+ Проекты домов от фирмы Аквилон
Портал Belkin-labs»Частный дом»Статья
welcome!

Схема регулятора давления; факторы его надежности

Автор: Дмитрий Белкин

Описание проблемы

В статье про устройство автоматической насосной станции значительное внимание я уделил такой её детали, как реле-регулятор давления. Приборчик небольшой по размеру, но очень ответственный. Он включает насос, когда давление в водопроводе уменьшается до некоторого давления включения и выключает мотор насоса, когда давление повысится до определённого давления выключения.

Если реле не сработает, то это грозит нам большими неприятностями. Действительно, если насос не включится, в водопроводе закончится вода, притом это обязательно произойдет в самый неподходящий момент, уж вы мне поверьте! И такой сценарий, на самом деле, самый благоприятный. В этом случае мы скорее всего не попадем на денежные затраты. Будет намного хуже, если насос не отключится вовремя. При этом нам грозит не только перерасход электричества. В зависимости от конструкции насоса вода в нем может закипеть. При этом могут пострадать различные части насоса, например, сальники. Существует опасность вообще безвозвратно потерять насос.

Короче говоря, понятно, что реле давления - деталь весьма ответственная, и очень странно, что они выпускаются в таком качестве, что работают совершенно непредсказуемо, то есть могут работать несколько лет без каких бы то ни было проблем, а могут работать очень неустойчиво и весьма ненадёжно.

Мне повезло. Я построил насосную станцию, и она не доставляла мне никаких хлопот долгое время, точнее порядка девяти лет. Теперь мне кажется, что я достиг совершенно феноменального результата и буду ещё долго вспоминать его, рассказывать о нем, как о чуде, и мне никто не будет верить. Будут думать, что я трепач и выдумщик.

Сейчас у меня накопилась уже целая коллекция совершенно разных реле давления. Первое реле - самое простое, купленное вместе с насосом. Произведено оно было в Италии и прослужило верой и правдой около девяти лет. Второе - точно такое же, но сделанное в Китае. Это прослужило всего дня три. Третье - весьма симпатичное и довольно дорогое - тоже итальянское. Я на него очень надеялся. Но оно прослужило всего год или чуть больше, и тоже постепенно перестало работать как следует. Сейчас я разорился на самое крутое реле давления, которое есть на рынке. Это профессиональное реле давления FF4-4DAH. Оно сделано в Германии. Это буквально последняя надежда на передовую мировую инженерную мысль.

Короче говоря
Меня вопрос надёжности реле давления просто достал, и я решил поставить на нем точку, а именно разобраться, почему эти реле так плохо работают и выяснить, можно ли их исправить или сделать что-нибудь, чтобы они работали нормально.

В этой статье я досконально разберусь со схемой двух одинаковых реле. Это регуляторы, напоминаю, номер 1 и 2. Вот китайский вариант номер два. Это действительно клон регулятора номер один, который проработал у меня верой и правдой много лет.

Разбираем реле давления

Реле давления со стороны подключения воды

Первым делом открутим 4 винта на узле подсоединения реле к водопроводу. Винты открутились легко. Сняв узел, обнаруживаем под ним банальную резиновую мембрану и поршень. Очевидно, вода под давлением толкает поршень, и он поднимает платформу, заставляя сжиматься большую пружину. Очевидно также, что когда я открутил этот узел у хорошо поработавшего реле, я обнаружил под ним довольно значительное количество ржавчины в виде суспензии и песка.

Мембрана, тем не менее, в обоих случаях оказалась в хорошем состоянии. Поршень не деформирован. Его вообще трудно деформировать. Он сделан из довольно толстой стали. Точнее 1.5 мм.

Откручиваем остальные винты. Отделяем металлическое основание от пластикового корпуса. Попутно снимаем электрический контактный узел. Его ножки просто были зажаты между металлическим основанием и пластиковым корпусом.

Принцип действия реле давления

Для того, чтобы понять принцип действия реле, ослабляем обе пружины. Через некоторое время, потраченное на раздумья и щёлканье разобранным реле, можно сделать следующие важные выводы.

