Схема регулятора уровня воды

Схема регулятора уровня воды

Предлагаемое устройство предназначено для автоматической подачи воды из скважины в резервуар водокачки посредством глубинного насоса. Схема устройства приведена на рисунке ниже.

В схему входит: источник питания с силовым трансформатором Т1 и цепями защиты и коммутации SA1,FU1. Для питания схемы устройства автоматической водокачки, вторичное напряжение трансформатора выпрямляется диодным мостом VD1 и далее питает двухпороговый коммутатор на тиристорах VS1,VS2.

Управление включением тиристоров осуществляется предварительными усилителями на транзисторах VT1,VT2. Сигналы об уровнях жидкости в резервуаре снимаются с датчиков Е1, Е2. Схемой предусмотрена мнемоническая индикация наличия питания HL3 и уровня жидкости HL1,HL2.

Реализовано отключение насоса М1 с небольшой задержкой, при достижении верхнего уровня жидкости в резервуаре. Удаление воздуха при заполнении бака резервуара происходит через трубку сброса приваренной в верхней части ёмкости. Для очистки резервуара от песчаных отложений установлен кран Кр.2, разбора воды — Кр.3.

Схема устройства, выполненная на печатной плате, устанавливается в пластмассовом или металлическом корпусе типа БП-1.

Резервуар может быть любого типа и ёмкости, в боковой стенке бака крепятся два датчика из нержавеющей стали в виде стержней диаметром 6 мм и длиной 20 сантиметров. Концы стержней длиной 3 см загнуты на 90 градусов. На стержни одеты термоусадочные трубки длиной 16 см диаметром 8 мм. На втором конце стержней предварительно нарезается резьба 5мм, длиной 3 см.

До конца резьбы стержня наворачивается гайка с резьбой М5, далее устанавливается резиновая прокладка. После вставки стерня с внутренней стороны, в отверстие бака диаметром 8мм одевается кусочек термоусадочной трубки, шириной по толщине стенки бака с запасом 2-3 мм, далее внешняя прокладка, шайба и гайка.

Блок управления желательно закрепить на баке рядом с датчиками, для снижения электрических наводок или выполнить подключение к датчикам экранированным проводом.

После включения сетевого выключателя SA1 через нормально замкнутые контакты К1.1 реле К1 включается пускатель КМ1, который силовыми контактами КМ1.1, КМ1.2 замыкает цепь питания насоса М1. За определённое время резервуар заполняется водой через кран КР1 до уровня нижнего датчика Е1. Взвешенные частицы песка, поступившие с водой из скважины, оседают на дно резервуара и при необходимости удаляются через сливной кран КР2.

Сигнал о наличии воды на нижнем уровне резервуара снимается с датчика Е1 и через подстроечный резистор R3 поступает, для усиления, на базу биполярного транзистора обратной проводимости VT2. Тиристор VS2 открывается и удерживается в таком состоянию благодаря питанию импульсным напряжением с цепи -21 Вольт выпрямителя через конденсатор С2.Светодиод HL 1 указывает на наличие воды на нижнем уровне резервуара.

В это время тиристор VS1 закрыт и не оказывает никакого влияния на работу схемы. Реле К1 также остаётся в нерабочем состоянии. Насос продолжает качать воду в резервуар до уровня верхнего датчика Е2.По мере заполнения бака, напряжение сигнала с датчика Е2 поступит на усилитель на транзисторе VT1, открывается тиристор VS1 и на реле К1 подаётся напряжение с положительной шины выпрямителя VD1. Реле К1 срабатывает, с небольшой задержкой времени, зависящей от ёмкости конденсатора С3. Светодиод HL 2 укажет на наличие воды на верхнем уровне резервуара. Контакты К1.1 реле К1 разомкнутся и обесточат пускатель KM1, питание насоса М1 прекратится при размыкании контактов КМ1.1 и КМ1.2.

Читайте также:  Устройство для резьбовых заклепок

Конденсатор C3 позволяет, по времени, поднять верхний уровень воды в резервуаре немного выше датчика E2, что прекратит хаотическое включения насоса при колебаниях верхнего уровня воды в резервуаре.

Подача воды насосом прекратится. Разбор воды через кран КР3 понизит её уровень до датчика E1, транзистор VT1 закроется, из-за отсутствия напряжения на верхнем датчике E1, но тиристор VS1 находится ещё в открытом состоянии и при снижении уровня воды ниже датчика E1 закрывается нижний транзистор и тиристор VS2, реле К1 обесточивается и пускатель KM1 включает в работу насос М1.

