Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Защита скважинного насоса от сухого хода

Разновидности датчиков сухого хода

Дорогостоящие модификации насосных агрегатов уже оборудованы встроенными датчиками защиты от сухого хода. Например, все помпы марки Grundfos, а также некоторые модели от производителя Sterwin, Watt, Вихрь и Wilo также комплектуются такими устройствами.

При эксплуатации бюджетных приборов датчики необходимо самостоятельно подключать к погружному насосу. Остановимся подробнее на различных видах данных устройств и принципах их работы.

Выделяют три категории датчиков сухого хода:

  • реле защиты;
  • датчики уровня;
  • датчики потока воды и ее давления.

Реле защиты

Представляет собой электромеханическое устройство, которое осуществляет контроль давления воды, текущей сквозь насосный агрегат. При снижении напора цепь питания размыкается.

Реле защиты насоса от сухого хода состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов. Мембрана контролирует давление жидкости. В рабочем состоянии она разомкнута. Когда напор снижается до 0,1-0,6 атмосфер, мембрана сжимает контакты реле и насос выключается. Опускание давления до данного значения свидетельствует о возникновении следующих нарушений:

  • давление жидкости снизилось до минимального уровня по причине выработки источника;
  • засорение насосного фильтра;
  • помпа находится выше уровня воды, поэтому давление упало до нулевой отметки.

Реле защиты может быть встроено в корпус прибора или монтироваться на поверхности как отдельная деталь.

Если конструкция водопровода содержит гидроаккумулятор, то защитных механизм устанавливают вместе с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Датчики уровня воды

Эта разновидность снаряжения используется для установления фактического уровня жидкости в скважине или колодце. Могут применяться датчики двух видов:

  1. Поплавковый выключатель. Схема подсоединения анализатора сухого хода должна быть собрана таким образом, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя насоса. Поплавок располагается на плаву. Когда уровень рабочей среды снижается, то поплавок меняет свое положение, его контакты размыкаются, насос выключается. Это самый простой способ защиты, который отличается долговечностью и простотой функционирования.

Совет! Чтобы поплавок срабатывал своевременно, нужно его удачно настроить

Важно, чтобы во время срабатывания датчика корпус насоса еще был погружен в жидкую среду

2.Датчик контроля уровня воды. Это реле, которое состоит из двух отдельных устройств, спущенных на разный уровень глубины. Одно приспособление окунается до минимально возможного уровня работы помпы. Второй датчик располагается несколько ниже. Когда оба учстройства располагаются непосредственно под водой, между ними протекает небольшой ток. Если уровень рабочей среды уменьшается до минимального значения, то ток перестает течь, срабатывает датчик, размыкая цепь питания.

3.Датчики, которые контролируют уровень жидкости, дают возможность отключить насосное оборудование до того, как корпус аппарата очутится над поверхностью водной глади. Значит, оснащение основательно защищено от поломки.

Датчики потока и давления воды

Существует две разновидности датчиков потока воды для насоса, которые контролируют прохождение рабочей среды через насос и обеспечивают его защиту от сухого хода. Это реле протока и контроллеры протока.

  1. Реле протока — это изделие электромеханического типа. Различают турбинные и лепестковые. Принцип их функционирования тоже разнится:
  • в роторе турбинных реле находится электромагнит, вырабатывающий электромагнитное поле при прохождении жидкости через турбину. Специализированные датчики считывают электрические импульсы, которые вырабатываются турбиной. Когда импульсы исчезают, датчик выключает насосный прибор от электрического питания;
  • в лепестковых приспособлениях находится гибкая пластина. Если вода в помпу не проникает, пластина отходит своего первоначального размещения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание перекачивающего устройства прерывается. Этот вариант характеризуется простотой конструкции и доступной ценой.

Данные блочные модули отключают насос, если водный поток отсутствует и включают прибор, если давление в системе упало ниже заданного уровня.

2.Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные изделия, которые отслеживают одновременно несколько важных характеристик потока. Они проверяют напор, сигнализируют о прекращении всасывания воды, автоматически включают и отключают насосное оборудование. Многие механизмы снабжены обратными клапанами. Высокая надежность оправдывает и высокую стоимость.

