Aktuální vydání

celé číslo

08

2022

MSV 2022

Projektování, konstruování a programování automatizačních a řídicích systémů

celé číslo

Plovákové hladinové spínače pro nejrůznější úlohy

Když technici slyší název společnosti Kobold, většinou si ho spojí s kvalitními průtokoměry. Předkládaný článek tuto představu rozšíří. Je pravda, že největší nabídka společnosti KOBOLD Messring GmbH je v oblasti měření a kontroly průtoku. Avšak další specializací jsou přístroje pro měření a kontrolu polohy hladiny kapalných a sypkých látek a dále přístroje pro měření a kontrolu tlaku a teploty. V následujících odstavcích bude představen na první pohled jednoduchý, ale hojně využívaný hladinový spínač modelové řady M. 

Měřicí princip hladinových spínačů řady M (obr. 1) je jednoduchý. Plovák, ve kterém je umístěn magnet, se pohybuje po vodicí tyči společně se stoupající nebo klesající hladinou. Ve vodicí tyči je instalován minimálně jeden hermeticky utěsněný limitní jazýčkový kontakt. Tyto kontakty mohou být až čtyři. Při průchodu plováku kolem kontaktu dojde k sepnutí, rozepnutí nebo přepnutí limitního kontaktu.

Společnost Kobold vyrábí různé typy plováků. Ty se od sebe liší použitým materiálem, tvarem plováku a teplotní i tlakovou odolností. V tab. 1 je stručný přehled jednotlivých typů hladinových spínačů M.

Podle typové řady je možné vybrat odpovídající materiál vodicí tyče. Všeobecně jsou k dispozici tyto materiály: korozivzdorná ocel 1.4404 (316L podle AISI), mosaz, PVC nebo PVDF. Maximální délka (L0) je dána pro každou typovou řadu, např. u modelu M04 jsou to 4 m.

Limitní kontakty jsou ve vodicí tyči pevně zafixovány. Proto je důležité již v době vystavení objednávky přesně specifikovat, v jaké vzdálenosti mají být umístěny. Vzdálenosti se postupně uvádějí od horního spínače k dolnímu – viz obr. 2.

Rovněž je třeba určit, jakou funkci má kontakt vykonávat. Ta je vztažena k situaci, kdy je plovák v klidovém stavu, tj. dole. Na výběr jsou tři možnosti: N/O, N/C nebo přepínací funkce. Pro větší přiblížení uveďme příklad.

Hladinový spínač je umístěn v nádrži, tyč směřuje shora dolů. Je požadováno hlídání nejvyšší možné polohy hladiny ve vzdálenosti 30 mm shora, kdy je třeba, aby bylo spuštěno čerpadlo a vyčerpalo kapalinu z nádrže. Při nejnižší poloze hladiny ve vzdálenosti 1 500 mm od víka je zapotřebí, aby čerpadlo vypnulo. Z toho vyplývá, že funkce horního kontaktu musí být N/O (v klidovém stavu rozepnutý, při průchodu plováku směrem nahoru sepnutý) a funkce dolního kontaktu musí být rovněž N/O (v klidovém stavu rozepnutý, při průchodu plováku směrem nahoru sepnutý). Zápis v objednávce může vypadat takto: L1 = 30 mm N/O, L2 = 1 500 mm N/O.

Standardně společnost Kobold používá pro dva limitní kontakty jeden plovák. Jestliže to zákazník požaduje, je možné mít také pro každý limitní kontakt samostatný plovák (oblasti, kde se plováky mohou pohybovat, jsou na tyči odděleny distančním kroužkem).

Další kapitolou je procesní a elektrické připojení. Procesní připojení lze zvolit podle typové řady závitové od velikosti G 1/8" až po G 2" nebo přírubové, standardní či oválné. Elektrický vývod je kabelem s pláštěm z PVC nebo ze silikonové pryže a nebo prostřednictvím svorkovnice umístěné v hlavici, která může být vyrobena z plastu, hliníku či korozivzdorné oceli.

Pro ochranu limitních kontaktů společnost Kobold doporučuje vždy použít oddělovací relé. K dispozici jsou relé jednokanálová nebo dvoukanálová. Pro případ, kdy je zařízení umístěno v prostředí s nebezpečím výbuchu, jsou k dispozici hladinové spínače s certifikací ATEX a k tomu i příslušná jiskrově bezpečná relé.

Výhody hladinových spínačů typu M jsou:

  • jednoduchá montáž,
  • dlouhá životnost díky zapouzdřeným kontaktům,
  • výborná opakovatelnost díky vhodné vůli mezi vodicí tyčí a plovákem,
  • montáž shora i zdola,
  • jedním plovákem je možné monitorovat několik hladin,
  • funkce limitních spínačů je volitelná.

Pro doplnění uveďme, že hladinový spínač lze rovněž umístit zdola, kdy je vodicí tyč nad procesním připojením. Pak je nutné vzít v úvahu, že funkce limitních kontaktů se změní (např. z N/O na N/C).

Pro pulzující nebo znečištěnou kapalinu lze použít tlumicí trubici.

Limitní kontakty mohou být osazeny teplotním spínačem s pevně definovanou hodnotou sepnutí mezi 60 a 150 °C, popř. senzorem teploty Pt100.

 (KOBOLD Messring GmbH, reprezentativní kancelář pro ČR a SK)

Obr. 1. Plovákové hladinové spínače řady M

Obr. 2. Definice spínacích bodů: L1 – poloha kontaktu 1 (horního), L2 – poloha kontaktu 2, L3 – poloha kontaktu 3, L4 – poloha