Поплавковый выключатель для контроля уровня воды

Для обеспечения удобного контроля работы насосов существует большое количество различных устройств, среди которых широкое распространение получил поплавок. Среди особенностей этого приспособления следует выделить то, что он может выполнять одновременно функцию датчика уровня воды и в то же время исполнительного элемента управления насосом. Местом их размещения выступают накопительные емкости, резервуары, баки, а также колодцы и пр.

Пространства одного такого резервуара оказывается достаточно для размещения нескольких поплавков, причем они могут решать различные задачи:

• Осуществлять контроль работы основного насоса;
• Обеспечивать эффективную работу вспомогательного насоса;
• Выполнять роль аварийного датчика уровня;
• Использоваться в качестве датчика перелива.

При помощи подобных устройств для контроля уровня воды, которые применяются в этих системах, можно защитить насосный аппарат от перехода в режим «сухого хода». Также в случае наполнения разных резервуаров этот элемент позволяет защитить их от перелива.

Можно выделить несколько видов поплавков для насосов:

Первые получили распространение в системах водоснабжения и водоотведения. Вторые же в большинстве своем применяют в составе дренажных, фекальных и дождевых стоков. В магазинах эти приспособления предлагаются с длиной кабеля 2, 3, 5 и 10 метров.

Устройство и конструкция

Такой элемент, как поплавочный выключатель для контроля уровня воды имеет плавающий пластиковый корпус. В него заключён электрический переключатель и рычаг, позволяющий переводить контакты переключателя. Также в составе представлен стальной шарик, который в случае смены положения поплавка корректирует позицию и самого рычага. К переключателю подведен кабель, состоящий из трех проводов: первый является общим, а остальные подсоединены к нормально закрытому и нормально открытому контакту переключателя.

Замыкание цепи обеспечивают черный и синий провода в тот момент, когда плавок располагается в нижнем положении. В случае его перевода в верхнюю позицию в качестве замыкающих контактов уже будут выступать черный и коричневый провода. Обязательным здесь условием является изоляция того провода, который не обеспечивает подключение устройства. Важно позаботиться о том, чтобы подводящий кабель имел влагозащитные свойства, при этом конструкция пластиковой коробки должна отличаться герметичностью. Для герметизации кабельного вывода используется механическое уплотнение, также у него имеется специальное устройство, позволяющее убирать в кабеле механические напряжения.

Внутри изолированной полости кабельного ввода находится полимерная смола, которая защищает от попадания внутрь воды. Именно с химическими свойствами и термостойкостью корпуса и оболочки кабеля, которые изготовлены с применением термопластичной резины, связана способность поплавкового выключателя прекрасно переносить взаимодействие со спиртами, мочевой кислотой, фекальными водами, бензином и прочими агрессивными веществами.

Из-за отсутствия на поверхности пластиковых корпусов пор на ней не появляются загрязнения. В то же время эта особенность обеспечивает соскальзывание песка, бумаги и иных твердых веществ, на фоне чего поплавковый выключатель сохраняет свои плавучие свойства.

Характеристики датчика для контроля уровня воды:

• 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.

Преимущества

Среди всех преимуществ, которыми обладает поплавковый выключатель для контроля уровня воды, в первую очередь следует выделить то, что он способен выполнять функцию обычного датчика для определения уровня воды в резервуарах. Причем эту задачу он успешно выполняет, даже невзирая на то, что для каких целей используется емкость и какой она имеет объем. Вместе с тем это устройство для контроля уровня воды в состоянии помочь сделать более удобной эксплуатацию насосного оборудования. При помощи такого устройства упрощается контроль функций промышленных, бытовых систем водоснабжения.

В некоторых случаях с его помощью можно успешно отводить жидкость. Также поплавковый выключатель для контроля уровня воды может входить в состав оборудования при сооружении канализационных коммуникаций. Простота работы и высокая эффективность его применения и обеспечили поплавочному выключателю широкое распространение в самых разнообразных системах, где возникает задача по контролю воды.

