Реле протока

Конструкция и принцип работы

Датчик имеет уникальное устройство, благодаря которому он выполняет свои непосредственные функции. Самой распространенной модификацией является лепестковое реле.

В классическую схему строения включены такие важные элементы:

• входной патрубок, пропускающий воду через устройство;
• клапан (лепесток), расположенный на стенке внутренней камеры;
• изолированный герконовый переключатель, смыкающий и размыкающий цепь электропитания;
• пружины определенного диаметра с различной степенью сжатия.

В то время когда камера наполняется жидкостью, сила потока начинает воздействовать на клапан, смещая его вокруг оси.

Магнит, встроенный с обратной стороны лепестка, вплотную приближается к герконовому переключателю. Вследствие этого контакты замыкаются, включая насос.

Под потоком воды понимают скорость ее физического движения, достаточную для включения реле. Снижение скорости до нуля, приводящее к полной остановке, возвращает переключатель на первоначальную позицию. При установке порога срабатывания этот параметр задается с учетом условий применения устройства

Когда поступление жидкости прекращается и давление в системе опускается ниже нормы, сжатие пружины ослабевает, возвращая клапан в исходное положение. Отдаляясь, магнитный элемент перестает действовать, контакты размыкаются и насосная станция останавливается.

Некоторые модификации оснащены возвратным магнитом вместо пружин. Судя по отзывам пользователей, они меньше подвержены воздействию мелких скачков давления в системе.

Лепестковым реле характерно большое количество плюсов. Среди них – простая и неприхотливая конструкция, мгновенное срабатывание, отсутствие задержек между повторным реагированием, применение точного триггера для запуска оборудования

В зависимости от конструктивного решения выделяют еще несколько видов реле. К ним относятся роторные устройства, снабженные лопастным колесом, вращающимся в водном потоке. Скорость вращения лопасти в них контролируется сенсорными датчиками. При наличии жидкости в трубе механизм отклоняется, замыкая контакты.

Также существует термореле, функционирующее в соответствии с термодинамическими принципами. Прибор сопоставляет температуру, заданную на датчиках, с температурой рабочей среды в системе.

При наличии потока фиксируется тепловое изменение, после которого контакты электросети соединяются с насосом. При отсутствии движения воды микропереключатель разъединяет контакты. Моделям тепловых реле свойственна высокая чувствительность, но они довольно дорогие.

Как выставить давление с помощью реле протока?

Краткосрочно – на 5 сек. – нажимается кнопка «1»:

При этом должна моргнуть красным цветом лампа «авария». Это мы вошли в режим программирования. Теперь включаем насос, и он, работая, нагоняет давление. Понятно, что все краны в доме должны быть закрыты. По манометру смотрим давление. Например, нам нужно, чтобы в водопроводе было 2 атм., вот и ждём, пока насос нагонит это давление. Как только на манометре стрелка показала нужное давление, нажимаем ещё раз кнопку «1». Насос выключится.

Жмём кнопку «2», тем самым «загоняя» в память реле, что при таком давлении насос должен выключаться.

Теперь программируем нижний предел. Для этого открываем кран любой, чтобы давление начало падать. Когда манометр покажет нужное нам нижнее давление, нажимаем ещё раз кнопку «1» и насос включится. Нажатием кнопки «2» «вбиваем в башку» реле, что при таком давлении насос надо включить.

Впоследствии все эти настройки сохраняются, и насос будет включаться и выключаться в соответствии с ними. Устройство очень удобно, отлично защищает насос от выхода из строя, купите – не пожалеете (если оно вам действительно надо).

реле протока

Схема подключения устройства

Эффективность эксплуатации реле сильно зависит от его правильного монтажа. Необходимо помнить, что устанавливать прибор можно только на тех участках трубопровода, которые расположены горизонтально. При этом потребуется проследить, чтобы мембрана датчика находилась в вертикальном положении. Правильная схема подключения реле выглядит следующим образом:

В процессе монтажа датчик нужно соединить со сливной частью трубы посредством резьбового соединения. Дистанция, на которой реле должно быть расположено от трубы, должна составлять более 5,5 см.

На корпусе прибора находится стрелка, указывающая направление циркуляции жидкости. При установке устройства нужно проследить, чтобы эта стрелка совпала с направлением протока воды в системе. Если для бытовых целей используется грязная вода, то перед датчиком следует установить очистные фильтры.

Критерии выбора прибора

Выбирая оборудование, контролирующее силу водного потока, следует тщательно изучить его технические характеристики.

Особенное внимание стоит обратить на диапазон рабочей температуры и давления, на которые оно рассчитано, диаметр резьбы и посадочных отверстий, класс защиты, нюансы по применению

Также важно уточнить, из каких материалов сделано изделие

Самыми надежными и долговечными специалисты считают устройства из латуни, нержавеющей стали, алюминия. Эти материалы защищают конструкцию от критических последствий частого в водопроводных системах явления – гидравлических ударов

Рассматривая разные модификации реле, имеет смысл приобрести вариант, изготовленный из металла. Корпус и рабочие компоненты таких устройств отличаются повышенной прочностью.

Данный факт позволяет оборудованию длительное время выдерживать серьезные нагрузки, возникающие в связи с существенным давлением в водопроводе со стороны жидкости, проходящей через датчик.

Значение давления, при котором работает реле, должно соответствовать мощности установленного насоса. От этой характеристики зависят параметры водного потока, циркулирующего по трубопроводу.

Целесообразно выбрать устройство с двумя пружинами, контролирующее функционирование насосной станции согласно определенным нижним и верхним отметкам давления.

Диапазон рабочих температур датчика прямо указывает на возможную область его применения. К примеру, для контуров горячего водоснабжения и отопительных систем предназначены модели с высокой граничной температурой. Для трубопроводов с холодной водой вполне достаточно диапазона до 60 градусов

Еще один немаловажный критерий, стоящий отдельного упоминания, — климатические условия, необходимые для эксплуатации изделия. Речь идет о рекомендуемой температуре воздуха и уровне влажности, которые нужно обеспечить устройству, чтобы оно могло работать с наилучшей производительностью.

Максимально допустимые нагрузки для конкретного прибора определяет указанный в технических характеристиках класс защиты.

При покупке датчика протока следует проверить диаметр сечения резьбы и размеры монтажных отверстий в оборудовании: они должны идеально состыковываться с элементами трубопровода. От этого зависит правильность и точность дальнейшего монтажа, а также эффективность работы реле после установки.

Виды реле потока воды

Самая распространенная конфигурация реле потока воды для насоса – лепестковая. Классическая схема прибора состоит из следующих элементов:

• входного пропускного патрубка;
• клапана (лепестка), располагающегося на стенке внутренней камеры;
• изолированного переключателя;
• пружины определенного диаметра.

Герконовый переключатель смыкает и размыкает цепи электропитания, приводящие в действие пружину сжатия. Принцип работы датчика в потоке воды: при наполнении камеры жидкостью, поток силой смещает клапан с оси, воздействуя на магнит, который приводит в действие выключатель. Контакты замыкаются, насос включается.

Различается несколько видов датчиков со своими особенностями работы и возможностью применения.

Механические лопастные

Прибор представляет собой устройство, оснащенное лопастью, которое встраивается в трубопровод. Принцип работы стандартный: при поступлении потока лопасть отклоняется, воздействует на магнит. Контакты замыкаются, датчик выключателя срабатывает. Простота агрегата объясняет широкий спектр применения. К тому же такие датчики практически не подвергаются износу и не требуют обслуживания – в них нечему ломаться.

Механические поршневые

Прибор работает на базе магнитно-поршневой системы. Принцип срабатывания: при поступлении потока поршень с магнитом поднимается, замыкая контакты – реле срабатывает на запуск. Без потока поршень опускается в исходное положение, предупреждая сухой ход. Основное преимущество прибора – разнообразие конструкций, позволяющих монтировать аппарат в любом положении. Механические поршневые реле применяются в системах с высоким давлением.

Тепловые

Аппарат оснащен измерителем уровня рассеивания тепловой энергии от встроенного нагревательного элемента. В зависимости от изменения скорости нагрева жидкости, регистрируется сам поток и скорость его течения. Применяется тепловой датчик только для безопасных видов жидкости. Ввиду задействования термоанемометрического принципа, запрещено использовать реле для измерения легковоспламеняемых субстанций, а также жидкостей, меняющих состав при нагревании.

Ультразвуковые

Универсальный импульсный датчик потока воды работает по принципу акустического эффекта. Прибор передает ультразвуковой импульс через поток, определяя уровень жидкости. Самыми распространенными считаются изделия, функционал которых использует перемещение колебаний движущейся жидкости. Приборы подходят для любых субстанций, в том числе горючих, просты в монтаже и уходе.

Модельный ряд

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Рис.3. Схема выходного каскада РПЖ модели 01	Рис.4. Схема выходного каскада РПЖ модели 02

Зависимость значений уставок включения и отключения реле потока жидкости от длины лопасти и условного диаметра трубопровода для воды (ρ=1г/см3 и Т=4°С) указаны в таблице

Для других жидкостей пересчет уставок включения/отключения следует произвести по формуле:
Q2 = Q1/ √ ρ , м3/ч,
где Q2 – уставока включения/отключения для жидкости с другой плотностью;
Q1 – уставока включения/отключения для воды , м3/ч ;
ρ – плотность жидкости, г/см3

Датчик расхода воды

Датчик потока (расхода) воды, как следует из названия, представляет собой устройство для измерения расхода воды. Датчик расхода воды, используемый в этом проекте, показан на рисунке ниже.

