Ремонт датчика сухого хода

Датчик сухого хода для насоса: принцип работы и конструкция

Насосное оборудование, обслуживающее трубопроводные системы, по которым транспортируется жидкая среда, особенно нуждается в защите в тот момент, когда падает давление жидкости или она вообще перестает поступать. Для обеспечения такой защиты в ситуациях, когда в насос не подается перекачиваемая им жидкость, его оснащают автоматическими датчиками – реле сухого хода. Для насосной станции могут использоваться различные типы таких устройств.

Система управления скважинным насосом: слева реле сухого хода, справа датчик включения/отключения насоса

Почему насосное оборудование надо защищать от сухого хода

Из какого бы источника ни перекачивал воду электронасос, это оборудование может оказаться в ситуации, когда жидкость перестанет в него поступать. Именно такие ситуации приводят к тому, что насосная станция начинает работать на холостом (или, как чаще говорят, на сухом) ходу. Негативным последствием работы насоса в таком режиме является даже не бесполезная трата электроэнергии, а интенсивный нагрев оборудования, что в итоге приводит к деформации элементов его конструкции и быстрому выходу из строя. Вода одновременно выступает в роли смазывающей и охлаждающей жидкости, поэтому ее наличие внутри насоса просто необходимо.

По указанной причине наличие реле, обеспечивающего защиту от сухого хода скважинного насоса (или циркуляционного), является практически обязательным. Большинство современных моделей насосного оборудования имеет встроенные реле. Однако стоят подобные насосы очень дорого. По этой причине пользователи часто приобретают реле, защищающие от сухого хода, отдельно.

Насосная станция с автоматической защитой от сухого хода

Основные средства защиты

Чтобы обеспечить защиту насоса от сухого или холостого хода, используют устройства различного типа, основная задача которых состоит в том, чтобы прекратить функционирование оборудования в тот момент, когда в него перестает поступать вода. Сюда, в частности, относятся:

• реле защиты насоса от сухого хода;
• датчик потока воды;
• реле давления с опцией защиты по сухому ходу;
• датчики, контролирующие уровень жидкости в источнике водоснабжения, в качестве которых могут применяться поплавковые выключатели или реле контроля уровня.

Различия между собой всех вышеперечисленных устройств заключаются как в их конструктивном исполнении и принципе действия, так и в сферах их применения. Чтобы понять, в каких ситуациях применение того или иного типа реле, защищающего насосное оборудование от сухого хода, наиболее целесообразно, следует познакомиться с каждым из них более подробно.

Характеристики реле защиты насоса от сухого хода

Датчик сухого хода для насоса относится к устройствам электромеханического типа, контролирующим, есть ли в системе, по которой транспортируется вода, давление. Если уровень давления оказывается ниже нормативного порога, такое реле автоматически останавливает работу насосного оборудования, размыкая цепь его электрического питания.

Реле сухого хода для насоса состоит из:

• мембраны, являющейся одной из стенок внутренней камеры датчика;
• контактной группы, обеспечивающей смыкание и размыкание цепи, по которой электрический ток поступает к двигателю насоса;
• пружины (степенью ее сжатия регулируется давление, при котором реле будет срабатывать).

Основные элементы реле «сухого хода»

Принцип, по которому работает такое реле защиты от сухого хода, заключается в следующем.

• Под давлением потока воды в системе, если его уровень соответствует нормативному значению, мембрана устройства выгибается, воздействует на контакты и замыкает их. Электрический ток в таком случае поступает на двигатель насоса, и последний работает в штатном режиме.
• Если напора воды недостаточно или она вообще не поступает в систему, мембрана возвращается в свое исходное состояние, размыкая цепь электрического питания насосной установки и, соответственно, отключая ее.

Ситуации, когда давление жидкости в системах водоснабжения резко снижается (а значит, насосу требуется защита от сухого хода), вызываются разными причинами. Среди таких причин можно назвать истощение естественного источника воды, засорение фильтров, слишком высокое расположение самовсасывающей части системы и др.

Реле защиты от сухого хода насоса обычно устанавливают на поверхности земли, в сухом месте, хотя есть модели, выполненные во влагозащитном корпусе, которые можно монтировать вместе с насосным оборудованием в скважине.

