Защита скважины: почему так важно не допустить работы скважинного насоса на сухом ходу

Виды датчиков сухого хода и особенности их работы

Дорогостоящие модели насосов уже имеют встроенные датчики защиты от сухого хода. В частности, все насосы от производителя Grundfos уже изначально укомплектованы подобными датчиками. При эксплуатации более дешевых агрегатов датчик сухого хода для погружного насоса приходится устанавливать дополнительно. Попробуем разобраться в тонкостях устройства и работы датчиков сухого хода различных типов.

Всего существуют 3 категории датчиков: реле защиты, датчики уровня, датчики потока воды и ее давления.

Датчики уровня воды

Данная категория оборудования предназначена для измерения фактического уровня воды в колодце или водной скважине. Могут использоваться датчики двух типов:

1. Поплавковый выключатель. Схема подключения датчика сухого хода для насоса должна быть выстроена так, чтобы его контакты были включены в цепь питания двигателя помпы. Поплавок находится на плаву. Когда уровень воды падает, поплавок изменяет свое местоположение, его контакты автоматически размыкаются, в результате чего питание насоса отключается. Это наиболее простой вид защиты, отличающийся надежностью и простотой работы.

2. Датчик контроля уровня воды. Рассмотрим более подробно такой датчик сухого хода для насоса и его принцип работы. Это реле, состоящее из двух отдельных датчиков, опущенных на разную глубину. Один из них погружается до минимально возможного уровня функционирования насоса. Второй датчик размещается немного ниже. Когда оба датчика находятся под водой, между ними течет небольшой ток. Если водный уровень уменьшается ниже минимального значения, ток течь перестает, срабатывает датчик и размыкает цепь питания.

Датчик уровня для насоса

Датчики, осуществляющие контроль за уровнем воды, хороши тем, что позволяют отключать насос еще до того, как корпус агрегата окажется над поверхностью воды. Следовательно, оборудование надежно защищено от повреждения.

Реле защиты

Это электромеханическое приспособление, контролирующее давление воды, протекающей через насос. При падении давления цепь питания насоса размыкается. Реле защиты от сухого хода насоса состоит из мембраны, контактной группы и нескольких проводов.

Мембрана следит за давлением воды. В рабочем положении она разомкнута. Когда давление падает, мембрана сдавливает контакты реле. При замыкании контактов насос отключается. Мембрана срабатывает при давлении 0,1-0,6 атмосфер. Точное значение зависит от выставленных настроек. Падение давления до такого уровня свидетельствует о наличии таких проблем:

• давление воды упало до минимального значения. Это может произойти по нескольким причинам. В том числе, потеря производительности самим насосом по причине выработки ресурса;
• засорился насосный фильтр;
• насос оказался выше уровня воды, в результате чего давление упало до нуля.

Реле защиты может быть вмонтировано в корпус насоса или устанавливаться на поверхности как отдельный элемент. Если система прокачки воды включает в себя гидроаккумулятор, то защитное реле устанавливается совместно с реле давления, перед гидроаккумулятором.

Установка реле защиты насоса от сухого хода при использовании гидроаккумулятора

Датчики потока и давления воды

Существует 2 вида датчиков, контролирующих прохождение рабочей среды через насосный агрегат и обеспечивающие защиту от сухого хода насоса. Это реле протока и контроллеры протока, которые и будут рассмотрены ниже.

1. Реле протока — это устройство электромеханического типа. Они бывают турбинные и лепестковые. Принцип их работы также различается:

• В роторе турбинных реле имеется электромагнит, который вырабатывает электромагнитное поле при прохождении воды через турбину. Специальные датчики считывают вырабатываемые турбиной электрические импульсы. Когда импульсы пропадают, датчик отключает помпу от питания;
• В лепестковых реле имеется гибкая пластина. Если вода в насос не поступает, пластина отклоняется от своего первоначального положения, в результате чего механические контакты реле размыкаются. При этом питание насоса прерывается. Этот вариант реле отличается простотой конструкции и доступной стоимостью.

