С.А. Йолкін, UR5XAO, м.Житомир

 

 

Автомат розроблений для водозабору з свердловини з обмеженим дебетом, фіксацією чотирьох рівнів водозабору в атмосфері з підвищеними температурою і вологістю. Встановлений на садовій ділянці. За час експлуатації (по теперішній час) відмов автомата не спостерігалося.

Автомат працює таким чином. Насос подає воду в розширювальний бачок, з якого вона надходить до двох споживачам, прийомні ємності яких встановлені нижче рівня розширювального бачка і оснащені механічною запірною арматурою. Максимальна висота підйому визначається типом застосовуваного насоса. В авторському варіанті дебет свердловини – 100 л / год, діаметр обсадної труби свердловини 200 мм, висота підйому 7,5 м, вібраційний насос типу "Малятко" 90 мм, продуктивність 12 л / хв, споживана насосом потужність 220 Вт, запірна арматура приймальних ємностей готова від зливного бачка унітазу, споживачів – двоє, обсяг ємностей 2х1000 л.

Загальна схема розташування фіксованих рівнів зображена на рис.1, де 1 – рівень підвісу насоса; 2-рівень БД9, 3 – рівень БД8, 4 – максимально можливий рівень, 5 – рівень землі; 6 – подає магістраль; 7-рівень БД7; 8 – рівень БД6; 9 – розширювальний бак; 10-стійка розширювального бака, 11 – замикаюча арматура; 12 – слив.

Безконтактні датчики фіксують рівень відбору: БД9 – нижній рівень, БД8 – верхній рівень водозабору в свердловині, БД7 і БД6 – відповідні рівні в розширювальному бачку.

Застосування двох рівнів викликано необхідністю отримання кратності частоти між включенням і виклю

чением насоса (залежить від геометричних розмірів свердловини і дебету), наближеною до рекомендованої заводом-виробником для вібраційних насосів типу "Малятко" частоті включення: 2 год роботи – 0,5 год відпочинок. Частота включення за рівнем води в свердловині визначається різницею висот підвісу поплавців датчиків свердловини БД8, БД9 (рис.2, де 1 – насос, 2 – шланг подаючий, 3 – труба обсадна; 4, 7-вантаж, 5, 6 – поплавець; 8 – важіль зі шторкою; 9 – БД9; 10 – наголов'я свердловини; 11 – водоподаючого фітінг, 12 – пластина; 13 – болт анкерний; 14 – БД8; 15 – напрямна, 16 – паводок).

Частота включення за рівнем в розширювальному бач

 

 

 

 

 

 

ке (БД6, БД7) визначається різницею висот підвісу, обсягом розширювального бачка і швидкістю зливу води в прийомні ємності. Поплавки БД8, БД9 (рис.3, де 1 – стійка; 2-штуцер зливу, 3 – Корпус зливного бачка, 4 – поплавок БД7, 5 – тяга регулювальна, 6 – кронштейн; 7 – больти кріплення; 8 – важіль; 9 – екран; 10 – упор; 11 – БД7; 12 – пластина; 13 – БД6; 14 – упор; 15 – штуцер наливу; 16 – поплавок БД6, 17 – штуцер зливу; 18 – верхній рівень; 19 – кільце стопорное; 20 – втулка сполучна) – алюмінієві склянки (балончик від рідкого газу для запальничок з відрізаною головкою, виготовлений з алюмінію марки АД00, що має погано розчинну у водних розчинах і механічно міцну окисну плівку, що гарантує довгострокову і надійну роботу поплавців).

Конструкція поплавців БД9, БД8 показана на рис.4 (1 – вантаж, 2 – стакан, 3 – бандаж вушка). Вантаж поплавців (мал. 5) БД9, БД8 виготовлений з нержавіючої сталі Х18Н9Т, маса визначається обсягом (В авторському варіанті близько 70 г, підгонка маси здійснюється (при потребі) розсвердлювання цього розміру свердлами більшого діаметру) балончика так, щоб над поверхнею води виступала частина поплавця близько 10 мм. Мідь, латунь – важкі метали – як вантажів застосовувати не рекомендується у зв'язку із забрудненням питної води солями важких металів. Отвір 6 мм у вантажі поплавців БД9, БД8 необхідно для зливу водного конденсату, що накопичується у внутрішній порожнині балончика, а значить, і незмінності маси вантажу.

Стакан поплавка з'єднаний з вантажем (рис. 4) завальцов-кой нижній частині корпусу склянки в бурт вантажу, туди ж покладена звивка ніхромового дроту для освіти бандажа і отримання вушка кріплення троса повідця (аналогічно кріпленню пробки до пляшки шампанського). Поплавки знаходяться всередині напрямних вініпластових труб з внутрішнім діаметром близько 50 мм, з'єднаних між собою і притоплений вантажем (рис.2, поз.4).

Зверху і знизу отвори труб заплетене сіткою з ніхромового дроту з осередком близько 10 мм (аналогічно заплітання тенісної ракетки – рис.6). Труби напрямних за рівнем загального підвісу (Насос БД9, БД8) встановлені так, щоб рівень БД9 був вище рівня (за ТУ на насос "Малюк" корпус насоса завжди повинен бути занурений у воду) корпуси насоса на 200 мм. Самі датчики БД9, БД8 встановлені в наголов'я свердловини на вініпластовою пластині, асиметрично осі свердловини (рис.2), так як по центру підвішений вібраційний насос (по ТУ на насос він повинен бути підвішений на еластичному повідку і не торкатися стінок колодязя). До насоса приєднаний подає шланг (рис.2, поз.2) зовнішнім діаметром близько 30 мм з прикріпленим до нього

 

 

проводом харчування, а також трос підвіски насоса, який прикріплений за допомогою S-образ-ної скоби до водоподаючого потрійного фітинги (рис.2), один вихід якого приєднаний до шланга, що йде в наливний бачок, а другий – до крана для набору питної води. Повідці поплавців БД9, БД8 виготовлені з капронової нитки. Арматура не повинна перетинатися або перекручуватися з повідцями поплавців!

Повідці поплавців (рис.2, поз. 16) впливають на важелі, на яких укріплені алюмінієві екрани, які входять або виходять із щілин датчиків відповідно з поточним станом водозабору.

Датчики БД7, БД6 (рис.3) встановлені на регульованому по висоті кріплення кронштейні. Поплавки датчиків також виготовлені з алюмінієвих аерозольних балончиків і з'єднані з важелями з вініпласту, на яких укріплені екрани за допомогою регулювальних тяг, виготовлених з біметалічної (зовні мідь, всередині сталь) дроту (рис.3) діаметром 3 мм. Балончики поплавців з'єднують з тягами за допомогою сполучної втулки (рис.3, поз.20), яка кріпиться до корпусу поплавка стопорним кільцем (рис.3, поз.19) зі сталі, відрізаним (один виток) від підходящої по діаметру пружини. Застосування гнучких тяг дозволило спростити регулювання поплавців, звівши її до простого підгинання тяг, щоб спрямувати зусилля від поплавка при збільшенні рівня в потрібному напрямку. Для обмеження ходу поплавця при зменшенні рівня служать упори (рис.3 поз.10, 14).

Вода з подавальних шлангів надходить в розширювальний бачок через штуцер (рис.3, поз.15). Регулюють датчики так, щоб забезпечити повітряний зазор між висотою розташування осі штуцера і максимальною висотою води в бачку, обумовленою БД6 (черговий режим).

Як показав досвід експлуатації автомата, розширювальний бачок необхідний за наступними причинами.

1. Якщо його виключити з конструкції автомата, а поплавці встановити в наливних баках, оснащених механічною запірною арматурою, у певний момент часу, коли безконтактний датчик ще не спрацював, насос працює, а механічна запірна арматура майже перекриває наливний отвір, можливе виникнення нештатної аварійної ситуації, що приводить до різкого зростання тиску у прямому трубопроводі, перевантаження насоса і зриву шлангів. При наявності повітряного зазору цього не відбувається.

2. Під час тривалого чергового режиму зазор перешкоджає попаданню неякісної (пил і т.д.) води з розширювального бачка в свердловину (незважаючи на наявний в насосі зворотний клапан).

Автоматика складається з блоку електроніки, чотирьох безконтактних датчиків і насоса. Структурна схема автоматики зображена на рис.7, де 1 – фільтр, 2 – насос; 3 – силовий вузол; 4 – вузол харчування; 5 – вузол логіки; 6-9 – безконтактні датчики; 10 – вузол індикації (VD1-VD6).

Блок електроніки складається з чотирьох (1, 3, 4, 5) функціонально закінчених вузлів. Працює блок наступним чином. Напруга мережі 220 В надходить на силовий вузол 3 через запобіжник FU1 і тумблер S1 ("ВКЛ", а на вузол живлення через запобіжник FU2 і тумблер S2 "ручний-авто-

мат ", який в режимі" ручного "замикає тріністори силового вузла і одночасно відключає вузол живлення від мережі 220 В. Введення S2 дозволяє користуватися насосом як в аварійних випадках при несправності датчиків або вузла логіки, так і для забору невеликої кількості питної води, коли її рівень в свердловині ще не досяг рівня БД8, і вузол логіки видає заборону на включення насоса, або рівень води в розширювальному бачку досяг рівня БД6, і вузол логіки видає заборону на включення насоса, так як дане стан відповідає черговому режиму.

Поточний стан водозабору відображається вузлом індикації на світлодіодах VD1-VD6, які розташовані на передній панелі блоку електроніки. Всі світлодіоди включені послідовно з резистором 2кОм до контрольованих точках: VD1 – до виходу вузла живлення +5 В; VD2 – виходу вузла логіки; VD3-VD6 – паралельно входам датчиків БД9-БД6 в блоці електроніки.

Блок електроніки змонтований в металевому корпусі розмірами 180х140х80 мм, на передній панелі якого розташовані тумблери S1 і S2, світлодіоди VD1-VD6; на задній панелі розташовані FU1, FU2, радіатор регулюючого транзистора вузла живлення, гніздові частини роз'ємів датчиків Х2 і силового роз'єму Х1.

Блок електроніки знаходиться в металевому ящику, що виключає попадання опадів, встановленим у свердловини.