Поплавковые выключатели UNIPUMP
Поплавковые выключатели UNIPUMP: устройство, типы, применение и технические аспекты
Поплавковые выключатели UNIPUMP представляют собой электромеханические устройства, предназначенные для автоматического контроля уровня жидкости в различных резервуарах, емкостях и колодцах. Основная функция заключается в замыкании или размыкании электрической цепи в зависимости от положения поплавка, изменяющегося при достижении жидкостью заданного уровня. Продукция под брендом UNIPUMP, производимая международным концерном MASCO, соответствует современным стандартам качества и широко применяется в системах водоснабжения, водоотведения, дренажа и канализации.
Принцип действия и конструктивные особенности
Принцип работы основан на плавучести герметичного корпуса поплавка и воздействии силы Архимеда. Внутри поплавка расположен выключатель (микропереключатель) и механизм, преобразующий движение поплавка в электрический сигнал. При изменении уровня жидкости поплавок занимает вертикальное положение, соответствующее минимальному или максимальному уровню. При наклоне поплавка под определенным углом внутренний механизм срабатывает, изменяя состояние контактов.
Конструкция стандартного поплавкового выключателя UNIPUMP включает следующие ключевые элементы:
- Корпус поплавка: Изготавливается из полипропилена (PP), полифениленсульфида (PPS) или термопластичного эластомера (TPE) в зависимости от модели и агрессивности среды. Обеспечивает герметичность и плавучесть.
- Внутренний выключатель: Как правило, микропереключатель с нормально разомкнутыми (NO) или нормально замкнутыми (NC) контактами, либо их комбинацией (перекидной контакт).
- Стальной шарик или ртутный элемент (в старых моделях): Используется в качестве ударного элемента для замыкания контактов при изменении угла наклона. Современные модели чаще используют стальной шарик из соображений экологичности.
- Кабельный ввод: Герметичный сальник, обеспечивающий защиту от проникновения влаги внутрь поплавка. Класс защиты обычно IP 68.
- Кабель: Медный, с изоляцией из ПВХ или резины. Длина варьируется от 2 до 10 и более метров. Часто кабель выполняет роль груза-удерживателя.
- Груз: Специальный зажим, перемещаемый по кабелю для точной настройки уровня срабатывания.
- Одноканальные (одноуровневые): Самый простой тип. Контролируют один заданный уровень (например, максимальный для отключения насоса при заполнении бака). Имеют один переключающий контакт.
- Двухканальные (двухуровневые): Фактически содержат два независимых выключателя в одном корпусе. Позволяют контролировать два уровня: верхний (отключение насоса) и нижний (включение насоса). Имеют три провода в кабеле: общий, NO для нижнего уровня, NC для верхнего (или наоборот, в зависимости от логики работы).
- Трехпроводные с перекидным контактом: Универсальный тип. Имеют три провода: общий (COM), нормально замкнутый (NC) и нормально разомкнутый (NO). Позволяют реализовать как схему на заполнение, так и на опорожнение, в зависимости от подключения.
- Для чистой воды (материал PP): Стандартные модели для контроля уровня в питьевой воде, системах водоснабжения, накопительных баках.
- Для сточных вод и агрессивных сред (материал PPS, TPE): Усиленные модели, устойчивые к воздействию масел, бензина, моющих средств, фекальных стоков. Применяются в дренажных и канализационных насосных станциях.
- Взрывозащищенные исполнения: Специальные модели, сертифицированные для работы во взрывоопасных зонах.
- Свободноплавающие (подвесные): Наиболее распространенный тип. Поплавок крепится с помощью кабеля, который фиксируется снаружи резервуара. Положение срабатывания регулируется перемещением груза по кабелю.
- Вертикального монтажа: Устанавливаются в специальном направляющем стакане или на кронштейне. Срабатывание происходит при перемещении поплавка вдоль вертикальной направляющей под действием уровня жидкости. Используются в узких колодцах или там, где свободное движение поплавка невозможно.
- Горизонтального монтажа: Крепятся на стенку резервуара. Чувствительный элемент (поплавок на рычаге) перемещается в горизонтальной плоскости.
- Простота конструкции, надежность и ремонтопригодность.
- Невысокая стоимость.
- Не требуют источника питания для работы (пассивные устройства).
- Универсальность и легкость настройки уровня срабатывания.
- Хорошая защищенность от среды (IP68).
- Механический износ подвижных элементов.
- Зависимость от плотности и вязкости жидкости.
- Ограничения по применению в жидкостях с высоким содержанием взвесей, которые могут препятствовать свободному движению поплавка.
- Чувствительность к волнению на поверхности жидкости.
- Относительно большая зона нечувствительности (гистерезис), определяемая углом срабатывания.
Классификация и основные типы поплавковых выключателей UNIPUMP
Ассортимент можно систематизировать по нескольким ключевым параметрам: функциональному назначению, количеству контактов, материалу корпуса и сфере применения.