Стоит заметить, что способность обеспечить надежную защиту для насосных систем при сухоходном режиме работы является не единственным положительным качествам таких устройств. Вместе с тем с их помощью можно избегать ситуации, когда в емкостях происходит перелив воды.

Монтаж

Для установки поплавковых выключателей можно использовать один из нескольких методов. Еще до монтажа этого устройства следует удостовериться, что номинал тока, используемого для работы насоса, меньше максимально допустимого значения тока, которое приведено в технических характеристиках на этот тип поплавка. Среди известных методов монтажа поплавкового выключателя для контроля уровня воды наиболее простым в реализации является его размещение в резервуаре, предусматривающем применение поплавка с кабелем и специального грузила, которое прилагается к этому устройству.

При таком варианте установки грузило необходимо зафиксировать на кабеле, а затем опытным путем рассчитать длину плеча свободного хода поплавка. Используя защелку, нужно грузило закрепить на кабеле. После этого уже непосредственно кабель необходимо прочно зафиксировать с внешней стороны резервуара. Далее уже переходят к подключению поплавкового выключателя к насосу. После этого устройство может быть использовано по своему назначению.

Вариант установки поплавка для насосов, предусматривающий использование подводящего кабеля, может применяться лишь в ситуации, когда отсутствует риск зацепки или зависания основного устройства в самом резервуаре и когда в нем размещается лишь один поплавок.

В некоторых ситуациях может быть принято решение об установке сразу нескольких поплавков для контроля уровня воды. В этом случае их монтаж осуществляется на специальную штангу. В качестве последней чаще всего используются фрагменты пластиковой трубы, которую необходимо прочно зафиксировать в резервуаре. После этого на трубу устанавливают поплавки, причем их нужно правильно выставить, настроить и разнести по длине штанги с тем расчетом, чтобы они не создавали трудностей друг другу для нормальной работы.

Подведение кабелей, которые идут от поплавковых выключателей, к штанге осуществляется с использованием хомутов. При выборе числа поплавковых выключателей следует обращать внимание на количество насосов или тип и число защитных приспособлений и используемых пультов управления. В некоторых ситуациях проблема обеспечения надежной работы поплавковых выключателей может быть решена за счет применения нескольких штанг.

При определении схемы установки поплавковых выключателей, их количества и места их размещения необходимо каждый раз учитывать особенности места их монтажа либо ориентироваться на проект.

Принцип работы поплавка для насосов

Такие приспособления, как поплавковые выключатели могут предусматривать различные схемы их использования, причем это оказывает влияние и на их принцип работы.

Система водоснабжения, наполнение и опорожнение емкости бака резервуара

При такой схеме работы в момент всплытия поплавок обесточивает насос, который подает воду в резервуар. Сигнал на включение поступит лишь в момент достижения им дна. Такая ситуация возникает лишь при пустой емкости.

Поплавок подает сигнал на включение автоматической станции водоснабжения в момент его нахождения на поверхности. Отключение же станции может произойти лишь при погружении поплавка на дно при пустой емкости.

Со стороны поплавка поступил сигнал о закрытии клапана или задвижки с сервоприводом в момент его поднятия на поверхность. Открытие же клапана или задвижки случится лишь момент его погружения на дно при пустой емкости.

Работа поплавка может заключаться лишь в оповещении диспетчерского пункта или оператора в момент его поднятия на поверхность, что будет соответствовать наполнению емкости. Информация же о недостатке воды поступит в тот момент, когда поплавок достигнет дна.

Система канализации

Включение поплавком фекального насосного оборудования произойдет лишь в момент поднятия основного регулирующего устройства вверх. Включение насосной установки происходит при погружении регулирующего устройства на дно.

Один поплавок может одновременно обслуживать два насосных агрегата: первый аппарат может подавать в емкость воду при условии, что поплавок находится в нижней позиции. В этот момент другой насос бездействует. Когда поплавок располагается в верхнем положении, включается второй насос, задача которого заключается в выкачивании воды из резервуара. В это время насос, который подает в резервуар воду, находится в неактивном состоянии. Несмотря на свою простоту, приведенная схема применения поплавкового выключателя не является достаточно эффективной, поскольку это не исключает трудностей с регулярной доставкой воды в те моменты, когда происходит наполнение емкости.

