Защита скважинного насоса от сухого хода

Устройства защиты от «сухого хода»: разновидности, принцип действия

Для предотвращения возможности «сухого хода» было создано несколько приспособлений, различающихся между собой по устройству и схеме работы:

1. Реле уровня воды и поплавок. Данные элементы считаются одними из самых эффективных и при этом дорогостоящих. Главное преимущество данного устройства – отключение насоса до начала «сухого хода». Реле представлено следующими элементами: плата, несколько датчиков (один из которых – контрольный) и провода. Устройство работает по простой схеме: при снижении уровня воды датчики, установленные в скважине, подают об этом сигнал. Когда вода опустится до контрольного, закачка воды прекращается. Когда же вода снова поднимется – насос запустится автоматически. Поплавковый датчик (поплавок) – идеальный вариант для закрытых источников воды. Устанавливается выше насоса. Настраивается самостоятельно: нужно лишь отрегулировать длину поплавкового кабеля и расположение датчика в емкости. Кабель подключается к источнику электропитания. Если вода доходит до поплавка, подача электроэнергии останавливается, и происходит отключение насоса.
2. Реле и датчик давления. Реле подойдет в качестве защиты лишь для насосов с гидроаккумулятором. «Критический» уровень давления в реле невозможно отрегулировать вручную (стандартно он фиксируется на отметке в 0,5 бар). Принцип действия устройства прост: при опускании давления до уровня, отмеченного «критическим», реле размыкает контакт и насос останавливается. На практике же преимущественная часть бытовых насосов способна работать в нормальном режиме при давлении от 1 бар. Поэтому можно с уверенностью говорить о том, что реле сработает лишь тогда, когда подача воды будет полностью прекращена. Датчики действует более эффективно: они подают сигнал об опасном уровне воды при падении давления до 1 бар.
3. Датчик протока воды. Представляет собой пружинный клапан со встроенным магнитом (с одной стороны) и микропереключатель. Датчик измеряет поток воды, пропускаемый насосом. При сильном водном потоке происходит сдвигание клапана, и он замыкается с переключателем. Насос приводится в действие. Если давление воды снижается, клапанная пружина разжимается и тот разъединяется с переключателем. Данное устройство применяется для защиты повысительных насосов небольшой мощности.
4. Мини АКН. Используется для защиты однофазных насосов и регулирует их работу в зависимости от показателей тока и мощности устройства. Мини АКН пользуется большой популярностью ввиду таких достоинств как: малое количество потребляемой энергии, эффективная защита насоса, надежность, простота монтажа и эксплуатации.

Устройства высокого давления

Контакты на пластине находятся в горизонтальном положении. Штифты при этом устанавливаются рядом с пластиной. Всего у модификаций имеется две гайки. Для регулировки давления применяется зажимной винт. Штифты довольно часто используются малого диаметра. Модели указанного типа хорошо подходят для работы с погружными насосами. Каркасы в устройствах применяются разной степени защищенности, и в данном случае многое зависит от производителя.

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.

Датчик «сухого хода»: схема подключения

Подключение датчика осуществляется двухэтапно: механически и подключением к электросети. Сначала датчик крепится на насос физически. Обычно на устройстве есть специальное гнездо.

Совет. На некоторых насосах отсутствует такое гнездо. В качестве его замены можно использовать латунный тройничок, к которому, кстати, можно подключить манометр и даже гидроаккумулятор.

Перед тем как вкручивать реле на тройник или на гнездо, необходимо уплотнить резьбу. Сделать это можно либо при помощи специальной (и довольно недешевой) нити, либо льна.

После намотки нити можно приступать к закручиванию реле. Делать это нужно очень аккуратно. Когда пойдет туго, нужно подтянуть реле гаечным ключом.

Теперь можно подключать датчик к электросети. Первым делом найдите на датчике две группы контактов. В каждой группе проводов найдите свободные концы и прикрутите к ним жилу провода. Заземление соединяем отдельно, прикрепляя его к винту на реле.

Подключенный датчик сухого хода

Теперь можно подсоединять реле непосредственно к насосу. Подойдет обычный провод. Один его конец подсоединяем к свободным проводам реле, другой – к насосным проводам. Не забывайте о том, что цвета соединяемых жил должны соответствовать друг другу.

Остается лишь проверить работу системы в действии. Подключаем насос к электросети и наблюдаем. Если в процессе работы насоса происходит рост показателя на манометре, а при достижении максимально допустимого показателя на датчике насос отключается – монтаж был осуществлен грамотно. Устройство можно эксплуатировать в реальных условиях.

На этом мы заканчиваем рассмотрение существующих разновидностей защитных устройств для водяного насоса, а также схемы их подключения. Будьте внимательны во время монтажа устройства. Удачи!