1. По функциональному назначению и схеме работы
2. По материалу корпуса и условиям эксплуатации
3. По способу монтажа и конструктивному исполнению
Технические характеристики и параметры выбора
При подборе поплавкового выключателя UNIPUMP для конкретной задачи необходимо учитывать следующий набор параметров.
| Параметр | Типичные значения / Описание | Примечание |
|---|---|---|
| Рабочее напряжение | ~220-250 В, 50 Гц (для коммутации цепей управления); до ~380 В для некоторых моделей. | Основная масса поплавков коммутирует цепь катушки магнитного пускателя или реле, а не силовую цепь насоса напрямую. |
| Коммутируемый ток | 8 А, 10 А, 16 А (при ~250 В AC). | Указан для активной нагрузки. Для индуктивной нагрузки (катушки пускателей) допустимый ток ниже. |
| Мощность коммутации | До ~2.2 кВт (для моделей на 10 А при 220 В). | Требуется проверка по току и характеру нагрузки. |
| Степень защиты IP | IP 68 (постоянное погружение). | Гарантирует работу при длительном нахождении под водой на заданной глубине. |
| Температура рабочей среды | От 0°C до +60°C, +80°C (для отдельных моделей). | Важно для горячего водоснабжения или наружных установок. |
| Длина кабеля | 2 м, 3 м, 5 м, 10 м, 15 м. | Подбирается исходя из глубины резервуара и удобства монтажа. |
| Удельный вес жидкости | От 0.8 г/см³ до 1.3 г/см³. | Определяет плавучесть. Для легких жидкостей (масло) и тяжелых рассолов требуются разные модели. |
| Материал корпуса | PP, PPS, TPE. | Определяет химическую стойкость. |
| Угол срабатывания | Около 70° (от вертикали). | Определяет гистерезис — разницу между уровнем включения и выключения. |
Схемы подключения и практическое применение
Поплавковые выключатели UNIPUMP являются ключевым элементом в системах автоматического управления насосами. Рассмотрим типовые схемы.
Схема управления дренажным насосом (опорожнение резервуара)
Используется поплавок с перекидным контактом (3 провода). При подъеме уровня жидкости поплавок переходит в вертикальное положение, контакты COM-NO замыкаются, включая насос через магнитный пускатель. При понижении уровня до нижней уставки поплавок наклоняется, контакты COM-NO размыкаются, COM-NC замыкаются (если используется), насос отключается.
Схема управления насосом заполнения (подкачки)
Логика, обратная дренажу. При опустошении бака и наклоне поплавка вниз замыкается цепь включения насоса, который начинает заполнение. При достижении верхнего уровня поплавок встает вертикально, цепь размыкается.
Схема с двумя поплавками (рабочий и аварийный)
Применяется в ответственных системах, например, в канализационных станциях. Рабочий поплавок управляет штатным пуском/остановом насоса. Аварийный поплавок, настроенный на более высокий уровень, срабатывает при отказе основного и включает резервный насос или подает сигнал на щит управления.
Преимущества и недостатки
Преимущества поплавковых выключателей UNIPUMP:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Можно ли подключить поплавковый выключатель UNIPUMP напрямую к насосу, без пускателя?
Ответ: Это допустимо только для маломощных насосов (обычно до 1.5 кВт), ток которых не превышает номинальный коммутируемый ток контактов поплавка (например, 10А). Для насосов большей мощности и для защиты контактов от дугового разряда при коммутации индуктивной нагрузки обязательно необходимо использование магнитного пускателя или контактора. Поплавок коммутирует цепь катушки пускателя, а силовые контакты пускателя — цепь двигателя насоса.
Вопрос 2: Как правильно отрегулировать уровень срабатывания поплавка?
Ответ: Для подвесных поплавков регулировка осуществляется с помощью перемещаемого груза на кабеле. Наполните резервуар до требуемого уровня отключения (или включения). Зафиксируйте груз на кабеле в таком положении, чтобы в этот момент поплавок находился в вертикальном (сработанном) состоянии. Для точности проверьте срабатывание вручную, имитируя изменение уровня.
Вопрос 3: Почему поплавок не срабатывает или «залипает»?
Ответ: Возможные причины: 1) Образование отложений или налипание загрязнений на корпус поплавка, что мешает его свободному перемещению. 2) Попадание кабеля в узкий зазор, его заклинивание. 3) Неправильная настройка веса груза (поплавок не всплывает или не тонет). 4) Внутренняя неисправность механизма (износ, поломка). Для агрессивных сред необходимо выбирать модели из химически стойких материалов (PPS).
Вопрос 4: В чем разница между двухканальным поплавком и трехпроводным с перекидным контактом?
Ответ: Двухканальный поплавок содержит два независимых микровыключателя, физически разнесенных внутри корпуса, что позволяет им срабатывать при разных углах наклона (разных уровнях). Трехпроводной поплавок с перекидным контактом имеет один выключатель, который просто меняет состояние между COM-NO и COM-NC при одном и том же угле наклона. Первый используется для организации двухуровневого контроля в одном корпусе, второй — для универсального подключения в схему с одним уровнем срабатывания.
Вопрос 5: Какой срок службы поплавкового выключателя?
Ответ: Срок службы зависит от условий эксплуатации (частота срабатываний, агрессивность среды, температура). Производитель обычно указывает ресурс по количеству циклов срабатывания (например, 100 000 циклов). В чистой воде при штатном режиме работы поплавок может служить 5 лет и более. В канализационных стоках срок службы сокращается, требуется регулярная проверка и очистка.
Вопрос 6: Можно ли использовать один поплавок для управления двумя насосами?
Ответ: Да, но это требует применения дополнительной промежуточной релейной логики или контроллера. Контакты одного поплавка могут подавать сигнал на схему ротации или приоритета насосов. Прямое параллельное подключение двух мощных нагрузок к контактам одного поплавка недопустимо из-за превышения коммутационной способности.
Заключение
Поплавковые выключатели UNIPUMP остаются надежным, экономичным и проверенным решением для автоматизации контроля уровня жидкостей в широком спектре инженерных задач. Правильный выбор типа, материала и схемы подключения в соответствии с техническими условиями конкретного объекта обеспечивает длительную и безотказную работу системы в целом. При проектировании и монтаже необходимо учитывать механические ограничения устройства, характер нагрузки и обеспечивать регулярное техническое обслуживание, включающее визуальный осмотр и проверку функциональности.