Защита от сухого хода насоса

Существует 3 или 4 типа защит от сухого хода: По давлению, по току потребления, по датчику воды, по датчику протока. Если использовать только два способа, то можно добиться 100% защиты насоса от сухого хода. Ниже это рассмотрим. Но также можно использовать только один способ, который защитит насос от сухого хода со 100% гарантией.

Чтобы защитить насос от сухого хода нужно, чтобы насос работал на воде или качал воду, а не воздух. И работал без закрытых кранов на линии насоса.

Так или иначе, все способы защит по отдельности несут в себе определение воды только по косвенным признакам.

Чтобы определить существует ли вода в системе, где находится насос, используют косвенные признаки того, что насос работает в воде:

1. Присутствие давления. В основном определяется с помощью недорогого устройства (реле сухого хода)

Давление системы постоянно поддерживается выше атмосферного примерно от 1 Bar. И если это давление падает, то реле сухого хода отключает насос. А реле сухого хода в свою очередь регистрирует более низкое давления 0,5 Bar и выше. Как работает реле сухого хода описано здесь: Как сделать автоматическое водоснабжение в частном доме

Настройка реле сухого хода:

2. Непосредственный контакт с водой.

В таком способе используют: Поплавковый датчик воды, электродные датчики, емкостные и другие.

Поплавковый датчик работает по принципу механики (поплавок легче воды и меняет свое положения, изменяя за собой переключающий контакт).

Существует другой способ поплавкового датчика

В таком способе в поплавке используется магнит. С помощью магнитов на поплавке и контактном механизме осуществляется передача силы на контакт. Внутри трубки спрятан переключающий контакт с магнитом. Поплавок передвигается по штоку трубки. В зависимости от положения поплавка меняется положение магнита на контактах. По этим средствам и осуществляется замыкание и размыкание контактов.

Электродный принцип основан на токопроводящем эффекте воды (То есть если два электрода опустить на воду, то между электродами можно пустить ток, который будет проходить через воду. Если вода отсутствует, то ток проходить не будет. А специальное устройство определит ток прохождения и выполнит необходимые команды на замыкание и размыкание контактов).

Емкостной датчик уровня

Емкостной датчик работает по принципу прикосновения воды на специальную поверхность и опять же специальное устройство определяет это прикосновение. При соприкосновение воды меняется емкость, а специальное устройство выполняет команды на замыкание и размыкание контактов.

3. Ток потребления. В таком случае специальное устройство отслеживает ток потребления насоса и если ток уходит за установленные пороги, то насос отключается на некоторое время. К сожалению, такое устройство или дорогое или сложное в обращение. Поэтому спрос на такое устройство не велик. Также внятное объяснение такого устройство отсутствует.

4. Датчик протока. Движущаяся вода давит на специальную лопатку и лопатка угловой силой меняет положения контактов. Или другим способом. Принцип основан на определение расхода в трубопроводе. Если расхода нет, то и питание насоса будет отключено.

Недостатки по косвенным признакам:

1. Когда определяется вода по присутствию давления. В системе водоснабжения может возникнуть ситуация, когда в системе существует давление, но вот расход отсутствует и как на зло: Вода закончилась. В этот момент насос продолжает работать и не прекратит свою работу пока давление не достигнет установленного порога. Подробнее обсуждалось на форуме: http://santeh-baza.ru/viewtopic.php?f=4&t=69 также рассказано как эффективно настроить реле сухого хода.

2. Непосредственный контакт с водой. Такой способ только определяет присутствие воды там, где находится насос. Но вот беда возникает тогда, когда по каким либо причинам закрыт кран на линии насоса и насос работает в холостую с водой. В такой ситуации нужно защищаться от дурака и не ставить краны на линии насоса. Но вот иногда технические требования требуют ставить краны для ремонта и замены насоса. Выход есть – ставить реле протока, но без задержки времени такой «гаджет» бесполезен. Ниже будет схема.

