Základy plovákových spínačů

Co je to plovákový spínač?

Plovákový spínač je typ kontaktního snímače hladiny kapaliny, který k ovládání spínače používá plovák. Plovákové spínače se běžně používají k ovládání jiných zařízení, jako jsou alarmy a čerpadla, když hladina kapaliny stoupne nebo klesne do určitého bodu. I když existují některé mechanické plovákové spínače (podobné plováku v nádržce toalety, který vypíná přívod vody, když je nádržka „plná“), tento článek se zaměří na elektrické plovákové spínače, plováky, které se používají k otevírání a zavírání (tj., vypínají a zapínají) elektrické obvody.

Typy plovákových spínačů

Existují dva typy plovákových spínačů: plovákové spínače na dříku a plovákové spínače zavěšené na kabelu.

Plovákové spínače montované na dřík

Plovákové spínače montované na dřík omezují pohyb plováku na pohyb nahoru a dolů po dříku a pracují na principu jeden plovák-jedna hladina. Plovákové spínače na dříku mohou být jednoduché jako jednobodové spínače s jedním plovákem na jednom dříku nebo mohou být složité vícebodové spínače až se sedmi plováky na jednom dříku. Jednobodové plovákové spínače se vyskytují ve svislé i vodorovné orientaci.

Kabelové plovákové spínače

Kabelové plovákové spínače jsou naproti tomu stejně volné jako kabely, ke kterým jsou připojeny. Pokud plovákový spínač zavěšený na kabelu nepřivážete, půjde s proudem, pokud to kabel dovolí! Zatímco plovákové spínače zavěšené na kabelu jsou všechny mechanicky docela rovnocenné (plovák a kabel), mohou být elektricky mnohem rozmanitější než plovákové spínače zavěšené na dříku. Kabelové plovákové spínače mohou být jednoduché, s jediným bodem, který ovládá spínač, nebo složitější, až se čtyřmi spínacími body a zabudovanou hysterezí.

Jak plovákové spínače fungují?

Téměř všechny elektrické plovákové spínače fungují tak, že pomocí magnetu otevírají a zavírají jazýčkový spínač.

Jak fungují stonkové plovákové spínače

Stonkové plovákové spínače využívají magnet v plováku, který se stoupající nebo klesající kapalinou přechází přes jazýčkový spínač a spínač otevírá nebo zavírá. U plovákových spínačů s vodorovným dříkem se plovák otáčí směrem od jazýčkového spínače na kloubovém rameni, místo aby volně plul na centrálním dříku.

Jak fungují plovákové spínače zavěšené na kabelu

Plovákové spínače zavěšené na kabelu mají magnet i jazýčkový spínač umístěny v plováku. Jak plovák stoupá a klesá s hladinou kapaliny, magnet se přibližuje nebo vzdaluje od jazýčkového spínače, což způsobuje jeho rozepnutí nebo sepnutí. V obou případech je měnící se hladina kapaliny převedena pohybem magnetu na elektrický signál zapnuto-vypnuto.

Normálně otevřené vs. normálně uzavřené plovákové spínače

Nejsložitější částí plovákových spínačů je zjistit, zda situace vyžaduje normálně otevřený nebo normálně uzavřený spínač. „Normálně“ se vztahuje k nejnižší poloze, ve které se plovák může nacházet a ve které není plovoucí. „Otevřený“ znamená otevřený obvod, který je vypnutý. „Uzavřený“ spínač uzavírá obvod a zapíná jej. Pro danou aplikaci si tedy rozmyslete, zda má stoupající nebo klesající hladina kapaliny vyvolat nějakou akci a zda má být touto akcí zapnutí nebo vypnutí obvodu (např. čerpadla nebo alarmu). Normálně otevřený spínač vypne obvod při poklesu hladiny kapaliny. Normálně uzavřený spínač vypne obvod, když hladina kapaliny stoupá. Pokud například chcete, aby plovákový spínač spustil alarm nízké hladiny, použijete normálně uzavřený spínač. Pokud však potřebujete vypnout vyprazdňovací čerpadlo, když se hladina v nádrži nebo zásobníku příliš sníží, použili byste normálně otevřený spínač.

Je důležité vědět, zda potřebujete normálně otevřený nebo normálně uzavřený plovákový spínač, protože většina plovákových spínačů se při nákupu dodává s vybraným normálně otevřeným nebo normálně uzavřeným provozem. Existují některé jednobodové plovákové spínače na dříku, které jsou uživatelsky reverzibilní.

Nastavení a instalace plovákových spínačů – osvědčené postupy

Některé plovákové spínače jsou „plug and play“ a většina z nich se instaluje poměrně snadno, ale stojí za to si na chvíli projít některé osvědčené postupy pro nastavení a instalaci plovákových spínačů.