Пример автоматического водоснабжения жилого дома

Более эффективно реле, предотвращающие сухой ход насоса, работают в тех случаях, когда их устанавливают в не оснащенных гидроаккумулятором системах, которые обслуживает поверхностный циркуляционный насос. Установить такое реле в системе с гидроаккумулятором, конечно, можно, но в этом случае оно не сможет обеспечить стопроцентную защиту насосной установки от сухого хода. Схема подключения реле при этом выглядит следующим образом: располагают его перед датчиком давления воды и гидроаккумулятором, а сразу после насосной станции устанавливают обратный клапан, не дающий воде двигаться в обратном направлении. При таком подключении мембрана реле сухого хода постоянно находится под давлением воды, создаваемым гидроаккумулятором. Это может привести к тому, что насос, в который не будет поступать вода из источника, просто не отключится.

Эффективная защита насоса от сухого хода в тех случаях, когда он обслуживает системы, в которых установлен гидроаккумулятор, также возможна, но для решения этой задачи применяются устройства других типов.

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

В ситуациях, когда возникает такое нежелательное явление, как сухой ход, поток жидкости, который поступает в насос, либо обладает недостаточным давлением, либо отсутствует вовсе. Для того чтобы контролировать наличие потока и его рабочие параметры, применяют специальные устройства, которые называются датчиками протока воды. По конструктивному исполнению и принципу работы они могут быть электромеханическими (датчики) либо электронными (контроллеры).

Реле или датчики протока воды

Выделяют две разновидности электромеханических датчиков потока воды:

Основным рабочим элементом датчиков первого типа является гибкая пластина, установленная в их внутренней полости, имеющей цилиндрическое поперечное сечение. В том случае, если поток жидкости в системе присутствует и обладает достаточным давлением, такая пластина, оснащенная магнитным элементом, максимально приближена к переключателю герконового типа, а его контакты находятся в сомкнутом состоянии. Если же давление потока жидкости снижается или он исчезает вообще, гибкая пластина отходит от переключателя, его контакты размыкаются, что приводит к выключению насосной установки.

Устройство датчика потока лепесткового типа

Датчики протока турбинного типа отличаются более сложной конструкцией. Ее основой является небольшая турбина, в роторной части которой установлен электромагнит. Принцип работы такого датчика, который также способен обеспечить защиту насоса от холостого хода, заключается в следующем. Поток жидкости вращает турбину, в роторе которой создается электромагнитное поле, преобразуемое затем в электромагнитные импульсы, считываемые специальным датчиком. Решение о том, включить или выключить насосное оборудование, обслуживающее систему, датчик принимает в зависимости от того, какое количество импульсов в единицу времени ему посылает турбина.

Датчик автоматического управления насосом «Турби»

Еще более сложной конструкцией отличаются электронные контроллеры протока воды, которые совмещают в себе функции и реле давления, и устройства, обеспечивающего защиту насосного оборудования от сухого хода. Такие контроллеры, называемые также электронными реле давления, хотя и стоят недешево, заменяют сразу несколько контрольных и управляющих устройств. Установленные в системах водоснабжения, электронные реле давления не только обеспечивают защиту насосной системы от сухого хода, но и позволяют контролировать давление и параметры потока жидкости. Когда такие параметры работы системы не соответствуют нормативным значениям, электронный датчик автоматически отключает насосное оборудование.

Электронный контроллер давления EPS-II-12, совмещающий в себе функции реле давления и реле протока

Если для обслуживания водопроводных систем применяется насос с небольшим запасом напора, то их можно оснащать только электронным реле. Когда же в системе используется насос с большим запасом по создаваемому им напору, необходимы гидроаккумулятор и отдельный датчик давления, так как электронное реле не регулируется по предельному давлению отключения насосной установки. Использование только электронного реле в таких случаях может привести к тому, что при создании избыточного давления в системе насосная станция просто не отключится.

Датчики, контролирующие уровень воды в системе

Не допустить возникновения ситуаций, когда насос водопроводной системы работает на холостом ходу, способны и датчики контроля уровня воды, которые устанавливаются преимущественно в источнике водоснабжения – скважине, колодце или емкости. Таким образом, посредством подобных устройств обеспечивается защита скважинного насоса от сухого хода (или насосной установки, перекачивающей воду из колодца). По конструкции датчики контроля уровня могут быть поплавковыми и электронными.