Он имеет пластиковый корпус клапана с ротором и цепь датчика Холла. Датчи имеет три провода, а именно + 5 В (красный), GND (черный) и выход (желтый). Поскольку он работает от напряжения +5 В, он может быть подключен к любому микроконтроллеру, например, к Arduino

Сверху есть ярлык с важной информацией о датчике. Информация на этой этикетке выглядит следующим образом:

• Модель: YF-S201
• Рабочий диапазон: 1 – 30 л / мин
• Давление воды: менее 1,75 МПа

В нижней части датчика имеется маркировка в виде стрелки, указывающая необходимое направление потока воды через датчик

Таким образом, важно при подключении этого датчика к трубе, убедитесь, что вы следуете этому направлению

Датчик потока воды реализован с использованием датчика эффекта Холла. Таким образом, работу датчика потока воды можно легко понять, если вы знакомы с датчиком Холла. По сути, датчик потока воды YF-S201 состоит из вращающегося колеса (или турбинного колеса), которое вращается, когда вода проходит через датчик. В центре этого колеса закреплен магнит.

Теперь перейдем к датчику Холла. Датчик Холла, используемый в этом датчике расхода воды, представляет собой интегральную схему 460S в корпусе TO-92.

На основании данных, предоставленных Honeywell, работа датчика Холла 460S выглядит следующим образом: когда южный полюс магнита направлен в сторону микросхемы, выходной сигнал датчика в низком логическом уровне, а когда северный полюс магнита к микросхеме, тогда выход в высоком логическом уровне. Помня об этом, когда вода протекает через датчик потока воды YF-S201, колесо заслонки вращается под действием силы воды, и в результате магнит, прикрепленный к нему, также будет вращаться.

В результате магнитное поле рядом с датчиком Холла меняет полярность, поскольку колесо заслонки вращается, и выходной сигнал датчика (на выходном контакте – желтый провод) будет импульсным. Отслеживая количество импульсов с выхода датчика потока воды, вы можете легко рассчитать количество воды, протекающей через датчик, и, как результат, скорость потока воды.

Реле протока воды – принцип работы и конструкция

Основная функция датчика заключается в отключении насосного оборудования в случае понижения уровня воды или повышения давления в трубопроводе. Если количество воды увеличивается или падает давление, индикатор потока жидкости снова запускает оборудование. За стабильное выполнение возложенных на реле задач отвечают его конструктивные элементы.

Устройство прибора состоит из таких деталей:

• Патрубок, сквозь который внутрь устройства попадает жидкость;
• Мембрана, играющая роль одной из стенок внутренней камеры прибора;
• Герконовый включатель, который отвечает за размыкание и смыкания цепи в электрической схеме насоса;
• Две разные по диаметру пружины – посредством их сжатия контролируется давление воды, при котором будет срабатывать датчик протока жидкости.

Принцип действия реле заключается в следующем:

1. При попадании во внутреннюю камеру прибора, вода оказывает давление на мембрану, тем самым смещая ее в сторону;
2. Расположенный с обратной стороны мембраны магнит становится ближе к герконовому переключателю, из-за чего его контакты замыкаются и насос включается;
3. Если уровень воды падает, то мембрана с магнитом отдаляется от переключателя, что приводит к размыканию его контактов и отключению насоса.

Установить сигнализатор потока жидкости в трубопровод достаточно просто. Для этого необходимо изучить особенности подключения прибора и его правильную настройку.

Заслуживающие доверия приборы

Среди всего ассортимента реле наибольшим спросом пользуются две модели, находящиеся примерно в одной ценовой категории – около 30 долларов. Рассмотрим их характеристики подробнее.

Genyo Lowara Genyo 8A

Разработка польской компании, занимающейся выпуском электронного оборудования для систем управления. Предназначена для применения в бытовых водопроводах.

Genyo позволяет обеспечить автоматическое управление насосом: запуск и завершение работы на основе фактического потребления воды, предотвращая любые колебания давления во время работы. Также, электронасос защищается от работы «всухую»

Основная цель – управление насосом и контроль давления в трубах во время работы. Этот датчик запускает насос, когда расход воды превышает 1,6 л в минуту. Он потребляет 2,4 кВт электричества. Диапазон рабочих температур – от 5 до 60 градусов.

