Kellukytkimien perusteet

Mikä on kellukekytkin?

Kellukekytkin on eräänlainen kosketusnesteen pinnankorkeusanturi, joka käyttää kelluketta kytkimen käyttämiseen. Uimurikytkimiä käytetään yleisesti ohjaamaan muita laitteita, kuten hälyttimiä ja pumppuja, kun nestetaso nousee tai laskee tiettyyn pisteeseen. Vaikka on olemassa joitakin mekaanisia kellukekytkimiä (kuten WC-säiliössä oleva kelluke, joka sulkee tulevan veden, kun säiliö on ”täynnä”), tässä artikkelissa keskitytään sähköisiin kellukekytkimiin eli kellukkeisiin, joita käytetään avaamaan ja sulkemaan (esim, sammuttamaan ja käynnistämään) sähköpiirejä.

Poijukytkimien tyypit

Poijukytkimiä on kahta tyyppiä: varteen kiinnitettyjä ja vaijeriin ripustettuja kellukytkimiä.

Varteen asennetut kellukekytkimet

Varteen asennetut kellukekytkimet rajoittavat kellukkeen liikkeen varren pituiseen ylös- ja alasliikkeeseen, ja ne toimivat yhdellä kellukkeella yksi kellukkeella yksi taso. Varteen asennetut kellukekytkimet voivat olla yksinkertaisia kuin yksipistekytkimiä, joissa on yksi kelluke yhdellä varrella, tai ne voivat olla monimutkaisia monipistekytkimiä, joissa on jopa seitsemän kelluketta yhdellä varrella. Yksipisteisiä kellukekytkimiä löytyy sekä pysty- että vaakasuunnassa.

Kaapeliripustetut kellukekytkimet

Kaapeliripustetut kellukekytkimet taas ovat yhtä vapaita kuin kaapelit, joihin ne on kiinnitetty. Jos et sido kaapeliripustettua kellukekytkintä, se kulkee virran mukana niin pitkälle kuin kaapeli sallii! Vaikka kaapelijousitetut kellukekytkimet ovat mekaanisesti melko samanarvoisia (kelluke ja kaapeli), ne voivat olla sähköisesti paljon monipuolisempia kuin varteen kiinnitetyt kellukekytkimet. Kaapelilla varustetut kellukekytkimet voivat olla yksinkertaisia, joissa on yksi piste, joka ohjaa kytkintä, tai monimutkaisempia, joissa on jopa neljä kytkentäpistettä ja sisäänrakennettu hystereesi.

Miten kellukekytkimet toimivat?

Lähes kaikki sähköiset kellukekytkimet toimivat käyttämällä magneettia avaamaan ja sulkemaan reed-kytkimen.

Miten varteen asennetut kellukekytkimet toimivat

Varteen asennetuissa kellukekytkimissä käytetään magneettia kellukkeessa, joka kulkee reed-kytkimen yli nesteen nousevan tai laskevan vaikutuksen myötä, jolloin kytkin joko avautuu tai sulkeutuu. Vaakasuoraan varteen asennetuissa kellukekytkimissä kelluke pyörii poispäin reed-kytkimestä saranoidun varren varassa sen sijaan, että se kelluisi vapaasti keskusvarressa.

Miten kaapeliripustetut kellukekytkimet toimivat

Vaijeriripustetuissa kellukekytkimissä sekä magneetti että reed-kytkin on sijoitettu kellukkeeseen. Kun kelluke nousee ja laskee nestepinnan mukana, magneetti siirtyy lähemmäs tai kauemmas reed-kytkimestä, jolloin se avautuu tai sulkeutuu. Molemmissa tapauksissa muuttuva nestetaso muunnetaan magneetin liikkeen avulla sähköiseksi päälle/pois-signaaliksi.