4. Датчик протока. Есть одна очень простая схема, где используется датчик протока. Но просто датчик протока является пустышкой в защите насоса от сухого хода, если давление в системе создается этим же насосом. Если рассмотреть такую схему, то она используется только для повышения расхода там где уже существует давление и расход. Например, для повышения давления.

Электрическая схема работы реле протока с задержкой времени на защиту насоса от холостого хода.

Скачать с хорошим разрешением

2 Устройства защиты от сухого хода

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

  • датчик сухого хода для насоса;
  • реле сухого хода для насоса;
  • реле давления;
  • выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

  • уровню воды;
  • давлению на выпускном патрубке;
  • по силе потока воды.

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Подключение насоса с автоматикой

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

2.2 Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

2.3 Реле давления

Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Устройство реле сухого хода LP-3

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

2.4 Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Поплавковый выключатель MS-1

Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.

Проверка значений

Для проверки выставленных значений используют любой манометр. Вполне возможно применение автомобильного. Его присоединяют к ниппелю бака или аккумулятора. Стрелка прибора покажет величину давления при пустом накопителе. Эти данные должны быть в рамках 1,2-1,5 атмосфер.

В случае превышения допустимого отклонения значений применяются меры по стабилизации давления пустого бака. Если на манометре зафиксированы недостаточные показатели, их увеличивают путем подкачки автомобильным насосом. При избыточном давлении, его спускают до необходимого.

После проверки необходимо сверить фактические показатели максимального и минимального давления с установленными заводскими настройками. Для этого необходимо:

•прикрепить манометр к коллектору;

•открыть кран и опустошить накопитель, доведя его до минимально допустимого значения в 1,4-1,5 атмосфер;

•закрыть кран, и включить насос.

В результате этих действий, давление в баке поднимется до установленного максимального показателя, а насос автоматически отключится. Данные, полученные на манометре необходимо сравнить с заявленными паспортными. В случае несовпадения показателей или индивидуальной необходимости, реле давления можно перенастроить.

Защитные реле LP 3 – описание и характеристики

Устройство этой модели типа hydrostop используются в системах водоснабжения, и предназначается для отключения скважинных и поверхностных насосов в автоматическом режиме. Отключение приборов осуществляется открыто сразу же после падения уровня жидкости ниже допустимых пределов. К основным техническим характеристикам реле относится:

  • Максимальный уровень коммутируемого тока – 16 А;
  • Диапазон температур перекачиваемой воды – от 1 до 40 °C;
  • Диапазон давлений при работе – от 0,5 до 2,8 атмосфер;
  • Электрическая защита класса IP44.

На эту модель реле типа производитель предоставляет гарантию сроком на 1 год. Устройство показывает надежность и эффективную защиту насосов при эксплуатации.

Можно ли обойтись без защиты от сухого хода?

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

  • датчик сухого хода для насоса;
  • реле сухого хода для насоса;
  • реле давления;
  • выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

  • уровню воды;
  • давлению на выпускном патрубке;
  • по силе потока воды.

Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

Реле давления

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Предлагаем ознакомиться Как убрать живот после родов в домашних условиях

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Поплавковый выключатель MS-1

В некоторых случаях это допустимо при условии что:

  • насос работает не часто и непродолжительное время (сезонная подача воды на даче);
  • осуществляется постоянный контроль (наблюдение) за работой качающего устройства;
  • забор воды происходит из гарантированно неиссякаемого источника;
  • пользователь имеет достаточный опыт эксплуатации, знаком с конструкцией и техническими характеристиками устройства подающего воду.

Устройства с горизонтальным расположением пластин

Датчик протока воды для котла данного типа подходит под самые разнообразные насосы. Проводимость у моделей зависит от габаритов непосредственно камеры, а также канала. Дополнительно учитывается диаметр штуцера. Многие эксперты рекомендуют устанавливать двухкамерные модификации. Сила откачки у них, как правило, не опускается ниже отметки 5 Н. Систему защиты довольно часто применяют серии Р50. Все это говорит о том, что производителем гарантируется высокая степень герметизации и общей надежности.

