Управление насосом с автоматикой

Управление насосом. На дачном участке или в фермерском хозяйстве без воды обойтись просто невозможно. В таких отдаленных местах централизованного водопровода, как правило, нет, поэтому способов добычи воды здесь не так уж и много. Это колодец, скважина или открытый водоем. Если на дачном участке есть электричество, то проблему водоснабжения лучше всего решить с помощью электронасоса.

При этом насос может работать либо в режиме наполнения емкости, либо в дренажном режиме – выкачивании воды из емкости, колодца или скважины. В первом случае возможен перелив через край емкости, а во втором случае, сухой ход насоса. Для любого насоса такой режим очень вреден тем, что без воды ухудшаются условия охлаждения, и мотор может выйти из строя. Поэтому, даже в таких простейших случаях, требуется схема управления насосом.

Для устройства дачного водоснабжения на некотором возвышении желательно установить емкость, в которую насосом будет подаваться вода. В нужные места участка и дома вода из емкости будет подаваться с помощью водопроводных труб. В летнее время будет обеспечен полив растений подогретой солнечными лучами водой, а после работы на участке можно будет принять душ.Собрать схему устройства автоматического управления насосом можно методом навесного монтажа, без разработки печатной платы, так как схема содержит очень небольшое количество деталей.


Для создания в частном доме полнофункциональной системы автономного водоснабжения необходима автоматизация процесса заполнения расходных емкостей. Управление насосом - автоматическое включение и выключение погружного насоса должно быть простым по устройству и надежным в работе.

К сожалению, многие устройства управления насосом, изготавливаемые различными предприятиями либо не выполняют своих задач, либо имеют заоблачную стоимость с неизвестной гарантией качества. Приходится самостоятельно придумывать автоматические устройства различного назначения и изготавливать их своими руками из доступных деталей.

Для тех, у кого водоснабжение дома задействовано от глубинного насоса, опущенного в скважину или колодец, предлагаю вариант самодельного устройства - автомат управления включением и выключением глубинного насоса.

Простота устройства управления насосом доступна для изготовления своими руками. Надежность безотказной работы без замены деталей автомата управления насосом проверена десятилетним сроком эксплуатации.

К статье изложены подробные описания устройства нескольких различных вариантов автоматов включения насоса с приложением подробных схем блоков управления насосом и флеш ролики принципа их работы.
герконы
Управление насосом разработано для системы автономного водоснабжения с накопительной емкостью, установленной в теплом помещении дома. Источник воды может быть расположен как внутри дома, так и снаружи.

Для изготовления первого аварианта блока управления насосом нам понадобятся два геркона. Геркон - это электромеханическое устройство с герметичными магнитоуправляемыми контактами с очень высокой надежностью и долговечностью работы (фото 1, спичечный коробок для сравнения размеров).

Если Вы приобретете геркон без заводского дефекта, не будете по нему стучать и давать большие нагрузки тока или напряжения, то срок его работы практически не ограничен, так как контакты находятся в вакуумной герметичной стеклянной оболочке и не подгорают даже при искрении.

Герконы выпускаются с двумя и тремя встроенными контактами. С двумя контактами герконы подразделяются на устройства с постоянно замкнутыми и постоянно разомкнутыми контактами:

- постоянно замкнутые контакты устройства размыкаются только под воздействием электромагнитных волн постоянного магнита;

- постоянно разомкнутые контакты геркона замыкаются под воздействием постоянного магнита.

Трех контактные герконы имеют один постоянно разомкнутый контакт и один постоянно замкнутый контакт. Иметь трех контактные герконы выгоднее, так как они могут быть установлены в любой точке схемы управления насосом на замену любого из двух контактных герконов.

В продаже не всегда имеются герконы с тремя выводами, которые, в зависимости от точки подключения, могут работать на включение или на выключение. В этом случае приобретайте герконы с двумя выводами, но различные по назначению: с нормально-замкнутыми и нормально-разомкнутыми контактами.

