Коли виникає необхідність контролю рівня рідини, багато хто виконує цю роботу вручну, адже це вкрай неефективно, забирає багато часу і сил, а наслідки недогляду можуть обійтися дуже дорого: наприклад, затоплена квартира або насос, що згорів. Це можна легко уникнути, використовуючи поплавкові датчики рівня води. Це прості за конструкцією та принципом дії пристрою, доступні за ціною.

У домашніх умовах датчики цього типу дозволяють автоматизувати такі процеси, як:

• контроль рівня рідини у видатковому баку;
• відкачування ґрунтових вод з льоху;
• відключення насоса, коли рівень у колодязі падає нижче допустимого, та деякі інші.

Принцип дії датчика поплавця

У рідину міститься предмет, який у ній не тоне. Це може бути шматок дерева або пінопласту, порожня герметична сфера з пластмасиабо металу та багато іншого. При зміні рівня рідини цей предмет підніматиметься або опускатиметься разом з нею. Якщо поплавець з'єднати з виконавчим механізмом, він виконуватиме функції датчика рівня води в ємності.

Класифікація обладнання

Поплавкові датчики можуть самостійно здійснювати контроль за рівнем рідини або подавати сигнал у схему контролю. За цим принципом їх можна поділити на дві великі групи: механічні та електричні.

Механічні пристрої

До механічних відносяться найрізноманітніші поплавкові клапани рівня води в баку. Принцип їх дії полягає в тому, що поплавець з'єднаний з важелем, при зміні рівня рідини поплавець переміщує вгору або вниз цей важіль, А він, у свою чергу, впливає на клапан, який і перекриває (відкриває) подачу води. Такі клапани можна побачити у зливних бачках унітазів. Їх дуже зручно використовувати там, де потрібно постійно додавати воду із центральної системи водопостачання.

Механічні датчики мають ряд переваг:

• простота конструкції;
• компактність;
• безпека;
• автономність – не вимагають жодних джерел електроенергії;
• надійність;
• дешевизна;
• легкість встановлення та налаштування.

Але у цих датчиків є один істотний недолік: вони можуть контролювати лише один (верхній) рівень, який залежить від місця монтажу, і регулювати його, якщо й можна, то в невеликих межах. У продажу такий клапан моженазиватися «поплавковий кран для ємностей».

Електричні датчики

Електричний датчик рівня рідини (поплавковий) відрізняється від механічного тим, що сам він воду не перекриває. Поплавець, переміщуючись при зміні кількості рідини, впливає на електричні контакти, включені в схему управління. З цих сигналів автоматична система контролю приймає рішення необхідність тих чи інших дій. У найпростішому випадку такий датчик має поплавець. Цей поплавець впливає контакт, через який відбувається включення насоса.

Як контакти найчастіше застосовують геркони. Геркон – це скляна герметична колба з контактами всередині. Перемикання цих контактів відбувається під впливом магнітного поля. Геркони мають мініатюрні розміри та легко розміщуються усередині тонкої трубки з немагнітного матеріалу (пластик, алюміній). По трубці під дією рідини вільно переміщається поплавець з магнітом, при наближенні якого спрацьовують контакти. Вся ця система встановлюється вертикально у резервуар. Змінюючи положення геркона всередині трубки, можна регулювати момент спрацьовування автоматики.

Якщо потрібно стежити за верхнім рівнем у резервуарі, то датчик встановлюють зверху. Як тільки рівень опуститься нижче встановленого, контакт замкнеться, насос увімкнеться. Вода почне додаватися, і коли рівень води дійде до верхньої межі, поплавець повернеться у вихідний стан і насос відключиться. Однак на практиці таку схему застосовувати не можна. Справа в тому, що датчик спрацьовує при найменшій зміні рівня, потім включається насос, рівень піднімається, і насос відключається. Якщо витрата води з ємності менша, ніж подача, виникає ситуація, коли насос постійно вмикається і відключається, при цьому він швидко перегрівається та виходить з ладу.

Тому датчики рівня водидля керування насосом працюють інакше. У ємності мають мінімум два контакти. Один відповідає за верхній рівень, він вимикає насос. Другий визначає положення нижнього рівня, при досягненні якого насос вмикається. Таким чином, значно скорочується кількість пусків, що забезпечує надійну роботу всієї системи. Якщо різниця рівнів невелика, то зручно використовувати трубку з двома герконами всередині та один поплавець, який їх комутує. При різниці більше метра застосовують два окремі датчики, встановлені на необхідних висотах.

Незважаючи на більш складну конструкцію та необхідність схеми управління, електричні датчики поплавця дозволяють повністю автоматизувати процес управління рівнем рідини.

Якщо через такі датчики підключити лампочки, їх можна використовувати для візуального контролю кількості рідини в резервуарі.

Саморобний поплавковий вимикач

Якщо у вас є час і бажання, то найпростіший датчик датчика рівня води можна зробити своїми руками, і витрати на нього будуть мінімальні.

Механічна система

Для того, щоб максимально спроститиконструкцію, як замикаючий пристрій будемо використовувати кульовий клапан (кран). Добре підійдуть найменші клапани (напівдюймові і менше). Такий кран має ручку, якою він закривається. Для обробки його в датчик необхідно подовжити цю ручку смужкою металу. Смужка кріпиться до ручки через просвердлені в ній отвори відповідними гвинтами. Перетин цього важеля має бути мінімальним, але при цьому він не повинен згинатися під дією поплавця. Довжина його близько 50 см. Поплавець кріпиться на кінці цього важеля.

Як поплавець можна використовувати дволітрову пластикову пляшкувід газування. Пляшка наполовину заповнюється водою.

Перевірити роботу системи можна, не встановлюючи їх у резервуар. Для цього встановіть кран вертикально, а важіль з поплавцем поставте горизонтальне положення. Якщо все зроблено правильно, то під дією маси води в пляшки, важіль почне рухатися вниз і займе вертикальне положення, разом з ним перевіриться ручка клапана. Тепер зануріть пристрій у воду. Пляшка повинна спливти та повернути ручку клапана.

Так як клапани розрізняються розмірами та зусиллям, які потрібно докласти для їх перемикання, можливо, потрібно буде провести налаштування системи. Якщо поплавець не може провернути клапан, можна збільшити довжину важеля або взяти пляшку більшого об'єму.

Монтуємо датчик у ємності на необхідному рівні у горизонтальному положенні, при цьому у вертикальному положенні поплавця клапан повинен бути відкритий, а у горизонтальному – закритий.

Датчик електричного типу

Для самостійного виготовлення датчикацього типу, крім звичайного інструменту, знадобиться:

Послідовність виготовлення:

При зміні рівня рідини разом із нею переміщається і поплавець, який діє електричний контакт контролю рівня води у баку. Схема управління таким датчиком може мати вигляд, представлений малюнку. Точки 1, 2, 3 – це точки підключення дроту, що йде від нашого датчика. Точка 2 – це загальна точка.

Розглянемо принцип дії саморобного устрою. Припустимо, у момент включення резервуарпорожній, поплавець знаходиться в положенні нижнього рівня (НУ), цей контакт замикається та подає живлення на реле (Р).

Реле спрацьовує та замикає контакти Р1 та Р2. Р1 – це контакт самоблокування. Він потрібний для того, щоб реле не відключилося (насос продовжував працювати), коли вода почне прибувати, і контакт НУ розімкнеться. Контакт Р2 підключає насос (Н) до джерела живлення.

Коли рівень підніметься до верхнього значення, спрацює геркон і розімкне свій контакт ВУ. Реле буде знеструмлено, воно розімкне свої контакти Р1 і Р2, і насос відключиться.

Зі зменшенням кількості води в резервуарі поплавок почне опускатися, але доки він не займе нижнє положення і не замкне контакт НУ, насос не ввімкнеться. Коли це станеться, цикл роботи знову повториться.

Ось так працює поплавковий вимикач контролю рівня води.

У процесі експлуатації необхідно періодично очищати трубу та поплавок від забруднень. Геркони витримують безліч перемикань, тому такий датчик прослужить довгі роки.

• підтримання заданої верхньої та нижньої межі води;
• попереджати перелив чи нестачу рідини.

Пристрій

Поплавковий клапан для ємності сконструйований з таких деталей, як:

• поплавець – плаваюча частина, що реагує зміну кількості рідини;
• рухомий важіль;
• пропускний вузол, до складу якого входять впускні та випускні патрубки різних діаметрів.

У спеціалізованих магазинах можна придбати поплавковий пластиковий клапан, латунний, з нержавіючої сталі, а також бронзовий.

Поплавці різняться формою. Вони можуть бути сферичними, циліндровими або плоскими. Виготовляються з таких матеріалів, як пластик та нержавіюча сталь.

Найчастіше зустрічаються пластикові вироби. Деякі фірми-виробники поставляють поплавковий клапан рівня води без нього, пропонуючи придбати його окремо, вибравши найбільш підходящий за розміром і матеріалом варіант.

Наприклад, поплавковий клапан повністю виготовлений з пластмаси. Поплавець цієї моделі регульований. Є зовнішній різьбовий приєднувальний патрубок.