При выборе устройства важно оценить параметры клапана. Если он изготовлен и обычного пластика, то он не способен долго прослужить. Медные аналоги хорошо себя показывают, но дорого стоят

Основная колба у датчиков изготовлена из пластика. Очень редко встречаются модификации с переходными контактами. Релейные модификации способны похвастаться высокой проводимостью. Они не боятся перегрузок. И в них используются качественные системы защиты

Медные аналоги хорошо себя показывают, но дорого стоят. Основная колба у датчиков изготовлена из пластика. Очень редко встречаются модификации с переходными контактами. Релейные модификации способны похвастаться высокой проводимостью. Они не боятся перегрузок. И в них используются качественные системы защиты.

Реле протока воды – простой и эффективный способ защиты насоса от работы на «сухом ходу», что ведет к его перегреву, деформации внутренних элементов и выходу из строя. Его назначение — постоянный контроль подачи воды к рабочим органам насосов и автоматическое отключение питания.

Когда необходимо реле протока?

Установить подобную степень защиты необходимо в следующих случаях:

  • откачивание идет из небольшого по объему резервуара без постоянного присмотра;
  • возможность появления «сухого хода» из-за засорения рукава, механических повреждений;
  • малый дебит скважины по сравнению с производительностью;
  • небольшое давление «на входе» циркуляционного насоса.

Конструктивные особенности

Классический вариант реле протока включает в себя лепесток с установленным на нем магнитом и герконовый переключатель. Последний располагается вне потока воды и надежно изолируется. С противоположной стороны конструкции устанавливают второй магнит. Он создает силу для возврата лепестка в первоначальное положение при снижении интенсивности потока жидкости (вместо подобного магнита могут использоваться обычные пружины, но такие системы менее стабильный из-за сильного влияния небольших по значению скачков потока).

При заполнении насоса водой лепесток начинает отклоняться под действием потока жидкости. В результате происходит приближение магнита к герконовому переключателю, который запускает в работу насос. Если подача воды прекращается, то лепесток возвращается в первоначальное положение и питание привода насоса прекращается.

Альтернативой лепестковым конструкциям станут реле давления, уровня воды и тепловое реле. Все они имеют ограниченную сферу применения из-за более высокой стоимости, определенных нюансов при монтаже и настройке. Например, поплавковый датчик уровня воды имеет достаточно большие габариты, что ограничивает сферу применения и не позволяет использовать в скважинах.

Преимущества реле протока лепесткового типа:

  • отсутствие гидравлического сопротивления;
  • мгновенное срабатывание;
  • простота конструкции;
  • надежность системы;
  • возможность включения реле в систему автоматического управления или защиты.

Особенности монтажа реле протока

Задача лепесткового переключателя в необходимости зафиксировать попадание перекачиваемой жидкости в рабочую камеру насоса. Для этого его устанавливают на выходе в клапан или насос.

Как выбрать прибор?

При покупке оборудования обращают внимание на конструкцию, материал изготовления, технические параметры. Контроллер выбирают по таким характеристикам:

  • мощность;
  • давление;
  • класс защиты IP;
  • диаметр входного/выходного отверстия;
  • производитель товара;
  • наличие расширительного бака;
  • функция перезапуска;
  • цена.

Класс IP в электронном регуляторе обозначает защиту от пыли и влаги.

Пример расшифровки IP 65 на приборе:

  • IP — Ingress Protection (защита от проникновения);
  • 6 — от пыли;
  • 5 — от влаги.

IP 65 — высокий класс защиты.

Регулятор давления выбирают в зависимости от функционала насоса.

Учитывают такие параметры гидравлической машины:

  • принцип действия;
  • потребляемую мощность;
  • производительность;
  • напор воды.

При выборе автоматики учитывают сантехническое оборудование в доме. Бытовые приборы рассчитаны на давление до 3 атм. Если напор больше, техника подвергается нагрузке и выходит из строя.

Справка! Насосные станции продают в комплекте с регуляторами давления. В продаже большой ассортимент автоматических реле воды.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации