Поплавковый выключатель для контроля уровня воды: принцип работ, преимущества, монтаж

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.

Вместе с весной в этом году пришла в подвал моего дома и талая вода. Раньше он тоже понемногу появлялась, но в этом году продемонстрировала всю свою дурь. Пол подвала выложен метлахской плиткой, приямка нет, поэтому для осушения я использую 12 вольтовый дренажный насос для яхт и катеров, производительностью 750 л/час. Вчера был «день воды»: насос приходилось включать ежечасно, чтобы вода через порог не пошла в другие помещения. Но сегодня-то на работу идти надо. Поэтому на скорую руку соорудил вчера поплавковый выключатель-автомат для насоса. В пластиковом кольце закрепил кронштейн, на котором установил микрик с рычагом МИЗА-2. В кольцо под рычаг выточил поплавок из куска сэндвича, применяемого для отделки откосов пластиковых окон. Торец сэндвича заклеил изолентой. Включил в разрыв цепи насоса. Как только уровень воды достигает в самом низком углу пола 5-6 мм, поплавок всплывет и нажимает на рычажок микрика, насос включается и за 3-4 минуты осушает пол. Фото сделаю вечером.

А микрик потянет насос? Может через релюшку надо?

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.

Правила выбора

При покупке датчика уровня жидкости в резервуаре нужно учитывать несколько факторов, при их соблюдении устройство будет работать правильно и безотказно. В первую очередь нужно определить тип жидкой среды и ее плотность, уровень опасности для человека. Значение имеют материал изготовления емкости, ее объем — от этих параметров зависит принцип действия выбранного датчика.

Следующий момент, на который нужно обратить внимание — предназначение устройства, будет оно использоваться для контроля минимального и максимального уровня жидкости или же для постоянного отслеживания заполняемости резервуара. При выборе промышленных датчиков количество критериев может быть расширено, для бытовых сигнализаторов и уровнемеров достаточно учитывать объем резервуара и тип устройства

В домашних условиях используются приспособления, изготовленные своими руками — работают они ничуть не хуже заводских моделей

При выборе промышленных датчиков количество критериев может быть расширено, для бытовых сигнализаторов и уровнемеров достаточно учитывать объем резервуара и тип устройства. В домашних условиях используются приспособления, изготовленные своими руками — работают они ничуть не хуже заводских моделей.

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.

Устройство «поплавок»

Все агрегаты, которые оснащены поплавковым выключателем, работают в автоматическом режиме. Это позволяет исключить постоянный надзор за уровнем загрязненной жидкости, не допуская переполнения емкости. При этом оборудование не будет работать и вхолостую. При достижении жидкостью наивысшей установленной отметки насос автоматически включается. После того, как уровень воды снизится до минимального уровня, устройство автоматически выключится.

Минимальный уровень отключения лучше выставить выше отметки в 0,5 см. Это позволит избежать перегрева оборудования в будущем при условии наступления экстренной ситуации. При этом ни один из элементов не выйдет из строя в случае отклонения от требований по эксплуатации.

Сам датчик может быть:

установлен отдельно (в большинстве случаев);
расположен внутри корпуса (работает на основе сенсора).

Расположенные вне корпуса поплавки изготавливаются из специального пластика, у которого внутри находится небольшой металлический шарик и выключатель, подсоединяется который непосредственно к сети. В зависимости от уровня жидкости происходит замыкание внутренних контактов при помощи все того же шарика. Размыкание происходит по тому же принципу. А вот переключатель электрического типа может быть расположенным и вне корпуса. Для соединения с устройством будет использован тросик или шнур. Автоматические поплавки бывают:

тяжелые;
легкие.

В зависимости от модели устройства длина шнура может составить от 2 до 10 м. В большинстве случаев погружные модели оснащены встроенными датчиками. Подобные устройства куда удобнее эксплуатировать. В этом случае расположенный на корпусе элемент не сможет зацепиться и повредиться об какие-либо выступы или камни, расположенные в емкости. Однако подобные устройства со встроенными поплавками используются лишь для откачки чистой жидкости.

Его основными функциями являются:

управление устройством;
автоматизированный датчик уровня (контроль за уровнем).

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.

Устройство герконового переключателя

Основной исполнительный элемент герконового датчика — герконовый выключатель. Устройство представляет собой маленький стеклянный баллон, наполненный инертным газом или с откачанным воздухом. Газ или вакуум препятствуют образованию искр и окислению контактной группы. Внутри колбы находятся замкнутые контакты из ферромагнитного сплава прямоугольного сечения (пермаллоевая проволока) с золотым или серебряным напылением. При попадании в магнитный поток контакты герконового переключателя намагничиваются и отталкиваются друг от друга — происходит размыкание цепи, по которой течет электрический ток.

Рис. 6 Поплавковые вертикальные датчики уровня воды

Аналогичная схема управления насосом, помещенная в шкаф управления, может быть использована при отслеживании уровня в емкости с жидкостью, если герконы поменять местами, то есть SV2 будет находиться вверху и отключать насос, а SV1 в глубине бака с водой его включать.