Среди поплавковых датчиков выделяют два основных вида. Одни из них контролируют заполнение емкостей водой, не допуская случаев ее перелива, а вторые, которые обеспечивают защиту помпы от сухого хода, регулируют опорожнение емкостей с водой, скважин и колодцев. Кроме того, есть комбинированные модели, которые в зависимости от схемы подключения к системе могут выполнять обе функции.

Поплавковый датчик ПДУ-В241-50 и схема его подключения

Принцип работы поплавкового реле контроля уровня воды достаточно прост. Пока в источнике водоснабжения есть жидкость, поплавок, соединенный с контактной группой, задран вверх. Процесс работы не будет прерываться, пока уровень воды в источнике не уменьшится до такой степени, что поплавок опустится и тем самым разомкнет контакты, через которые в фазный провод электродвигателя насоса поступает электрический ток.

Следует отметить, что защита насоса-помпы от сухого хода при помощи поплавкового датчика контроля уровня воды является наиболее доступным по стоимости и самым распространенным способом.

Электронные датчики контроля уровня воды способны одновременно решать две задачи: защищать насосное оборудование от сухого (холостого) хода при уменьшении уровня воды в источнике водоснабжения и не допускать случаи перелива жидкости при наполнении емкостей.

Реле защиты насоса от сухого хода тип РСХ и датчики уровня воды

При использовании датчиков данного типа в воду опускается не само устройство, а только электроды, соединенные с реле проводами, по которым к ним подается электрический ток небольшой величины. Электроды размещаются в источнике с водой на уровнях, ниже которых вода не должна опускаться. Пока электроды находятся в воде, они формируют замкнутую электрическую цепь, что объясняется электропроводностью воды, а если хотя бы один из электродов окажется вне жидкости, что происходит при снижении ее уровня, цепь разомкнется, что сразу приведет к отключению насосной станции.

Электронное реле подключается к датчику трубного или скважинного типа

Таким образом, существует множество способов использовать для оснащения водопроводных систем насосы с защитой от сухого хода. Между тем применение только реле не всегда позволяет нейтрализовать влияние негативных факторов. В связи с этим, проектируя и создавая такие системы, следует использовать для их оснащения и другие контролирующие, управляющие и защитные устройства, к числу которых относятся обратный клапан, датчик давления и гидроаккумулятор.

Источник

Реле сухого хода для насоса: принцип работы датчика, схема подключения

Причины сухого хода и его вред для скважинного насоса

Два из трех скважинных насосов выходят из строя по одной причине — сухой ход. Гарантийный ремонт на такую поломку не распространяется. Возникает подобная проблема в следующих случаях:

• высота, на которой висит насос в скважине, выбрана неправильно. Чтобы этого не произошло, заблаговременно выясните глубину бака — после того как насос качает жидкость до высоты своего расположения, в помпу попадет воздух. В итоге двигатель перегреется;
• в емкости стало меньше воды. Такое нередко происходит самопроизвольно;
• нарушена герметичность всасывающего патрубка. Это характерно для поверхностных агрегатов. Поскольку вода всасывается вместе с воздухом, двигатель не успевает остыть до нужной температуры.

Из перечисленные причин можно сделать вывод, что если предохранительные мероприятия отсутствуют или их действие нарушено, насос сначала перегревается, после чего — сгорает.

Устройства высокого давления

Реле сухого хода для насоса высокого давления являются очень востребованными. В первую очередь модели применяются на гидростанциях. Они хорошо подходят для насосов, которые используются в системе водопровода. Контакторы у них применяются на два выхода. Рабочие гайки находятся в верхней части корпуса. Также надо отметить, что существуют модификации на две камеры. Выходной патрубок у них располагается по центру основания. Большинство моделей складывается на базе дипольного контактора. У модификаций используется несколько штифтов. Устройства хорошо подходят для погружных насосов. Патрубки имеются диаметром от 2.3 см. Работают реле минимум при частоте 40 Гц. Выходной кабель обязан подключаться к клеммной коробке. Для регулировки пластины имеется зажимной винт. Чтобы выравнивать давление внутри системы, гайка проворачивается по часовой стрелке. Датчики очень редко встречаются у модификаций данного типа. Непосредственно кнопки запуска располагаются на контакторах. В обслуживании модели очень просты.

