Ein Druckschalter ist ein Gerät, mit dem der Wasserdruck in einem Tank gemessen und der Pumpenmotor eingeschaltet werden kann, wenn der Druck zu niedrig ist oder der Wasserstand im Tank unter den erforderlichen Mindestpegel sinkt.
Bevor wir das vorgeschlagene Schaltbild für den Tankdruckregler besprechen, ist es wichtig zu verstehen, wie ein Druckschalter funktioniert.
Es handelt sich im Grunde um ein einfaches elektromechanisches Gerät, das interne elektrische Kontakte schließt, sobald der Wasserdruck an der Druckdüse einen voreingestellten Wert überschreitet. Sinkt der Druck unter einen anderen festgelegten unteren Wert, öffnet oder trennt sich der interne Kontakt.
Optimierung des Tankdrucks mithilfe von Druckschaltern
Die oben beschriebenen Druckschalter können effektiv für die genannten Anforderungen eingesetzt werden. Im Folgenden wird der gesamte Prozess erläutert.
Der für eine Wohnung mit konstantem Wasserdruck erforderliche Wasserversorgungskreislauf kann im folgenden Diagramm veranschaulicht werden:
Es erfüllt die Hauptanforderung, den Wasserversorgungsdruck konstant zu halten, indem bei niedrigem Wasserdruck zusätzliche Pumpen nacheinander zugeschaltet werden und umgekehrt.
Anhand des Diagramms können wir 3 identische Stufen erkennen, in denen die 3 Druckschalter mit 3 zugehörigen Relais-Treiberstufen konfiguriert sind, deren Relaiskontakte mit den entsprechenden 3 Pumpen verbunden sind.
In der Relais-Treiberstufe verwenden wir PNP-Transistoren, da der Druckschalter bei niedrigem Druck normalerweise geschlossen ist und sich öffnet, wenn der Druck den maximalen Schwellenwert erreicht.
Das bedeutet, dass die internen Schalter der Druckeinheit bei niedrigem Druck unverbunden oder geschlossen bleiben. Dadurch kann der PNP-Transistor über einen gegen Masse geschalteten 1-kΩ-Widerstand leiten. Das Relais öffnet ebenfalls und startet den Motor. Alle drei
Die Motorpumpenstufen haben die gleiche grundlegende Funktionsweise.
Nehmen wir nun auf Wunsch an, dass der Druck sehr niedrig ist, was dazu führt, dass alle 3 Druckschalter ihre internen Kontakte öffnen.
Infolgedessen schalten sich alle drei Motorpumpen gleichzeitig ein. Dadurch steigt der Wasserdruck schnell an und erreicht den erforderlichen optimalen Wert, wodurch die Druckschalter 3 und 2 öffnen. Dies führt dazu, dass die angeschlossenen Motorpumpen 3 und 2 abgeschaltet werden.
Die motorisierten Pumpen Nr. 3 und Nr. 2 sind ausgeschaltet.
Aktuell übernimmt nur Motor 1 die Wasserversorgung der Wohnung.
Bei einem plötzlichen Anstieg des Wasserbedarfs im Gebäude kommt es zu einem Abfall des Wasserdrucks, sodass die Motorpumpe #1 allein nicht ausreicht, um den Bedarf zu decken.
Diese Situation löst den Druckschalter #2 aus, der die motorisierte Pumpe #2 startet, um den erforderlichen hohen Wasserdruck zu decken.
Wenn der Wasserverbrauch jedoch weiter steigt und die ersten beiden Pumpen den Bedarf immer noch nicht decken können, erkennt der Druckschalter #3 dies und aktiviert die motorisierte Pumpe #3.
Das sequentielle Ein- und Ausschalten der oben genannten Pumpen reagiert auf Änderungen des Tankdrucks, um die grundlegenden Hauptanforderungen zu erfüllen.
Elektrische Pumpenschaltung
Die zweite Anforderung besteht darin, dass die Pumpen sich gegenseitig ablösen, um den größten Teil des offenen Betriebsdrucks der Motorpumpe 2 von Zeit zu Zeit durch Lastteilung mit Motor 1 zu verringern.
Dadurch wird die Lebensdauer des Motors verlängert, indem der Verschleiß reduziert wird.
Das obige Diagramm veranschaulicht, wie dies mit einem einfachen DPDT-Umwandlungsrelais erreicht werden kann, das zwischen dem entsprechenden Druckschalter und der Relais-Treiberstufe angeschlossen ist.
Bei diesem Konzept werden nur zwei Motoren zum Schalten berücksichtigt, ein dritter Motor wird nicht einbezogen, um die Konstruktion nicht zu verkomplizieren. Darüber hinaus scheint die gemeinsame Nutzung der beiden Motoren ausreichend zu sein, um deren Verschleiß unterhalb eines unsicheren Niveaus zu halten.
Das Umschaltrelais erfüllt eine grundlegende Aufgabe. Es schaltet abwechselnd die Relaisansteuerungen der Motoren #1 und #2 an den Druckschaltern #1 und #2. Der Zeitpunkt, zu dem jeder Motor die Druckwasserzufuhr zuschaltet, wird durch einen einfachen IC bestimmt.
4060-Timer, wie unten dargestellt:
Die Zeitverzögerung für den Beginn des Übergangs lässt sich durch die Einstellung des 1-MΩ-Potentiometers anpassen. Durch Ausprobieren kann der Widerstand des Potentiometers durch einen Festwiderstand ersetzt werden.
Die Stromversorgung für alle elektronischen Stufen erfolgt über ein Standard-12-V-1-A-Netzteil.
Alle Relais sind 12 V 30 A Relais.