Jak funguje plovákový spínač pro elektrická čerpadla, co to je

Plovákové spínače jsou jednoduchá zařízení, která se používají k ovládání čerpacího zařízení a dalších součástí zapojených do hydraulických systémů. Výhodou těchto produktů je absence složitých elektronických součástek. Což má pozitivní vliv na spolehlivost, životnost a cenu.

Jak funguje plovákový spínač pro elektrické čerpadlo, jaké vlastnosti instalace a použití má – v tomto článku.

Plovákový design

Stručně formulujme, co to je – plovákový spínač (FS). Jedná se o systém kontaktů, jejichž poloha: sepnuto/otevřeno, závisí na poloze výrobku v prostoru. Zvláštností zařízení je přítomnost plováku v designu. Spínač má nulový vztlak. Proto má tendenci setrvávat ve vodním sloupci, pokud není ovlivněn vnějšími silami.

Chcete-li pochopit princip fungování plovákového spínače pro ponorné čerpadlo, zvažte jeho konstrukci. Výrobek se skládá z následujících částí.

• Uzavřené pouzdro. Je vyrobena z odolného plastu a je vodotěsná na úrovni IP68. Materiál je zvolen tak, aby pouzdro minimalizovalo hromadění nečistot na jeho povrchu. Plast je chemicky neutrální. To umožňuje použití některých FV modelů v potravinářském průmyslu pro kontrolu hladiny kapalných směsí používaných ve výrobě.
• Drát. Pro větší těsnost je vstup drátu do pouzdra chráněn vývodkou a speciálním těsněním. FV jsou obvykle dodávány s délkou vodiče od 5 do 30 metrů nebo více již připojené z výroby. Typicky se řada výrobců vyrábí s násobkem 5 metrů.
• Plovák. Je umístěn v pouzdře a pevně upevněn. Jeho úkolem je zajistit vztlak produktu, když je těleso v kapalině.
• Pohyblivá kovová část. U jednoduchých modelů má podobu ocelové koule umístěné uvnitř tělesné dutiny. Pohyblivý prvek se může pohybovat v závislosti na poloze plováku v prostoru. Má dvě pevné polohy.
• Kontakty. Nejrozšířenější jsou FV modely se třemi svorkami. Kabel má tři žíly s jednotlivě lakovanými plášti různých barev. Nejčastěji – hnědá, černá, modrá.

Princip

Podívejme se, jak funguje plovákový spínač pro čerpadlo, na příkladu jeho instalace jako součásti čerpací stanice kanalizace. Zařízení je upevněno v horní části krytu pohonu KNS. Tento způsob instalace značně zjednodušuje připojení. Vodiče plovákových spínačů jsou připojeny k ovládací skříni umístěné na povrchu země. Samotný kontejner je instalován v zemi.

Když je hladina odpadu v zásobníku nízká, FV volně visí. Kulička uvnitř je na první pozici, nejdále, vzhledem ke vstupnímu bodu kabelu. Objem přicházejícího odpadu postupně zaplňuje nádrž. Když hladina kapaliny dosáhne místa, kde je instalován plovák, produkt plave. Pouzdro se rozvine, ocelová kulička se působením gravitace přesune do druhé polohy, nejblíže ke vstupu kabelu. Což vede k uzavření kontaktů, pokud byly otevřené, a naopak.

Existují další typy plovákových spínačů pro čerpadlo, ve kterých je místo těžké koule použit kovový brok, a další konstrukční řešení. Tyto modely se liší úhlem spínání a citlivostí.

Ale způsob, jakým je plovákový spínač navržen, neovlivňuje jeho princip činnosti. Při vynořování jsou všechny schopny zapnout/vypnout zařízení k nim připojené.

Aplikační scénáře pro plovákové spínače

Odvodňovací čerpadla

Ponorné jednotky neumožňují chod naprázdno. Je to pro ně nebezpečné kvůli přehřátí. Některé modely jsou vybaveny PV již z výroby. Konstrukce plovákového spínače vypouštěcího čerpadla je podobná výše popsanému. Prostřednictvím jeho kontaktů je elektromotoru přiváděna energie.

Zvláštností instalace v drenážních čerpadlech je to, že jejich drát je připevněn k tělu jednotky. Když voda v dole dosáhne určité úrovně, plovák vyplave nahoru a zapne elektrické čerpadlo. A zůstane ve svislé poloze, dokud jednotka neodčerpá vodu. Tlak vzduchu klesá spolu s hladinou kapaliny. V určitém okamžiku bude jeho mechanismus fungovat, přepne kontakty a vypne napájení čerpadla.

Kanalizační stanice

Vlastnosti: Princip činnosti plováků v čerpací stanici a plovákového spínače drenážního čerpadla a elektrického čerpadla pro jiné účely je podobný. Ale jsou upevněny v horním bodě. Jejich počet se zvyšuje, aby rozvaděč – SHU poskytoval větší možnosti.

Je uvažováno klasické schéma čerpací stanice se dvěma jednotkami a čtyřmi plováky. Jsou instalovány na různých úrovních pohonu. Analýza jejich stavu umožňuje velínu automaticky zapnout první blok, když hladina odpadní vody dosáhne druhého FV. Poté je připojeno k práci druhé elektrické čerpadlo. Když odtoky dosáhnou polohy třetího spínače.

Pokud se nádoba přeplní, spustí se čtvrtý plovák a spustí alarm. Pokud hladina kapaliny klesne na první úroveň, zařízení se vypne, aby se zabránilo přehřátí a plýtvání energií.

Vodovodní systém s akumulační nádrží

Princip činnosti plovákového spínače čerpadla je vhodný pro provoz ve vodovodním systému se zásobníkem. V maximálním schématu jsou instalována dvě zařízení, která nastavují minimální a maximální hladinu vody. Zapnou čerpadlo, když je nádrž prázdná, a vypnou je, když je nádrž plná.

Plováky jsou upevněny v horním bodě. Použití dvou FV umožňuje vyhnout se častému zapínání elektrického čerpadla. Zdroje elektrárny jsou vynakládány efektivněji. Místo několika krátkých aktivací se provede jedna, ale na delší dobu.

Stojí za zmínku, že všestrannost plovákových spínačů pomáhá podnikovým inženýrům vytvářet různá schémata automatického ovládání zařízení. To nám umožňuje snížit náklady na vlastnictví čerpacích stanic zkrácením doby personálu potřebného k jejich obsluze.

Autor článku: Alexander Shikhov

Drenážní čerpadla pracují nejčastěji ve ztížených podmínkách a s vysokým provozním zatížením. Během provozu je nutné sledovat technické vlastnosti, které jsou ověřovány zkouškami. Testování se provádí z různých důvodů: během údržby, po opravě, při podezření na poruchu. Ale bez ohledu na důvody jsou všechny testy prováděny podle zavedeného standardu, který upravuje podmínky kontroly a použití měřicích přístrojů.

Všechny hlavní součásti podléhají kontrole:

• asynchronní elektromotor;
• hřídel s mechanickou ucpávkou;
• Pracovní kolo;
• automatický a plovákový spínač.

Drenážní čerpadla mají monoblokovou uzavřenou konstrukci. Uvnitř pouzdra je umístěn elektromotor a čerpací mechanismus. Aby se předešlo únikům, jsou všechny spoje pečlivě seřízeny a utěsněny.

Kontrola spolehlivosti čerpadla

Před uvedením čerpadla do provozu po opravě nebo při instalaci nového zařízení se podle standardního postupu provádějí povinné zkoušky ke stanovení hlavních technických charakteristik.

Kontrola začíná vnější kontrolou karoserie, upevnění sestav a dílů a kvality ochranných nátěrů. Poté je konstrukce testována na provozuschopnost a jsou určeny tlakové, energetické a kavitační charakteristiky.

Hydrostatické zkoušky čistou studenou vodou se provádějí po dobu 10 minut při zachování tlaku. Zkušební tlak odpovídá minimálně jedenapůlnásobku maximálního povoleného provozního tlaku.

Při provádění testu s jinou kapalinou se testují následující:

• úroveň vibrací;
• teplota ložiska;
• netěsnost těsnění.

Před instalací je drenážní čerpadlo zkontrolováno zkušebním provozem. U ponorných modelů se provádí bez ponoření po dobu 10 sekund. To je nutné pro kontrolu otáčení elektromotoru.

Zkušební provoz motoru vypouštěcího čerpadla

Před testováním se čerpadlo a přívodní potrubí naplní vodou. Poté se motor nastartuje a po dosažení požadované rychlosti otáčení se otevře ventil tlakoměru.

Při kontrole je sledováno:

• teplota a vibrace ložisek;
• množství úniku přes těsnění;
• těsnost všech spojů.

Práce je testována po dobu 1 hodiny v různých režimech. Ohřev ložiskových jednotek by neměl překročit 80 °C.

Před uvedením do provozu zkontrolujte

Před použitím vypouštěcího čerpadla pečlivě zkontrolujte skříň, hydraulické části a motor. Pokud je hřídel prasklá, bude nutné ji vyměnit. Zakřivení rotoru je řízeno mechanickým a tepelným rovnáním. Oběžná kola jsou vhodná k provozu, pokud nemají praskliny a opotřebení lopatek a kotoučů není větší než 25 % původních rozměrů. Ohyb nožů není povolen. Korozí poškozená místa se očistí a nanese se kov, následuje opracování a vyvážení konstrukce. trhliny jsou svařeny.

Pokud se zařízení spustí po dlouhé době nečinnosti, je třeba rotor ručně otočit a zkontrolovat, zda funguje hladce a nedochází k zablokování. Je bezpodmínečně nutné se ujistit, že ložiska mají mazivo, a také propláchnout manometr. Jakmile se čerpadlo naplní vodou, zapne se elektromotor. Tlak se kontroluje při zavřeném vstupním ventilu (nulový průtok) podle údajů na tlakoměru. Poté se ventil otevře a nastaví se jmenovitý provozní režim. V případě potřeby upravte tlak kapaliny chladicího systému.

Výkon čerpadla je denně monitorován kontrolou:

• odečty přístrojů;
• těsnost spojů;
• netěsnosti přes ucpávku;
• ohřev ložisek.

Pokud během provozu dochází k prudkým výkyvům ručičky tlakoměru, zvýšenému hluku a vibracím, znamená to nouzovou situaci. V tomto případě se práce zastaví na identifikaci a odstranění závad.

Nejčastější poruchy drenážních čerpadel

K poruchám čerpadla dochází v důsledku nadměrného množství abrazivních částic v kapalině, agresivity pracovního prostředí, překročení dovolené provozní teploty nebo umístění pod povolenou hladinu. Dlouhodobý provoz nevyhnutelně vede ke korozi a erozi vnitřních povrchů skříně a oběžného kola, deformaci hřídele motoru a netěsnostem.

Nejběžnější poruchy jsou:

• zvýšená netěsnost mechanické ucpávky ucpávky, která indikuje opotřebení těsnění a nutnost jeho výměny;
• zvýšená hlučnost a vibrace naznačují nesouosost hřídelí čerpadla a motoru, kterou lze odstranit vystředěním;
• dochází k nadměrnému zahřívání ložisek v důsledku špatné kvality nebo nadměrného mazání, opotřebení jednotky – vyměňte mazivo nebo ložisko;
• kolísání jehly tlakoměru je možné v důsledku pronikání vzduchu netěsnostmi v přívodním potrubí, k odstranění tohoto problému dotáhněte příruby nebo vyměňte těsnění.

Pokud výkonové charakteristiky čerpadla neodpovídají charakteristikám uvedeným v dokumentaci, musíte zkontrolovat správná připojení fází a v případě potřeby přepnout vodiče. Příčinou nízkého tlaku může být nedostatečná rychlost otáčení a je třeba upravit režim napájení.

K nadměrné spotřebě energie v důsledku nadměrného výkonu dochází v důsledku nadměrného posuvu, nesouososti hřídelů, opotřebení prvků oběžného kola, ucpávky nebo ložiska. Opotřebené prvky je nutné vyměnit a průtok je regulován ventilem na výstupním tlakovém potrubí.

Je třeba eliminovat nadměrné vibrace způsobené nevyvážeností rotoru a oběžného kola. Vzniká v důsledku vad povrchové úpravy, nešetrné montáže, defektů kovů v podobě skořepin, nerovnoměrného korozivního opotřebení nebo znečištění pracovního prostředí výrobky. Nevyvážený stav mechanismu vede ke snížení životnosti ložisek 2-3krát. V budoucnu to vede k selhání motoru.