Эксплуатация, обслуживание и ремонт

Обеспечить длительную эксплуатацию поплавков для насосов можно лишь в том случае, если не будут нарушаться правила их использования. В ситуации, когда поплавковый выключатель входит в состав системы водоснабжения и водоотведения, можно не тратить время и силы на его техническое обслуживание. Если же это устройство контролирует работу фекальных или канализационных ям, то рекомендуется, по крайней мере, раз в месяц выполнять очистку поплавка и насоса от загрязнений, используя струю воды, подаваемую под давлением.

Такая процедура позволит избежать залипания или прилипания поплавка к насосу или напорной трубе. Поплавковый выключатель, который ввиду определенных обстоятельств не в состоянии выполнять свою основную задачу, является неремонтопригодным, поэтому в таких ситуациях производится его замена. Выполнять эту работу должны специалисты сервисных центров.

Заключение

В ситуациях, когда возникает необходимость в обеспечении подачи питьевой воды в дом или вывода загрязненных стоков, приходится использовать в сочетании с насосным оборудованием и специальные приспособления. Среди них довольно эффективным является поплавочный выключатель. Польза от его применения заключается в том, что он контролирует количество жидкости в резервуаре, и, ориентируясь на это, определяет режим работы насосной установки.

Такое устройство позволяет избежать перехода работы насоса в режим «сухого хода», что положительным образом сказывается на его сроке службы. Вдобавок к этому экономится немалое количество электроэнергии, поскольку поплавковый выключатель позволяет задействовать насос лишь в случае необходимости.

Своими руками поплавковый выключатель

Поплавковый выключатель для электронасосов это элемент общей системы насосной станции и регулирует уровень воды в ёмкости. Также они важнейшая защита от сухого хода насоса с поплавком, позволят увеличить эксплуатационный срок устройства.

Выключатели помогают уменьшить засорение из-за попадания песка в систему. Они выполняют несколько необходимых функций, а в некоторых насосных станциях используется сразу несколько поплавков.

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.

Схема работы поплавкового выключателя

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.
к меню ↑

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.

Дренажные насосы с поплавковым выключателем

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.
к меню ↑

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.

Поплавок изменяет своё положение, потому что внутри находится воздух. Соответственно, когда он под водой, то стремиться всплыть. Когда же воды остаётся мало, он опускается. Для регулировки используют специальный груз.

Установка погружного насоса с поплавком в колодец

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.

Как работает автоматический поплавковый переключатель? (видео)

к меню ↑

Подключение и ремонт поплавка для насоса

Подсоединение поплавкого выключателя в системы, где используются погружные насосы для откачки воды, ничем не отличается от подключения к дренажным, канализационным системам. Подключение к насосу производится следующим путём:

• грузило цепляется на провод и опытным путём регулируется длина от грузила до устройства;
• кабель следует надёжно зафиксировать, чтобы избежать его задевания за трубы и другие устройства внутри ёмкости;
• если устройство двухфазное то следует использовать два (или больше) агрегата — один на закачивание воды в ёмкость, другой для выкачивания. В колодцах и самовосполняющихся резервуарах можно установить один двухфазный;
• подключение проводков к насосу.

При подключении к насосу используются влагозащитные клеммы. Проводки и места подключения на насосе обозначены, сложности могут возникнуть лишь с подключением двухфазного поплавка к трёхфазному насосу. Два важных пункта выбора устройств:

1. Одинаковое потребление тока в амперах у насоса и поплавка (или даже чуть меньше у последнего).
2. Одинаковое количество фаз подключения.

Следует учитывать и мощность насоса.