Герконы крепятся на внешней стороне направляющей трубки и подключаются к катушке магнитного пускателя так, чтобы расположенный на трубке выше геркон был с нормально замкнутыми контактами, а расположенный ниже - с нормально разомкнутыми контактами.

Желательно, чтобы доступ к пускателю не был затруднен, а вся проводка должна быть изолирована. На вход пускателя подаете электропитание от обычной розетки, а к выходу подключаете электронасос.

Включение и выключение контактов геркона происходит от воздействия на него магнитного поля постоянного магнита, который нужно закрепить (можно приклеить) на тонком алюминиевом или пластиковом стержне. То есть, стержень и направляющая трубка должны быть изготовлены из материала "равнодушного" к воздействию магнитного поля.

Я использовал для штока и направляющей трубки составные части ручного гидравлического поршневого насоса для опрыскивания растений.

Перед началом монтажа соединительных проводов устройства управления насосом посмотрите принцип работы электрической схемы. Некоторые процессы я специально сделал с интервалами и замедлениями, чтобы было более понятно что, когда и зачем вклюяается и выключается. Хочется надеяться, что схема автомата управления насосом окажет Вам необходимую помощь в понимании работы устройства.

Для изготовления автомата управления насосом по предложенной схеме можно использовать магнит от мебельных защелок, детских игрушек или осколок большого магнита диаметром примерно 5-8 миллиметров. Магнит не должен быть мощным, так как он будет влиять на герконы еще задолго до уровня их крепления.

Алюминиевый шток вставлен в обычный сантехнический поплавок бачка унитаза, который свободно плавает на поверхности воды в емкости и движется в корпусе направляющей пластмассовой трубки, жестко закрепленной в крышке расходного бака (накопительной емкости).

Уровень воды в накопительном баке, при котором будет происходить включение и выключение насоса, Вы определяете сами путем установки и крепления герконов к пластмассовой трубке снаружи на определенной высоте. Расстояние между герконами и будет определять расход воды между включениями насоса.

Наиболее рациональным будет включение насоса при расходе воды в 40 - 50 литров. Если включение насоса делать реже, то от относительно большого объема воды, поступающей из скважины, на емкостях будет собираться конденсат. Большие объемы конденсирующейся влаги будут стекать на подставку и поддерживать постоянную повышенню влажность, которая не будет полезной.

Все, после сборки автомата управления насосом Вы свободны. Можете смело идти на работу или отправляться в отпуск. Система управления глубинным насосом будет исправно и безотказно работать неограниченное время. Накопительная емкость всегда будет заполнена водой и ее уровень будет поддерживаться в заданных Вами пределах.

Для чего это нужно? Для того, чтобы в трубопроводах системы автономного водоснабжения дома всегда поддерживалось некоторое давление. Это давление необходимо для включения домашних приборов, которые рассчитаны на определенное входное давление столба воды. Более подробно об этом Вы можете прочесть по ссылке в начале текста.

Такой автомат управления насосом работает у меня безотказно уже более 10 лет. Выражаю благодарность за идею и помощь в изготовлении простого и надежного автомата управления насосом моим коллегам по работе - инженерам по радиолокации Филатову Георгию и Лисину Сергею.
Схема сборки автомата управления насосом при низких потолках помещения.

Случается так, что при слишком высоких емкостях или подставках под накопительные емкости и низких потолках помещения, расстояние от крышки бака до потолка не позволяет установить поплавок со стержнем управления включением и выключением насоса.

В этом случае примените другое соединение магнита с поплавком - на длинном эластичном шпагате через направляющие шкивы. Роль шкивов могут играть металлические или пластмассовые швейные шпульки. Посмотрите рисунок сборки автомата управления насосом.