Normaalisti avoimet vs. normaalisti suljetut kellukekytkimet

Kaikkein hankalinta kellukekytkimissä on selvittää, tarvitaanko tilanteessa normaalisti avointa vai normaalisti suljettua kytkintä. ”Normaalisti” viittaa alimpaan asentoon, jossa kelluke voi olla ja jossa se ei kellu. ”Avoin” tarkoittaa avointa virtapiiriä, joka on pois päältä. Suljettu kytkin sulkee virtapiirin, jolloin se kytkeytyy päälle. Mieti siis kussakin sovelluksessa, haluatko, että nouseva tai laskeva nestepinta laukaisee jonkin toiminnon, ja haluatko, että tämä toiminto kytkee piirin (esimerkiksi pumpun tai hälytyksen) päälle vai pois päältä. Normaalisti avoin kytkin kytkee piirin pois päältä, kun nestetaso laskee. Normaalisti suljettu kytkin kytkee piirin pois päältä, kun nestepinta nousee. Jos esimerkiksi haluat kellukekytkimen laukaisevan matalan tason hälytyksen, käytät normaalisti suljettua kytkintä. Jos kuitenkin haluat kytkeä tyhjennyspumpun pois päältä, kun säiliön tai säiliön taso laskee liian alas, käyttäisit normaalisti avointa kytkintä.

On tärkeää tietää, tarvitsetko normaalisti avointa vai suljettua kellukekytkintä, koska useimpien kellukekytkimien mukana tulee normaalisti avoin tai suljettu toiminto valittuna ostohetkellä. On olemassa joitakin yhden pisteen varteen asennettavia kellukekytkimiä, jotka ovat käyttäjän käännettävissä.

Kellukekytkimen asetusten ja asennuksen parhaat käytännöt

Jotkut kellukekytkimet ovat ”plug and play” -periaatteella toimivia, ja suurin osa niistä on melko helppoja asentaa, mutta on kuitenkin syytä käyttää hetki aikaa joidenkin parhaiden käytäntöjen läpikäyntiin kellukekytkimien asetusten määrittämiseksi ja asentamiseksi.

• Ensiksi, ja tämä pätee kaikkiin kellukekytkimiin, varmista, että ostamasi kellukekytkin on se kellukekytkin, jonka sait, ja että kellukekytkimesi on yhteensopiva nesteen kanssa, johon laitat sen. Jos se ei ole tilaamasi tai se ei ole yhteensopiva, se ei toimi, vaikka noudattaisit kuinka hyvin näitä muita ohjeita.
• Toiseksi tarkista, että kellukekytkimesi asennetaan fyysisesti oikein. Lähes kaikki varteen asennettavat kellukekytkimet läpäisevät astian, joka sisältää nesteen, jossa ne ovat, koska useimpia varret eivät ole tehty upotettaviksi. Riippumatta siitä, asennetaanko kellukekytkin astian ulko- vai sisäpuolelta, on siis varmistettava, että kellukekytkin kiinnitetään oikein ja että kiinnitys on nestetiivis. Vuoto kellukekytkimen kiinnityksen ympärillä vaikuttaa yleensä kielteisesti kellukekytkimen suorituskykyyn.Jos kellukekytkimesi on kaapeliripustettu kellukekytkin, fyysisten asetusten tarkistaminen voi olla hieman haastavampaa, mutta se on yhtä välttämätöntä. Sinun on tarkistettava useita asioita:
  1. Onko liitäntärasia, johon kaapeliripustettu kellukekytkimesi liitetään, korkeimman veden (tai minkä tahansa nesteen, jota valvot) merkin yläpuolella?
  2. Koska kaapeliripustettu kellukekytkimesi saavuttaa halutun alimman kytkentäpisteen, kun se on liitetty kyseiseen liitäntärasiaan?
  3. Onko kaapeliripustettu kellukekytkin kiinnitettävä, jotta se ei pääse kellumaan pois paikaltaan tai tulo-/lähtöputkien, sekoittajien jne. tieltä?
  4. Onko kaapeliripustetun kellukekytkimen paino riittävästi tuettu, jotta se ei vetäydy liitäntärasian liittimistä?
• Kolmanneksi tarkista, että kellukekytkin sopii oikein ohjausjärjestelmäänne. Jos sinulla on vain yksi kytkin, sinun tarvitsee kytkeä vain kaksi johdinta. Jokaisen lisäkytkimen tai kytkentäpisteen tulisi lisätä vain yksi johdin. Onko sinulla sopiva määrä liittimiä kytkimestäsi (kytkimistäsi) tulevien johtojen lukumäärää varten? Liittyvätkö kytkimet ohjausjärjestelmään tai ohjauspiiriin vai ovatko ne suoraan linjassa ohjattavan kuorman kanssa? Jos kytkimesi on suoraan linjassa, onko kytkimiäsi suojattu riittävästi virta-/jännitepiikeiltä?