Устройство и принцип работы механизма

По своему устройству, реле давления могут быть механическими или электронными. Приборы механического типа более распространены, за счет своей надежности, износоустойчивости и простоты. Механическое реле требует минимума усилий при настройке и выполняется при подключении на месте. 

Реле представляет собой небольших размеров коробку с пружинными механизмами, отвечающими за допустимые колебания давления. В корпусе устройства расположены контакты электродвигателя и регулировочные элементы (Рис 1). К ним относятся: большого размера гайка со шпилькой, которая отвечает за удерживание большой пружины и маленькая гайка со шпилькой для небольшой пружины. Силой натяжения большой пружины устанавливается минимальное допустимое давление. При помощи небольшой пружины, регулируется разница.

Фактическое давление воды передается в устройство при помощи специальной мембраны. При минимально допустимом значении, она ослабляет натяжение пружины. Впоследствии замыкается электрическая цепь и включается двигатель насоса. Он работает вплоть до достижения максимально допустимого значения, после чего цепь размыкается, а двигатель автоматически отключается.

Электронное реле, является полноценным устройством управления работой насоса. Прибор включает в себя элемент плавного запуска, защиту срабатывания сухого хода, а также настройку верхнего и нижнего порога включения насоса в режиме эксплуатации. Из преимуществ перед механическим реле, можно выделить лишь меньшие габариты электронного прибора, а также принцип регулировки. Регулировочные болты расположены на корпусе электронного реле и имеют маркировку величины показателей.

Рис 1. Устройство прибора реле давления

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.

Датчики уровня

Датчики уровня воды устанавливаются непосредственно в колодцах, скважинах, резервуарах. Используются как с погружными (находящимися под водой), так и с поверхностными (расположенными над уровнем воды) насосами.

Виды датчиков уровня воды

По принципу работы, разделяются на два вида:

• поплавковые;
• электронные.

Поплавковые

Предназначены для контроля наполняемости (для избегания переливов емкостей) или осушения (защита от работы в сухую) источников воды.

Производятся модели поплавковых выключателей, которые работают в двух режимах, т.е. отключают насос и при падении уровня воды и при ее чрезмерном количестве в ограниченном пространстве.

Принцип работы заключается в следующем: датчик размещается так, чтобы поплавок находился на поверхности воды на установленной высоте. При падении уровня происходит опускание поплавка, который шарнирно связан через рычаг с контактной группой. При критическом опускании происходит размыкание контактов фазного провода, и электродвигатель насоса останавливается.

В случае контроля заполнения емкости – все происходит наоборот. С поднимающейся водой поднимается и поплавок, работа которого настроена не на опускание, а на подъем уровня.

Электронные

Такие устройства выполняют те же функции что и поплавковые, но принцип работы у них другой.

Принцип работы датчика уровня воды поплавкового типа

В воду источника или накопительного резервуара опускаются два электрода. Один на глубину до минимально допустимого уровня, другой на уровень рабочего заполнения (базовый). Так как вода является хорошим проводником электричества, электроды связаны между собой токами небольшой силы. Управляющее устройство получает сигнал и удерживает насос в работающем режиме. Как только токи исчезают (при падении уровня воды ниже критического), происходит отключение электропитания, так как проводящего ток материала (воды) между электродами нет.

Описанные выше устройства и методы их использования подходят для защиты насосного оборудования, контроля уровня и давления воды в небольших системах личного пользования. Для частного дома или дачи.

В больших хозяйствах или многоквартирных домах, при устройстве автономного водоснабжения, в целях защиты и контроля следует использовать частотные преобразователи. Стоимость их значительно выше, но при работе с мощными качающими устройствами без них не обойтись.

2 Регулировка и подключение датчика

Датчик протока, который используется для контроля уровня воды и давления в системе, сразу после покупки следует отрегулировать. Процесс происходит следующим образом: устройство поставляется с разомкнутыми контактами и затянутым калибровочным винтом.

После включения насоса и достижения оптимального уровня воды, ламель смещается в направлении потока жидкости, что и приводит к замыканию контактов. Если ламель не начала двигаться, то это значит, что данного уровня расхода воды не достаточно. В случае, когда устройство не реагирует, нужно установить другое значение и проделать операцию сначала.

Существует ряд правил, которые облегчат монтаж датчика протока, главное из них – установка прибора должна происходить на горизонтальном трубопроводе, независимо от того вода какой температуры движется внутри. При этом нужно следить, чтобы ламель располагалась вертикально.

Следует тщательно измерять расстояние между трубой и устройством – минимальное допустимое значение составляет 55 мм. С помощью резьбовой муфты датчик соединяют со сливным трубопроводом, независимо от уровня воды, находящего внутри.

Прибор должен быть ориентирован так, чтобы стрелки на его корпусе соответствовали направлению потока воды в системе. В случае высокого уровня загрязнения теплоносителя перед датчиком монтируют .

