузки.
Внешняя часть полностью гладкая, что исключает возможность скапливание твердых элементов. Грузики идут в комплекте и устанавливаются стандартным способом: при помощи специального фиксатора. Габариты устройства позволяют поместить его в любую емкость. Изоляция выполнена качественно, никаких трещин не выявлено.
выключатель поплавковый KITLINE 11000
Достоинства:
- Прочность;
- Длина кабеля – 3 метра;
- Гладкая поверхность;
- Легко моется;
- Отличная изоляция.
Недостатки:
Не выявлено.
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.
Производители и цены
Высококачественные модели предлагает компания NivoFlip, выпуская одиночные и комплексные решения для замеров уровня в жидкостных средах. В ее линейке можно найти модели со шкалой измерения до 3500 мм, при этом компания отмечает 10-миллиметровую точность отражения результата. Конкуренцию этому производителю составляет фирма RizurNBK. В ее семействе широко представлены и качественно исполнены магнитные устройства – в том числе с роликовыми байпасными указателями. В обоих случаях предлагается поплавковый уровнемер, цена которого варьируется в среднем от 1 до 3 тыс. руб. Если же необходим простой бюджетный аппарат, то можно обратиться к продукции предприятия «Альбатрос», которое выпускает модели с ценниками порядка 500-700 руб. Это вполне добротные, функциональные и гибкие в применении устройства для самых разных задач.
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.
https://youtube.com/watch?v=HFM-k0jItxM
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.
Конструкционное устройство и возможности агрегата
Выключатель поплавкового типа имеет элементарную конструкцию. Внутри корпуса, сделанного из прочного термостойкого пластика, располагается рабочий электрический переключатель. Там же находится рычаг для переброски контактов в переключателе и стальной шарик, меняющий положение рычажного элемента при изменении положения самого поплавка.
Устройства такого типа относятся к универсальным вариантам бытового оборудования, потому что одинаково корректно срабатывают как в случае переполнения, так и при опустошении накопительного резервуара.
Несмотря на конструкционную простоту, поплавковый выключатель демонстрирует высокую эффективность и может решать параллельно сразу несколько задач. Наличие этого устройства существенно облегчает управление оборудованием и продлевает его полноценное, качественное функционирование
От переключательного узла ответвляется кабель, состоящий из трех проводов — синего, коричневого и черного. Один из них (черный) является общим, коричневый выходит от нормально закрытого, а синий — от нормально открытого контактов переключателя.
Когда поплавок в резервуаре находится в нижнем положении, цепь замыкается между синим и черным проводами. Если прибор переходит в верхнее положение, происходит замыкание контактов между коричневым и черным элементами. В каждом отдельном случае провод, не задействованный в схеме подключения, должен быть надежно и качественно заизолирован
К подводящему кабелю и коробке корпуса тоже предъявляются особые требования. Первый элемент просто обязан иметь максимально высокий уровень влагостойкости, а вторая деталь должна быть полностью герметична и непроницаема для воды.
Выходное отверстие прибора укрепляется дополнительным высокопрочным уплотнителем и оснащается практичным приспособлением, обеспечивающим нейтрализацию в кабеле механических напряжений.
Поплавковый выключатель защищает насос от холостого хода, возникающего в момент, когда из резервуара почти полностью откачана накопившаяся жидкость
Заизолированная полая часть кабельного ввода заполняется полимерной смолой. Это исключает попадание внутрь влаги или любой другой жидкости, в которой функционирует оборудование. Корпус и оболочка кабеля обладают высокой прочностью и термостойкостью. Благодаря этому они практически неуязвимы к воздействию таких элементов агрессивной среды, как жидкие масла, фекальные воды, мочевая и фруктовая кислота, бензин и пр.
Для более точного контроля работы насоса в коммуникационной системе можно разместить внутри резервуара с жидкостью несколько поплавковых выключателей. Каждый из них будет выполнять определенную функцию и существенно облегчит процесс эксплуатации оборудования
Внутреннее пространство корпуса выключателя заполнено воздухом. Поэтому прибор стремится всплыть на поверхность и занять максимально высокое положение. Когда уровень жидкости в резервуаре падает, поплавок естественным путем опускается вниз.
Длина провода, предусмотренного для перемещения механизма, регулирует разброс между верхним и нижним положениями поплавка. Базовую отправную точку, относительно которой осуществляется движение, задает груз, перемещающийся вдоль кабеля выключателя.
Пластиковый корпус обладает гладкой, непористой поверхностью. К ней не пристают загрязнения и не прилипают фрагменты отходов жизнедеятельности человека, оказавшиеся в сточных или канализационных водах. Песок, бумага и любые другие твердые или плотные кусочки и элементы соскальзывают с агрегата, никак не влияя на его работоспособность, плавучесть и функциональность.
Что умеют приборы
Выключатели-поплавки мультифункциональны и способны решать целый комплекс заданий разного уровня сложности. Всего несколько модулей, смонтированных в одном резервуаре, обеспечивают:
- эффективное функционирование главного насоса коммуникационной системы;
- полноценную работу вспомогательной помпы.
Кроме того, они могут играть роль аварийного контроллера, четко фиксируя резкое понижение уровня жидкости в резервуаре и выступать в качестве датчика-сигнализатора перелива.
Дренажный насос, оснащенный выключателем поплавкового типа, поможет в период таяния снегов или в сезон дождей осушить прилегающую к домовладению местность или выкачать воду из бассейна для плановой чистки и дальнейшей полноценной эксплуатации
Это даст возможность снизить нагрузку на оборудование и защитит насосную систему от лишнего износа, перехода на «сухой ход» и прочих неприятных, но потенциально возможных происшествий.
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.