Серед плюсів можна виділити хорошу пропускну здатність, малі габарити, що дозволяють монтувати їх у невеликі баки. Сідло має м'яке ущільнення, що забезпечує щільне закриття, навіть при постійній зміні напору в трубопроводі.

Важель, що використовується в конструкції, є двоколінним. За рахунок цього зростає сила закриття механізму зі збільшенням кількості рідини. Існують моделі з паралельним ходом поплавця, тому у них відсутні напрямні.
У деяких моделях сідло та поршень є замінними.

Поплавковий клапан для ємності має різні ступені відкриття і закриття, що запобігає відкриття клапана при незначному зменшенні води в баку, так званий режим «дзвінка».

Поплавкові клапани для установки в ємність можуть комплектуватися перехідним штуцером, який використовується для приєднання гумового шлангу на вихід.

Поплавковий клапан для ємності або бака поставляється в комплекті з гумовими ущільненнями та притискною гайкою для кріплення зовні резервуару.

Додатково може бути замінний сітчастий фільтр, встановлений у вхідному отворі. Він перешкоджає проходженню забруднюючих частинок.

Сітка може бути великою або дрібнішою. Він легко виймається та промивається. Не варто користуватися пристроєм без сітки, що фільтрує, інакше у внутрішній механізм можуть потрапити великі частинки і пошкодити його.

Існує такий поплавковий запірний клапан, в якому два варіанти встановлення поплавця: вертикально та горизонтально.

Габарити поплавкових клапанів

Застосування

• у відкритих резервуарах, призначених, наприклад, для поливу;
• у закритих ємностях, наприклад, бачки для унітазів;
• у системах наповнення накопичувальних ємностей систем водозабезпечення;
• у промисловому та комерційному устаткуванні.

• місце монтажу, тобто тип резервуару;
• Температура води;
• заповнюваний обсяг;
• з якою продуктивністю виконуватиметься забір води.

При високому тиску раціонально застосувати поплавковий клапан рівня води в баку зі збалансованим пристроєм поршня. Тоді тиск у системі збалансований і не перешкоджає спливанню поплавця. Якщо натиск слабкий, то при неправильно вибраному пристрої наповнення буде здійснюватися дуже повільно.

Враховувати необхідно і тиск у ємності. Для закритих резервуарів під тиском не підходять циліндричні поплавці. Для них призначені спеціальні виконання запірних механізмів.

Виходячи з цих даних, підбирається поплавковий клапан для бака відповідного діаметра, розміру і виконання.

Клапан поплавковий пластмасовий можна використовувати там, де він не піддаватиметься впливу температури вище 50 °С.
Для сталевих виробів температура експлуатації вища і дорівнює 90 °С. Найбільший та найменший робочий тиск для різних модифікацій різний.
Наприклад, поплавковий клапан Акватек має такі значення цього параметра 6 бар і 0,6 бар відповідно.

Поплавковий клапан рівня вставляється в отвір стінки, який повинен мати відповідний діаметр.

Монтаж провадиться наступним чином:

1. Там бака, де буде розташовуватися труба, що підводить, робиться отвір необхідного діаметра.
2. На різьбовий патрубок нанизується гумова прокладка (входить у комплект), з її допомогою створюється герметична з'єднання.
3. Потім зсередини бака у висвердленому гнізді поміщається штуцер і з іншого боку закріплюється обтискною гайкою. Не слід її надмірно сильно закручувати, інакше можна деформувати штуцер та зіпсувати різьблення.
4. Далі приєднується трубопровід, що подає. Для цього використовуються фітинги.
5. Поплавковий клапан виставляється на граничний рівень води. Регулювання здійснюється шляхом загвинчування чи ослаблення гайки на рухомому важелі.
6. Тепер перевіряється правильність роботи пристрою. Для цього відкривається кран, встановлений на трубі, що подає, і бак почне наповнюватися. Разом із підняттям рівня води поплавець спрямовуватиметься вгору. Коли він дійде до верхньої відрегульованої межі, відбудеться перекриття вихідного патрубка і резервуар перестане наповнюватися.

Може використовуватися для

• підтримання заданої верхньої та нижньої межі води;
• попереджати перелив чи нестачу рідини.

Пристрій

Поплавковий клапан для ємності сконструйований з таких деталей, як:

• поплавець – плаваюча частина, що реагує зміну кількості рідини;
• рухомий важіль;
• пропускний вузол, до складу якого входять впускні та випускні патрубки різних діаметрів.

У спеціалізованих магазинах можна придбати поплавковий пластиковий клапан, латунний, з нержавіючої сталі, а також бронзовий.

