Как защитить насос от сухого хода

Какими бывают реле защиты

Изделия защиты бывают трех видов:

стрелочные;

электромеханические;

электронные.

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.

Читайте еще: Устройство и виды фекальных канализационных погружных насосов, критерии выбора

Имея проводные контакты, двухкамерные устройства включаются от модуля. Каркас делают из металла. Давление в системе повышается вращением винта. Зажимная пластина локализуется ниже контактора. У основания реле есть уплотнитель. У многих моделей имеются специальные крышки — чтобы смазывать штифт.

Модели на три камеры

Приборы на три камеры — самые точные. Они идеально регулируют внутреннее давление оборудования. Пуск осуществляется от модуля. Подключают реле с использованием кольцевых переходников. Такие версии целесообразно монтировать на насосы мощностью более 4 квт. 

Отдавайте предпочтение модификациям, сделанным на приводах. Хорошо, если есть две зажимные пластинки. Отводящий провод идет от контактора. Питание — от стандартной электрической сети.

Как защитить от сухого хода

Для этого можно приобрести несколько устройств, установка которых защитит от преждевременного ремонта или замены:

1. Защитное реле;
2. Установка контроля потока жидкости;
3. Датчики уровня.

Как только вода перестает поступать, эти устройства сразу же отключают насос. Работают они каждый по-своему, но функцию выполняют одну. Остается только выбрать подходящий вариант для себя, который покажется наиболее эффективным.

Также есть несколько советов по установке оборудования, которые помогут его защитить:

1. Установка должна производиться в теплом помещении, которое можно будет отапливать в холодное время года;
2. Нужно проложить звукоизоляцию, если размещать насос планируется в самом доме;
3. Выносной блок лучше устанавливать рядом со скважиной;
4. Следите за уровнем давления. Чтобы не происходило потерь, расположите станцию рядом с коллектором.

Эти советы и несколько дополнительных устройств помогут продлить срок службы установки и избежать проблем с ее поломкой.

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:

• лепестковые;
• турбинные.

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.

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.

Электронные контроллеры потока воды

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.

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.

Рекомендации по монтажу и настройке

Реле потока жидкости устанавливают для приборов, нуждающихся в постоянном управлении и соблюдении определенного рабочего режима. Зачастую им комплектуют оборудование еще на этапе производства. Однако встречаются и такие обстоятельства, когда нужен отдельный монтаж датчика.

Правила установки реле в систему

Установка предохранительного приспособления, определяющего наличие или отсутствие потока воды в системе, — разумный шаг в случаях, когда нет возможности безотлучно присутствовать в период работы насосного оборудования.

Не потребуется она только в двух случаях:

1. Вода откачивается с большой скважины с неограниченными ресурсами насосом малой мощности.
2. Представляется возможным самостоятельно выключать установку при снижении уровня воды ниже обозначенной нормы.

Устройство устанавливается на горизонтальных участках трубопровода. При этом нужно следить, чтобы мембрана приняла устойчивое вертикальное положение.

Приспособление монтируют к сливному трубопроводу с помощью резьбовой муфты. Обычно для этого предусмотрено специальное гнездо.

Перед тем, как приступить к непосредственному прикручиванию прибора, желательно хорошо уплотнить резьбу льном или нитью, продающейся в специализированных отделах.

Наматывать ее лучше по направлению часовой стрелки к торцу. Такой способ крепления повышает надежность фиксации.

Устанавливая заводской датчик, необходимо ориентироваться на стрелку, изображенную на корпусе. Указанное на ней направление должно совпасть с направлением течения жидкости, проходящей через устройство.

Если по трубопроводу транспортируется загрязненная вода, рекомендуется выполнить монтаж очищающих фильтров, расположив их возле датчика. Подобный ход обеспечит корректность работы изделия.

На финальной стадии монтажных работ реле сухого хода подключается к электрической сети:

• к свободным концам двух групп контактов прикручивается жила провода;
• к винту датчика прикрепляется заземление;
• прибор подключается к насосу путем соединения двух устройств обычным проводом с соблюдением соответствия цветов жил.