Как можно защитить насос от сухого хода с помощью реле (датчиков)

Существует несколько вариантов выхода из ситуации. Эти устройства функционируют по-разному, их область использования также, различна. Но цель они преследуют одну — обесточить помпу, как только бак опустеет.

Принцип защиты насоса от сухого хода

Спасают технику следующие устройства:

• реле;
• приборы контроля;
• датчики уровня жидкости.

Рассмотрим, насколько они эффективным и какова специфика их действия.

Когда реле будет эффективно

Реле — простейшее механическое приспособление. Когда оно достигает нижнего предела, электрическая цепь прерывается, насос самопроизвольно останавливается.

Аппарат снабжен мембраной — в норме она разогнута. Происходит реакция на давление, замыкая контакты, которые отвечают за питание.

Установка прибора целесообразна в следующих ситуациях:

• когда мало воды;
• при засорах;
• собирающий элемент помпы закреплен выше положенной нормы.

Крепят изделие защиты внутри емкости, если корпус устройства герметичный, или на поверхности. Лучший эффект наблюдается при поверхностных типах насосов.

Потоковые устройства

На гидростанциях часто встречаются потоковые реле сухого хода для насоса. Принцип работы модификаций построен на изменении предельного давления. Происходит данный процесс за счет смены положения пластины. Она находится в нижней части корпуса. Также надо отметить, что реле указанного типа оснащаются проводными контакторами. Всего имеется одна кнопка запуска. У многих моделей применяются силовые контакты. Замыкание цепи осуществляется за счет прижима пластин. Подключение реле сухого хода для насоса происходит через переходник.

Какими бывают реле защиты

Изделия защиты бывают трех видов:

По принципу действия и функциональному предназначению датчики классифицируют по нескольким типам устройств. Рассмотрим их более детально.

Протоковые устройства

Прибор представляет собой клапан лепесткового типа, который смонтирован в проточной части помпы. Его предназначение состоит в реагировании на водные потоки различной силы.

Пружинящий лепесток реле под давлением проходящих потоков воды приводит пружину в сжатое состояние. Магнит который установлен у изделия наверху, контактирует с герконовым реле. Происходит соединение контактов, от которых запитана помпа. При мощном напоре лепесток постоянно лежит в отклоненном положении, а двигатель помпы функционирует.

Если в трубопроводе нет воды или ее поток ослаблен, лепесток и магнит занимают первоначальное положение. Контакты размыкаются, насос останавливается.

Преимущества протоковых реле — маленький вес и компактный размер.

Поплавковые модели

Датчики контроля порога воды поплавковой модели рассчитаны как на заполнение бака, так и на его опорожнение.

Принцип функционирования следующий. Поплавок устройства смотрит вверх — помпа может безопасно работать. Когда уровень наполнения жидкости уменьшается, поплавок опускается. Благодаря этому размыкается контактор. Пока порог наполнения не станет нормальным, станция не запустится.

Однокамерные модели

Их изготавливают с 1-4 штифтами. Практически все модели работают при минимальном давлении. В простых модификациях применяют проводной контактор, запитанный от обычной сети.

Первую гайку размещают на штифте. Чтобы поднять давление, винт вращают в направлении часовой стрелки.

Схема:

Двухкамерные устройства

Двухкамерные модификации комплектуются контактами пониженной проводимости. Их оснащают 3-5 штифтами. Гайки располагают вверху прибора — на корпусе. Величина выходного патрубка — не менее 44 мм. Такие версии идеальны для защиты мощного оборудования.

