Как защитить насос от сухого хода

Причины сухого хода и его вред для скважинного насоса

Два из трех скважинных насосов выходят из строя по одной причине — сухой ход. Гарантийный ремонт на такую поломку не распространяется. Возникает подобная проблема в следующих случаях:

• высота, на которой висит насос в скважине, выбрана неправильно. Чтобы этого не произошло, заблаговременно выясните глубину бака — после того как насос качает жидкость до высоты своего расположения, в помпу попадет воздух. В итоге двигатель перегреется;
• в емкости стало меньше воды. Такое нередко происходит самопроизвольно;
• нарушена герметичность всасывающего патрубка. Это характерно для поверхностных агрегатов. Поскольку вода всасывается вместе с воздухом, двигатель не успевает остыть до нужной температуры.

Из перечисленные причин можно сделать вывод, что если предохранительные мероприятия отсутствуют или их действие нарушено, насос сначала перегревается, после чего — сгорает.

Насосная станция Aquario AUTO ADB-(L) (H)

Насосная станция Aquario AUTO ADB-(L) (H) предназначена для автоматического подачи воды в систему водоснабжения. Эта насосная станция обеспечивает защиту насоса от сухого хода, что позволяет продлить срок его службы и предотвратить возможные поломки.

Для защиты насоса от сухого хода в насосной станции Aquario AUTO ADB-(L) (H) используется поплавковый выключатель. Когда уровень воды в резервуаре опускается до минимального значения, поплавок срабатывает и выключает насос. Это позволяет избежать работы насоса насухо, что может привести к его поломке.

Также в насосной станции Aquario AUTO ADB-(L) (H) применяется регулятор давления. Этот регулятор контролирует давление в системе и поддерживает его на нужном уровне. В результате насос работает более эффективно и экономит энергию.

Насосная станция Aquario AUTO ADB-(L) (H) оснащена реле давления jet, которое защищает насос от перегрузок и повреждений. Когда давление превышает пределы безопасности, реле автоматически выключает насос. Это предотвращает его поломку и обеспечивает надежную работу.

В насосной станции Aquario AUTO ADB-(L) (H) используется джилексовый выключатель. Этот выключатель обеспечивает управление насосом и позволяет включать и выключать его по мере необходимости. Это придает дополнительный комфорт в использовании насосной станции.

Характеристики насосной станции Aquario AUTO ADB-(L) (H):
— Максимальное рабочее давление: 10 бар
— Максимальный напор: 55 м
— Максимальный расход: 99 л/мин
— Емкость резервуара: 24 л
— Мощность: 1.8 кВт

Защитные реле LP 3 – описание и характеристики

Устройство этой модели типа hydrostop используются в системах водоснабжения, и предназначается для отключения скважинных и поверхностных насосов в автоматическом режиме. Отключение приборов осуществляется открыто сразу же после падения уровня жидкости ниже допустимых пределов. К основным техническим характеристикам реле относится:

• Максимальный уровень коммутируемого тока – 16 А;
• Диапазон температур перекачиваемой воды – от 1 до 40 °C;
• Диапазон давлений при работе – от 0,5 до 2,8 атмосфер;
• Электрическая защита класса IP44.

На эту модель реле типа производитель предоставляет гарантию сроком на 1 год. Устройство показывает надежность и эффективную защиту насосов при эксплуатации.

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.

Устройство и принцип работы механизма

По своему устройству, реле давления могут быть механическими или электронными. Приборы механического типа более распространены, за счет своей надежности, износоустойчивости и простоты. Механическое реле требует минимума усилий при настройке и выполняется при подключении на месте.

Реле представляет собой небольших размеров коробку с пружинными механизмами, отвечающими за допустимые колебания давления. В корпусе устройства расположены контакты электродвигателя и регулировочные элементы (Рис 1). К ним относятся: большого размера гайка со шпилькой, которая отвечает за удерживание большой пружины и маленькая гайка со шпилькой для небольшой пружины. Силой натяжения большой пружины устанавливается минимальное допустимое давление. При помощи небольшой пружины, регулируется разница.

Фактическое давление воды передается в устройство при помощи специальной мембраны. При минимально допустимом значении, она ослабляет натяжение пружины. Впоследствии замыкается электрическая цепь и включается двигатель насоса. Он работает вплоть до достижения максимально допустимого значения, после чего цепь размыкается, а двигатель автоматически отключается.

Электронное реле, является полноценным устройством управления работой насоса. Прибор включает в себя элемент плавного запуска, защиту срабатывания сухого хода, а также настройку верхнего и нижнего порога включения насоса в режиме эксплуатации. Из преимуществ перед механическим реле, можно выделить лишь меньшие габариты электронного прибора, а также принцип регулировки. Регулировочные болты расположены на корпусе электронного реле и имеют маркировку величины показателей.

Рис 1. Устройство прибора реле давления

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.

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.