Чёткое отслеживание уровней воды в резервуаре добиваются регулировкой подстроечных резисторов R2, R3. Если резервуар пластмассовый на его дно укладывается небольшой лист нержавеющей стали и заземление выводится наружу через отдельный болт.

Регулировку схемы можно произвести используя ведро с водой, повесив на перекладину из рейки два датчика на разный уровень, добиться регулировками чёткого срабатывания при наполнении ведра водой до нижнего и верхнего датчика.

Большую емкость для воды на даче или приусадебном участке можно использовать для полива или водоснабжения дома. При ее наполнении нет необходимости постоянно забираться вверх по лестнице и целый день следить за уровнем — это вполне могут сделать электронные датчики.

Область применения датчиков уровня воды

  • Продвинутые дачные и фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием плодоовощной продукции, в своей работе используют системы полива наподобие капельной. Для обеспечения автоматической работы поливочного оборудования конструкция требует наличия большой емкости для сбора и хранения воды. Ее заполнение обычно производят погружными водяными насосами в скважине, при этом требуется отслеживать уровень давления воды для насоса и ее количество в водосборном баке. В этом случае необходимо управлять работой насоса, то есть включать его при достижении определенного уровня воды в накопительной емкости и отключать в случае полного заполнения водяного бака. Эти функции можно реализовать с помощью поплавковых датчиков.

Рис. 1 Принцип действия поплавкового датчика уровня (ПДУ)

  • Большой накопительный бак для воды может потребоваться и для водоснабжения дома, если дебит водозаборной емкости очень мал или производительность самого насоса не может обеспечить потребление воды, соответствующее необходимому уровню. В этом случае устройства контроля уровня жидкости для автоматической работы системы водоснабжения также необходимы.
  • Систему контроля за уровнем жидкости можно использовать и при работе с устройствами, в которых отсутствует защита от сухого хода скважинного насоса, датчик давления воды или поплавковый выключатель при откачивании грунтовых вод из подвалов и помещений с уровнем ниже поверхности земли.

Виды датчиков уровня воды

Все датчики уровня воды для управления насосом можно разделить на две большие группы: контактные и бесконтактные. Бесконтактные способы в основном используются в промышленном производстве и делятся на оптические, магнитные, емкостные, ультразвуковые и т.п. виды. Датчики устанавливаются на стенки водяных баков или непосредственно погружаются в контролируемые жидкости, электронные компоненты помещены в шкаф управления.

Рис. 2 Виды датчиков уровня

В быту наибольшее применение нашли недорогие контактные устройства поплавкового типа, отслеживающий элемент которых выполнен на герконах. В зависимости от расположения в емкости с водой подобные устройства делятся на две группы.

Читайте также:  Как убавить температуру батареи отопления в квартире

Вертикальные. В подобном устройстве в вертикальном штоке расположены герконовые элементы, а сам поплавок с кольцевым магнитом перемещается вдоль трубки и включает или отключает герконы.

Горизонтальные. Крепятся за верхний край сбоку стены резервуара, при наполнении емкости поплавок с магнитом поднимается на шарнирном рычаге и подходит к геркону. Устройство срабатывает и коммутирует электрическую цепь, помещенную в шкаф управления, она отключает питание электронасоса.

Рис. 3 Вертикальные и горизонтальные герконовые датчики

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. 4 Внешний вид герконовых переключателей

Самые распространенное виды герконовых выключателей действует на замыкание, то есть при намагничивании их контакты соединяются друг с другом и электрическая цепь замыкается. Герконовые переключатели могут иметь два вывода для замыкания размыкания цепи или три, если работают с переключением цепей электрического тока. Низковольтная схема, коммутирующая электропитание насоса, обычно помещается в шкаф управления.

Схема подключения герконового датчика уровня воды

Герконовые переключатели являются маломощными устройствами и неспособны коммутировать большие токи, поэтому они не могут быть использованы непосредственно для отключения и включения насоса. Обычно они задействованы в низковольтной схеме коммутации работы мощного реле насоса, помещенной в шкаф управления.

На рисунке представлена простейшая схема с датчиком, реализующая управление дренажным насосом в зависимости от водного уровня при откачке, состоящая из двух герконов SV1 и SV2.

При достижении жидкостью верхнего уровня магнит с поплавком включает верхний геркон SV1 и на катушку реле P1 подается напряжение. Ее контакты замыкаются, происходит параллельное подключение к геркону и реле самозахватывается.

