Опис проблеми
У статті про пристрій автоматичної насосної станції значну увагу я приділив таку її деталі, як реле-регулятор тиску. Прилад невеликий за розміром, але дуже відповідальний. Він включає насос, коли тиск у водопроводі зменшується до деякого тиску включення і вимикає мотор насоса, коли тиск підвищиться до певного тиску вимикання.
Якщо реле не спрацює, то це загрожує нам великими неприємностями. Дійсно, якщо насос не увімкнеться, в водопроводі закінчиться вода, до того ж це обов'язково станеться в самий невідповідний момент, вже ви мені повірте! І такий сценарій, насправді, найсприятливіший. В цьому випадку ми швидше за все не потрапимо на грошові витрати. Буде набагато гірше, якщо насос не відключиться вчасно. При цьому нам загрожує не тільки перевитрата електрики. Залежно від конструкції насоса вода в ньому може закипіти. При цьому можуть постраждати різні частини насоса, наприклад, сальники. Існує небезпека взагалі безповоротно втратити насос.
Коротше кажучи, зрозуміло, що реле тиску - деталь дуже відповідальна, і дуже дивно, що вони випускаються в такій якості, що працюють абсолютно непередбачувано, тобто можуть працювати кілька років без яких би то не було проблем, а можуть працювати дуже хитке і вельми ненадійно.
Мені пощастило. Я побудував насосну станцію, і вона не доставляла мені ніякого клопоту довгий час, точніше близько дев'яти років. Тепер мені здається, що я досяг абсолютно феноменального результату і буду ще довго згадувати його, розповідати про нього, як про диво, і мені ніхто не буде вірити. Думатимуть, що я базіка і вигадник.
Зараз у мене накопичилася вже ціла колекція абсолютно різних реле тиску. Перше реле - найпростіше, куплене разом з насосом. Вироблено воно було в Італії і прослужило вірою і правдою близько дев'яти років. Друге - точно таке ж, але зроблене в Китаї. Це прослужило всього дня три. Третє - дуже симпатичне і досить дороге - теж італійське. Я на нього дуже сподівався. Але воно прослужило всього рік або трохи більше, і теж поступово перестало працювати як слід. Зараз я розорився на найкрутіше реле тиску, яке є на ринку. Це професійне реле тиску FF4-4DAH. Воно зроблене в Німеччині. Це буквально остання надія на передову світову інженерну думку.
Мене питання надійності реле тиску просто дістав, і я вирішив поставити на ньому крапку, а саме розібратися, чому ці реле так погано працюють і з'ясувати, чи можна їх виправити або зробити що-небудь, щоб вони працювали нормально.
У цій статті я досконально розберуся зі схемою двох однакових реле. Це регулятори, нагадую, номер 1 і 2. Ось китайський варіант номер два. Це дійсно клон регулятора номер один, який пропрацював у мене вірою і правдою багато років.
Розбираємо реле тиску
Реле тиску з боку підключення води
Насамперед відкрутимо 4 гвинта на вузлі приєднання реле до водопроводу. Гвинти відкрутити легко. Знявши вузол, виявляємо під ним банальну гумову мембрану і поршень. Очевидно, вода під тиском штовхає поршень, і він піднімає платформу, змушуючи стискатися велику пружину. Очевидно також, що коли я відкрутив цей вузол у добре попрацював реле, я виявив під ним досить значна кількість іржі у вигляді суспензії і піску.
Мембрана, тим не менш, в обох випадках виявилася в хорошому стані. Поршень не деформований. Його взагалі важко деформувати. Він зроблений з досить товстою стали. Точніше 1.5 мм.
Відкручуємо інші гвинти. Відокремлюємо металеву основу від пластикового корпусу. Попутно знімаємо електричний контактний вузол. Його ніжки просто були затиснуті між металевою основою і пластиковим корпусом.
Принцип дії реле тиску
Для того, щоб зрозуміти принцип дії реле, послаблюємо обидві пружини. Через деякий час, витрачений на роздуми і клацання розібраним реле, можна зробити наступні важливі висновки.
- Конструкція приладу досить дотепна. Зроблено все добротно і міцно. Як не дивно, в ній немає вузьких місць, що припускають невпевнене або нестійке спрацьовування.
- На металевій основі одним кінцем закріплена металева платформа. Платформа може підніматися і опускатися під дією поршня. Тут теж немає ніяких заїдань
- Велика пружина діє на платформу проти тиску води (поршня), врівноважуючи його (тиск).
- Маленька пружина діє точно так же, тобто діє проти тиску води. Однак вона сама по собі менше і розташована далі від шарніра, який дозволяє підніматися і опускатися платформі. А найголовніше те, що вступає маленька пружина в дію не відразу. Виходить, що спочатку тиск води врівноважується тільки великий пружиною, і тільки після того, як платформа піднялася до певної висоти, вона впирається в малу пружину. Остання вступає в справу, додаючи опір. З цього моменту платформі потрібно піднятися зовсім небагато, щоб контакти перещёлкнулісь і вимкнулися.
Крихітна пружинка, яка розпирає два шарніра і не дає їм перебувати одночасно в одній площині
Ось принцип роботи реле тиску. Залишилося питання, як регулюється момент включення і виключення мотора насоса. За це відповідають пружини і та нелінійність, яка створюється маленької пружиною. Як мені здається, виходячи з описаного вище принципу дії, велика пружина відповідає за момент включення, а маленька - встановлює момент відключення. Точніше навіть не так! Велика пружина відповідає за тиск включення, а мала задає дельту між включенням і вимиканням. Ось таке формулювання куди точніше.
Чому ж реле працює ненадійно? Це вкрай складне питання і він залишається відкритим. Реле виконано з хорошою товстої сталі. Платформу зігнути можна, напевно, тільки в лещатах. Контакти перекидаються досить жорсткою пружиною. У мене не склалося враження, що цей вузол зберігає в собі якусь небезпеку чи загрозу надійності. Самі контакти дуже потужні і не пригоріли за багато років. У чому ж проблема?
Чого варто уникати при підключенні реле тиску
Виходячи з реалій, що склалися і довгого обмірковування проблеми я бачу такі фактори зменшення надійності реле тиску.
- Використання реле на максимальних або близьких до максимальних значеннях тиску вимикання. Іншими словами, якщо для реле заявлено максимальне значення виключення 4 атмосфери, то краще в реальності встановлювати три з половиною максимум. У разі більш високих тисків доводиться надмірно сильно стискати пружини, і це додає в роботу реле додаткову нелінійність. Я вимикаю насос на тиск 4,2 атмосфери. Схоже, мені треба шукати реле, розраховане на максимальне значення тиску 6 атмосфер. Правда, я його вже знайшов і встановив.
- Фактором ненадійною роботи реле тиску може бути старість і природний знос всієї системи водопроводу в цілому. Наприклад у мене подекуди використовуються труби з простого металу і, причому, великого діаметра. Відомо, що такі труби схильні до обростання іржею і солями жорсткості. Великий шматок може відлетіти від труби і банально закупорити отвір приймального мембранного вузла реле або взагалі засмітити "ялинку" насосної станції.
головний висновок
Шукайте реле тиску з "стелею" спрацьовування відсотків на 30 вище бажаного тиску відключення в вашому водопроводі.
Реле тиску в коробочці
При установці тиску не варто стискати пружини занадто сильно. Значне стиснення пружин, особливо малої, є фактором зменшення надійності спрацьовування реле.
Не варто робити різницю між тиском включення і виключення занадто значною. Наприклад, тиск включення 1.5 атмосфери і тиск вимикання 3.5 атмосфери. При таких установках надмірно сильно буде стиснута мала пружина. А вона і так коротка. У цьому випадку велика ймовірність того, що реле не відключатиме насос або буде робити це недостатньо надійно.
Якщо перепад тиску відключення поступово збільшується - це пряма ознака засмічення. Вода з працею, більш повільно штовхає поршень, і реле спрацьовує з запізненням. Доводиться чекати, поки тиск у впускному вузлі збільшиться і поршень підніме платформу на потрібну висоту. В цьому випадку ми не біжимо за новим реле, а відкручуємо старе і виколупуємо іржу з усіх дрібних отворів, які знайдемо. Для цього, можливо, доведеться відкрутити 4 гвинти і зняти мембранний вузол.
Мені, схоже, потрібно не реле міняти одне за іншим, а перебирати всю насосну станцію і промивати її від багаторічної іржі і солей жорсткості. Тоді мені буде забезпечено ще років десять бездоганної роботи насоса і спокійного життя. Ось такий несподіваний висновок.
Ось радий я, що у мене слово не розходиться з ділом
Керівництво по пошуку несправностей
У яких випадках ми купуємо нове реле?
У разі, якщо вода тече з самого реле тиску. Це означає, що пробита мембрана
У разі, якщо згнив мембранний вузол. Ознакою є капання води між корпусом мембрани і пластиковим підставою. Але для цього потрібно років десять, як мінімум.
Дякую за увагу!
Дмитро Бєлкін
Приділити особливу увагу