Podstawy działania wyłączników pływakowych

Co to jest wyłącznik pływakowy?

Wyłącznik pływakowy to rodzaj kontaktowego czujnika poziomu cieczy, który wykorzystuje pływak do obsługi wyłącznika. Wyłączniki pływakowe są powszechnie stosowane do sterowania innymi urządzeniami, takimi jak alarmy i pompy, gdy poziom cieczy wzrasta lub spada do określonego punktu. Chociaż istnieją pewne mechaniczne wyłączniki pływakowe (podobne do pływaka w zbiorniku toalety, który wyłącza dopływ wody, gdy zbiornik jest „pełny”), w tym artykule skupimy się na elektrycznych wyłącznikach pływakowych, pływakach, które są używane do otwierania i zamykania (tj, wyłączania i włączania) obwodów elektrycznych.

Typy wyłączników pływakowych

Są dwa typy wyłączników pływakowych: wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu i wyłączniki pływakowe zawieszane na linkach.

Wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu

Wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu ograniczają ruch pływaka do góra-dół wzdłuż trzpienia i działają na zasadzie jeden pływak – jeden poziom. Wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu mogą być tak proste jak wyłącznik jednopunktowy z pojedynczym pływakiem na jednym trzpieniu lub mogą to być złożone wyłączniki wielopunktowe z nawet siedmioma pływakami na jednym trzpieniu. Jednopunktowe wyłączniki pływakowe można znaleźć zarówno w orientacji pionowej, jak i poziomej.

Kablowe zawieszane wyłączniki pływakowe

Z drugiej strony, kablowe zawieszane wyłączniki pływakowe są tak swobodne, jak kable, do których są przymocowane. Jeśli nie przywiążesz wyłącznika pływakowego zawieszonego na kablu, będzie on płynął z prądem, na tyle, na ile pozwala kabel! Podczas gdy wyłączniki pływakowe podwieszane na linkach są mechanicznie dość równoważne (pływak i linka), mogą być o wiele bardziej zróżnicowane pod względem elektrycznym niż wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu. Kablowe wyłączniki pływakowe mogą być proste, z jednym punktem, który kontroluje wyłącznik, lub bardziej złożone, z maksymalnie czterema punktami przełączania i wbudowaną histerezą.

Jak działają wyłączniki pływakowe?

Prawie wszystkie elektryczne wyłączniki pływakowe działają poprzez użycie magnesu do otwierania i zamykania kontaktronu.

Jak działają wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu

Wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu wykorzystują magnes w pływaku, który przesuwa się nad kontaktronem pod wpływem wznoszenia lub opadania cieczy, otwierając lub zamykając wyłącznik. W poziomych wyłącznikach pływakowych montowanych na trzpieniu, pływak obraca się z dala od kontaktronu na zawiasowym ramieniu, zamiast swobodnie pływać na centralnym trzpieniu.

Jak działają wyłączniki pływakowe z zawieszeniem linkowym

Wyłączniki pływakowe z zawieszeniem linkowym mają zarówno magnes, jak i kontaktron umieszczone w pływaku. Gdy pływak podnosi się i opada wraz z poziomem cieczy, magnes zbliża się lub oddala od kontaktronu, powodując jego otwarcie lub zamknięcie. W obu przypadkach zmieniający się poziom cieczy jest przekładany na sygnał elektryczny on-off przez ruch magnesu.

Normalnie otwarte vs. normalnie zamknięte przełączniki pływakowe

Najtrudniejszą częścią przełączników pływakowych jest ustalenie, czy sytuacja wymaga przełącznika normalnie otwartego czy normalnie zamkniętego. „Normalnie” odnosi się do najniższego położenia pływaka, w którym nie unosi się on na wodzie. „Otwarty” oznacza obwód otwarty, czyli wyłączony. Przełącznik „Zamknięty” kończy obwód, włączając go. Tak więc, dla każdej aplikacji, zastanów się, czy chcesz, aby rosnący lub malejący poziom cieczy wywoływał działanie, i czy to działanie powinno być włączeniem lub wyłączeniem obwodu (np. pompy lub alarmu). Normalnie otwarty przełącznik wyłączy obwód, gdy poziom cieczy spada. Normalnie zamknięty wyłącznik wyłączy obwód, gdy poziom cieczy wzrasta. Na przykład, jeśli chcesz, aby przełącznik pływakowy uruchomić alarm niskiego poziomu, należy użyć normalnie zamkniętego przełącznika. Jeśli jednak trzeba wyłączyć pompę opróżniającą, gdy poziom w zbiorniku jest zbyt niski, należy użyć wyłącznika normalnie otwartego. Ważne jest, aby wiedzieć, czy potrzebny jest wyłącznik pływakowy normalnie otwarty, czy normalnie zamknięty, ponieważ większość wyłączników pływakowych jest dostarczana z operacją normalnie otwartą lub normalnie zamkniętą wybraną w momencie zakupu. Niektóre jednopunktowe wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu są odwracalne przez użytkownika.