Поплавці різняться формою. Вони можуть бути сферичними, циліндровими або плоскими. Виготовляються з таких матеріалів, як пластик та нержавіюча сталь.

Найчастіше зустрічаються пластикові вироби. Деякі фірми-виробники поставляють поплавковий клапан рівня води без нього, пропонуючи придбати його окремо, вибравши найбільш підходящий за розміром і матеріалом варіант.

Наприклад, поплавковий клапан повністю виготовлений з пластмаси. Поплавець цієї моделі регульований. Є зовнішній різьбовий приєднувальний патрубок.

Серед плюсів можна виділити хорошу пропускну здатність, малі габарити, що дозволяють монтувати їх у невеликі баки. Сідло має м'яке ущільнення, що забезпечує щільне закриття, навіть при постійній зміні напору в трубопроводі.

Важель, що використовується в конструкції, є двоколінним. За рахунок цього зростає сила закриття механізму зі збільшенням кількості рідини. Існують моделі з паралельним ходом поплавця, тому у них відсутні напрямні.
У деяких моделях сідло та поршень є замінними.

Поплавковий клапан для ємності має різні ступені відкриття і закриття, що запобігає відкриття клапана при незначному зменшенні води в баку, так званий режим «дзвінка».

Поплавкові клапани для установки в ємність можуть комплектуватися перехідним штуцером, який використовується для приєднання гумового шлангу на вихід.

Поплавковий клапан для ємності або бака поставляється в комплекті з гумовими ущільненнями та притискною гайкою для кріплення зовні резервуару.

Додатково може бути замінний сітчастий фільтр, встановлений у вхідному отворі. Він перешкоджає проходженню забруднюючих частинок.

Сітка може бути великою або дрібнішою. Він легко виймається та промивається. Не варто користуватися пристроєм без сітки, що фільтрує, інакше у внутрішній механізм можуть потрапити великі частинки і пошкодити його.

Існує такий поплавковий запірний клапан, в якому два варіанти встановлення поплавця: вертикально та горизонтально.

Габарити поплавкових клапанів

Застосування

• у відкритих резервуарах, призначених, наприклад, для поливу;
• у закритих ємностях, наприклад, бачки для унітазів;
• у системах наповнення накопичувальних ємностей систем водозабезпечення;
• у промисловому та комерційному устаткуванні.

• місце монтажу, тобто тип резервуару;
• Температура води;
• заповнюваний обсяг;
• з якою продуктивністю виконуватиметься забір води.

При високому тиску раціонально застосувати поплавковий клапан рівня води в баку зі збалансованим пристроєм поршня. Тоді тиск у системі збалансований і не перешкоджає спливанню поплавця. Якщо натиск слабкий, то при неправильно вибраному пристрої наповнення буде здійснюватися дуже повільно.

Враховувати необхідно і тиск у ємності. Для закритих резервуарів під тиском не підходять циліндричні поплавці. Для них призначені спеціальні виконання запірних механізмів.

Виходячи з цих даних, підбирається поплавковий клапан для бака відповідного діаметра, розміру і виконання.

Клапан поплавковий пластмасовий можна використовувати там, де він не піддаватиметься впливу температури вище 50 °С.
Для сталевих виробів температура експлуатації вища і дорівнює 90 °С. Найбільший та найменший робочий тиск для різних модифікацій різний.
Наприклад, поплавковий клапан Акватек має такі значення цього параметра 6 бар і 0,6 бар відповідно.

Поплавковий клапан рівня вставляється в отвір стінки, який повинен мати відповідний діаметр.

Монтаж провадиться наступним чином:

1. Там бака, де буде розташовуватися труба, що підводить, робиться отвір необхідного діаметра.
2. На різьбовий патрубок нанизується гумова прокладка (входить у комплект), з її допомогою створюється герметична з'єднання.
3. Потім зсередини бака у висвердленому гнізді поміщається штуцер і з іншого боку закріплюється обтискною гайкою. Не слід її надмірно сильно закручувати, інакше можна деформувати штуцер та зіпсувати різьблення.
4. Далі приєднується трубопровід, що подає. Для цього використовуються фітинги.
5. Поплавковий клапан виставляється на граничний рівень води. Регулювання здійснюється шляхом загвинчування чи ослаблення гайки на рухомому важелі.
6. Тепер перевіряється правильність роботи пристрою. Для цього відкривається кран, встановлений на трубі, що подає, і бак почне наповнюватися. Разом із підняттям рівня води поплавець спрямовуватиметься вгору. Коли він дійде до верхньої відрегульованої межі, відбудеться перекриття вихідного патрубка і резервуар перестане наповнюватися.

