Робочий процес водяних насосів пов’язаний з численними загрозами для конструкції. До них можна віднести забруднення, перегрівання двигуна, поломки із-за порушень в підключеннях і т. д. Але навіть правильна організація експлуатаційного процесу у відповідності з інструкцією не гарантує виключення непрямих загроз. Зниження рівня води, що перекачується нижче мінімального значення може призвести до не менш серйозних поломок. Щоб цього не сталося, виробники рекомендують використовувати для насоса датчик сухого ходу, який фіксує критичний рівень робочого середовища та приймає рішення про відключення обладнання.
Загальний принцип роботи пристрою
Більшість захисних пристроїв такого типу пов’язані з системою автоматикою. Контролер фіксує робочі параметри для подальшої корекції обсягів подачі, включення або відключення агрегату. В цьому плані датчики сухого або холостого ходу виступають лише одним з сигналізаторів про стан робочого середовища. Визначення брак води може здійснюватися різними способами залежно від типу датчика сухого ходу для насоса. Принцип роботи пристроїв типу манометрів, наприклад, базується на фіксації рівня тиску. При досягненні порогового рівня детектор посилає сигнал контролеру, який, в свою чергу, автоматично відключає перекачивающее обладнання. Причому датчик може продовжувати свою роботу в якості манометра. І при відновленні достатнього рівня тиску він також через керуючий контролер відновлює функцію насоса. Знову ж таки, ознаки нестачі води можуть бути різними.
Мультифункціональні реле підключаються до кількох типами детекторів, що підвищує точність визначення рівня обслуговується середовища.
Класифікації датчиків сухого ходу
Найпростіші системи такого виду забезпечують захист, керуючись показаннями механічних сигналізаторів. Це моделі поплавкового та проточного типу, які безпосередньо конструкційно можуть бути пов’язані з цільовим обладнанням. Для ефективної роботи подібних пристроїв не обов’язково навіть введення автоматики. Найчастіше механічний захист використовується для свердловинного насоса. Датчик сухого ходу в цьому випадку повинен визначати навіть не критичний рівень браку середовища, а його наближення до місця забору. Наприклад, оптимальна висота водяного стовпа у насосів свердловинного типу в середньому складає 150-200 см, і зниження до 100 см буде критичною точкою. Автоматичні системи, як вже зазначалося вище, передбачають контроль за допомогою автоматики. Реле управління припиняє енергопостачання, і устаткування зупиняється. Але в обох випадках принципи визначення параметрів водопостачання можуть бути різними.
Поплавкові датчики
Такі моделі широко використовуються в обладнанні, яке перекачує воду з колодязів, накопичувальних резервуарів або дренажних систем. Коли в місці забору рівень води знижується, відбувається замикання, і датчик відключає харчування. Це відбувається паралельно з опусканням поплавкового детектора, сполученого з контактами в фазах системи енергопостачання. Якщо мова йде про заглибних системах, то датчик захисту насоса від сухого ходу розміщується над захисною решіткою патрубка або донним клапаном. Пристрій може інтегруватися опціонально, або ж у базовому конструкційному виконанні входити до складу насоса.
Проточні реле з датчиками тиску
В даному випадку реалізується прес-контроль. Штатний режим роботи системи управління фіксує температурний режим і показники тиску. Другий параметр розглядається як цільове значення для визначення ризиків холостого ходу. За замовчуванням прес-контроль встановлюється на нормативний показник 1,5-2 атм. Це пороговий рівень, досягнення якого включає або відключає систему в залежності від динаміки до підвищення або зниження. Зрозуміло, користувач може налаштувати датчик сухого ходу для насоса на інші пікові значення, враховуючи характеристики обладнання і умови водопостачання в цілому. Деякі моделі свердловинних агрегатів з подібними контролерами не передбачають автоматичне включення. Після зупинки в робочий режим їх вводять тільки вручну, якщо рівень води піднявся до прийнятного рівня.
Датчики рівня
Принцип роботи електротехнічних вимірників рівня рідини найбільш поширений в промисловості. Подібні пристрої застосовують для точного контролю рівня технічних середовищ у виробничих ємностях, а останнім часом їх стали використовуватися і в сантехніці.
Як працює датчик сухого ходу для насоса цього типу? В контрольне реле входить електронна плата і кілька електродів. Чутливі елементи встановлюються в різних точках резервуара, в якому відбувається відкачування води, і в процесі роботи обмінюються сигналами. Провідником для струмів низької частоти виступає рідина, тому припинення зв’язку буде означати, що вода відсутня на достатньому рівні. У момент переривання сигналу відбувається розмикання ланцюга, і електроживлення відключається.
Що врахувати у виборі датчика?
Крім визначення відповідного принципу дії пристрою, важливо враховувати умови, в яких воно буде використовуватися. Сам керуючий блок може бути встановлений в технічному приміщенні. Його не обов’язково занурювати в робочу середу. Але датчик слід вибирати з акцентом на температурний діапазон і ризики фізичного пошкодження. Що стосується першого параметра, то оптимальним вважається спектр від -1 до + 40 ºС. У випадку з циркуляційними насосами може обслуговуватися і гаряча вода, тому верхня температурна планка збільшується до 70-90 ºС. З точки зору робочого процесу важливий буде діапазон тисків, які в принципі зможе контролювати датчик сухого ходу для насоса в конкретній системі. Цей показник в середньому варіюється від 0,5 до 3 атм, а деякі версії досягають максимуму і на рівні 10 атм. Також враховується і клас захисту. Оптимальним рішенням для домашнього використання стане модель з маркуванням IP44.
Підключення реле сухого ходу
Установка контрольної арматури виконується на етапі складання насосної конструкції. В першу чергу, на усмоктувальну лінію монтується зворотний клапан з фільтром, після чого можна приступати до інтеграції захисного реле. Знову ж таки, контролер і датчики розташовуються в різних точках. Головне – щоб фізично момент реєстрації критичного рівня випереджав початок холостого ходу.
Електротехнічне підключення датчика сухого ходу для насоса виконується в наступній послідовності з живленням від 200 До: розетка – реле – манометр – двигун. Контури електропроводки зазвичай працюють з силою струму порядку 10 А, при цьому не варто забувати про заземлення та встановлення стабілізуючого запобіжника.
Налаштування контролера
Електрична ланцюг після установки буде представляти собою розімкнене двухконтактное реле. У цьому стані запускати роботу насоса не можна, оскільки він почне функціонувати на тому ж холостому ходу. Спочатку слід наповнити водою гідроакумулятор, поки тиск не досягне оптимального рівня. На цей технологічний період слід активувати датчик сухого ходу для насоса. Принцип його дії на даному етапі налаштовується на сервісний режим, при якому допускається холостий хід, але без аварійного сигналу з подальшим відключенням обладнання. Коли гідроакумулятор буде здатний підтримувати достатній тиск, реле з датчиком переводиться в штатний режим експлуатації. Але перед цим слід встановити і граничне значення тиску, при якому електрична ланцюг знову розімкнеться.
Виробники насосних контролерів
Високотехнологічні реле з автоматикою і можливістю запобігання сухого ходу випускають компанії Sturm, Elitech, Metabo і т. д. Найбільш успішні розробки пропонують безпосередні виробники насосів. Наприклад, фірма Grundfos працює над поєднанням централізованих панелей управління, в які входить водопостачальна арматура і багатофункціональний пакет захисної автоматики. Досягли успіху в цьому напрямку і вітчизняні розробники контролерів. Датчик сухого ходу насоса «Вихор 68/4/4», наприклад, відрізняється підтримкою комутуючого струму 12 А й максимальним тиском 10 атм. До його особливостей можна віднести і високий клас захисту IP65. Гідні за ціною і якістю пропозиції також випускають компанії «Беламос», «Джилекс» і «Зубр».
В яких випадках не варто використовувати захист від сухого ходу?
Далеко не завжди додаткове навантаження у вигляді датчиків себе виправдовує. Очевидно, що перекачування води з озера, водойми або ставка не передбачає ризиків сухого ходу. Інша справа, що до зміщення рівня водозабору може призвести зміна положення самого обладнання, але подібні проблеми мають вирішуватися більш надійною установкою. У свердловинах з високим дебітом також не рекомендується використовувати контролер насоса. Датчик сухого ходу в даному випадку просто не буде спрацьовувати, марно витрачаючи енергію. Принаймні, для свердловин і колодязів можна встановити сезонний графік, коли ризики різкої зміни рівня води підвищуються і знижуються. Відповідно, на ці періоди потрібно налаштовувати і режим роботи керуючого обладнання.
Висновок
Недооцінювати наслідки від холостого ходу для насосного обладнання теж не варто. У деяких моделей тривала робота в такому режимі дасть про себе знати у вигляді поломок окремих матеріалів, які можна буде замінити з мінімальними витратами. Але є також цілі групи агрегатів, що прямо залежать від водопостачання. В модифікаціях з роторними установками перекачувана рідина може використовуватися в якості технічної мастила або охолоджуючої середовища. Тому датчик сухого ходу для насоса може запобігти вельми істотну поломку двигуна. З цієї ж причини і самі виробники в базових комплектаціях все частіше передбачають наявність контролюючої апаратури. Більше того, відмова від використання захисних пристроїв є умовою втрати гарантії, так як порушується інструкція з експлуатації устаткування. Ці нюанси слід враховувати ще при розробці схеми водозабору, оцінюючи можливості підключення найбільш ефективних засобів контролю.