• Především, a to platí pro všechny plovákové spínače, se ujistěte, že plovákový spínač, který jste zakoupili, je plovákový spínač, který jste obdrželi, a že váš plovákový spínač je kompatibilní s kapalinou, do které jej budete vkládat. Pokud to není ten, který jste si objednali, nebo není kompatibilní, pak nebude fungovat bez ohledu na to, jak dobře budete postupovat podle zbytku těchto kroků.
• Druhé, zkontrolujte, zda se váš plovákový spínač fyzicky správně nainstaluje. Téměř všechny plovákové spínače s dříkem pronikají do nádoby obsahující kapalinu, ve které budou, protože většina dříků není vyrobena pro ponoření. Ať už je tedy plovákový spínač namontován z vnější nebo vnitřní strany nádoby, ujistěte se, že je správně namontován a že jeho uchycení je těsné vůči kapalině. Netěsnost kolem uchycení plovákového spínače bude mít tendenci nepříznivě ovlivňovat výkon plovákového spínače. pokud je váš plovákový spínač zavěšený na kabelu, může být ověření fyzického nastavení trochu náročnější, ale není o nic méně potřebné. Budete muset zkontrolovat několik věcí:
  1. Je přípojná skříňka, ke které se připojí plovákový spínač zavěšený na kabelu, nad značkou vysoké vody (nebo jakékoli sledované kapaliny)?
  2. Dosáhne plovákový spínač zavěšený na kabelu po připojení k této přípojné skříňce požadovaného nejnižšího bodu spínání?
  3. Je třeba váš plovákový spínač zavěšený na kabelu přivázat, aby nevyplaval ze své polohy nebo se nedostal do dráhy přívodního/odtokového potrubí, míchadel atd.
  4. Je váha vašeho plovákového spínače zavěšeného na kabelu dostatečně podepřena, aby se nevytrhl ze svorek v rozvodné skříni?
• Zatřetí zkontrolujte, zda bude váš plovákový spínač správně integrován do vašeho řídicího systému. Pokud máte pouze jeden spínač, stačí připojit pouze dva vodiče. Každý další spínač nebo spínací bod by měl přidat pouze jeden vodič. Máte odpovídající počet svorek pro počet vodičů vycházejících z vašeho spínače (spínačů)? Připojují se vaše spínače k řídicímu systému nebo řídicím obvodům, nebo jsou přímo v linii s ovládanou zátěží? Pokud je(jsou) váš(é) spínač(e) přímo v řadě, máte pro něj(ně) odpovídající ochranu před proudovými/napěťovými špičkami?

Jakmile si na všechny tyto otázky odpovíte kladně, jste připraveni na instalaci plovákového spínače!

K jakým aplikacím se používají plovákové spínače?

Plovákové spínače se používají k detekci bodové hladiny; to znamená, že plovákové spínače poskytují indikaci, že hladina kapaliny je na-nebo nad (normálně otevřeno), nebo na-nebo pod (normálně zavřeno) určitou hladinou. To je rozdíl od snímačů pro kontinuální měření hladiny, které poskytují nepřetržitý údaj o hladině. Plovákové spínače jsou skvělým řešením, pokud potřebujete spustit alarm nebo zapnout či vypnout čerpadlo na základě určité hladiny kapaliny. Potřebujete vědět, kdy v nádrži vašeho domácího topného oleje klesne hladina na 15 %? Použijte plovákový spínač! Chcete automaticky zapnout čerpadlo sklepní jímky, když hladina vody dosáhne určitého bodu? Plovákový spínač! Potřebujete ovládat střídavě vyprazdňující se čerpadla s alarmem nízké a nízké hladiny? Plovákové spínače!

Vzhledem k rozmanitosti materiálů, uspořádání a možností plovákových spínačů lze najít plovákový spínač téměř pro každou situaci. Malé prostory vyžadují malé plovákové spínače s dříkem, zatímco plovákové spínače zavěšené na kabelu jsou ideální pro prostory s širšími pásmy hystereze. Agresivní chemikálie vyžadují plovákové spínače vyrobené z pevnějších a odolnějších materiálů (například z plastů namísto nerezové oceli). Výbušné prostředí nebo vysokotlaké a vysokoteplotní procesy vyžadují spínače s příslušnými certifikacemi.

Plavkové spínače jsou také užitečné pro omezení komplikované automatizace. U některých procesních systémů je pro hladký a nákladově efektivní provoz nezbytný centrální PLC, který vše monitoruje a řídí. V těchto situacích je plovákový spínač pouze dalším vstupem, dalším datovým bodem v nutně složitém schématu. Ale pro menší aplikace – například jedno nebo dvě čerpadla na každé z několika nádrží – mohou být plovákové spínače klíčem k trvalému úspěchu. Zapojení plovákových spínačů do relé, která ovládají čerpadla, se záložním alarmem nebo dvěma, může být veškerá potřebná automatizace: vyprázdněte (nebo naplňte) nádrže, když je to potřeba, zajistěte světla nebo houkačky „Hej, čerpadla se nevypnula!“ nebo „Hej, čerpadla se nezapnula!“ a můžete mít hotovo. Pokud nepotřebujete stálé, nepřetržité snímání hladiny, pokud potřebujete pouze vědět, kdy je dosaženo nebo překročeno určité vysoké nebo nízké hladiny, pak je plovákový spínač řešením, které hledáte.

Nakonec se typ, materiál a způsob fungování zvoleného plovákového spínače odvíjí od toho, co nejlépe odpovídá dané aplikaci. Ať už se jedná o složité nebo přímočaré aplikace, malé nádoby nebo velké nádrže, běžné kapaliny nebo opravdu agresivní chemikálie, existuje plovákový spínač, který se pro danou úlohu hodí.

Zajímá vás, jaký druh plovákového spínače bude pro vaši situaci nejvhodnější? Jste připraveni zjistit, jak integrovat plovákové spínače do svého řídicího systému? Napište našim odborníkům na měření e-mail nebo jim zavolejte právě teď! Jejich odborné znalosti vám pomohou vybrat plovákový spínač, díky kterému budete mít o starost méně s měřením a regulací hladiny kapalin.