Najlepsze praktyki konfiguracji i instalacji wyłączników pływakowych

Niektóre wyłączniki pływakowe są „plug and play”, a większość jest dość łatwa do zainstalowania, ale warto poświęcić chwilę na omówienie kilku najlepszych praktyk dotyczących konfiguracji i instalacji wyłączników pływakowych.

• Po pierwsze, i dotyczy to wszystkich wyłączników pływakowych, upewnij się, że zakupiony wyłącznik pływakowy jest tym, który otrzymałeś, i że jest on kompatybilny z cieczą, w której go umieścisz. Jeśli nie jest to ten, który zamówiłeś, lub nie jest kompatybilny, to nie będzie działać, bez względu na to, jak dobrze wykonasz resztę tych kroków.
• Po drugie, sprawdź, czy twój wyłącznik pływakowy będzie fizycznie zainstalowany prawidłowo. Prawie wszystkie wyłączniki pływakowe montowane na trzpieniu penetrują naczynie zawierające ciecz, w której będą się znajdować, ponieważ większość trzpieni nie jest przeznaczona do zanurzenia. Tak więc, niezależnie od tego, czy są montowane od zewnątrz czy od wewnątrz zbiornika, należy upewnić się, że wyłącznik pływakowy jest zamontowany prawidłowo, a jego mocowanie jest szczelne dla cieczy. Nieszczelność wokół mocowania wyłącznika pływakowego będzie miała negatywny wpływ na jego działanie.Jeśli twój wyłącznik pływakowy jest zawieszony na kablu, sprawdzenie jego fizycznej konfiguracji może być nieco trudniejsze, ale nie mniej konieczne. Trzeba będzie sprawdzić kilka rzeczy:
  1. Czy skrzynka przyłączeniowa, do której podłączysz wyłącznik pływakowy podwieszany na kablu, znajduje się powyżej znaku wysokiej wody (lub jakiejkolwiek cieczy, którą monitorujesz)?
  2. Czy po podłączeniu do tej skrzynki przyłączeniowej twój wyłącznik pływakowy podwieszany na kablu osiągnie pożądany najniższy punkt przełączania?
  3. Czy twój zawieszony na kablu wyłącznik pływakowy musi być uwiązany, aby nie wypłynął z pozycji lub na drogę rur wlotowych/wylotowych, mieszadeł itp.?
  4. Czy ciężar twojego zawieszonego na kablu wyłącznika pływakowego jest odpowiednio podtrzymywany, aby nie wyrwał się z zacisków w skrzynce przyłączowej?
• Po trzecie, sprawdź, czy twój wyłącznik pływakowy będzie prawidłowo zintegrowany z twoim systemem sterowania. Jeśli masz tylko jeden przełącznik, musisz podłączyć tylko dwa przewody. Każdy dodatkowy przełącznik lub punkt przełączania powinien dodać tylko jeden przewód. Czy masz odpowiednią liczbę zacisków dla liczby przewodów wychodzących z wyłącznika(ów)? Czy twoje przełączniki są podłączone do systemu sterowania lub obwodów sterowania, czy też są one bezpośrednio w linii z kontrolowanym obciążeniem? Jeśli twój wyłącznik(i) jest(są) bezpośrednio w linii, czy masz odpowiednią ochronę dla swojego wyłącznika(ów) przed skokami prądu/napięcia?

Jeśli możesz odpowiedzieć na wszystkie te pytania twierdząco, jesteś gotowy do zainstalowania swojego wyłącznika pływakowego!