Поплавок в разобранном виде

Установленный в системе аппарат может быть подсоединён к поплавку двумя путями:

• если его мощность менее 1,2 киловатт, то подключение идёт напрямую через сетевой провод;
• если же мощность выше 1,2 киловатт, в таком случае соединение происходит через электромагнитное реле или другое коммутирующее звено.

Многие неисправности вызываются загрязнением. Отремонтировать поплавок от погружного насоса в случае засорения несложно. Для этого достаточно пропустить через него струю чистой воды. Если после разборки и прочистки поплавка его функции не восстановились, а повреждения не заметны, то рекомендуется заменить механизм другим, поскольку сложная починка чаще обходится в ту же стоимость.

Поплавковый выключатель своими руками

Чтобы сделать поплавок для насоса своими руками потребуется:

• 2 корпуса;
• металлический шарик;
• два магнита;
• контактные пластины.

Контактные пластины изготавливаются из меди, луженой жести, латуни и другого электропроводящего материала. Располагаться они должны по бокам корпуса внутри, таким образом, чтобы шарик, попадая между ними, замыкал контакт. Для пружинистости полоски металла можно отбить молотком, положив на напильник.

Магниты подбираются из расчёта, чтобы они не могли поднять шарик, но держали его под углом в 60-70 градусов, даже находясь с обратной стороны корпуса устройства. Сам же корпус можно изготовить из пластика, текстолита, любого не проводящего электричество материала.

Устройство дренажного насоса с поплавком

К контактам припаиваются провода с сечением жилы не больше 2 мм. Их изолируют и эту структуру помещают в общий поплавковый корпус из пластика или подобного материала. Самое главное – тщательно заизолировать внутренний корпус, чтобы не было короткого замыкания. Внутрь полости поплавка заливается монтажная пена, и внешний корпус также изолируется.

По торцам главного корпуса устанавливаются петли. В зависимости от того к какой петле подсоединять шнур – со стороны контактов или обратной, — насос является наполняющим или же осушающим.
к меню ↑

Дренажные насосы с поплавковым выключателем

Дренажный насос с поплавковым выключателем в первую очередь приспособлен откачивать дождевую либо сточную воду из соответствующих ёмкостей. Перекачка производится с помощью двух подсоединённых труб – выталкивающей и всасывающей. Самое важное, что стоит смотреть при выборе агрегата – это изоляция провода и герметичность пластиковой коробки. При покупке в комплекте поставляется оборудование для снятия механического напряжения с проводов устройства.

Дренажный насос с наличием встроенного поплавка бывает двух видов, как и сами поплавки, — тяжёлым и лёгким, в зависимости от предназначения. Лёгкие применяют для питьевой или же поливочной воды. А дренажные насосы со встроенным тяжёлым поплавковыми выключателями используются для систем очистки стоков и засорённой, грязной воды. Самые известные производители: Джилекс, Gardena, Grunsfos, Makita, Pedrollo, AL-KO, Karcher, Вихрь, HERZ.

Технические характеристики дренажных устройств:

• производительность от 6000 до 33000 литров воды в час;
• высота подачи от 5 до 27 метров;
• потребляемая мощность от 200 до 2000 ватт;
• вес от 3 до 14 килограмм;
• погружение до 27 метров;
• длина кабеля 10 метров.

Дренажный насос с поплавком

Ремонт дренажного насоса можно выполнить своими руками, если обнаружены следующие неисправности:

• заклинил поплавок – освободить физически;
• закрепить амортизатор, если крепление ослабло (нужно снять крышку и затянуть гайки);
• крыльчатку заклинило — при избавлении крыльчатки от механических включений не следует её стягивать;
• проблемы с амортизатором – чаще всего его просто можно заменить самому;
• перетёрся и оборвался кабель – в таком случае необходимо методом пальпации обнаружить повреждённый участок кабеля внутри изоляции и надёжно скрепить его изоляционным материалом.

Не стоит пробовать выполнить ремонт дренажного насоса самостоятельно в случае следующих поломок:

• сгорела обмотка из-за короткого замыкания;
• оборвался шток;
• сломался клапан.