Пластмассовая трубка может быть прикреплена не только на емкости, но и в любом удобном месте не затрудняющем движение шпагата. Вес магнита (на схеме он обозначен красным шариком) должен быть таким, чтобы шпагат находился в легком натяжении (при необходимости, добавьте к магниту дополнительный грузик). Поплавок используется такой же, как и в первом варианте.

Герконы крепите на пластиковую трубку на необходимом Вам расстоянии, при этом схема подключения будет перевернутой - геркон 1 будет нормально замкнутым и являться выключающим питание насоса.

Посмотрите принцип работы подобного автомата управления глубинным насосом (нажмите на шаблон - видео 1). Принцип работы электрической схемы показан на флеш ролике выше.


Управление насосом с помощью обычного выключателя.

Если схема автомата включения насоса, предложенная выше, для Вас достаточно сложна, то можно сделать автоматическое управление насосом из обычного настенного электрического выключателя. Правда это будет уже не автомат, а, скорее, автоматическое управление работой выключателя, включающего и выключающего глубинный насос без Вашего участия.

Такое устройство управления насосом не представляет сложности в изготовлении. Но в сравнении с автоматом, описанным выше, имеет меньшую надежность и долговечность, которая зависит, прежде всего, от модели и качества выключателя - может работать несколько лет без ремонта и обслуживания, а может отказать из-за подгорания контактов в первый же месяц работы.

Описание сборки автомата управления насосом.
Прежде всего нажмите на шаблон видео 2 для просмотра принципа работы модели управления насосом и Вам сразу все станет понятным, но некоторые пояснения, я думаю, необходимы:

- в расходную емкость, в которую набирается вода из скважины с помощью глубинного насоса, устанавливается обычный сантехнический или пенопластовый поплавок, в который ввинчивается (или крепится любым удобным для Вас способом) неметаллический стержень;

- для стержня на внутренней стенке емкости крепим жесткую направляющую трубку (на схеме отображена в разрезе коричневым цветом), в которой стержень должен скользить с минимальным сопротивлением;

- на стержне закрепляем магнит, который необходим для мгновенного изменения взаимного положения контактов выключателя и исключения их искрения при установке контактов в положение "включено" и "выключено".

Размер магнита и сила магнитного поля должны быть достаточными для преодоления силы сопротивления внутренней пружины выключателя. То есть, если в первом устройстве управления насосом излишняя мощность магнита не на пользу нормальной работе автомата, то для этой схемы мощный магнит увеличит скорость срабатывания контактов, уменьшив искрообразование;

- к клавише выключателя жестко крепим металлическую пластину или проволоку с выключатель шарообразным загибом на конце. В результате получим своеобразные усы-контакты;

- накопительную емкость желательно установить у стены, на которую можно легко закрепить выключатель;

- схема подключения выключателя к насосу следующая: в кабеле питания насоса делаем разрыв одного из проводов и подключаем к контактам выключателя, сам же кабель с помощью вилки подключаем к розетке.

Принцип работы автомата включения насоса.

По мере расходования воды из емкости поплавок будет опускаться до уровня, который мы определили сами длиной усов-контактов, прикрепленных к клавише выключателя. Как только магнит дойдет до нижнего шарика на определенное расстояние, магнит резко (это очень важно для уменьшения искрения контактов выключателя) подтянет шарик нижнего уса, который установит выключатель в положение "включено".

Насос включится и начнет закачивать воду в емкость. Поплавок будет двигаться вверх вместе с уровнем воды до тех пор, пока магнит не дойдет до верхнего уса - магнит подтянет контакт и выключатель станет в положение "выключено". Так будет повторяться довольно продолжительное время, пока не подгорят контакты выключателя.

Продолжительность работы такого автомата управления насосом зависит от качества выключателя и правильности изготовления всей конструкции.

Восстановление работы автомата включения насоса будет заключаться в зачистке контактов, если выключатель качественный, или в замене выключателя, если Вам не повезло с его качеством.

Этот вариант управления насосом предназначен для тех, кто не смог, по различным причинам изготовить автомат включения насоса, собранный на герконах.