Do jakich zastosowań są używane wyłączniki pływakowe?

Wyłączniki pływakowe są używane do wykrywania poziomu punktowego; to znaczy, wyłączniki pływakowe wskazują, że poziom płynu jest na poziomie lub powyżej (normalnie otwarte), lub na poziomie lub poniżej (normalnie zamknięte) określonego poziomu. Jest to przeciwieństwo czujników do ciągłego pomiaru poziomu, które zapewniają ciągły odczyt poziomu. Wyłączniki pływakowe są doskonałym rozwiązaniem w przypadku konieczności uruchomienia alarmu lub włączenia bądź wyłączenia pompy w oparciu o określony poziom cieczy. Chcesz wiedzieć, kiedy poziom oleju opałowego w Twoim zbiorniku spadnie do 15%? Przełącznik pływakowy! Chcesz automatycznie włączyć pompę studzienną w piwnicy, gdy poziom wody osiągnie określony punkt? Przełącznik pływakowy! Potrzebujesz sterować pompami opróżniającymi zbiornik na zmianę, z alarmami niskiego i niskiego poziomu? Wyłączniki pływakowe!

Z powodu różnorodności materiałów, układów i możliwości wyłączników pływakowych, można znaleźć wyłącznik pływakowy dla prawie każdej sytuacji. Małe przestrzenie wymagają małych wyłączników montowanych na trzpieniu, podczas gdy wyłączniki pływakowe zawieszone na linkach są idealne dla przestrzeni z szerszymi pasmami histerezy. Agresywne chemikalia wymagają wyłączników pływakowych wykonanych z mocniejszych, bardziej odpornych materiałów (takich jak tworzywa sztuczne, zamiast stali nierdzewnej). Atmosfery wybuchowe lub procesy wysokociśnieniowe i wysokotemperaturowe wymagają wyłączników z odpowiednimi certyfikatami.

Wyłączniki pływakowe są również pomocne przy redukcji skomplikowanej automatyki. W przypadku niektórych systemów procesowych, centralny sterownik PLC, który monitoruje i uruchamia wszystko, jest niezbędny do płynnego i ekonomicznego działania. W takich sytuacjach wyłącznik pływakowy to tylko jedno dodatkowe wejście, jeden dodatkowy punkt danych w z konieczności skomplikowanym schemacie. Jednak w przypadku mniejszych zastosowań – na przykład pompa lub dwie na każdym z kilku zbiorników – wyłączniki pływakowe mogą być kluczem do ciągłego sukcesu. Podłączenie wyłączników pływakowych do przekaźników sterujących pompami, z zapasowym alarmem lub dwoma, może być całą niezbędną automatyzacją: opróżnij (lub napełnij) zbiorniki, gdy jest to wymagane, zapewnij „Hej, pompy nie wyłączyły się!” lub „Hej, pompy nie włączyły się!” światła lub klaksony, i możesz być gotowy. Jeśli nie potrzebujesz stałego, ciągłego odczytu poziomu, jeśli po prostu musisz wiedzieć, kiedy określone wysokie lub niskie poziomy są osiągane lub przekraczane, wtedy wyłącznik pływakowy jest odpowiedzią, której szukasz.

Na koniec, typ, materiał i działanie wyłącznika pływakowego wybierasz sprowadza się do tego, co najlepiej pasuje do aplikacji. Niezależnie od tego, czy jest to skomplikowane czy proste, małe zbiorniki czy duże rezerwuary, zwykłe ciecze czy naprawdę agresywne chemikalia, istnieje wyłącznik pływakowy, który może pasować do danego zadania.

Ciekawi Cię, jaki rodzaj wyłącznika pływakowego najlepiej sprawdzi się w Twojej sytuacji? Czy jesteś gotowy, aby dowiedzieć się, jak zintegrować wyłączniki pływakowe w swoim systemie sterowania? Wyślij wiadomość e-mail do naszych ekspertów ds. pomiarów lub zadzwoń do nich już teraz! Ich wiedza ekspercka pomoże Ci dobrać wyłącznik pływakowy, który sprawi, że pomiar i kontrola poziomu cieczy staną się jedną rzeczą mniej, o którą musisz się martwić.