Схема подключения реле давления РД5 и защиты LP/3

Замена автоматического блока защитным реле LP/3 позволяет сократить расходы на обустройство собственной водяной скважины. Монтаж контактора упрощает электрическую схему, не снижая эффективность установки. Низкая стоимость подобного устройства привлекает владельцев автономных источников, компенсируя основной недостаток. Минусом данного варианта является необходимость запускать глубинную помпу вручную после прекращения работы.

Последовательное подключение с реле давления РД5 способствует остановке насоса как при снижении напора, так и при отсутствии воды в системе. Для перезапуска агрегата требуется присутствие владельца, приводящего в действие помповую станцию.

Источник

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.

Встроенные средства защиты погружного насоса ↑

Рабочие колеса и диффузоры бытовых насосов чаще всего производят из термопласта. Этот износоустойчивый материал отлично справляется с высокими нагрузками, в ситуации же с «сухим ходом» (работа без воды) детали начинают перегреваться и деформироваться. Результат обычно предсказуем – в насосе заклинивает вал либо перегорает электродвигатель. Самое печальное, что гарантийного ремонта в этом случае быть не может (производители подчеркивают, что приборы нельзя использовать без воды).

Защита погружного насоса от сухого хода требуется в следующих случаях:

• Обустройство колодцев и скважин с низким дебитом (объем воды может меняться в зависимости от сезона).
• Перекачка жидкости из емкостей с невосполняемым объемом (например, бассейн).
• Высокая производительность самого насоса.

Чтобы прибор вовремя «понял», что вода закончилась, и не работал вхолостую, насос оборудуют различными видами защиты:

Выключатель-поплавок. Недорогой вариант для колодцев (в скважине или трубопроводе для него недостаточно места). Датчик подключается в разрыв фазы, от которой запитан насос, и устанавливается на фиксированном уровне (при критическом понижении уровня воды жидкость должна покрывать донный клапан). При срабатывании датчика контакты размыкаются, «выключая» электропитание прибора. Поплавками оборудована подавляющая часть колодезных насосов.

Датчики реле давления устанавливают на нескольких уровнях

• Реле давления. Устройство контролирует перепады давления в системе и размыкает контакты при достижении критической точки (0,4 – 0,6 бар), при этом новый запуск насоса производится только вручную. Реле давления можно использовать только в комплексе с гидробаком, иначе установка датчика не будет иметь смысла.
• Прессконтроль (реле потока и давления). Защита погружных насосов от сухого хода осуществляется с помощью датчика, расположенного в реле протока. Если сквозь устройство не проходит жидкость, оно автоматически отключается.

Еще один эффективный, но довольно дорогой способ – установка реле уровня: три электрода подключают к электронной плате через обычный одножильный провод и опускают в скважину или шахту колодца. Датчики, закрепленные на разной глубине, подают сигналы об изменении уровня воды. Если он опускается ниже отметки контрольного датчика, мотор прекращает работу, если перекрывает электрод – система запускает насос.

Гидравлический удар может вывести насос из строя

Гидроудар может произойти при сливе воды в скважину либо включении аппарата после «сухого хода». Находящаяся под высоким давлением жидкость сильно бьет по лопастям крыльчатки и может их повредить. Как защитить погружной насос от гидравлического удара? Как правило, производители предлагают комплексное решение:

• Встроенный обратный клапан, задача которого – компенсировать вес водяного столба.
• Гидроаккумулятор, оборудованный реле давления и датчиками.

В случае, когда давление превысит допустимые нормы, система автоматически отключит прибор. Если же этого не произойдет, то в защиту вступает обратный клапан.

Большая часть поломок в той или иной степени сопряжена с электрической частью погружного насоса. Если напряжение в сети сильно понижается либо скачет, велика вероятность межвиткового замыкания обмоток стартера (следствие – выход агрегата из строя).

Чтобы избежать подобных нюансов, многие производители оборудуют электродвигатели встроенной защитой.  Система выключается при выходе показателей за допустимые пределы и включается при возврате напряжения в норму.

Как выбрать прибор?

При покупке оборудования обращают внимание на конструкцию, материал изготовления, технические параметры. Контроллер выбирают по таким характеристикам:

• мощность;
• давление;
• класс защиты IP;
• диаметр входного/выходного отверстия;
• производитель товара;
• наличие расширительного бака;
• функция перезапуска;
• цена.

Класс IP в электронном регуляторе обозначает защиту от пыли и влаги.

Пример расшифровки IP 65 на приборе:

• IP — Ingress Protection (защита от проникновения);
• 6 — от пыли;
• 5 — от влаги.

IP 65 — высокий класс защиты.

Регулятор давления выбирают в зависимости от функционала насоса.

Учитывают такие параметры гидравлической машины:

• принцип действия;
• потребляемую мощность;
• производительность;
• напор воды.

При выборе автоматики учитывают сантехническое оборудование в доме. Бытовые приборы рассчитаны на давление до 3 атм. Если напор больше, техника подвергается нагрузке и выходит из строя.

Справка! Насосные станции продают в комплекте с регуляторами давления. В продаже большой ассортимент автоматических реле воды.