  • Конструкция прибора довольно остроумная. Сделано все добротно и прочно. Как ни странно, в ней нет узких мест, подразумевающих неуверенное или неустойчивое срабатывание.
  • На металлическом основании одним концом закреплена металлическая платформа. Платформа может подниматься и опускаться под действием поршня. Здесь тоже нет никаких заеданий
  • Большая пружина действует на платформу против давления воды (поршня), уравновешивая его (давление).
  • Маленькая пружина действует точно так же, то есть действует против давления воды. Однако она сама по себе меньше и расположена дальше от шарнира, который позволяет подниматься и опускаться платформе. А самое главное то, что вступает маленькая пружина в действие не сразу. Получается, что сначала давление воды уравновешивается только большой пружиной, и только после того, как платформа поднялась до определённой высоты, она упирается в малую пружину. Последняя вступает в дело, добавляя сопротивление. С этого момента платформе нужно подняться совсем немного, чтобы контакты перещёлкнулись и выключились.
  • За резкое и скачкообразное срабатывание электрической части реле отвечает второй крохотный шарнир с пружинкой. Основная платформа и электрический шарнир не могут находиться в одной плоскости. Между ними обязательно должен быть угол. Как только платформа поднимается выше второго шарнира, контакты сваливаются вниз. И наоборот, как только платформа оказывается ниже плоскости шарнира контакты перещёлкиваются вверх. Плоскость, как я уже указывал, находится чуть выше основания малой пружины. То есть, платформа поднимается до этого основания не перещёлкиваясь, затем нужно ещё очень небольшое движение вверх уже под действием обеих пружин, и, вуаля, контакты уже выключены.
  • Крошечная пружинка, которая распирает два шарнира и не дает им находиться одновременно в одной плоскости

Вот принцип работы реле давления. Остался вопрос, как регулируется момент включения и выключения мотора насоса. За это отвечают пружины и та нелинейность, которая создаётся маленькой пружиной. Как мне кажется, исходя из описанного выше принципа действия, большая пружина отвечает за момент включения, а маленькая - устанавливает момент отключения. Точнее даже не так! Большая пружина отвечает за давление включения, а малая задает дельту между включением и выключением. Вот такая формулировка куда точнее.

Почему же реле работает ненадежно? Это крайне сложный вопрос и он остается открытым. Реле выполнено из хорошей толстой стали. Платформу согнуть можно, наверное, только в тисках. Контакты перекидываются довольно жёсткой пружиной. У меня не сложилось впечатления, что этот узел хранит в себе какую-то опасность или угрозу надёжности. Сами контакты очень мощные и не пригорели за много лет. В чем же проблема?

Чего стоит избегать при подключении реле давления

Исходя из сложившихся реалий и долгого обдумывания проблемы я вижу следующие факторы уменьшения надёжности реле давления.

  • Использование реле на максимальных или близких к максимальным значениях давления выключения. Другими словами, если для реле заявлено максимальное значение выключения 4 атмосферы, то лучше в реальности устанавливать три с половиной максимум. В случае более высоких давлений приходится чрезмерно сильно сжимать пружины, и это добавляет в работу реле дополнительную нелинейность. Я выключаю насос на давлении 4,2 атмосферы. Похоже, мне надо искать реле, рассчитанное на максимальное значение давления 6 атмосфер. Правда, я его уже нашёл и установил.
  • Фактором ненадёжной работы реле давления может быть старость и естественный износ всей системы водопровода в целом. Например у меня кое-где используются трубы из простого металла и, причём, большого диаметра. Известно, что такие трубы склонны к обрастанию ржавчиной и солями жесткости. Большой кусок может отлететь от трубы и банально закупорить отверстие приёмного мембранного узла реле или вообще засорить "ёлочку" насосной станции.

Главный вывод

Ищите реле давления с "потолком" срабатывания процентов на 30 выше желаемого давления отключения в вашем водопроводе.

Реле давления в коробочке
Обратите внимание!
Вот реально чёрным по белому написано - диапазон давлений 1 - 5 атмосфер. Установленное значение включения 1.5 атмосферы, выключения 2.8 атомсферы. Похоже, что диапазон - явно максимальный и нереальный, а вот предустановленное давление - как раз то, на котором реле работает надёжно. Учимся читать инструкции. Что ещё предложить?

При установке давления не стоит сжимать пружины слишком сильно. Значительное сжатие пружин, особенно малой, является фактором уменьшения надёжности срабатывания реле.

Не стоит делать разницу между давлением включения и выключения слишком значительной. Например, давление включения 1.5 атмосферы и давление выключения 3.5 атмосферы. При таких установках чрезмерно сильно будет сжата малая пружина. А она и так короткая. В этом случае велика вероятность того, что реле не будет отключать насос или будет делать это недостаточно надёжно.