Если оборудование относительно дешёвое, при указанных выше поломках дешевле и проще купить новый, так как ремонт может обойтись примерно в ту же стоимость.

Поплавок для насоса – это важный элемент агрегата для перекачки воды. Он призван регулировать уровень жидкости в емкости и защищать насос от сухого хода. Поплавковые выключатели помогают снизить количество мусора, который попадает в систему и, тем самым, увеличить срок эксплуатации насосного оборудования.

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.

Виды поплавков и их назначение

Все поплавки, которые используются в устройстве насосов, делятся на два типа:

• Легкие – применяются в условиях работы с чистой водой для питья или бытовых нужд;
• Тяжелые – используются в устройствах больших фекальных и дренажных насосов.

Такую классификацию поплавков следует учитывать при выборе насоса. Легкие элементы не смогут справиться с сильно загрязненной водой, а покупать агрегаты с тяжелыми поплавками для перекачки чистой воды нецелесообразно из-за их не малой стоимости.

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.

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.

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.

Похожие записи

comments powered by HyperComments

Когда возникает необходимость контроля уровня жидкости, многие выполняют эту работу вручную, а ведь это крайне неэффективно, отнимает уйму времени и сил, а последствия недосмотра могут обойтись очень дорого: например, затопленная квартира или сгоревший насос. Этого можно легко избежать, используя поплавковые датчики уровня воды. Это простые по конструкции и принципу действия устройства, доступные по цене.

В домашних условиях датчики этого типа позволяют автоматизировать такие процессы, как:

• контроль уровня жидкости в расходном баке;
• откачка грунтовых вод из погреба;
• отключение насоса, когда уровень в колодце падает ниже допустимого, и некоторые другие.

Принцип действия поплавкового датчика

В жидкость помещается предмет, который в ней не тонет. Это может быть кусок дерева или пенопласта, полая герметичная сфера из пластмассы или металла и многое другое. При изменении уровня жидкости этот предмет будет подниматься или опускаться вместе с ней. Если поплавок соединить с исполнительным механизмом, то он будет выполнять функции датчика уровня воды в ёмкости.

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.

Самодельный поплавковый выключатель

Если у вас есть время и желание, то простейший поплавковый датчик уровня воды можно сделать своими руками, и расходы на него будут минимальны.

Механическая система

Для того чтобы максимально упростить конструкцию, в качестве запирающего устройства будем использовать шаровый клапан (кран). Хорошо подойдут самые маленькие клапаны (полудюймовые и меньше). Такой кран имеет ручку, которой он закрывается. Для переделки его в датчик необходимо удлинить эту ручку полоской металла. Полоска крепится к ручке через просверлённые в ней отверстия соответствующими винтами. Сечение этого рычага должно быть минимальным, но при этом он не должен изгибаться под действием поплавка. Длина его около 50 см. Поплавок крепится на конце этого рычага.

В качестве поплавка можно использовать двухлитровую пластиковую бутылку от газировки. Бутылка наполовину заполняется водой.

Проверить работу системы можно, не устанавливая её в резервуар. Для этого установите кран вертикально, а рычаг с поплавком поставьте в горизонтальное положение. Если все сделано правильно, то под действием массы воды в бутылки, рычаг начнёт двигаться вниз и займёт вертикальное положение, вместе с ним провернётся и ручка клапана. Теперь погрузите устройство в воду. Бутылка должна всплыть и повернуть ручку клапана.

Так как клапаны различаются размерами и усилием, которое нужно приложить для их переключения, возможно, нужно будет провести настройку системы. В случае если поплавок не может провернуть клапан, можно увеличить длину рычага или взять бутылку большего объёма.

Монтируем датчик в ёмкости на необходимом уровне в горизонтальном положении, при этом в вертикальном положении поплавка клапан должен быть открыт, а в горизонтальном — закрыт.

Датчик электрического типа

Для самостоятельного изготовления датчика этого типа, кроме обычного инструмента, понадобится:

• Полудюймовая пластиковая труба для пайки водопровода. Длина трубы произвольная и зависит от размера вашего бака.
• Трёхжильный медный провод сечением провода 0,5 мм2. Длина провода равна длине трубки плюс расстояние до блока управления, к которому будет подключаться датчик.
• Брусок пенопласта 5*5*8 см.
• Магнит. Хорошо, если он будет кольцевой, например, от старого динамика. Его внутренний диаметр должен быть на 4−6 мм больше наружного диаметра трубки.
• Два геркона. Один — с нормально замкнутым контактом, другой — с нормально разомкнутым.
• Паяльник, припой и канифоль.

Последовательность изготовления следующая:

1. Из пенопласта делаем поплавок. Для этого скругляем углы, чтобы получился цилиндр. По длине просверливаем отверстие на 3 мм больше наружного диаметра трубы. К одному из торцов цилиндра крепим магнит. Прикрепить его можно на эпоксидный клей или притянуть нитками. Убедитесь, что магнит не топит поплавок.
2. Берём трубку. Нагреваем один из концов и сминаем его так, чтобы образовалось утолщение. Это предотвратит попадание воды внутрь трубы и одновременно будет служить ограничителем нижнего положения поплавка.
3. Надеваем поплавок на трубу магнитом вверх и сдвигаем его в нижнее положение. Поплавок с магнитом должен свободно перемещаться по трубе.
4. Берём провод. Совмещаем его конец с нижним концом трубки. Ставим первую метку в месте, где расположен магнит. Здесь будет расположен геркон нижнего уровня. Вторая метка должна соответствовать верхнему. Эту же метку нанесите на трубу. Это упростит монтаж и настройку работы системы.
5. Берём геркон с нормально разомкнутым контактом и припаиваем его к проводу в месте нижнего уровня. Для этого зачищаем изоляцию на центральной жиле и на одной из боковых.
6. Геркон с нормально замкнутым контактом устанавливаем на верхнем уровне. Его припаиваем к центральной жиле (она общая для обоих герконов) и к оставшейся свободной.
7. В нижнем конце провода жилы должны быть изолированы друг от друга. С другой стороны промаркируйте, какая жила к чему подключена.
8. Провод с герконами вводим в трубу до упора, а его верхний конец фиксируем герметиком.
9. Готовый датчик крепим внутри ёмкости вертикально, учитывая метку верхнего положения поплавка. Трубка обладает некоторой плавучестью. Для того чтобы она не всплывала и не деформировалась, подгрузите её нижний конец.

При изменении уровня жидкости вместе с ней перемещается и поплавок, который действует на электрический контакт для контроля уровня воды в баке. Схема управления с таким датчиком может иметь вид, представленный на рисунке. Точки 1, 2, 3 — это точки подключения провода, который идёт от нашего датчика. Точка 2 — это общая точка.

Рассмотрим принцип действия самодельного устройства. Допустим, в момент включения резервуар пуст, поплавок находится в положении нижнего уровня (НУ), этот контакт замыкается и подаёт питание на реле (Р).

Реле срабатывает и замыкает контакты Р1 и Р2. Р1 — это контакт самоблокировки. Он нужен для того, чтобы реле не отключилось (насос продолжал работать), когда вода начнёт прибывать, и контакт НУ разомкнётся. Контакт Р2 подключает насос (Н) к источнику питания.

Когда уровень поднимется до верхнего значения, сработает геркон и разомкнёт свой контакт ВУ. Реле будет обесточено, оно разомкнёт свои контакты Р1 и Р2, и насос отключится.

С уменьшением количества воды в резервуаре поплавок начнёт опускаться, но пока он не займёт нижнее положение и не замкнёт контакт НУ, насос не включится. Когда это произойдёт, цикл работы повторится заново.

Вот так работает поплавковый выключатель контроля уровня воды.

В процессе эксплуатации необходимо периодически очищать трубу и поплавок от загрязнений. Герконы выдерживают огромное количество переключений, поэтому такой датчик прослужит долгие годы.