Датчики уровня могут быть использованы в быту для автоматизации процесса при заполнении больших емкостей водой при помощи водяных электронасосов. Наиболее просты в установке и эксплуатации герконовые виды, выпускаемые промышленностью в виде вертикальных поплавков на штангах и горизонтальных конструкций.

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

Сигнал на включение

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.

Как подключить поплавок к водяному насосу

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.

Конструкция и принцип работы поплавкового выключателя

Поплавковый выключатель имеет провода подключения, их может быть два, но чаще всего три. Двухпроводной выключатель просто разрывает электрическую цепь, когда находится в положении «выключен», и соединяет её в состоянии «включен».

У трёхпроводных поплавковых выключателей один провод общий, а между двумя другими происходит переключение: в одном состоянии электрическая цепь замыкается через один провод, в другом – через второй.

Трехпроводные выключатели являются универсальными, потому что их можно использовать для срабатывания как при опустошении, так и при переполнении.

Схема поплавкового выключателя с двумя проводами

Корпус поплавкового выключателя выполнен из пластика, имеет овальную, круглую или прямоугольную форму, герметичен и водонепроницаем. Внутри корпуса находится воздух, поэтому, находясь в воде, он стремится всплыть и занимает максимально высокое положение.

При падении уровня воды, поплавок опускается вниз, вплоть до некоторого нижнего положения. Разброс между верхним и нижним положениями поплавка регулируется длиной провода, отведённой для его перемещения.

Отправная точка, относительно которой перемещается поплавок, задаётся с помощью груза, который перемещается вдоль кабеля выключателя.

Внутри корпуса универсального поплавкового выключателя находятся контакты двух электрических цепей и металлический шарик, который перекатывается из одного положения в другое, замыкая одну из них. В нижнем положении замыкается цепь между общим проводом и проводом №2, в верхнем – цепь «общий – провод №1».

Чтобы шарик надёжно фиксировался в крайних положениях и обеспечивал хорошее замыкание контактов без дребезжания, в корпусе выключателя есть магниты. Они притягивают шарик в одно из крайних положений, благодаря магнитам в промежуточном положении не происходит постоянного перекатывания шарика из одного положения в другое.

Сила магнитов рассчитана так, что шарик переходит из одного состояния в другое при уклоне около 70 градусов.

Положения поплавкового выключателя

0 — общий провод, 1 — провод цепи №1, 2 — провод цепи №2, 3 — груз, 4 — поплавок

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:

Сначала провода с сечением не более 2 мм припаиваются к контактам;
Далее провода нужно заизолировать и поместить в корпус;
Также необходимо тщательно заизолировать внутреннюю часть корпуса;
В полость поплавка потребуется залить монтажную пену и заизолировать внешнюю сторону корпуса;
После этого в торцах корпуса нужно установить петли и подключить шнур.

Изготовленный поплавок прослужит достаточно долго, и вы сэкономите немалые деньги на покупке оборудования.

Виды дренажных канализационных насосов для частного дома

Каждый владелец частного дома рано или поздно сталкивается с проблемой выбора насоса для системы канализации. Рассмотрим их основные типы и критерии их выбора.

Насосы для канализации

Насосы для канализации частного дома бывают дренажные и фекальные.

Дренажные насосы служат для откачки загрязнённой воды из канализации дома, бассейнов, затопленных помещений. Такие воды содержат твердые частицы относительно больших размеров (50 мм и более): песок, камни и т.д., но свободны от органических или волокнистых включений;
Фекальные насосы предназначены для откачки жидкостей повышенной вязкости, с органическими, илистыми и волокнистыми включениями, пищевыми отходами. Фекальные насосы имеют конструктивную особенность – наличие измельчающего устройства для таких частиц. Твердые неорганические включения могут сломать ножи измельчителя.

Так как дренажные установки не имеют системы измельчения, то они компактнее, а их стоимость ниже.

Области применения

Дренажные канализационные насосы могут быть использованы для откачки жидкости:

накопительных колодцев или ливневой канализации частного дома, особенно проблема откачки актуальна весной, во время таяния снега или сильных дождей;
резервуаров переливных колодцев (септиков);
в подвалах, цокольных и других помещениях в частном доме в случае их затопления (поднявшимися грунтовыми водами или в результате прорыва труб водоснабжения дома);
в бассейнах или колодцах, декоративных прудах для замены воды.

полива, мойки машин;
прокачки воды через дренажные трубы канализации, если они не имеют нужного уклона.

Виды канализационных насосов

По расположению во время откачки дренажные и фекальные установки делятся на 2 вида.