Grundfos UPA 120

Изготавливается на фабриках в Румынии и в Китае. Поддерживает стабильность подачи воды в помещениях, оборудованных индивидуальными системами водоснабжения. Предотвращает работу насосных установок на холостом ходу.

Реле торговой марки Grundfos оснащено высоким классом защиты, позволяющим ему стойко выносить практически любые нагрузки. Расход электроэнергии в нем около 2,2 кВт

Автоматика прибора запускается при расходе жидкости 1,5 л за одну минуту. Граничный параметр охватываемого температурного диапазона — 60 градусов. Агрегат производится в компактных линейных размерах, значительно облегчающих процесс монтажа.

Принцип работы

Принцип работы электронного реле потока основан на определении разности температур. В цилиндрическом измерительном зонде размещаются два датчика температуры. Датчики имеют оптимальный теплопроводный контакт с рабочей средой и хорошо теплоизолированы друг от друга. Один датчик постоянно нагревается от источника электропитания, в то время как другой датчик не нагревается и, соответственно, имеет температуру рабочей среды. Если рабочая среда находится в неподвижном состоянии, разница температур между двумя датчиками стабилизируется на постоянном уровне.

При перемещении рабочей среды происходит охлаждение нагретого датчика. Изменение разности температур между двумя датчиками зависит от скорости потока и является параметром, необходимым для контроля заданного значения потока. Сигнал передается на компаратор, который управляет выходным сигналом транзистора. При помощи потенциометра уровень выходного сигнала устанавливается на значение, соответствующее необходимой точке переключения потока. Если поток ниже этого предела, транзистор выдает выходной сигнал. На шестипозиционном светодиодном индикаторе отображается уровень удаления значений потока от заданной аварийной точки переключения.

Типичные области применения Защита насосов от «сухого хода» Контроль работы систем смазки Системы охлаждения и обогрева Системы кондиционирования воздуха Контроль на наличие разрывов труб Контроль на наличие утечек Преимущества Отсутствие подвижных деталей в потоке Переключение при очень низких значениях потока Возможность работы в условиях высоких давлений Возможность работы с самыми разныминоминальными диаметрами труб

Как работает датчик протока

Существует несколько видов датчиков протока:

 Лепестковое реле протока

На рисунке приведена схема датчика протока лепесткового типа.

Как видно из названия, основной рабочий элемент этого типа датчика протока — гибкий лепесток, который контактирует с рабочей средой и отклоняется от вертикального положения в случае наличия потока. Лепесток механически связан с выходными контактами и меняет их состояние, когда сам отгибается.

Лепестковые реле протока Caleffi (слева) и Danfoss (справа)

 Датчик протока турбинного типа

На рисунке приведена схема датчика протока турбинного типа.

Такие датчики представляют из себя небольшую турбину, ротор которой оснащён магнитом. При прохождении потока рабочего вещества через устройство турбина начинает вращаться, в результате чего возникает магнитное поле, которое преобразуется в электрические импульсы, поступающие на электронную схему датчика. Электроника вызывает изменение состояния выходных контактов при наличии потока, так же как и в лепестковом датчике.

Таким образом,такие датчики протока имеют два типа выходов: выходные контакты (НО и НЗ) и импульсный выход. Последний используется для определения скорости потока: чем больше частота следования импульсов — тем больше скорость потока.

  Датчик протока (турбинка) для котла Ariston

В качестве примера датчика такого типа можно назвать реле протока газового котла Ariston. При появлении потока (когда пользователь открывает кран горячей воды), датчик формирует выходной сигнал и переводит котёл в режим нагрева ГВС.

Выводы и полезное видео по теме

Строение, составляющие и принципы работы:

Процесс подключения устройства по этапам:

Подробнее о том, как отрегулировать уровень срабатывания в реле:

Реле, контролирующее поток воды в трубопроводе, значительно повысит удобство применения насосов и надолго продлит срок их эксплуатации. Пренебрегать установкой предохранительного устройства крайне нежелательно, так как оно не только автоматизирует работу оборудования, но и по максимуму защищает его от возможных неполадок, случающихся из-за холостого хода.

А может вы успешно справились с установкой и настройкой прибора и хотите дать полезные рекомендации другим новичкам? Пишите свои комментарии в блоке ниже, добавляйте фото процесса монтажа или настройки – ваш опыт будет полезен многим домашним мастерам.

Список источников

• sovet-ingenera.com
• sadovij-pomoshnik.ru
• vodakanazer.ru
• digitrode.ru
• npk-etalon.ru
• www.ste.ru
• vodotopim.ru
• ru.TeploWiki.org
• lazysmart.ru