Датчики, обеспечивающие контроль потока воды

Реле протока – приборы контроля потока неагрессивных жидкостей через трубопровод.

Различают 2 вида:

1. Лепестковые. В рабочем режиме лепесток отклоняется потоком в сторону и замыкает контакты, при отсутствии жидкости приходит в исходное положение и размыкает цепь. Две разновидности лепестковых датчиков по способу подключения: врезные и устанавливаемые в тройник трубопровода.
2. Поршневые. Внутри них находится магнитный поршень. В рабочем состоянии поток смещает его, замыкается электрическая цепь. Если воды в системе нет, то поршень под воздействием силы тяжести опускается, контакты размыкаются.

Некоторые модели реле, реагирующих на поток, имеют встроенный обратный клапан.

Датчик сухого хода для насоса – принцип работы и устройство

Существует несколько наиболее распространенных устройств, главная задача которых заключается в защите насосов от работы на сухом ходу. К ним относится:

• Реле защиты сухого хода;
• Датчик контроля объема перекачиваемой жидкости;
• Датчик количества воды – поплавок.

Каждый из перечисленных приборов применяется в различных насосах с разными задачами и функциями. Наиболее часто используемым при производстве насосов является реле защиты сухого хода. Оно обладает достаточно простой конструкцией, однако показывает высокую эффективность при работе центробежных, вихревых и других типов оборудования.

Реле представляет собой простой электромеханический прибор, призванный контролировать давление внутри трубопровода. Как только давление становится меньше минимально допустимых пределов, электрическая цепь мгновенно разомкнется и агрегат выключиться.

В устройство реле входит реагирующая на колебания давления чувствительная мембрана и группа контактов, которая в нормальном состоянии находится в разомкнутом положении. С палением давления мембрана начинает давить на контакты, что приводит к их замыканию и прекращению подачи электроэнергии к мотору насоса.

Каждый датчик сухого хода для насоса рассчитан на работу в среде с определенным давлением. В зависимости от установок завода-изготовителя, оборудование может работать в границах от 0,1 до 0,6 атмосфер. Как правило, реле устанавливается на поверхности вне корпуса насоса, однако есть устройства, вмонтированные внутрь прибора.

Полезные советы и рекомендации

Каждый владелец насосной станции желает, чтобы оборудование нормально функционировало на протяжении долгого времени. Для этой цели требуется изучение принципа работы реле давления и регулярный контроль над каждым элементом. В частности специалисты рекомендуют один раз в три месяца замерять показатели давления в гидроаккумуляторе. Регулярный контроль и настройка позволяют стабилизировать работу всей насосной станции. Кроме того в процессе контроля можно выявить недостатки и внезапные поломки оборудования, которые требуют скорейшего устранения.

Контроль состояния системы в большинстве случаев заключается в регулярной фиксации показаний водяного манометра при включении и выключении насоса. Нормальной считается работа оборудования при значениях, которые были установлены в процессе настройки реле давления.

При измерении давления не стоит забывать о погрешности в точности показаний манометра. Дело в том, что между подвижными частями прибора может возникать трение, что в некоторой степени влияет на показатели. Для получения более точных результатов измерения перед началом процесса можно смазать трущиеся детали измерительного прибора.

Недостатком любого механизма можно назвать его износ в процессе эксплуатации. Реле давления в этом случае не является исключением. По этой причине при выборе оборудования следует отдавать предпочтение более прочным изделиям. Кроме того следует понимать, что точная настройка водяного насоса и реле давления также позволяет продлить эксплуатационный период оборудования. Также необходимо уяснить, что постоянная работа при максимально допустимых значениях верхнего давления негативно сказывается на долговечности реле.

Перед тем как выполнить установку насосной станции рекомендуется провести тщательную очистку водопровода. В крайнем случае, может потребоваться полная замена старых металлических элементов системы более современными пластиковыми конструкциями.

В процессе настройки реле следует обратить внимание на регулировочные пружины, которые также требуют бережного обращения. Сильное сжатие пружин при регулировке реле может стать причиной погрешности в работе устройства

Кроме того срок службы пружины в этом случае существенно снижается, не исключены поломки реле давления после недолгого времени использования.

Для этой цели выполняют следующие действия:

• Откручивают крепежные болты на корпусе реле.
• Снимают мембранный узел.
• Промывают внутреннюю часть и все мелкие отверстия.

В некоторых ситуациях не требуется разборка устройства, достаточно прочистить отверстия, просто сняв реле давления. При обнаружении засоров также можно прочистить всю насосную станцию.

Если замечены подтеки воды из корпуса реле давления для скважины, то можно предположить, что загрязнения повредили мембрану. Такое устройство подлежит полной замене.