Приложение 8 Устройство для автоматического управления вибронасосами

Приложение 8

Устройство для автоматического управления вибронасосами

Предлагаемое устройство предназначено для автоматического управления вибронасосами для работы в скважинах или колодцах с малым количеством воды или для периодической откачки грунтовых вод.

Те насосы, которые применяются в скважинах малого диаметра, имеют на водоподъемном шланге бесконтактные датчики уровня воды. На рис. 107 показан вибронасос с водоподъемным шлангом, подвешенный на металлическом тросе в скважине.

Рис. 107. Размещение вибронасоса в скважине: 1 – вода в скважине; 2 – вибронасос; 3 – датчик нижнего уровня воды; 4 – датчик верхнего уровня воды; 5 – водоподъемный шланг; 6, 7 – подводящие провода датчиков; 8 – трос подвески насоса – общий электрод

На шланге имеются датчики верхнего и нижнего уровня воды.

Работа данного устройства основана на изменении проводимости между общим электродом, в качестве которого используется металлический трос подвески насоса, и электродами датчиков, находящимися в воде и вне ее. Состояние датчиков анализируют с помощью логического узла на микросхеме DD1 (рис. 108).

Рис. 108. Принципиальная схема автоматического устройства

Автомат работает следующим образом. Если датчики верхнего и нижнего уровня погружены в воду, проводимость между тросом и электродами датчиков большая. Значит, при включении питания тумблером SA1 на входах R и С триггера устанавливаются уровни логической 1 (единицы), что приводит к появлению того же уровня на его прямом выходе, вызывающего открывание ключа на транзисторах VT1, VT2 и включение реле К1, которое контактами К1.3, К1.4 подключает насос к сети.

Если насос откачивает воду, он выключится только тогда, когда на входе R DD1 появится логический 0, т. е. когда вода опустится ниже датчика нижнего уровня. Такое состояние триггера обусловлено нулевым логическим значением на его прямом выходе, закрывающим транзисторный ключ и выключающим реле и насос.

Во время выключения насоса уровень воды в скважине поднимается. Когда он достигнет датчика нижнего уровня, на входе R триггера появится значение 1. Но насос не включится, потому что на входе С есть напряжение логического нуля и до датчика верхнего уровня вода еще не поднялась. После того как вода достигнет датчика верхнего уровня, на входе С DD1

Рис. 109. Печатная плата со схемой расположения элементов появится напряжение логической 1 и на его прямом выходе также установится логическая 1. После этого включатся транзисторный ключ, реле и насос – процесс повторится заново.

Для установки необходимых логических значений на входах триггера используются резисторы R2, R3, R4 и R8.

Устройство может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. Когда переключатель SA1 находится в нейтральном положении, прибор и насос отключены. В верхнем (по схеме) положении переключателя устройство отключено от сети, а подключен только насос.

В том случае, если за уровнем воды не нужно следить, насос может работать в ручном режиме. Основным является автоматический режим при нижнем (по схеме) положении SA1. В данном режиме работу индуцирует светодиод HL1.

Подобрав нужную по размеру коробку, в ней размещают плату с радиоэлементами (рис. 109), трансформатор Т1, реле К1.

У трансформатора имеется две вторичные обмотки, рассчитанные на ток нагрузки, равный 100 и 150 мА. Понадобится переключатель П2Т, реле ТКЕ—56ПД1, которое можно заменить контактором ТКД133Д0Д. В этом случае обмотка II трансформатора Т1 должна быть рассчитана на ток нагрузки не менее 350 мА, а транзистор КТ603Б заменен на КТ815Б.

Как устанавливать датчики на шланге, показано на рис. 110.

Рис. 110. Расположение датчиков на шланге: 1 – датчик нижнего уровня; 2, 6, 7 – подводящие провода; 3 – водоподъемный шланг; 4 – трос подвески насоса; 5 – датчик верхнего уровня; 8 – лента ПХВ

Датчики – это кольца, имеющие ширину 15—20 мм. Изготовлены они из листовой оцинкованной или нержавеющей стали, смонтированы на резиновом водоподъемном шланге насоса. С помощью проводов трос и датчики соединены с логическим узлом. Для того чтобы предотвратить замыкание между тросом и кольцами, нужно с помощью трех слоев изоленты ПХВ обмотать трос на участке длиной 30—40 мм.

Соединительные провода припаяны к штекеру разъема, гнездо которого установлено на коробке блока. На этой же коробке размещена розетка для подключения вилки электронасоса. Провода и трос хомутами прикреплены к водоподъемному шлангу.

Если скважина имеет металлическую обсадную трубу, то трос подвешивают таким образом, чтобы датчики не касались трубы.