Eliminace kavitace

Pokud je tlak na vstupu drenážního čerpadla nedostatečný a průtok kapaliny je vysoký, dochází ke kavitaci, která snižuje životnost oběžného kola. Plynové bubliny se tvoří a kolabují podél lopatek oběžného kola. Uvolněná energie má destruktivní účinek na povrch lopatek, které jsou vystaveny tepelným, elektrochemickým a rázovým účinkům. Nerezové díly jsou nejvíce odolné proti kavitaci, litina je nejméně odolná. V důsledku vzniklého poškození je výkon výrazně snížen. Důvodem může být špatný odvod tepla v nádrži, příliš dlouhé sací potrubí, nízká hladina vody a vnikání vzduchu na sání, ucpaný kanál nebo příliš vysoká teplota čerpané kapaliny. K vyřešení problému je nutné čerpadlo demontovat a zkontrolovat oběžné kolo, hřídelovou ucpávku a ložiska. Poškození se znatelně zvyšuje při práci s agresivními kapalinami a přítomností abrazivních vměstků. V takových situacích je často nutná kompletní výměna kola.

Aby se zabránilo kavitaci, je vypočítána optimální výška stoupání kapaliny při sání a minimální přípustný tlak bez rizika tvorby bublin. Výpočty se provádějí s přihlédnutím k teplotě, hustotě a tepelné kapacitě pracovního média.

Kontrola motoru

Asynchronní motory jsou dimenzovány na životnost 15-20 let v závislosti na provozních podmínkách. V reálném životě je však jejich provoz negativně ovlivněn špatnou kvalitou napájecího napětí, technologickým přetížením, nedostatečným odvodem tepla, zvýšenou vlhkostí a teplotou, což způsobuje poruchy.

Všechny poruchy lze rozdělit na mechanické a elektrické. Mechanické poruchy zahrnují závady na skříni a hřídeli a poškození ložisek. Kvůli tomu motor začne více vibrovat a zahřívat se. Elektrické poškození zahrnuje zkraty, selhání kondenzátoru, poruchy nebo snížený izolační odpor.

Asynchronní motor drenážního čerpadla můžete zkontrolovat pomocí takových moderních zařízení, jako je multimetr, ohmmetr a termokamera. Zkušební diagnostika se provádí měřením izolace a odporu vinutí, svodových proudů atd. Tato diagnostická metoda nevyžaduje vypínání a demontáž čerpadla.

Přehřátí elektromotoru se zjišťuje pomocí termokamery. Chcete-li odstranit poruchu, musíte snížit síťové napětí na jmenovitou hodnotu nebo zlepšit odvod tepla. Při mezizávitovém zkratu se vinutí statoru místy přehřívá. Hlavním příznakem je rozdíl v hodnotách proudu ve fázích.

Uzávěr meziobvodu lze diagnostikovat vizuálně. Skříň motoru je rozebrána pro detekci spálené části vinutí. Tato závada musí být rychle odstraněna, protože motor začne brzy kouřit a hrozí nebezpečí požáru.

Pokud motor hučí, ale nenastartuje, musíte vědět, jak zkontrolovat kondenzátor na vypouštěcím čerpadle. Chcete-li to provést, nejprve vypněte spouštěcí automatiku a restartujte. Pokud čerpadlo začne pracovat, důvodem je kondenzátor, který bude nutné vyměnit za podobný. Podrobně o tom můžete sledovat video.

Jak zkontrolovat plovák na vypouštěcím čerpadle

Pokud automatika nefunguje, musíte nejprve zkontrolovat, zda nedochází k narušení volného pohybu plováku. Porucha může být způsobena znečištěním a zařízení je třeba vyčistit. Pokud to nepomůže, je třeba opravit plovákový spínač. Nejčastější poruchy:

• spálení kontaktů;
• poškození snímače;
• odtlakování pouzdra a pronikání vlhkosti dovnitř;
• poškození kabelu.

Ve většině případů se plovákový mechanismus vyměňuje jako sestava.

Pokud nezávislá kontrola čerpacího zařízení nepomohla zjistit příčiny poruch nebo jste nebyli schopni upravit provozní parametry, kontaktujte specialisty servisního střediska. Pamatujte, že neodborné opravy často zhorší situaci a vedou k ještě větším nákladům.

Drenážní čerpadla pracují nejčastěji ve ztížených podmínkách a s vysokým provozním zatížením. Během provozu je nutné sledovat technické vlastnosti, které jsou ověřovány zkouškami. Testování se provádí z různých důvodů: během údržby, po opravě, při podezření na poruchu. Ale bez ohledu na důvody jsou všechny testy prováděny podle zavedeného standardu, který upravuje podmínky kontroly a použití měřicích přístrojů.