Може використовуватися для

Поплавковий клапан - пристрій, що дозволяє регулювати в ємності рівень рідини. Незважаючи на простоту конструкції, прилади є надійними інструментами, що забезпечують надходження та підтримання води на певному рівні в резервуарі. Застосування дозволяє автоматизувати процес наповнення бака і регулювання заданого об'єму рідини.

Призначення та принцип роботи

При витрачанні води, олії або паливної суміші поплавок опускаєтьсяПри цьому йде тяга вниз, і важіль перестає тиснути на поршень. Той, у свою чергу, веде до ковпачка упору. Під тиском води поршень відсувається, і рідина надходить у резервуар доти, доки тиск не відновиться.

За допомогою пристрою досягаються такі цілі, як:

• Підтримка заданого рівня води в інтервалі верхньої та нижньої межі.
• Підтримка у ємності постійного заданого об'єму рідини.

Випускаються сучасні моделі - якісні та безшумні, незалежно від сфери застосування - у побуті чи для професійних потреб.

Модифікації клапанів бувають різними:

• конструкції з гнучким налаштуванням необхідного рівня;
• моделі для пінних поверхонь;
• прилади для ємностей із перемішуванням;
• сталеві.

Останній тип необхідний під час роботи з підвищеними умовами гігієничи агресивних середовищах. При цьому він невимогливий до контролю, стабільно працює, легко чиститься та відрізняється продуманою конструкцією з різними способами підключення.

Види

Виділяються два основні типи виробів:

• механічні;
• електричні.

Механічний клапан для води досить часто застосовується у побуті, наприклад, це поплавець у зливному баку унітазу.

Другий вид виконує функції сигналізатора і використовується для увімкнення або вимкнення електричних насосів при зміні рівня рідкого середовища. Оптимальним є його використання при частій витраті при невеликій за обсягом ємності. Поплавковий клапан для водяних резервуарів може використовуватись разом з електромагнітним клапаном, забезпечуючи автоматичний режимнасоса та захист його від роботи при холостому ході без води.

Особливості вибору приладу

Конструкція поплавця передбачає різні способи встановлення:

• Усередині в ємності
• Зовні на ємності
• Усередині трубопроводу.

При цьому клапани можуть закриватися або відкриватися при зниження рівня водиабо іншого рідкого середовища у ємності.

Вибір клапана обумовлюється трьома параметрами:

• перепад тиску;
• витрата виходячи з максимального рівня;
• Температура середовища.

Можливі несправності механізму

Незважаючи на простоту пристрою, можливі поломки окремих комплектуючих механізму. Свідченням несправності є те, що:

1. У бак перестає надходити рідина.
2. Рідина надходить, але її зупинка не відбувається, що призводить до переливу.
3. Рідина надходить, але дуже повільно.

Всі ці сигнали свідчать, що вийшла з ладу мембрана або засмічився водопропускний клапан.

Також можливе порушення герметичності самого виправлення, і вода заливається всередину, не даючи йому спливати на поверхню. У цьому випадку ремонт механізму не має сенсу і потрібно замінити всю конструкцію.

Застосування у побуті

Велике поширення набув поплавковий клапан рівня води в баку для поливу або вуличного душу на дачі. Найпростіша конструкція з'єднується з бочкою для збору дощових вод і підключається шлангом, що відводить надлишки дренажну канаву. При наполенні бочки, з метою уникнення переливу, поплавець перекриває доступ до бочки, і зайва вода відводиться від будинку.

У фекальних та грязьових насосах наявність поплавця дозволяє звільнити господарів від постійного контролю рівня стоків у септиках та дренажних колодязях. При досягненні певної межі відходів поплавок включає насос, та рідина видаляєтьсядля подальшого очищення природним шляхом у полі фільтрації.

​

У цьому випадку особливу увагу треба приділити правильній установці насоса. Оскільки поплавець знаходиться зовні приладу, при зануренні в дренажну криницю або септик потрібно уважно проконтролювати, щоб важіль не зачепився за стінки ємності і міг вільно переміщатися. В іншому випадку поплавковий клапан у ємності або баку не зможе регулювати рівень стічних вод, що призведе до швидкого виходу з ладу деталей насоса або його перегорання.

Не слід експлуатувати прилади з клапанами поплавця в умовах негативних температур, оскільки замерзла рідина викличе поломку. Щоб цього уникнути, потрібно встановити підігрів у приміщенні, де знаходиться ємність, або осушити бак і сам поплавковий клапан для того, щоб не пошкодити пластикові деталі і мембрану.

​