После подключения к сети остается дело за малым – проверить работоспособность системы. О том, что приспособление готово к полноценной эксплуатации, будет говорить рост отметок давления на манометре и автоматическое отключение насоса в момент преодоления граничного значения.

Порядок самостоятельной регулировки

Для регулирования в датчике есть специальные болты. Ослабляя или затягивая их, можно уменьшить либо увеличить силу сжатия пружины.

Таким образом выставляется уровень давления, при котором будет происходить срабатывание прибора.

В большинстве случаев настройка автоматического оборудования не вызывает сложностей.

Желательно придерживаться следующего алгоритма:

• слить жидкость из системы пока отметка давления не примет нулевое значение;
• включить насосную установку и медленно запускать воду обратно;
• зафиксировать показатель давления потока при отключении насоса датчиком;
• снова начать слив и запомнить показатели, при которых насосное оборудование начнет работать;
• открыть реле и настроить регулировочным болтом минимальный уровень сжатия большей пружины, требуемый для срабатывания устройства и запуска насоса (более сильное сжатие увеличивает степень давления, менее – снижает);
• аналогичным способом отрегулировать силу сжатия меньшего пружинного механизма, установив границы максимального давления, при достижении которого реле, измеряющее водный проток, будет отключать насос.

Закончив все описанные манипуляции, следует убедиться в правильности выполненных регулировок. Для этого трубопровод заполняют жидкостью, а затем сливают ее, оценивая реакцию датчика во время достижения настроенных значений.

При неудовлетворительном результате проверки процедура повторяется.

Чтобы трубопровод, по которому проходит жидкость, работал исправно и стабильно, проводится регулярная ежегодная проверка датчиков протока. При необходимости настройка рабочих параметров корректируется.

Настройка

При юстировке механических приборов поступают следующим образом:

1. Снимают крышку реле.
2. Устанавливают точку отключения насоса — давление, выше которого напор в трубах подниматься не будет. Для этого вращают винт, поджимающий основную (большую) пружину.
3. Устанавливают точку включения насоса (минимальное давление в трубах). Для этого вращают винт, поджимающую дополнительную (малую) пружину.
4. Каждый раз запускают насос. По манометру проверяют правильность настройки.

Проще всего настраиваются стрелочные реле. На корпусе реле расположены два регулятора. Они легко поворачиваются отверткой с прямым шлицом.

При повороте левого регулятора изменяется положение флажка, указывающего на значение давления включения насоса. Правый регулятор отвечает за давление, при котором насос перестает работать.

Настройка электронных реле осуществляется с помощью кнопок, расположенных под цифровым дисплеем.

Общий порядок действий следующий:

1. Нажатием кнопки реле переводится в режим настройки.
2. Выбирается настраиваемый параметр.
3. Устанавливается его величина.

Конкретные действия можно выяснить в инструкции по пользованию реле. У разных моделей они могут значительно отличаться.

Пошаговая инструкция по настройке здесь.

Регулировка

Регулировка реле давления. Как правило, реле, входящее в комплект станции, имеет заводские настройки, заранее подготовленные под определённые условия.

Но, случается, что приспособление требует замены. В таком случае, подгонку параметров приходится осуществлять самостоятельно.

Чтобы начать процедуру, необходимо освободить реле от декоративного корпуса, который также является защитой внутренних частей.

За регулировку реле отвечают две прижимные гайки, находящиеся на стержнях с пружинами. Они имеют соответствующие обозначения. Одна отвечает за высокое давление, вторая за низкое.

Последовательность регулировки:

1. Для начала, необходимо убедиться, что расширительный бак пустой. После, производится измерение давления воздуха в груше. Для этого следует воспользоваться золотником, находящимся на корпусе гидроаккумулятора.Измерение и подкачка осуществляется при помощи насоса, снабжённого манометром. Минимальное давление должно находиться в пределах 1,5–1,8 Атм. Если этот показатель ниже, то производится подкачка. Выше, воздух стравливается через золотник.
2. На станцию подаётся электропитание. Насос начинает накачивать воду. За давлением можно наблюдать по манометру, входящему в состав всего агрегата.Достигнув верхнего предела, который должен находиться между 2,5 и 3 Атм, давление воздействует на реле и отключит мотор. При необходимости, регулировка осуществляется гайкой верхнего предела.
3. Нижний предел определяется при открытии кранов в системе. Постепенно понижаясь, давление воды в баке приведет к расширению груши, и она снова надавит на мембрану реле, запуская мотор.Для обеспечения оптимальной работы станции, минимальное давление на манометре гидроаккумулятора не должно опускаться ниже 0,8–0,9 Атм. Регулировка производится соответствующей гайкой.
4. После установки требуемых параметров, следует произвести несколько полных циклов, для проверки всей системы.

Настраиваем давление

Перед настройкой давления хотелось бы заметить, что для обычной жизни особо большое давление не нужно! Можно оставить такое, какое есть. Если нам надо выжать из насоса все возможное давление, то закручиваем большую пружину до тех пор, пока давление включения не составит нужную величину.

Например, 3 атмосферы. Если мы не трогали малую пружину, то выключаться мотор должен на давлении 3.5 атмосферы. Напоминаю, что малая пружина задает не давление отключения, а дельту между включением и выключением Если давление отключения нам кажется мало, то закручиваем малую пружину до тех пор, пока не получим нужное давление выключения.

Перед первым включением.

Перед первым включением нужно либо погрузить мотор в воду, если он погружной, либо залить его водой, если он поверхностный. Эта информация не относится к теме текущей статьи. Возможно я напишу об этом в другой статье.

Если мы все проверили и подготовили, то щелкаем выключателем и мотор начинает работать. Это значит, что мы все подключили правильно!.

Мы бежим к насосу и с замиранием сердца смотрим, как растет давление. У нас для этого есть манометр. Предположим, оно выросло до 1.5 атмосфер и насос выключился. Ура! Все работает. Осталось только настроить реле на нужное давление. Но перед этим мы открываем воду в туалете (кричим кому-нибудь из родных, или звоним, если дом большой) и следим, как давление начинает падать. Предположим, оно упало до 1 атмосферы и насос включился. Да! Действительно все работает.

Лучшие производители

Для того, чтобы приобрести стоящий товар, покупайте его у лучших производителей. С некоторыми из них стоит познакомиться поближе.

Condor

Немецкая компания, основанная в конце XIX века. Начинала с производства центрифуг и доильных аппаратов. Позднее наладила производство насосного оборудования.

Сегодня это ведущий мировой производитель приборов электронного управления насосным и компрессорным оборудованием в системах обеспечения водой и сжатым воздухом. Популярность моделей РД, датчиков и блоков управления Condor Werce не нуждается в доказательствах. Среди ее постоянных заказчиков такие известные производители, как Atlas Copco, Ingersoll Rand и др.

Italtecnica

Итальянская корпорация, известна с 1982 года. Повышенным спросом пользуются ее популярные модели РД, защиты от сухого хода, поплавковых выключателей, частотных преобразователей и прочих элементов автоматики и управления для инженерных сетей.

Grundfos

Знаменитый и один из крупнейших мировых производителей насосного оборудования. Компания образована в 1945 году. Страна бренда – Дания. Представительства и дочерние предприятия в более чем 50 странах. Среди новинок – насосная станция CMBE. Ее «изюминка» – встроенный частотный преобразователь. Устройство стабильно поддерживает заданный параметр независимо от количества точек разбора воды и без гидроаккумулятора.

WWQ

Aquario

Итальянский производитель качественного насосного оборудования средней ценовой категории и элементов автоматики для бытовой эксплуатации. Производство в России.

Danfoss

Международная компания – лидер в производстве и продажах автоматических компонентов для управления системами водоснабжения, теплового оборудования. Образована в 1932 году. Дочерние предприятия в сотне стран по всему миру. Головной офис в Дании. Устройства Danfoss отличаются высочайшим качеством и стоят недешево. Чаще всего используются при строительстве промышленных предприятий и офисных зданий крупных компаний.

Джилекс

Российский производитель насосного оборудования и компонентов автоматики. Компания образована в конце прошлого века. Выпускает недорогие изделия приемлемого качества. Производство в Подольске (Московская область).

Unipamp

Российский производитель насосного оборудования и блоков управления. Популярностью пользуются аппараты с микропроцессорным управлением. Одним из основных поставщиков компании является концерн Italtecnica. Предприятие имеет собственную производственную базу. Цели компании – производства оборудования высокого качества по доступным ценам.

Вихрь

Российский производитель насосного оборудования с производством в Китае. Продукция известна еще со времен СССР. Помпы производились в Самаре (бывший Куйбышев). В настоящее время производство перенесено в Китай, однако компания постоянно контролирует качество продукции.

Какой фирмы аппарат лучше купить, решать вам. В любом случае стоит спросить совета у опытных пользователей.

Виды датчиков сухого хода и особенности их работы

Дорогостоящие модели насосов уже имеют встроенные датчики защиты от сухого хода. В частности, все насосы от производителя Grundfos уже изначально укомплектованы подобными датчиками. При эксплуатации более дешевых агрегатов датчик сухого хода для погружного насоса приходится устанавливать дополнительно. Попробуем разобраться в тонкостях устройства и работы датчиков сухого хода различных типов.

Всего существуют 3 категории датчиков: реле защиты, датчики уровня, датчики потока воды и ее давления.

Датчики уровня воды

Данная категория оборудования предназначена для измерения фактического уровня воды в колодце или водной скважине. Могут использоваться датчики двух типов:

1. Поплавковый выключатель. Схема подключения датчика сухого хода для насоса должна быть выстроена так, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя помпы. Поплавок находится на плаву. Когда уровень воды падает, поплавок изменяет свое местоположение, его контакты автоматически размыкаются, в результате чего питание насоса отключается. Это наиболее простой вид защиты, отличающийся надежностью и простотой работы.

2. Датчик контроля уровня воды. Рассмотрим более подробно такой датчик сухого хода для насоса и его принцип работы. Это реле, состоящее из двух отдельных датчиков, опущенных на разную глубину. Один из них погружается до минимально возможного уровня функционирования насоса. Второй датчик размещается немного ниже. Когда оба датчика находятся под водой, между ними течет небольшой ток. Если водный уровень уменьшается ниже минимального значения, ток течь перестает, срабатывает датчик и размыкает цепь питания.

Датчик уровня для насоса

Датчики, осуществляющие контроль за уровнем воды, хороши тем, что позволяют отключать насос еще до того, как корпус агрегата окажется над поверхностью воды. Следовательно, оборудование надежно защищено от повреждения.

Реле защиты

Это электромеханическое приспособление, контролирующее давление воды, протекающей через насос. При падении давления цепь питания насоса размыкается. Реле защиты от сухого хода насоса состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов.

Мембрана следит за давлением воды. В рабочем положении она разомкнута. Когда давление падает, мембрана сдавливает контакты реле. При замыкании контактов насос отключается. Мембрана срабатывает при давлении 0,1-0,6 атмосфер. Точное значение зависит от выставленных настроек. Падение давления до такого уровня свидетельствует о наличии таких проблем:

• давление воды упало до минимального значения. Это может произойти по нескольким причинам. В том числе, потеря производительности самим насосом по причине выработки ресурса;
• засорился насосный фильтр;
• насос оказался выше уровня воды, в результате чего давление упало до нуля.

Реле защиты может быть вмонтировано в корпус насоса или устанавливаться на поверхности как отдельный элемент. Если система прокачки воды включает в себя гидроаккумулятор, то защитное реле устанавливается совместно с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Установка реле защиты насоса от сухого хода при использовании гидроаккумулятора

Датчики потока и давления воды

Существует 2 вида датчиков, контролирующих прохождение рабочей среды через насосный агрегат и обеспечивающие защиту от сухого хода насоса. Это реле протока и контроллеры протока, которые и будут рассмотрены ниже.