Поплавковые модели

Наиболее габаритными принято считать поплавковые реле сухого хода для насоса. Регулировка устройства происходит при помощи подкручивания винта. Принцип работы модификаций построен на смене давления. У всех моделей в корпусе находится один штифт. При этом патрубок располагается с кольцом в нижней части конструкции. У большинства реле используется ручная система настройки. Работают устройства данного типа от сети 220 В. Каркас, как правило, делается из пластика. Контактные пластины могут находиться в вертикальном положении. Большинство реле работают при низкой частоте. Модели подходят для насосов мощностью от 4 кВт. Рабочая частота в среднем составляет 55 Гц. В верхней части модификации располагается гайка. При этом зажимной винт находится на штифте.

Установка датчика защиты

Алгоритм работ:

• монтируйте прибор вместе с устройством, измеряющим уровень давления. Правила подсоединения — согласно инструкции производителя;
• найдите фрагмент, где будет располагаться изделие. Профессионалы советуют крепить реле на трубопроводе — в месте выхода из помпы. Сначала монтируют датчик давления, потом — контроля;
• в зоне установки прибора поставьте тройниковый фитинг;
• слейте остатки жидкости. Отсоедините вкладыш, зафиксируйте его на фитинге. Фиксацию укрепите сантехническим скотчем;
• в точке питания помпы сделайте разрыв. Сюда нужно монтировать реле. При размыкании контактов питание к насосу не поступает и оборудование отключается самопроизвольно.

Схема монтажа:

Защита от перелива:

Подключение сразу нескольких датчиков:

Устройства с датчиком уровня

Реле сухого хода для насоса с датчиком уровня считается довольно распространенным. Однако важно отметить, что у моделей имеется ряд недостатков. В первую очередь специалисты говорят о том, что модели сложно настраиваются. Если говорит про реле на контакторах, то у них используется один ввод. Таки образом, часто происходят сбои. Также важно отметить, что модели не способны работать с насосами погружного типа. Подключение устройств осуществляется через кабель. Камера у реле выполнена с прочным основанием.

Настройка подключенного защитного реле

Устройство сконструировано так, что реле предполагает регулирование уровня связи между срабатывающей контактной группой и поверхностью, которая реагирует на силу давления. Эту функцию выполняют специальные винты — они ослабляют и натягивают пружину. Изготовитель настраивает нижний и верхний порог срабатывания. Чаще всего это показатели:

• 1,4 атмосферы — минимум;
• 2,8 — максимум.

Пользователю доступна самостоятельная регулировка границ — винт поворачивают в направление влево или вправо.

Обратите внимание! Обязательным требованием правильной настройки защиты является фиксация порога отключения прибора ниже давления насоса. Если это правило игнорировать, помпа не среагирует — оборудование быстро сломается.

Второй винт регулировки предназначен для определения разницы пограничными показателями чувствительности прибора. В процессе настройки учитывайте, что верхний порог отключения тоже меняется. Ваша задача — не допустить превышения показателя максимального давления, которое выдает непосредственно оборудование.

Снижайте нижний уровень и разбег границ откручиванием гаек.

Предназначение датчика протока воды

Никого не обрадует выход из строя главной «движущей силы» любой автономной системы, в которой «работает» вода. Для обеспечения эффективной, беспроблемной работы насосного оборудования используют несколько дополнительных приборов, которые выполняют контроль, предотвращают возможные сбои и выход из строя насоса.

Среди них — термодатчик, реле давления и датчик протока воды. Герой этой статьи — последний из «трио» приборов. В первую очередь, он, как и другие вспомогательные устройства, — надежная защита от поломок. Датчик протока воды имеет и другие названия — датчик сухого хода (защиты), реле потока, контроллер насоса или блок управления.

Самая нежелательная ситуация для систем автономного отопления и водоснабжения — запуск насосного оборудования в тот момент, когда вода в трубопроводе отсутствует. Такую некорректную работу называют холостой работой, или «сухим ходом». Поскольку жидкость способствует охлаждению агрегата, и служит своего рода смазкой устройству, без нее неминуема авария.

Например, даже непродолжительное время в режиме сухого хода способно привести к снижению производительности

Если на проблему не обратить внимание вовремя, то в дальнейшем хозяева столкнутся с деформацией деталей конструкции, перегревом насоса и его последующей поломкой — с заклиниванием и выходом из строя двигателя

Когда реле протока необходимо?