Пример датчика потокаТакие блоки выключают насосное оборудование, если отсутствует поток воды и включают его, если давление в системе упало ниже заданного уровня

2. Контроллеры протока (блок автоматики, прессконтроль). Это электронные устройства, отслеживающие одновременно несколько важных параметров водного потока. Они контролируют давление воды, сигнализируют о прекращении ее поступления, автоматически включают и отключают насос. Многие устройства оборудованы обратными клапанами. Высокая надежность обусловила и высокую стоимость данных приборов.

Защита скважинного насоса от сухого хода

Этот прибор состоит из герметичного корпуса, в который помещён свободно перемещающийся стальной шарик и контакты-размыкатели тока. Датчик-поплавок подключается к разрыву питающей электроцепи, точно также, как и поверхностные модификации. Поплавок опускается в воду вместе с погружным насосом, с которым он соединён тросом.

Поскольку такой прибор легче воды, что можно уже понять из названия «поплавок», он всегда стремится всплыть, но тросик не даёт ему это сделать. Поэтому датчик пребывает под таким наклоном, что шарик давит на рычажок замыкателя электроконтактов.

В этом положении оборудование спокойно включается и функционирует. Но когда уровень воды опускается ниже расположения насоса, прибор свободно повисает на крепёжном тросике, и шарик перекатывается на другую сторону корпуса, освобождая подпружиненный рычажок. Контакт размыкается, и подача электричества к двигателю блокируется.

Кроме поплавковых реле, для скважинных модификаций насосов используются и обычные, поверхностные реле. Сравнительно недавно на рынке появились также электронные приборы, отслеживающие изменение уровня воды внутри скважины, и автоматически отключающие подачу электричества насосу.

2 Устройства защиты от сухого хода

К основным устройствам, которые исключают возможность работы насосного оборудования без воды в автоматическом режиме, относятся:

• датчик сухого хода для насоса;
• реле сухого хода для насоса;
• реле давления;
• выключатель поплавкового типа.

При определенных условиях датчики и реле прерывают подачу электропитания к двигателю насоса, что приводит к его остановке. Срабатывание защиты определяется по следующим параметрам:

• уровню воды;
• давлению на выпускном патрубке;
• по силе потока воды.

Возможен комбинированный контроль по нескольким параметрам одновременно.

2.1 Поплавковый датчик

Датчики сухого хода поплавкового типа эффективно работают при их установке в колодцах, дренажных системах и накопительных емкостях. Процесс срабатывания (отключения электропитания) происходит при падении уровня воды в источнике до минимального значения. Когда вместе с убывающей водой поплавок опускается до нижнего рабочего уровня, размыкаются контакты на фазе электропитания насоса, что приводит к его остановке.

Подключение насоса с автоматикой

Поплавковый датчик может подключаться к погружным или поверхностным насосам. В этом случае, его расположение должно быть над донным клапаном или защитной решеткой всасывающего патрубка с фиксацией срабатывания по недостаточному уровню воды.

Установка такого датчика невозможна при заборе воды из скважин и централизованных систем водоснабжения.

2.2 Реле уровня

С помощью этого устройства отслеживается уровень воды в источнике (емкости). При падении уровня до критического значения, включается реле контроля для регулировки работы клапанов потока или отключения насоса.

Основным преимуществом такой защиты является отключение электропитания насоса до возникновения его работы в холостом режиме.

Реле уровня состоит из электронной платы и трех электродов (датчиков), которые устанавливаются на разной высоте в непосредственной близости друг от друга. Электроды, находясь в погруженном состоянии, обмениваются токами низкой частоты, так как вода — хороший проводник электричества. При снижении уровня воды до самого нижнего контрольного датчика электрическая связь между электродами прерывается, что приводит к срабатыванию реле на остановку качающего устройства. При восстановлении рабочего водного уровня насос снова включается.

2.3 Реле давления

Принцип работы реле давления построен на определении достаточного давления (от 1 бара) на выходном патрубке качающего воду устройства. В случае падения давления ниже 0,5 бара, происходит размыкание контактов с помощью реле давления.

При восстановлении напора, с достаточным для безопасной работы насоса давлением, следует вручную заполнить сухой насос водой и самостоятельно его включить.

