Руководство по поплавковому выключателю уровня: как он работает, типы, характеристики и советы по выбору

Один поддон для конденсата, который переливается в пространство под потолком, обычно стоит гораздо дороже, чем переключатель, который не сообщил об этом. Это практический пример поплавкового выключателя уровня: механическое устройство, которое замыкает или размыкает электрический контакт, когда жидкость достигает заданной высоты, поэтому запускается насос, звучит сигнал тревоги или компрессор останавливается до того, как повреждение распространится. При обслуживании холодильного оборудования и систем кондиционирования воздуха, а также при повседневной работе с резервуарами эти переключатели остаются выбором по умолчанию, поскольку чувствительный элемент не требует питания, они переносят грязь и масляные пленки лучше, чем оптические датчики или датчики проводимости, и техник может проверить их вручную за несколько секунд.

В этом руководстве рассказывается о том, как работает поплавковый выключатель, какой тип монтажа подходит для какого судна, технические характеристики, которые стоит указать в заказе на поставку, а также модели отказов, которые чаще всего возникают в полевых условиях.

Что на самом деле делает поплавковый выключатель уровня

Поплавковый выключатель уровня представляет собой устройство предельного уровня. Он сообщает об одном условии: жидкость находится на уровне срабатывания или выше, либо нет. Он не дает непрерывных показаний, поэтому не может заменить датчик уровня от 4 до 20 мА, когда вам нужен тренд, отображение или пропорциональное управление модулирующим клапаном.

Что он действительно обеспечивает, так это чистый сухой контакт, который контроллер считывает напрямую. Большинство устройств поставляются как SPST или SPDT, обычно используются как нормально открытые, так и нормально закрытые версии. Обычно для сигнализации предпочтительнее использовать нормально закрытый контакт, поскольку обрыв провода или отсоединенная вилка выдает такое же предупреждение, как и настоящий высокий уровень. Компромисс прост: вы отказываетесь от разрешения и получаете низкую стоимость, широкую совместимость с жидкостями и простоту тестирования на месте.

Как работает поплавковый переключатель

Механизм основан на плавучести и магнитном поле. Полый поплавок движется по поверхности жидкости, а небольшой постоянный магнит находится внутри или на поплавке. По мере повышения уровня магнит движется к герметичному герконовому контакту внутри штока или корпуса. Магнитное поле стягивает язычки вместе и контакт замыкается. Когда уровень падает, лопасти раздвигаются и контакт размыкается.

Несколько деталей решают, будет ли устройство работать в конкретном танке:

• Удельный вес: поплавок должен вытеснять достаточно жидкости для подъема. Стандартные поплавки обычно рассчитаны на жидкости с удельным весом около 0,7 и выше, тогда как для легких масел и растворителей требуется поплавок большего размера или другой метод измерения.
• Гистерезис: расстояние между уровнем переключения и уровнем сброса. Оно может составлять несколько миллиметров или несколько сантиметров и должно быть шире, чем обычное перемещение поверхности, иначе контакт будет дребезжать и изнашиваться.
• Тип контакта: герметичные герконовые контакты отлично подходят для сигналов слабого тока, но требуют осторожности при работе с индуктивными нагрузками, такими как небольшие насосы. Проверьте номинальный ток и при необходимости добавьте реле.
• Конструкции с поворотом и наклоном: поплавки, подвешенные на тросе, переключаются на угол наклона, а не на вертикальное перемещение, поэтому длина троса и положение якоря определяют уровень срабатывания.

Распространенные типы и где они подходят

Четыре семейства, представленные ниже, охватывают большинство систем охлаждения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и резервуаров общего назначения. Соответствие семейства форме сосуда обычно является первым решением, а электрические характеристики — вторым.

Вертикальные модели легко перенастроить на месте. Боковые переключатели полезны там, где высота над уровнем моря ограничена, но поплавок должен иметь возможность свободно качаться, поэтому соблюдайте зазор, показанный на рисунке. Варианты с кабелем выбираются для отстойников, поскольку точку срабатывания можно изменить путем перемещения якоря, а не замены выключателя.

Технические характеристики, которые необходимо подтвердить перед заказом

Большинство проблем, винятых в качестве, оказываются несоответствиями спецификаций. Список ниже стоит проверить построчно:

• Номинал контакта, например 0,5 А при 250 В переменного тока против 3 А при 250 В переменного тока, а также применимо ли это значение к резистивным или индуктивным нагрузкам.
• Действие переключателя: нормально разомкнутое, нормально закрытое или переключающее, плюс ожидаемый гистерезис.
• Рабочая температура: жидкость и окружающая среда, поскольку кабель и уплотнение часто ограничивают производительность раньше, чем поплавок.
• Рабочее давление: оно влияет на корпус и уплотнение штока, а не только на поплавок.
• Технологическое соединение: размер и тип резьбы, например 1/8 дюйма, 1/4 дюйма, M8 или M12, или фланец.
• Материалы, контактирующие с рабочей средой: полипропилен и ПВДФ для воды и мягких химикатов, нержавеющая сталь 304 или 316 для жарких и агрессивных сред, латунь, где важна прочность.
• Кабель и уплотнение: длина, изоляция и класс IP: IP65 обычно достаточно для использования в помещении, а IP68 — для работы под водой.
• Монтажный зазор: на чертеже должно быть показано, сколько свободного места необходимо для перемещения поплавка.