Если порог давления отключения постепенно увеличивается - это прямой признак засорения. Вода с трудом, более медленно толкает поршень, и реле срабатывает с запаздыванием. Приходится ждать, пока давление во впускном узле увеличится и поршень поднимет платформу на нужную высоту. В этом случае мы не бежим за новым реле, а откручиваем старое и выковыриваем ржавчину из всех мелких отверстий, какие найдем. Для этого, возможно, придётся открутить 4 винта и снять мембранный узел.

Таким образом
Мне, похоже, нужно не реле менять одно за другим, а перебирать всю насосную станцию и промывать её от многолетней ржавчины и солей жёсткости. Тогда мне будет обеспечено ещё лет десять безупречной работы насоса и спокойной жизни. Вот такой неожиданный вывод.
Вот рад я, что у меня слово не расходится с делом
Перечитывал тут статью и решил дописать. Дело в том, что я перебрал свою систему водопровода именно с целью заменить в ней все железяки на полипропилен. Было много сюрпризов. Читайте статью Переделываем водопровод, собранный из меди и железа.

Руководство по поиску неисправностей

В каких случаях мы покупаем новое реле?

В случае, если вода течёт из самого реле давления. Это значит, что пробита мембрана

В случае, если сгнил мембранный узел. Признаком является капанье воды между корпусом мембраны и пластиковым основанием. Но для этого нужно лет десять, как минимум.

Спасибо за внимание!
Дмитрий Белкин

Статья создана 15.05.2012
Статья отредактирована 07.02.2014

Обсуждение

Дмитрий, полностью со всем согласен. Спасибо за четкое понимание и изложение проблемы. До этого перечитал массу ссылок - во многих просто выдается дезинформация!

Комментировал Сергей
13.12.2012 (12:03)

Спасибо!Я думал увеличить до 3.5 бар,но теперь передумал и так работает без проблем ,пусть будет как есть.

Комментировал Евгений
09.04.2013 (15:19)

Спасибо) замечательная статья. Было бы очень хорошо, для наглядности, добавить простенькую схему принципа срабатывания.
На моей НС, РД отработало более 15 лет, - потом сгнил и потек мембранный узел.

Комментировал МаХ
19.06.2013 (13:20)

Спасибо!

Я бы сделал схему, но только не приложу ума, как она могла бы выглядеть...

Дмитрий Белкин

В этом реле давления FF 4-4DAH («Tival» Германия) есть зашита от сухого хода? То есть, когда насос выкачал всю воду из колодца, реле должно его выключить. Благодарю!

Комментировал Леонид
20.06.2013 (10:44)

Никакой защиты от сухого хода в этом реле нет. Когда вода в колодце заканчивается давление в магистрали падает и насос продолжает работать, ибо он выключается только по достижению некоего давления, а не при падении его.

Я упоминал вопрос защиты от сухого хода в материале про одно из своих реле, а именно Реле давления FSG-2. Сделано в Италии.

Дмитрий Белкин

спасибо за объстоятельное пояснение принципа раборы реле -регулятора работы насоса.вот только на rhgect регулятора есть поворотная втулка с прорезью для какой то регулировки. нет ни стрелки - мин \ макс, ни рисок с параметрами. не должен же пользователь сам вскрывать корпус и крутить куда попало всё ,что крутится? правильбно? а может я "зубило" и не умею соображать. удачи и бесперебойной работы всех агрегатов в доме!!!

Комментировал геннадий
13.01.2014 (16:32)
Очень сильно подозреваю, что эта поворотная втулка с прорезью является гайкой, которая держит крышку реле на самом реле. То есть для того, чтобы снять крышку, надо отвернуть эту самую втулку.
Дмитрий Белкин

Большое спасибо за обстоятельный анализ, Дмитрий. Однако, несмотря на всё понимание механизма действия, никак не могу добиться повышения порога включения насоса. Он включается, когда вода почти уже не течёт.
Реле проработало более 15 лет без нареканий. Регулировать сложно - огромный ресивер под 60л и каждый цикл отнимает много времени и воды. Отчаялся крутить гайки. Какую надо?

06.02.2014 (14:45)

Действовать надо по следующей схеме:

Дмитрий Белкин

Спасибо, Дмитрий.
Удачи!

Комментировал Сергей Х.
07.02.2014 (12:33)

Я использую для этих целей уже много лет Электро контактный манометр. Его контакты и управляют схемой. Самодельной, потому как у меня два насоса на выбор (колодец, бак).

На ЭКМе отлично видно давление в трубопроводе и срабатывание уставок, сами уставки тоже выставляются наглядно и гистерезис задать можно любой. Так что, если вы не можете подобрать надежное реле давления то с помощью ЭКМа можно все это реализовать вполне надежно и наглядно.

Комментировал Юрий
11.04.2014 (15:09)

Да! Оказывается, есть и такие приборы. Сейчас посмотрел в интернете и действительно их много и стоят они в районе тысячи рублей (от 700). Средний срок службы 10 лет. По сто рублей в год - хороший вариант.

Спасибо за наводку!

Дмитрий Белкин

Основная проблема китайских реле, для водо-насосных станций - это материал из которого они сделаны.

Контактная группа держится на низкотемпературном пластмассе, который плавится от нагревания контактов в следствии их искрения. То есть, чем дольше замкнуты контакты(работает насос) тем больше происходит нагрев контактов, далее происходит углубление нижних контактов в пластмасс под давлением и соответственно увеличивается зазор между контактами, тем самым увеличивая искрение. (Под нижними контактами стоят пружинки которые выполняют роль плотного прижимания контактов, но они малоэффективны)

Вывод первый: искать реле, в котором контактная группа держится на керамике или тугоплавком материале.

Вывод второй: работа водо-насосной станции (реле давления) должна быть кратковременной(время необходимое для заполнения водой гидроаккумулятора до заданного давления).

Комментировал Владимир
05.05.2014 (14:23)

Владимир! Спасибо за коммент.

У меня был похожий случай, но расплавилась у меня группа вовсе не в реле, а в самом моторе. И не потому, что эта штука работала, а потому что работала в довольно сырой среде. Мне пришлось выбросить контакты и сделать соединения "в воздухе".

Вполне возможно, у вас тоже плавится по причине избыточной влажности. Проверьте условия, в которых у вас реле работает. У меня, например, все реле в сухом месте и никогда ничего подобного не наблюдалось.

Попробуйте хорошенько закрутить все винты и провода, а потом хорошенько и от души залить все силиконовым герметиком. Ну и дать высохнуть, конечно.

Дмитрий Белкин

Не могу разобраться.Насос LOVARA погружной.Рэле стояло XMP A12B 2131 12BAR/С насоса выходит четыре провода:синий-ноль,жёлто-зелёный-заземление,коричневый-фаза обычно и чёрный.Куда его прилепить не пойму.В рэле три пары-земля,ноль и фаза,т.е.шесть болтов для зажима контактов.Может кто подскажет электросхему подключения?

Комментировал Владимир
14.07.2014 (16:14)

У меня прикол интереснее :) Я вообще открутил все гайки, обе пружины болтаются, но реле упорно не хочет отключать насос. Железная пластина под пружинами вообще не двигается... Что это может быть, есть идеи? Если нажать на поршень руками - отлично все отключается.

Комментировал Сергей
18.10.2014 (00:22)

Сергей, если реле демонстрирует чудеса - просто смените его! Купите новое! Вот fsg-2 очень симпатичное реле.

Опять же я не понял, как вы нажимаете на поршень? Поршень находится за резиновой мембраной. Чтобы его нажать надо что-то засунуть в приемный водяной узел и, возможно, порвать при этом мембрану.

Дмитрий Белкин

Дмитрий не могли бы вы подсказать от чего во время работы рыле производятся стуки?

И как от этого избавится?

Комментировал Валерия
14.09.2015 (20:52)

Уважаемая Валерия!

При работе реле системы водопровода происходит щелчок, когда реле включает насос и щелчок, когда реле выключает насос. Эти щелчки нормальные и от них не избавиться.

Если реле щелкает в быстром темпе, то надо срочно отключить насосную систему от электроснабжения (вытащить штепсель из розетки) и разбираться в причинах такого поведения реле. Чаще всего нужно подкачать мембранный бак, ибо он сдулся.

Система со сдувшимся баком работать не должна. Это чревато выходом из строя дорогих деталей, в том числе самого реле и насоса.

Дмитрий Белкин

Дмитрий,спасибо за подробности! У меня у нового реле заводская подлянка оказалась. Контактная группа вставлена не до конца и притянута оказалась под углом,к тому же немного качается,из-за этого меняется произвольно срабатывание. Завтра буду снимать реле и если ножки контактной группы не повредили и она поставится на место,придется делать полную перерегулировку.

Комментировал Александр
18.10.2015 (00:20)

Попробуйте.

Но есть мнение, что такое бракованное реле уже не будет работать надежно. Я бы его заменил на новое.

Дмитрий Белкин

P.S. Сегодня снял реле,ослабил винты,контактная группа нормально встала в пазы на место! Но пришлось делать полную регулировку и хотя все пишут,что это легко,но мы любим трудности,поэтому прошел пару тем в этих обсуждениях и хочу поделиться.

1. Закрутил большую пружину до срабатывания реле,но открыв кран,спустив воду(сняв давление),реле не сработало,пришлось еще чуть подтянуть(?) гайку на большой до срабатывания. А если подождать с полминуты-реле включается.

Может это из-за того,что сразу после гидроаккумулятора с реле поставлен фильтр(?),причем кверху ногами(?)(систему собирал не я,мне пришлось доделывать,раньше этим не занимался,так,что строго не судите).Может он притормаживает падение давления?

Тут такой нюансик-открыв кран, давление сначала падает медленно, а потом быстро уходит в 0. Как лучше поймать момент включения?

2. С чем столкнулся-напряжение в сети "гуляет" и может упасть до 150 в. Понятно,что при этом насос не может поднять давление до нужного уровня. И регулировать при таких скачках не просто. Придется покупать стабилизатор и снова регулировать. А пока поставил верхний предел маленьким и насос переключается на износ-часто. И нижний предел плохо устанавливается.

Комментировал Александр
18.10.2015 (23:45)

Уважаемый Александр!

Успехов!

Дмитрий Белкин

Дмитрий, огромное спасибо! Посмотрел я и другие материалы Вашего сайта, нашел для себя много полезного, тут, пожалуй лучше, понятней, доступней и полезней, чем я до этого встречал в и-нете! Чувствую, я уже "собаку доедаю"в этом деле,класс!

С уважением,теперь уже бывший "чайник" Александр.

Комментировал Александр
19.10.2015 (22:42)

Пожалуйста, Александр! На здоровье!

Вы, как и любой пользователь моего сайта, можете помочь его развитию! Для этого вы можете способствовать его популярности.

  • Поделиться ссылкой на понравившийся ресурс в социальных сетях или просто среди знакомых.
  • Следить за обновлениями и участвовать в обсуждении материалов.
  • Делиться наблюдениями и предлагать темы для статей. Но для этого надо хорошо знать, что уже есть на сайте, а есть очень много! Я сам иногда с удивлением нахожу у себя статьи, которые "не помню, чтобы писал".
  • Искренне интересоваться рекламой, размещенной на страницах. Она там для удобства, а не для того, чтобы "достать" пользователей.

Ну и так далее, и тому подобное.

Дмитрий Белкин

Ну и еще насчет верхнего давления (отключения).

Реле может не отключать насос на устанавливаемом уровне или не может насос поднять давление на нужный уровень из-за большого погружения(максимум указан в характеристиках насосов),а еще в большей степени из-за малого напряжения в сети.

При напряжении 160 в у меня насос поднимал давление максимум около 2 атм.При этом отключение вообще не устанавливал,чтобы реле не работало трещоткой и просто отключали от сети,когда водой не пользовались. Стабилизатор поставил (не старый,слабенький телевизионный) и подключил не к сети,а к контактам реле,к которым был подключен насос,чтобы он не работал вхолостую при отключенном реле.Ну,а насос уже к стабилизатору.

Комментировал Александр
21.10.2015 (00:51)

Не советую гонять моторы на пониженном напряжении. Они могут легко перегреться.

Дмитрий Белкин

Спасибо за подробное и грамотное описание работы и регулировок реле. Первый раз встретил технически грамотное описание принципа работы реле.

Комментировал Алексей Зюков
11.06.2016 (13:22)

Спасибо за высокую оценку! Я старался!

Дмитрий Белкин

Самореклама!

Сотрудничайте с belkin-labs в IT сфере!

Гарантия высшего качества и низких цен!

Дом Вашей мечты!
Читайте также
 
Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100