Устройство реле сухого хода LP-3

Реле давления используются при установке бытовых насосов подключенных к централизованным сетям поставки воды, станциях водоснабжения и пожаротушения. Рекомендуется установка на насосных станциях, которые работают с гидроаккумулятором (накопительной емкостью).

2.4 Датчик протока

Устройство представляет собой лепестковый клапан, который устанавливается в проточной части насоса. Принцип его работы заключается в реагировании на силу потока (прохождение определенного объема воды в трубе за единицу времени).

Подпружиненный лепесток датчика, под действием проходящей воды, сжимает пружину и через магнит, который на нем закреплен, взаимодействует с герконовым реле. При этом происходит соединение контактов, включенных в цепь электропитания насоса. При наличии сильного потока лепестковый датчик постоянно отклонен и электродвигатель насоса работает.

Без жидкости в трубопроводе или слабом ее движении пружина отклоняет лепесток с магнитом в исходное положение, что приводит к размыканию контактов и остановке качающего устройства.

Поплавковый выключатель MS-1

Датчик протока имеет компактные габариты и небольшой вес, что позволяет использовать его не только в промышленных, но и в бытовых устройствах.

Как прокачать скважину после бурения и для чего это нужно

Вопреки вашим ожиданиям на то, что сразу пойдет чистая вода, это не так в первую очередь в трубе появляется вода, которая не пригодна для питья, она требует очистки. А если не принять никаких решений по очистке, то скважина в скором времени заилится и будет не пригодной для добычи воды.

Водоносный слой содержит не только большие камни и песок, а бесчисленное количество маленьких частичек, которые фильтр не способен очистить. Такие частицы с легкостью проходят гравий и сеточный фильтр, а затем оседают на дно скважины, делая ее менее глубокой, и серьезно снижает производительность.

После завершения бурения в скважину попадает очень мутная вода и в ходе постепенного вымывания эта жидкость светлеет и становится прозрачной.

Хозяевам земельных участков, которые находятся на глиноземах, очень интересен вопрос, как прокачать скважину проходящею через глину. Такая выкачка будет очень долгим процессом, так как при бурении и последующей прокачкой быстро образуется мутный глинистый раствор. Также он просачивается очень глубоко в водоносный слой и сложно вымывается. И на прокачку такой скважины могут уйти недели и даже месяца. За такое количество времени будет выкачано огромное количество кубов мутной жидкости, а в итоге процесс чистки удачно завершится.

Способы автоматизации скважин на воду

Самым простым и недорогим способом автоматизации скважин является их установка на механический
регулятор давления. Если у создаваемого водой давления слишком низкий уровень, то контакты насосного оборудования замыкаются, а затем осуществляется его включение. После перекрытия подачи воды кран должен быть закрыт, а уровень давления увеличен.

Установка реле давления, оснащенного манометром, производится в любой точке насосной системы, минусом которой считается отсутствие защиты от «сухого хода». Реле давления осуществляет подачу электричества на оборудование, если давление начинает падать. Насос будет продолжать работать до тех пор, пока вся система не выйдет из строя. Ее работа должна регулироваться, поэтому в систему встраивается гидроаккумулятор, выполняющий следующие функции:

• предотвращение частых включений насоса;
• прием на себя гидроударов, возникающих в случае резкого закрытия крана.

Гидроаккумулятор — это бак, для изготовления которого применяется черный металл либо
нержавейка. Устройство может быть выкрашено в голубой цвет. Емкость прибора составляет 5-500 л.
Число включений насосной системы зависит от объема бака.

Установка блока автоматики для скважины представляет собой другой способ контроля за функционированием насоса. Эти системы являются продвинутыми, поэтому их стоимость в 10-15 раз выше, чем цена простого реле. В комплектацию системы автоматики должны входить следующие элементы:

• жк-дисплей;
• защита от сухого хода;
• защита от заклинивания насоса;
• автоматический запуск;
• гидроаккумулятор.

Самым дорогим типом автоматики для скважинных насосов считается частотный преобразователь.
Он выдает частоту, необходимую для поддержки давления в насосной системе. Оно становится рабочим только после открытия 2-го крана и увеличения расхода воды.

При использовании частотных преобразователей используется минимальная частота вращения
электродвигателя. Она составляет 20-30% от номинала, что указывается в технической документации
к устройству. Если требование не соблюдается, то устройство может выйти из строя.

Принципы поиска поломки

Если плохо качает воду из колодца/скважины или напор уменьшился настолько, что жидкость перестала поступать, нужно обратить внимание на работу самого агрегата и условия его службы. Следует учесть, что такая техника не будет функционировать в ряде случаев:

• колодец постепенно высыхает, что не позволяет устройству поднимать на поверхность достаточное количество жидкости, это может быть временным явлением в случае, когда на наполняемость источника воды влияют внешние факторы (изменение параметров водоносного слоя в почве, интенсивные подвижки грунта и т. д.), в большинстве случаев восстановить его невозможно;
• неисправен насос;
• характеристики агрегата не соответствуют параметрам скважины/колодца по глубине установки, производительности;
• низкое качество сборки системы водоснабжения объекта.

Если есть возможность проверить работающее устройство путем установки в другую скважину со сходными параметрами (например, на участке соседа, родственников) и окажется, что он исправно функционирует, то причиной при этом является осушение источника воды. В противном случае нужно определять негативный фактор, который поспособствовал поломке, при демонтаже оборудования. Так, необходимо придерживаться алгоритма:

1. Колодезная насосная станция отключается от источника питания.
2. Устройство необходимо извлечь и отсоединить от выводящих коммуникаций.
3. Проверяется, не было ли скачков напряжения. Если агрегат включается, гудит, но жидкость не перекачивает, перебои электроснабжения можно исключить, т. к. в этом случае устройство бы не включилось. При колебаниях напряжения агрегат будет сразу отключаться.

Самостоятельный поиск поломки.

Дальнейший поиск причины нарушения работы станции связан с исследованием подземных коммуникаций и узлов, системы водоснабжения на участке между скважиной/колодцем и домом, а также внутри объекта.

Проверить, проходит ли вода по коммуникациям, можно после демонтажа выводящего шланга. При этом жидкость может потечь. Это значит, что причину следует искать не в оборудовании, а на магистральном участке трубопровода или в доме.

В большинстве случаев отсутствие воды при демонтаже выводящего шланга свидетельствует о нарушениях ниже уровня почвы. Реже этому способствуют неполадки насоса

Если оборудование включается, но на объект не подается вода, необходимо обратить внимание, когда начались проблемы: сразу после установки насоса или позднее

Что такое вибрационный насос?

При упоминании термина “насос” человек обычно представляет себе агрегат, который состоит из корпуса с двумя патрубками (подающим и всасывающим). Внутри корпуса находится вращающееся рабочее колесо (крыльчатка), которое приводится в движение электродвигателем.

Вибрационный насос “Малыш” устроен совершенно иначе. Во-первых, роль приводного узла здесь играет электромагнит с П-образным сердечником. Вторая половина сердечника является вибратором и механически соединена штоком с мембраной или диафрагмой.

Такой насос относится к объемно-инерционному типу. Перемещение среды происходит за счет изменения давления на мембрану, которое обеспечивается периодической подачей напряжения на катушки электромагнита. Более наглядно принцип действия такого оборудования можно увидеть на иллюстрации внизу.

Отсутствие электродвигателя и сложных вращающихся узлов, которые подвержены трению и нуждаются в регулярной смазке, дает очевидные преимущества:

Компактность
. “Малыш” имеет малые габариты и весит не более 4- 4,5 кг. Для сравнения аналогичные по характеристикам центробежные скважинные модели имеют вес до 10- 11 кг;

Долговечность
. Более простая конструкция, отсутствие трения значительно продолжают срок службы оборудования;

Низкая цена. Это логично, исходя из того, что его компоновка проще и размеры меньше. Так, модель “Малыш-М” от отечественного производителя “Джилекс” на рынке оценивается в 1800-3200 (30-50$). Для сравнения, стоимость скважинного центробежного насоса “Водомет ПРОФ 40/75” со сходными характеристиками достигает 10-11 тысяч рублей (около 170-180$).

Последний критерий является особенно показательным, поскольку бюджет у большинства потребителей России ограничен.

Как устанавливать насос для прокачки скважины

Для того, чтобы установить насос для прокачки скважинного насоса есть определенная инструкция.

Схема установки погружного насоса

Инструктаж по применению:

• Так насос для прокачки скважины погружной, то устанавливать его нужно на определенной глубине.
• К оборудованию привязывается мощный металлизированный трос, который способен выдержать вес оборудования и его вибрации в процессе работы.
• Глубина установки насоса зависит от глубины самого источника.

Совет. Для того, чтобы насос бесперебойно работал и результат процессе стал заметен довольно быстро нужно обязательно погрузить его корпус в воду.

Специфика ремонта и конструктивные особенности

Большой популярностью среди домовладельцев пользуются устройства марки «Вихрь» и «Водомет» по причине простоты конструкции и ремонта устройства. Удобный корпус цилиндрической формы является основой каждого погружного скважинного насоса. В такой корпус встраивается двигатель с крыльчаткой, закрепленной на валу. Специально встроенный вкладыш отделяет крыльчатку от отсека с мотором. Через такой вкладыш проходит сам вал.

Перед началом проведения ремонтных работ нужно определить исправность главных узлов насоса. Для этого выполняются такие действия:

1. Проверка поршня на предмет всевозможных деформаций и повреждений. Этот элемент должен быть ровным и прямым.
2. Оценка состояния всасывающего отверстия. Когда воздух беспрепятственно проходит с обеих сторон, попадая в систему из всасывающего патрубка.
3. Необходимо собственноручно определить расстояние между установленными магнитами катушек и устройством поршня. Нормальный показатель должен соответствовать 0,4-0,5 см. Катушки в узле могут биться друг об друга, если это расстояние больше. Мотор может перегреться в результате уменьшения этого расстояния.
4. Также необходимо определить расстояние от корпуса устройства до клапана, блокирующего впускное отверстие. Нормальный показатель должен составлять от 0,7 до 0,8 см. Это дает возможность воде беспрепятственно выходить из насоса при отсутствии мотора.
5. Также придется удостовериться в том, что проблемы с функционированием насоса не обусловлены перепадами напряжения.

Для нормальной работы устройства показатель на измерительных приборах должен соответствовать 200-240 V.

Что такое раскачка?

При запуске скважины или в процессе ее эксплуатации возникает потребность в раскачке. Что это за процесс и зачем он нужен? Он представляет собой подъем воды на поверхность, удаление пробок ила, возвращение производительности на требуемый уровень.

При раскачке осуществляется предварительная закачка под давлением воды в ствол скважины, после чего насосом грязная и мутная вода выводится наверх. Ее необходимо отводить как можно дальше от устья, чтобы вода не могла попасть снова в скважину. Чтобы выполнить раскачку, необходимо подобрать оборудование, учесть тип насоса, подобрать трос, выбрать высоту расположения оборудования. Технология прокачки скважины простая, она представляет собой обычное прокачивание под давлением воды со дна источника. Во время такой работы подаваемая вода поднимает частицы глины и песка со дна, они затягиваются и подаются наверх специальным насосом.

Критерии нормального функционирования скважины

Система водоснабжения частного дома состоит из нескольких элементов. Малейшая неисправность одного из них приводит к перебоям в работе или прекращению работы всего комплекса в целом.

Итак, для того чтобы из источника бесперебойно поступала вода в нужном количестве, нужны такие составляющие:

1. Качественный источник. Подразумевается наличие обсадной трубы, заполненной достаточным объемом жидкости. Если бурение было проведено специалистами, то можно быть уверенным, что водяной столб в шахте диаметром 4 дюйма будет высотой не менее 250-300 см.
2. Наличие рабочего оборудования. Электронасос должен соответствовать таким параметрам, как дебет колодца, высота поднятия жидкости и производительность погружного агрегата.
3. Качественное электропитание. Оно должно быть постоянным, установленного напряжения и частоты. Чтобы избежать критического снижения и скачков напряжения в сети, устанавливается стабилизатор. Спасти положение может даже обычный бытовой сетевой фильтр.
4. Трубопроводная система. Она состоит из труб, которые проложены в шахте, под землей и на поверхности. В трубопровод вмонтированы запорные и регулирующие устройства и контрольные приборы.

Водопроводная система имеет довольно сложную и разветвленную схему, которая может охватывать весь участок и иметь протяженность сотни метров. Исходя из этого, есть определенный смысл рассмотреть предпосылки, которые вызывают нарушения в подаче воды, по отдельным направлениям — скважина и система трубопровода в доме и на участке.

Коротко о главном

Главных причин, почему водяной насос не качает воду, может быть две – забивка песком или механическая поломка оборудования. Помимо этого, неисправности могут происходить в следующих случаях:

1. Недостаточный уровень воды в скважине.
2. Неправильно подобраны параметры работы оборудования.
3. Выход из строя механических частей агрегата.
4. Засорение скважинного канала, фильтров, магистрали, арматуры песком, илом, породой.
5. Разгерметизация магистрали.
6. Падение характеристик электрического тока в сети.
7. Сбой датчика «сухого хода».

Самый простой способ проверить и восстановить работу скважины – извлечь насос и прочистить канал водоисточника. Если это не помогло, последовательно проверяется на исправность оборудование, электросхемы и целостность магистрали.

Оценок 0

Неисправности и поломки насосов ЭЦВ

Явные признаки неисправности насоса ЭЦВ: повысился уровень шума, появился гул, вибрация насоса, увеличился рабочий ток, перепады давления.

Большинство неисправностей появляются из-за дефектов при производстве либо не качественной сборки. Причиной является не добросовестный ОТК предприятия. Поэтому ЭЦВ стоит покупать только у проверенных поставщиков.

В период длительной эксплуатации глубинных ЭЦВ изнашиваются подшипники, рабочие колеса, уплотнения, роторы. Изношенные подшипники – причина повышенной вибрации. В случае несвоевременной замены подшипников, перекашивается ротор, что ведет к приросту потребляемой мощности, излому рабочих колес об корпус.

Повреждение трубопровода

Далеко не всегда проблемы с водоснабжением возникают из-за глубинного насоса или качества скважины. Очень часто причина того, что вода не доходит до потребителя, кроется в неисправности, связанной с трубопроводом. На его пропускную способность может повлиять ряд факторов.

Так, уменьшение или прекращение поступления жидкости по трубам может произойти по таким причинам:

1. Закрытый на время консервации системы запорный кран.
2. Замерзание воды в трубах, находящихся на поверхности или закопанных в землю на недостаточную глубину. Проводится отогревание замерзших участков или их замена в случае повреждения.
3. Засорение фильтров, которые устанавливаются на входе трубопровода в дом. Их замена или чистка не представляет собой особой трудности.
4. Нарушение целостности отдельных элементов системы (мембран, оголовков, муфт, кранов). Проводится замена поврежденных деталей и затягивание целых.
5. Разрыв или появление течи в самих трубах. Меняются участки трубы или накладываются муфты.
6. Неправильная сборка отдельных фрагментов и отрезков трубопровода. Выполняется подъем насоса и повторное закрепление патрубка.

Устранение проблемы необходимо проводить при полностью обесточенном насосе, чтобы не допустить его случайного включения.

Оптимальная глубина погружения насоса

Существуют определенные ограничения по уровню погружения насосного оборудования. Учитываются два ключевых ограничения:

• нельзя допускать соприкосновения насоса и дна скважины;
• над самим насосом в скважине должен быть еще 1 метр воды над оборудованием.

Что касается скважинного дна, такое ограничение устанавливают в связи с твердыми частицами на дне. Во время работы насоса они могут повредить оборудование. Ни в коем случае нельзя допустить поступление этих частиц в механизм насоса. Также при установке насоса на дне скважины вода будет сильно загрязняться. Даже встроенные фильтры не смогут обеспечить чистку. Наряду с этим такое расположение насоса отразится на сроке его эксплуатации.

Что касается уровня воды в пределах одного метра над уровнем насоса, это обусловлено особенностью установки и строения погружного насоса. Вода транспортируется под давлением. Охлаждается агрегат за счет влияния внешних факторов. Если уровень воды над механизмом будет невысоким, есть риски сильного нагрева насоса. Из-за высоких температур двигатель погружного насоса может выйти из строя.