Такие серьезные последствия существования без воды ожидают любой агрегат, они не зависят от типа работающих приборов. Перегрев и выход из строя одинаково грозит как поверхностному, так и глубинному оборудованию. Причин сухого хода есть несколько. К «провокаторам» относится:

• низкое давление в системе при отсутствии контролирующих устройств (реле давления);
• нарушение целостности какого-либо участка трубопровода (всасывающего патрубка);
• мусор, который скопился в трубе для откачивания воды;
• уменьшение количества воды в источнике;
• некорректный выбор мощности прибора;
• неправильно проведенный монтаж.

Автоматический датчик протока воды предназначен для того, чтобы не допустить таких ситуаций, обезопасить насосное оборудование от недостаточного количества жидкости. Эта простая конструкция измеряет параметры потока, контролирует их, поддерживает на одном уровне. Реле протока воды имеют небольшие габариты, такую же приемлемую цену. Они отличаются простотой монтажа, но позволяют защитить оборудование от поломок, от преждевременного износа, увеличить срок его эксплуатации, а также снизить потребление электроэнергии.

Польза прибора неоспорима, а есть ли у таких реле минусы? К сожалению, недостатки легко находятся у любой конструкции. В категорию слабых мест датчиков протока воды входит ослабление пружин со временем, оно потребует покупки нового прибора. Как говорят, такие устройства вообще довольно часто ломаются, а ремонт сложных моделей может обойтись дорого.

Всегда ли датчик нужен?

Когда можно обойтись без реле протока? Есть два варианта, когда этот прибор не является обязательным. Необходимости в монтаже нет, если:

• в системе используется маломощный насос, а скважина отличается высоким дебитом;
• во время работы насоса мастер находится рядом с оборудованием, поэтому сможет выключить агрегат, если уровень воды вдруг опустится ниже нормы.

Во всех остальных случаях установка прибора, держащего под «неусыпным» контролем поток жидкости, обязательна.

Проблемы с работой реле сухого хода глубинного насоса

Возможные погрешности в работе реле глубинных установок:

• снижен порог минимальной настройки — даже небольшое отклонение препятствует своевременному срабатыванию приспособления. А значит, насос продолжит работу;
• аналогичная погрешность завышенного предела создаст защиту. Это отключит помпу без причины;
• слишком низкое давление увеличивает время, необходимое на запуск системы. Единственный выход — слить жидкость из гидроаккумулятора;
• даже небольшая погрешность способна запустить механизм отката давления. В результате на фоне высокого потребления давление начинает резко падать. Чтобы исключить холостые отключения, уменьшите силу давления.

Установленное реле не помогает, насос продолжает работать без воды (причины и методы решения проблемы)

Как показывает практика, нередко даже при наличии защиты, прибор не срабатывает, а оборудование продолжает работать. Причины неполадки:

• залипание контактов — еще хуже — их оплавление. Контакты прерывателя под воздействием пускового тока повреждаются. Если контакты сохранили целостность и просто залипли, проблема устраняется легко. Зачистите места накаливания мелкой наждачкой или обычной пилкой для полировки ногтей. Если они сильно повреждены, придётся менять их на новые;
• интервал между порогами срабатывания устройства выше нормы — выполните настройки, которые рекомендует производитель реле, и проблема решится.

Как работают защитные устройства

Многие защитные механизмы сопрягаются с автоматикой, отвечающей за управление перекачивающего оборудования. Принцип работы датчика сухого хода для скважинного насоса: он «считывает» рабочие параметры, чтобы впоследствии были внесены коррективы по объему подачи воды, отслеживает состояния — включился или отключился агрегат. Устанавливаемые датчики или реле — сигнализаторы, отслеживающие состояние жидкости. Для определения недостатка воды существует несколько способов, что зависит от устанавливаемого датчика.

Манометры, например, фиксируют уровень давления. Если достигнут пороговый уровень, то детектор сигнализирует об этом контроллеру, и тот тормозит работу перекачивающего оборудования. Сам датчик при этом продолжает функционировать, исполняя роль манометра. Когда уровень давления стабилизируется, он, посредством управляющего контроллера, подаст сигнал о возобновлении работы насоса.

Чтобы точнее определять уровень обслуживаемой жидкости, используют мультифункциональные реле, подключаемые сразу к нескольким детекторам.

Источник