Jos voit vastata kaikkiin näihin kysymyksiin myöntävästi, olet valmis asentamaan kellukekytkimesi!

Mihin sovelluksiin kellukekytkimiä käytetään?

Kellukekytkimiä käytetään pistetason havaitsemiseen; toisin sanoen kellukekytkimet ilmoittavat, että nesteen taso on tietyllä tasolla (normaalisti auki) tai tietyn tason ylä- tai alapuolella (normaalisti kiinni). Tämä eroaa jatkuvan tasonmittauksen antureista, jotka antavat jatkuvan tason lukeman. Uimurikytkimet ovat erinomainen ratkaisu, jos haluat käynnistää hälytyksen tai kytkeä pumpun päälle tai pois päältä tietyn nestetason perusteella. Haluatko tietää, milloin kotisi lämmitysöljysäiliön taso on laskenut 15 prosenttiin? Kellukekytkin! Haluatko kytkeä kellarin tyhjennyspumpun automaattisesti päälle, kun vedenpinta nousee tiettyyn pisteeseen? Kellukekytkin! Haluatko ohjata vuorotellen tyhjennyspumppuja, joissa on matalan ja matalan ja matalan tason hälytykset? Kellukekytkimet!

Koska kellukekytkimien materiaaleja, järjestelyjä ja ominaisuuksia on monenlaisia, kellukekytkin löytyy lähes joka tilanteeseen. Pienet tilat vaativat pieniä, varteen kiinnitettyjä kytkimiä, kun taas kaapeliin ripustetut kellukekytkimet ovat ihanteellisia tiloihin, joissa on laajemmat hystereesikaistat. Aggressiiviset kemikaalit edellyttävät vahvemmista ja vastustuskykyisemmistä materiaaleista (kuten muovista ruostumattoman teräksen sijasta) valmistettuja kellukekytkimiä. Räjähdysvaarallisissa tiloissa tai korkeapaineisissa ja korkealämpötilaisissa prosesseissa tarvitaan kytkimiä, joilla on asianmukaiset sertifikaatit.

Kellukytkimet ovat hyödyllisiä myös monimutkaisen automaation vähentämisessä. Joissakin prosessijärjestelmissä keskeinen PLC, joka valvoo ja ohjaa kaikkea, on välttämätön sujuvan ja kustannustehokkaan toiminnan kannalta. Näissä tilanteissa kellukekytkin on vain yksi tulo lisää, yksi datapiste lisää välttämättä monimutkaisessa järjestelmässä. Mutta pienemmissä sovelluksissa – esimerkiksi pumppu tai kaksi kussakin säiliössä – kellukekytkimet voivat olla avain jatkuvaan menestykseen. Jos kellukekytkimet kytketään pumppuja ohjaaviin releisiin ja niihin kytketään varahälytys tai kaksi, se voi olla kaikki tarvittava automaatio: tyhjennä (tai täytä) säiliöt tarvittaessa, anna ”Hei, pumput eivät sammuneet!” tai ”Hei, pumput eivät käynnistyneet!” -merkkivalot tai äänimerkit, ja homma voi olla valmis. Jos et tarvitse jatkuvaa, jatkuvaa tasolukemaa, vaan haluat vain tietää, kun tietyt korkeat tai matalat tasot on saavutettu tai ylitetty, kellukekytkin on etsimäsi ratkaisu.

Loppujen lopuksi valitsemasi kellukekytkimen tyyppi, materiaali ja toiminta riippuvat siitä, mikä sopii parhaiten sovellukseen. Olipa kyse sitten monimutkaisesta tai suoraviivaisesta, pienistä astioista tai suurista säiliöistä, tavallisista nesteistä tai todella aggressiivisista kemikaaleista, on olemassa kellukekytkin, joka sopii tehtävään.

Oletko utelias, millainen kellukekytkin soveltuu parhaiten tilanteeseesi? Oletko valmis selvittämään, miten integroit kellukekytkimet ohjausjärjestelmääsi? Lähetä mittausasiantuntijoillemme sähköpostia tai soita heille heti! Heidän asiantuntemuksensa auttaa sinua löytämään kellukekytkimen, jonka avulla nestetason mittaaminen ja valvonta on yksi asia vähemmän, josta sinun tarvitsee huolehtia.