Функция самозахватывания не дает возможность отключиться питанию катушки реле при размыкании контактов включающей кнопки (в нашем случае это геркон SV1). Это происходит в том случае, если нагрузка реле и его катушка подключены в одну цепь.

Напряжение поступает на катушку мощного реле в цепи электропитания насоса, его контакты замыкаются и электронасос начинает работать. При падении уровня воды и достижении поплавка с магнитом нижнего геркона SV2 он включается и на катушку реле P1 с другой стороны также подается положительный потенциал, ток перестает течь и реле P1 отключается. Это вызывает отсутствие тока в катушке силового реле P2 и как следствие прекращение подачи напряжения питания на электронасос.

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.

Читайте также:  Очиститель воздуха aic cf8410 отзывы

Многие из Нас и не только заядлые дачники, сталкивались с проблемой автоматизации и контроля заполнения емкостей водой. Скорее всего эта статья именно для тех, кто решил сделать простейшую схему контроля наполнения емкости в бытовых условиях. Самый бюджетный способ построения автоматики — это использование реле контроля воды. Реле контроля уровня (воды) так же используются в более сложных системах водоснабжения частных домов, но в данной статье мы рассмотрим только бюджетные модели реле контроля уровня токопроводящей жидкости. К подконтрольным жидкостям относятся: вода (водопроводная, родниковая, дождевая), жидкости с низким содержанием алкоголя (пиво, вино и др.), молоко, кофе, сточные воды, жидкие удобрения. Номинальный ток контактов реле 8-10А, что позволяет коммутировать небольшие насосы без использования промежуточного реле или контактора, но производители все равно рекомендуют ставить промежуточные реле или контакторы для включения/выключения насосов. Температурный диапазон работы устройств от -10 до +50C, а максимально возможная длина провода (от реле до датчика) – 100 метров, на передней панели светодиодные индикаторы работы, вес не более 200 грамм, крепление на din-рейку, поэтому необходимо будет заранее продумать размещение системы контроля.

Принцип работы реле основан на измерении сопротивления жидкости, находящейся между двумя погруженными датчиками. Если измеренное сопротивление оказывается менее величины порога срабатывания, тогда состояние контактов реле меняется. Во избежание электролитического эффекта переменный ток протекает поперек датчиков. Напряжение питания датчика не более 10В. Потребляемая мощность не более 3Вт. Фиксированная чувствительность 50 кОм.

На рынке представлено множество однотипных реле, рассмотрим самые бюджетные модели от производителей «Реле и Автоматика» г.Москва и новинки «TDM» (Торгового Дома им.Морозова).

Реле контроля уровня РКУ-1М. (аналог РКУ-02 TDM)

Реле контроля уровня TDM представлено четырьмя моделями:

  1. РКУ-01 (SQ1507-0002) под разъем Р8Ц(SQ1503-0019) на дин-рейку
  2. РКУ-02 (SQ1507-0003) на дин-рейку (аналог РКУ-1М)
  3. РКУ-03 (SQ1507-0004) на дин-рейку
  4. РКУ-04 (SQ1507-0005) на дин-рейку

Корпуса реле выполнены из не поддерживающих горение материалов. Датчики контроля уровня изготовлены из нержавеющей стали. (ДКУ-01 SQ1507-0001).

Работа реле основана на кондуктометрическом методе определения наличия жидкости, который основан на электрической проводимости жидкостей и возникновении микротока между электродами. Реле имеют переключающие контакты, что позволяет использовать режим наполнения или слива. Напряжение питания РКУ-02, РКУ-03, РКУ-04 – 230В или 400В.

Схема управления насосом в резервуаре в режиме "наполнение или дренаж".

Схема перекачки жидкости из скважины/резервуара в резервуар, контроль уровня в обоих средах, т.е. реле производит защитное отключение насоса в режиме сухого хода (при снижении уровня жидкости в скважине/резервуаре )

Схема поочередного или суммарного включения 2-х насосов. Используется реле РКУ-04 в местах, где недопустимо переполнение колодцев, котлованов, водосборных и прочих емкостей. Реле работает с 2-мя насосам, и, для равномерного использования их ресурса, реле производит их поочередное включение. В случае чрезвычайной ситуации оба насоса выключаются одновременно.

Реле нельзя использовать для следующих жидкостей: дистиллированная вода, бензин, керосин, масло, этиленгликоли, краски, сжиженный газ.

Сравнительная таблица аналогов по сериям:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector