Предлагаемое устройство предназначено для автоматического управления вибронасосами "Малыш", "Ручеек" и им подобными для работы в скважинах (колодцах) с малым дебитом воды или для периодической откачки грунтовых вод. В автомате применены бесконтактные датчики уровня воды, установленные непосредственно на водоподъемном шланге насоса, что позволяет использовать его в скважинах малого диаметра.
Вибронасос (рис. 1) с водоподъемным шлангом подвешен на металлическом тросе в скважине. На шланге установлены датчики верхнего уровня воды (ВУ) и нижнего уровня (НУ). Работа устройства основана на изменении проводимости между общим электродом, в качестве которого используется металлический трос подвески насоса, и электродами датчиков, находящимися в воде и вне ее.
Рис. 1. Размещение вибронасоса в скважине:
1 - вода в скважине, 2 - вибронасос, 3 - датчик нижнего уровня, 4 - датчик
верхнего уровня, 5 - водоподъемный шланг, 6, 7 - подводящие провода датчиков, 8
- трос подвески насоса - общий электрод.
Состояние датчиков анализируют с помощью логического узла на микросхеме DD1 (рис. 2).
Рис. 2. Принципиальная схема ХР2 автоматического устройства
Цикл работы автомата протекает следующим образом. Когда датчики верхнего и нижнего уровней находятся в воде, проводимость между тросом и электродами обоих датчиков большая, и при включении питания тумблером SA1 на входах R и С триггера устанавливаются уровни логической 1, что приводит к появлению того же уровня на его прямом выходе, вызывающего открывание ключа на транзисторах VT1, VT2, и включение реле К1, которое контактами К1.3, К1.4 подключает насос к сети.
При откачке воды насос выключится только тогда, когда на входе R DD1 появится логический 0, то есть когда вода опустится ниже датчика нижнего уровня. Это состояние триггера характеризуется нулевым логическим значением на его прямом выходе, вызывающем закрывание транзисторного ключа, выключение реле и насоса.
После отключения насоса уровень воды в скважине начинает подниматься, и, когда она достигнет датчика нижнего уровня, на входе R триггера появляется значение 1, что, однако, не приводит к включению насоса, поскольку на входе С присутствует напряжение логического нуля, и до датчика верхнего уровня вода еще не поднялась. И только после подъема воды в скважине до датчика верхнего уровня на входе С DD1 появится напряжение логической 1, и на его прямом выходе также установится логическая 1; включатся транзисторный ключ, реле и насос: процесс откачки воды повторяется.
Резисторы R2, R3, R4, R8 служат для установки требуемых логических значений на входах триггера.
Чтобы исключить замыкание между тросом и кольцами, первый изолирован тремя слоями ленты ПХВ на участке длиной 30-40 мм. Провода выведены на штекер разъема, ответная часть которого установлена на коробке блока; там же размещена розетка для подключения вилки электронасоса. Провода и трос прибандажированы к водоподъемному шлангу.
При установке устройства в скважине с металлической обсадной трубой необходимо так подвесить насос, чтобы полностью исключить касание датчиков к трубе.
При монтаже без ошибок налаживать устройство не потребуется. Для устойчивой работы на входах R и С триггера должно быть напряжение 3-5 В (датчики находятся в воде). В зависимости от сопротивления прослойки воды между датчиками и тросом указанное напряжение подбирают с помощью резистора R2. Ток через датчики не превышает 5-10 мА при сопротивлении прослойки воды между датчиками и тросом 1,5-2 кОм.
Рис. 3. Печатная плата со схемой расположения элементов
Рис. 4. Расположение датчиков на шланге:
1 - датчик нижнего уровня, 2, 6, 7 - подводящие про вода, 3 - водоподъемный
шланг, 4 - трос подвески насоса, 5 - датчик верхнего уровня, 8 - лента ПХВ
Собранное устройство проверяют в домашних условиях (на столе), изготовив для этой цели макет датчика и используя подходящий сосуд с водой, а вместо насоса подключают настольную лампу.
Авторы: Л.Романов, В.Киреев