Поверхностные канализационные насосы . При работе их располагают на поверхности земли, а в откачиваемый колодец опущен водозаборный рукав. В этом случае усиленной защиты корпуса и электропроводки не требуется. Обычно для агрегатов устраивается специальная площадка и легкое укрытие. Это лишает их мобильности, хотя в продаже имеются и компактные экземпляры. Недостатки этого вида: высокий уровень шума и вибрации при работе, возможность перегрева во время откачки. Насосы комплектуются устройствами автоматики: контроля уровня жидкости и автоматического включения и выключения. Возникают трудности при его использовании в зимнее время. Для них характерна относительно низкая производительность и небольшой напор воды. Из преимуществ можно выделить их дешевизну, надежность и большой срок эксплуатации.
Погружные канализационные насосы . Как следует из названия, они рассчитаны на погружение в воду. С одной стороны, это решает проблему охлаждения насоса, с другой стороны, требует хорошей герметизации установки. Корпус насоса изготавливается из нержавеющих, ударопрочных материалов, электрический кабель имеет многослойную изоляцию. Они также имеют систему автоматического включения и отключения (обычно поплавкового типа). Отличаются хорошим напором, они мобильны, универсальны (можно использовать как для колодцев, так и в подвалах). Благодаря тому, что погружные насосы расположены в воде, они не шумят и не замерзают.

Критерии выбора

Формула расчета требуемого напора установки:

N – напор воды, выдаваемый насосом, в метрах водяного столба;

H – максимальная глубина погружения агрегата или опускания водозаборного рукава;

L – длина горизонтального трубопровода от места откачки до места слива отработанной воды.

Для погружных насосов в инструкции указывается максимальная глубина погружения, для поверхностных – максимальная глубина опускания рукава забора воды.
Производительность (литров в единицу времени – час или минуту), не должна быть меньше пропускной способности канализационной системы в доме, во избежание затопления.
Установка имеет допустимую величину твердых примесей.
Агрегаты должны быть снабжены системами автоматики и различной защиты: от перегрева, короткого замыкания и т.д.
Наличие клапанных устройств для предотвращения обратного тока жидкости.
Материал корпуса должен быть ударопрочным. Так, погружные насосы должны иметь степень защиты корпуса не ниже IP 68.

Важна эргономика агрегата, наличие ручек для переноса, удобство расположение патрубков.

Лучше остановить свой выбор на установках известных фирм. Приобретение некачественного агрегата приводит к его быстрому износу и поломке.

Установка поплавкового выключателя

Монтаж поплавкового выключателя выполняется несколькими способами. До начала установки оборудования нужно проверить номинал тока, который подается на насосную установку. Этот показатель должен быть меньше нормального значения электрического тока, указанного в сопроводительных документах к поплавку. Среди существующих способов установки поплавкового выключателя для возможности регулирования уровня воды самым оптимальным в вопросе реализации считается его размещение в резервуаре, предусматривающем использование поплавка с проводом и элементом утяжеления, идущему в комплекте с устройством.

Если выполняется такой монтаж, грузило фиксируется на кабеле, после этого определяется расстояние свободного хода поплавка. При помощи специальной защелки грузило фиксируется на проводе. Сам кабель как можно более прочно устанавливается на наружной части резервуара. Только после этого выполняется подключение к насосной установке самого поплавкового выключателя. Готовая система может эксплуатироваться в соответствии со своим реальным назначением.

Способ монтажа поплавка для насосных устройств, подразумевающий применение подводящего шнура, может использоваться исключительно при полном отсутствии возможности зависания или зацепки главного устройства в резервуаре с размещением в нем только одного выключателя. В отдельных ситуациях может приниматься решение о монтаже одновременно нескольких поплавков для регулирования уровня воды в резервуаре. В подобной ситуации установка выполняется с применением специальной штанги. Наиболее часто для этого применяются пластиковые трубы, которые нужно как можно более прочно закрепить в самом резервуаре. На трубу крепятся поплавки, выставляются таким образом, чтобы эксплуатировать их можно было без проблем.

Подведение проводов, которые присоединены к поплавковым выключателям, выполняется с применением хомутов. При определении оптимального количества поплавковых выключателей нужно учитывать количество и модели используемых насосов, а также различных защитных устройств и встроенных пультов и панелей управления. В отдельных случаях вопрос обеспечения качественной работы выключателей может разрешаться посредством установки двух и более штанг

В вопросе определения схемы монтажа поплавковых выключателей необходимо принимать во внимание их количество и возможную локализацию, а также сверяться с имеющейся проектной документацией. Эксплуатация выключателей может осуществляться по разнообразным схемам

Для чего нужен поплавок

Поплавок – важный элемент насоса, предназначенного для перекачивания воды. Он позволяет регулировать уровень жидкости в емкости и защищать прибор от поломок при работе на сухом ходу. Поплавковые выключатели помогают значительно уменьшить количество мусора, который проникает в систему, тем самым повышая период эксплуатации оборудования.

Перед использованием дренажного насоса следует посмотреть обучающее видео

К основным задачам поплавков можно отнести:

Регулирование работы основной помпы;
Повышение ее результативности;
Сигнализатор переливов;
Датчик количества воды.

Сигнализатор количества жидкости требуется для исключения функционирования насосного оборудования на сухом ходу. Зачастую все это приводит к короткому замыканию. Монтирование поплавка может осуществляться самыми различными способами. Перед этим обязательно нужно убедиться в том, что потребляемый ток меньше максимально допустимого, указанного в инструкции.

Для проведения монтирования поплавка нужно изначально надеть грузило на кабель и определить его свободный ход. Затем зафиксировать грузило на кабеле при помощи защелки и закрепить кабель на наружной стороне емкости.