Где поплавковые выключатели имеют значение в холодильном оборудовании и кондиционировании воздуха

В этой отрасли поплавковые выключатели обычно выбирают для выполнения одной из четырех задач:

1. Управление конденсатом: реле уровня в поддоне запускают и останавливают конденсатные насосы и подают сигналы тревоги высокого уровня в вентиляционных установках и фанкойлах.
2. Контроль уровня масла: регуляторы уровня масла с поплавковым управлением удерживают уровень масла в картере компрессора в пределах диапазона, защищая подшипники при миграции хладагента во время простоев.
3. Уровень жидкости в резервуарах: в ресиверах, аккумуляторах и уравнительных барабанах используются поплавки, предотвращающие попадание жидкости во всасывающую линию.
4. Резервуары для воды и сыпучих материалов: бассейны градирен, буферные резервуары чиллера и цилиндры рекуперации хладагента используют их для защиты насосов и сигнализации инвентаря.

Детали вокруг переключателя имеют не меньшее значение. Техник, который может видеть состояние жидкости в линии, принимает более обоснованные решения относительно любого электронного сигнала, и именно здесь смотровое стекло заслуживает своего места.

Смотровое стекло SG для визуального контроля холодильной системы Это смотровое стекло, расположенное там, где техническим специалистам необходимо видеть состояние хладагента, позволяет визуально контролировать поток и влажность в жидкостных трубопроводах. Посмотреть продукт →

Когда жидкость все же достигает стороны всасывания, газожидкостный сепаратор защищает компрессор, не допуская попадания капель в картер, а поплавковый выключатель на сливном отверстии или резервуаре обычно служит второй линией защиты.

Газожидкостный сепаратор хладагента для линий возвратного воздуха Разработанный для защиты стороны всасывания, он отделяет жидкий хладагент от газа, чтобы снизить риск гидравлического удара в компрессорах и возвратных линиях. Посмотреть продукт →

Для проектов с нестандартной резьбой, длиной кабеля или требованиями к удельному весу разработка детали по чертежу или образцу часто оказывается быстрее, чем адаптация сосуда к элементу каталога.

Установка и распространенные виды отказов

Поплавковый выключатель, который срабатывает на неправильном уровне или застревает, почти всегда является проблемой при установке или обслуживании, а не электрической проблемой.

• Неправильная ориентация: боковой переключатель, установленный в перевернутом положении, будет либо читаться перевернуто, либо вообще не переключаться.
• Недостаточный зазор: поплавок зацепляется за перегородку, трубу или стенку резервуара.
• Турбулентность и пена: разбрызгивание вызывает быстрое циклическое движение, и эту проблему обычно решает успокоительный колодец или более широкий гистерезис.
• Накипь и биопленка: отложения увеличивают вес поплавка и смещают уровень срабатывания, поэтому помогают гладкие материалы поплавка и периодическая очистка.
• Липкий продукт и мусор: маслянистые или волокнистые среды могут удерживать поплавок, что требует использования поплавка большего размера или другой технологии.
• Повреждение индуктивной нагрузки: переключение насоса со временем приводит к повреждению герконовых контактов.
• Натяжение кабеля: подвешенные поплавки должны висеть на фиксированном якоре, а не на проводе.

Короткая процедура ввода в эксплуатацию предотвращает большую часть этого. Медленно наполните резервуар, отметьте точный уровень срабатывания, слейте его и подтвердите уровень сброса. Напишите оба числа внутри дверцы панели, чтобы у следующего техника была базовая линия для сравнения.

Поплавковый выключатель или другой датчик уровня

Это также помогает понять, когда поплавковый выключатель является неподходящим инструментом:

• Зонды проводимости: недорогие для чистой проводящей воды, но им нужен эталонный электрод, и они не работают в маслах или очень чистой воде.
• Емкостные и оптические датчики: нет движущихся частей, подходят для небольших судов, однако они чувствительны к покрытию и обычно стоят дороже.
• Ультразвук и радар: непрерывное измерение для больших резервуаров, но важен свободный путь луча, а пена или густой пар вызывают проблемы.
• Дифференциальное давление: подходит для закрытых сосудов и непрерывного контроля, но требует правильного эталонного плеча и тщательной калибровки.

Там, где необходима одна надежная точка срабатывания, в грязной жидкости, при небольших затратах и ​​где кто-то может добраться до устройства и проверить его, поплавковый выключатель все равно выигрывает. Если уровень необходимо контролировать пропорционально или жидкость очень легкая, с сильным налетом или вязкая, это не должно быть основным устройством. На одной и той же установке защита по давлению играет параллельную роль, поэтому контроллер давления холодильного оборудования является обычным спутником на одной и той же панели.

Регулятор давления холодильного оборудования с механическими указателями Наряду с переключателями уровня этот контроллер контролирует высокое и низкое давление охлаждения и может подключаться к компрессорам, вентиляторам или сливным клапанам. Посмотреть продукт →

Выбор поплавкового выключателя уровня сводится к четырем вопросам: что это за жидкость и насколько она тяжелая, сколько места позволяет сосуд, какой ток будет переключаться контактом и как будет проверяться уровень срабатывания после установки. Ответьте на них, а тип, материал и номинал обычно выбирают сами.

Dingsen производит детали для холодильного оборудования и автомобильных кондиционеров с 2008 года, включая системные аксессуары, сервисные инструменты и медные фитинги, а также разрабатывает детали на заказ по чертежам или образцам клиентов. Если вы задаете устройства измерения уровня и давления для чиллера, ресивера или конденсатной системы, вы можете связаться с командой с чертежом и условиями эксплуатации. Вы также можете прочитать больше о заводе и его испытательной лаборатории перед размещением заказа.