1. Реле протока — это устройство электромеханического типа. Они бывают турбинные и лепестковые. Принцип их работы также различается:

• В роторе турбинных реле имеется электромагнит, который вырабатывает электромагнитное поле при прохождении воды через турбину. Специальные датчики считывают вырабатываемые турбиной электрические импульсы. Когда импульсы пропадают, датчик отключает помпу от питания;
• В лепестковых реле имеется гибкая пластина. Если вода в насос не поступает, пластина отклоняется от своего первоначального положения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание насоса прерывается. Этот вариант реле отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Пример датчика потокаТакие блоки выключают насосное оборудование, если отсутствует поток воды и включают его, если давление в системе упало ниже заданного уровня

2. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные устройства, отслеживающие одновременно несколько важных параметров водного потока. Они контролируют давление воды, сигнализируют о прекращении ее поступления, автоматически включают и отключают насос. Многие устройства оборудованы обратными клапанами. Высокая надежность обусловила и высокую стоимость данных приборов.

Регулировка реле

Настройка механического реле давления это отдельная песня! Я просто расскажу свои ощущения ибо действия непонятно как объяснить вообще. Это тонкий баланс между натяжением двух пружин. На 1/6 оборота перекрутил гайку насос совсем не выключается, не докрутил, начинает щёлкать как сумасшедший. В общем, ужас. Но с матюками и переживаниями за насос я каким-то чудом настроил это реле. Ура! Открываем воду. Щёлк! Работает. Закрываем. Щёлк! Не работает. Отлично! Я даже успел расслабиться и думал на этом квест закончен. Не тут-то было! Через полчаса, видимо, пружина ослабла, и опять при открытии крана начали раздаваться частые щелчки. Опыт уже подсказывал где надо чуть крутануть. Настроил, опять стало нормально. Ещё через полчаса новая вводная. Открываем кран. Насос включается. Закрываем кран, а реле не срабатывает… Насос как работал, так и работает. Защита от сухого хода, естественно, не срабатывает, так как давление гораздо больше 0,5 атм, а проток воды по магистрали это устройство учитывать не умеет. Так я убил полдня, то добиваясь от этой «парочки» нужного результата, то, через определённое время, осознавая, что настройки опять сбились и что-то идёт не так.

Итог. Снял всю эту конструкцию, так как она не блещет надёжностью и, однозначно, своей дешевизной не покроет расходы на ремонт или замену насоса при неудачном стечении обстоятельств. Так что не подойдёт даже в качестве временного варианта.

P.S. В моей ситуации наличие или отсутствие гидроаккумулятора никак не влияло на на реле давления, так как кран я открывал всегода на полную и давление падало ощутимо ниже давление включения насоса и все равно реле давления щелкало. И да… Мне же удавалось его настроить так как мне нужно, просто настройки сбиваются сами по себе.

Что такое сухой ход

Большинство моделей не рассчитано на работу насоса в условиях отсутствия воды. Такая работа называется сухим (иногда холостым, что не совсем корректно) ходом.

Разберемся в чем причины этого явления и почему его нельзя допускать.

Откуда бы ни поступала вода, периодически возникает ситуация, когда вода заканчивается. Например:

• Если дебит скважины невелик, при большом разборе ее можно просто опустошить. Понадобится некоторое время, чтобы колодец наполнился снова.
• Если помпа расположена на поверхности, может засориться труба, по которой происходит откачка воды из колодца.
• Если вода поступает централизованно, она может иссякнуть в магистрали из-за прорыва труб или проведения технических работ на линии, сопряженных с временным прекращением подачи.

Почему же сухой ход недопустим в работе насоса? Дело в том, что в большинстве моделей вода, выкачиваемая из скважины, играет роль охлаждающей жидкости. В отсутствии воды детали начинают интенсивнее тереться друг о друга, как следствие нагреваются. Дальше процесс развивается следующим образом:

• Нагревающиеся детали расширяются, увеличиваются в размерах. Тепло проводится металлом и на соседние узлы.
• Детали начинают деформироваться.
• Механизм заклинивает из-за изменения форм и размеров деталей.
• В электрической части из-за резкого скачка напряжения при остановке механической части перегорают обмотки двигателей.

При обращении в сервис мастера легко диагностируют сухой ход в качестве причины поломки – из-за этого в механизме возникает целый ряд характерных искажений деталей.