لول سوئیچ گلابی (فلوتر کابلی): راهنمای کامل، نصب و مقایسه با سایر روش‌های کنترل سطح مایعات

لول سوئیچ گلابی یک نوع کلید کنترل سطح مایعات است که به شکل یک شناور گلابی‌شکل طراحی شده و روی سطح مایع در مخازن شناور می‌ماند، با تغییر سطح مایع، این سوئیچ شناور به بالا و پایین حرکت کرده و مانند یک کلید مکانیکی عمل می‌کند. به محض رسیدن سطح سیال به نقطه تعیین‌شده، وضعیت داخلی سوئیچ تغییر کرده و یک مدار الکتریکی را باز یا بسته می‌کند. از این طریق می‌توان تجهیزات متصل مانند پمپ‌ها یا شیرهای برقی را به صورت خودکار روشن و خاموش نمود تا سطح مایع در مقدار دلخواه حفظ شود. این دستگاه به خاطر سادگی، قابلیت اطمینان و قیمت پایین در صنایع بسیار محبوب است. در ادامه با طرز کار، نصب، سیم‌کشی و مزایای لول‌سوئیچ گلابی بیشتر آشنا می‌شویم. همچنین یک جدول مقایسه بین لول سوئیچ گلابی و سایر روش‌های کنترل سطح ارائه شده است تا بتوانید بهترین گزینه را برای نیاز خود انتخاب کنید.

طرز کار لول سوئیچ گلابی چگونه است؟

لول سوئیچ گلابی از یک بدنه‌ی شناور توخالی (معمولاً از جنس پلاستیک مقاوم مثل پلی‌پروپیلن یا PP) تشکیل شده که توسط یک کابل به نقطه‌ای در مخزن متصل می‌شود. داخل این شناور یک سوئیچ داخلی قرار دارد که رایج‌ترین نوع آن سوییچ رید (Reed Switch) یا یک میکروسوئیچ مکانیکی است. کنار این سوئیچ داخلی یک آهنربا یا گوی فلزی کوچک قرار گرفته است. هنگامی که شناور روی سطح مایع قرار دارد، با تغییر ارتفاع سطح، شناور نیز به صورت عمودی جابه‌جا می‌شود. زمانی که سطح مایع به نقطهٔ از پیش‌تعیین‌شده برسد، زاویه قرارگیری شناور تغییر می‌کند (برای مثال از حالت عمودی به متمایل یا افقی). این تغییر وضعیت موجب نزدیک یا دور شدن آهنربا از سوئیچ رید (یا حرکت گوی فلزی و تحریک میکروسوئیچ) در داخل شناور می‌شود و در نتیجه مدار الکتریکی متصل به سوئیچ باز یا بسته می‌گردد.

به طور خلاصه، هنگامی که سطح مایع بالا می‌آید، شناور گلابی‌شکل را به سمت بالا می‌راند و در یک ارتفاع مشخص باعث فعال شدن سوئیچ می‌شود. برعکس، با پایین رفتن سطح مایع، شناور نیز پایین آمده و با رسیدن به سطح تعیین‌شده پایین، سویچ را غیرفعال می‌کند. به این ترتیب می‌توان سطح مایع را بین دو حد بالا و پایین کنترل نمود. طراحی ساده و مکانیکی این دستگاه باعث شده که نیاز به منبع تغذیه پیچیده یا کالیبراسیون خاصی نداشته باشد و مستقیماً با تغییر وضعیت فیزیکی مایع عمل کند. اکثر لول‌سوئیچ‌های گلابی برای ایمنی، جریان و ولتاژ سوئیچینگ محدودی دارند (مثلاً اغلب تا حدود ۱۰ الی ۱۶ آمپر در ۲۲۰ ولت AC)، بنابراین باید اطمینان حاصل کنید که تجهیزات متصل، از این حدود تجاوز نکنند تا به سوئیچ آسیب نرسد.

مکانیزم سوئیچ داخلی (سوئیچینگ)

همان‌طور که اشاره شد، در بسیاری از لول سوئیچ‌های کابلی یک سوئیچ رید مغناطیسی به عنوان سنسور داخلی عمل می‌کند. در این حالت اگر آهنربای داخل شناور به سوئیچ رید نزدیک شود، تماس آن بسته شده و مدار الکتریکی برقرار می‌گردد. با دور شدن آهنربا (تغییر مجدد وضعیت شناور)، تیغه‌های رید از هم باز شده و مدار قطع می‌شود. در نوع مکانیکی‌تر، یک گوی فلزی داخل شناور قرار دارد که هنگام کج‌شدن شناور، گوی حرکت کرده و یک میکروسوئیچ را فشار می‌دهد یا آزاد می‌کند. هر دو طرح در اصل یک کار انجام می‌دهند: تشخیص رسیدن سطح مایع به یک نقطهٔ مشخص و تغییر وضعیت یک کلید برقی. این سیگنال برقی سپس می‌تواند برای قطع یا وصل پمپ، بسته یا بازکردن شیر برقی، و یا فعال‌کردن آلارم مورد استفاده قرار گیرد.

نحوه نصب و تنظیم لول سوئیچ گلابی

یکی از نقاط قوت فلوترهای گلابی‌شکل نصب آسان آن‌ها است. این دستگاه معمولاً به صورت معلق داخل مخزن نصب می‌شود؛ به این صورت که توسط کابل خود از قسمت بالای مخزن آویزان شده و درون مایع شناور می‌ماند. برای نصب، ابتدا باید ارتفاع (سطح) مورد نظر را که می‌خواهید در آن نقطه سوئیچ عمل کند مشخص کنید. سپس با استفاده از یک وزنه تعادل خارجی که روی کابل قرار می‌گیرد، طول آزاد کابل را طوری تنظیم می‌کنید که شناور در آن عمق قرار گیرد. وجود وزنه تعادل باعث می‌شود شناور در محل تعیین‌شده ثابت بماند و همچنین زاویه عملکرد سوئیچ را تنظیم می‌کند.

در واقع طول کابل بین وزنه و شناور تعیین‌کننده محدوده حرکتی و زاویه‌ای است که سوئیچ در آن تغییر وضعیت می‌دهد. تولیدکنندگان حداقل و حداکثر طول کابل آزاد را برای عملکرد صحیح مشخص می‌کنند (برای مثال نباید آنقدر کوتاه باشد که شناور نتواند حرکت کند، و نه آنقدر بلند که کنترل دقیقی نداشته باشد). پس از تعیین نقطه بالا (یا پایین)، کابل را در همان ارتفاع روی دهانه مخزن محکم می‌کنیم تا شناور از آن نقطه آویزان شود.

با بالا آمدن سطح مایع تا آن ارتفاع، شناور بالا رفته و سوئیچ را فعال می‌کند؛ هنگامی که سطح مایع پایین می‌رود، شناور نیز پایین آمده و سوئیچ غیرفعال می‌شود. توجه: در صورتی که از لول سوئیچ گلابی برای قطع کردن جریان ورودی (پر کردن مخزن) استفاده می‌کنید، معمولاً نقطه بالا را تنظیم می‌کنید تا مثلاً پمپ با پرشدن مخزن قطع شود. برعکس، برای تخلیه مخزن (کنترل پمپ تخلیه) نقطه پایین را تنظیم می‌کنند تا با خالی‌شدن مایع، پمپ را خاموش کند. بسیاری از کاربردها از دو شناور (یکی برای حد بالا و یکی برای حد پایین) بهره می‌گیرند تا یک سیستم کنترل دو نقطه‌ای (هیسترزیس) ایجاد شود و از روشن/خاموش شدن مکرر پمپ جلوگیری گردد.

سیم‌کشی لول سوئیچ گلابی (NO و NC)

پس از نصب مکانیکی، سیم‌کشی صحیح لول سوئیچ برای عملکرد مورد نظر بسیار مهم است. اکثر لول سوئیچ‌های شناور کابلی دارای سه رشته سیم هستند که امکان استفاده به صورت به طور معمول باز (NO) یا به طور معمول بسته (NC) را فراهم می‌کنند. منظور از NO یا NC این است که مدار الکتریکی در وضعیت عادی (زمانی که سوئیچ در حالت آزاد و شناور در وضعیت پایین قرار دارد) به طور پیش‌فرض باز (قطع) یا بسته (وصل) باشد. نحوه سیم‌بندی را می‌توان بر اساس نیاز انتخاب کرد:

• پیکربندی به طور معمول بسته (NC): در این حالت، مدار الکتریکی در وضعیت پایین بودن شناور بسته است و با بالا آمدن سطح مایع و فعال‌شدن سوئیچ، مدار باز می‌شود. یعنی وقتی مخزن خالی یا سطح پایین است، مدار وصل است؛ به محض اینکه سطح مایع به حد تعیین‌شده بالایی رسید، سوئیچ مدار را قطع می‌کند. این حالت معمولاً برای کنترل پر شدن مخزن به کار می‌رود (مثلاً پمپ یا شیر برقی تا زمانی که مخزن پر شود روشن نگه داشته می‌شود و وقتی مخزن پر شد، جریان قطع می‌گردد).

• پیکربندی به طور معمول باز (NO): در این روش برعکس حالت قبل، مدار الکتریکی در وضعیت پایین بودن شناور باز است و با بالا آمدن سطح مایع، سوئیچ آن را می‌بندد. یعنی وقتی سطح مایع پایین است مدار قطع است، و هنگامی که مایع بالا می‌آید و به سطح مورد نظر می‌رسد مدار وصل می‌شود. این حالت برای کنترل تخلیه مخزن یا مواقعی که می‌خواهیم با بالا آمدن سطح، دستگاهی را روشن کنیم استفاده می‌شود (مثلاً روشن‌شدن پمپ تخلیه هنگامی که سطح فاضلاب بالا آمده است).

در هر دو حالت، عملکرد “عادی” ممکن است بسته به سازنده متفاوت باشد، بنابراین همیشه به دیاگرام سیم‌کشی و راهنمای محصول خود مراجعه کنید. معمولاً رنگ‌بندی سیم‌ها مشخص می‌کند کدام دو سیم NO و کدام NC هستند. اتصال اشتباه سیم‌ها می‌تواند باعث معکوس‌شدن عملکرد (مثلاً به جای خاموش شدن در پر شدن، برعکس عمل کند) یا حتی خطرات الکتریکی شود، پس اگر اطمینان کافی ندارید از یک برقکار صنعتی کمک بگیرید.

مزایا و ویژگی‌های لول سوئیچ گلابی

لول سوئیچ‌های شناور کابلی سال‌هاست که به عنوان یک روش استاندارد برای کنترل سطح مایعات به کار می‌روند و دلایل خوبی هم برای محبوبیتشان وجود دارد. در این بخش به برخی از مزایا و ویژگی‌های کلیدی این دستگاه‌ها اشاره می‌کنیم:

• قیمت مقرون‌به‌صرفه: طراحی ساده مکانیکی باعث شده هزینه تولید این سوئیچ‌ها نسبت به بسیاری از سنسورهای پیشرفته پایین‌تر باشد. در نتیجه برای کاربردهای عمومی صنعتی و حتی خانگی انتخابی اقتصادی به شمار می‌آید.

• قابلیت اطمینان بالا: نداشتن مدار الکترونیکی پیچیده و عملکرد بر اساس اصول شناوری و گرانش باعث شده این دستگاه‌ها بسیار پایدار و کم‌خرابی باشند. با نگهداری کم می‌توان سال‌ها از آن‌ها استفاده کرد.

• نصب و استفاده آسان: برای نصب لول سوئیچ گلابی نیاز به تجهیزات خاصی نیست؛ به سادگی درون مخزن آویزان می‌شود و تنظیم سطح نیز با جابه‌جایی وزنه تعادل روی کابل انجام می‌گیرد. همچنین نیاز به کالیبره‌کردن مداوم یا تنظیمات نرم‌افزاری ندارد.

• سازگاری با انواع مایعات: این شناورها را می‌توان برای طیف گسترده‌ای از مایعات به کار برد؛ از آب آشامیدنی و فاضلاب گرفته تا روغن‌ها و محلول‌های شیمیایی سبک. برای مایعات خورنده یا نفتی نیز مدل‌های ویژه‌ای با جنس بدنه مقاوم (مثلاً روکش پلاستیکی خاص یا پلی‌پروپیلن تقویت‌شده) وجود دارد که در برابر خوردگی دوام می‌آورند.

• ایمنی و عدم نیاز به برق خارجی: خودِ عملکرد سوئیچ وابسته به سطح مایع است و اغلب ولتاژ و جریانی که از آن عبور می‌کند همان برق کنترل یا تغذیه پمپ است. بنابراین نیاز به منبع تغذیه جداگانه برای حسگر نیست. ضمن اینکه بسیاری از مدل‌ها دارای استانداردهای حفاظتی مانند IP68 هستند و در محیط‌های مرطوب و غرق‌آب بدون مشکل کار می‌کنند. برخی مدل‌ها حتی برای محیط‌های ضد انفجار (EX) طراحی شده‌اند تا در مکان‌های پرخطر نیز قابل استفاده باشند.

در مجموع، سادگی در کنار کارایی، از لول سوئیچ گلابی یک گزینه ایده‌آل برای کنترل سطح ساخته که سال‌ها امتحان خود را پس داده است. البته همان‌طور که در ادامه مقایسه می‌کنیم، در برخی شرایط خاص ممکن است سنسورهای پیشرفته‌تر انتخاب شوند؛ اما برای اکثر کاربردهای رایج، این فلوتر مکانیکی کاملاً پاسخ‌گو و به صرفه است.

کاربردهای رایج لول سوئیچ گلابی

از صنایع سنگین گرفته تا تاسیسات ساختمانی، هر جا نیاز به کنترل سطح مایعات باشد احتمالاً ردی از لول سوئیچ‌های شناوری دیده می‌شود. در اینجا به مهم‌ترین کاربردهای لول سوئیچ گلابی اشاره می‌کنیم:

• کنترل سطح آب در مخازن و چاه‌ها: یکی از معمول‌ترین کاربردهای فلوترهای کابلی، کنترل پمپ‌های آب در مخازن ذخیره یا چاه‌های آب است. مثلاً در ساختمان‌ها برای تانکر آب روی پشت‌بام یا در چاه‌های کشاورزی، این سوئیچ‌ها سطح آب را پایش کرده و پمپ را در صورت پر شدن مخزن قطع می‌کنند تا از سرریز جلوگیری شود. همچنین هنگام پایین رفتن سطح آب، مجدداً پمپ را روشن می‌کنند تا مخزن خالی نماند.

• سیستم‌های فاضلاب و پساب: در چاهک‌ها و مخازن فاضلاب، از لول سوئیچ گلابی به عنوان کنترل‌کننده پمپ تخلیه استفاده می‌شود. به محض بالا آمدن سطح فاضلاب تا حد مجاز، سوئیچ عمل کرده و پمپ لجن‌کش را روشن می‌کند تا مخزن تخلیه شود. این سوئیچ‌ها به دلیل مقاومت مناسب در برابر آب و شرایط سخت، گزینه‌ای مطمئن برای این محیط‌ها هستند.

• مخازن صنعتی و شیمیایی: در صنایع مختلف (مانند صنایع غذایی، نوشیدنی، شیمیایی و نفت و گاز) برای کنترل سطح مخازن پروسس یا ذخیره از این ابزار بهره می‌گیرند. به عنوان مثال در یک مخزن اسید ممکن است مدل خاصی از لول سوئیچ شناور با جنس مقاوم در برابر خوردگی نصب شود تا در صورت پر شدن بیش از حد، شیر قطع‌کننده را فعال کند. یا در صنایع نفت و گاز، از فلوترهای ضدانفجار برای کنترل سطح سوخت و مایعات اشتعال‌پذیر استفاده می‌شود.

• سیستم‌های HVAC و دیگ‌های بخار: در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی (چیلرها، بویلرها و …)، نظارت بر سطح آب بسیار مهم است. لول سوئیچ‌های شناوری در این سیستم‌ها نقش ایمنی را ایفا می‌کنند؛ مثلاً اگر سطح آب دیگ بخار از حد معینی پایین‌تر بیاید، سوئیچ می‌تواند مشعل را خاموش کند تا از خشک کار کردن و آسیب جلوگیری شود. همچنین در برج‌های خنک‌کن یا مخازن کندانس نیز جهت حفظ سطح مایع از این سوئیچ استفاده می‌شود.

• کاربردهای خانگی و تجاری کوچک: علاوه بر کاربردهای صنعتی، در مصارف کوچک‌تر هم این ابزار حضور دارد. آب‌سردکن‌ها، دستگاه‌های تصفیه آب، آکواریوم‌های بزرگ، استخرها و حتی برخی ماشین‌آلات نظافت صنعتی از فلوترهای کوچکتر برای کنترل سطح بهره می‌برند. هر جا که نیاز باشد به طور خودکار سطح مایع بین دو حد کنترل شود، یک لول سوئیچ مکانیکی می‌تواند راه‌حل ساده‌ای باشد.

به طور کلی تنوع طراحی و سایزبندی در لول سوئیچ‌های گلابی موجب شده تقریباً برای هر ظرف یا مخزن با هر اندازه‌ای یک مدل مناسب وجود داشته باشد. از چند لیتر تا چندین هزار لیتر، این ابزار قابل به‌کارگیری است. (در صورتی که نیاز به دقت پیوسته در اندازه‌گیری سطح باشد یا شرایط بسیار ویژه‌ای حکم‌فرما باشد، ممکن است از تکنولوژی‌های دیگری استفاده شود که در ادامه مقایسه می‌کنیم.) اما در اکثر سناریوهای ذکر شده، همین شناور مکانیکی ساده وظیفه کنترل سطح را با اطمینان انجام می‌دهد.

مقایسه لول سوئیچ گلابی با سایر روش‌های کنترل سطح

برای انتخاب بهترین ابزار کنترل سطح مایع، آشنایی با سایر تکنولوژی‌های موجود نیز اهمیت دارد. در جدول زیر لول سوئیچ گلابی (فلوتر کابلی) را در کنار چند نوع سنسور سطح متداول دیگر مقایسه کرده‌ایم. هر یک از این روش‌ها مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و بسته به کاربرد ممکن است مناسب‌تر باشند.

در کنار موارد فوق، روش‌های دیگری مانند لول سوئیچ مغناطیسی (نوع شناور میله‌ای)، سوئیچ‌های رسانایی (کنترل سطح الکتریکی با الکترود)، ترانسمیترهای راداری و… نیز وجود دارند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. اما در رده کنترل سطح نقطه‌ای با هزینه مناسب، سه روش اول (شناوری، خازنی، دیاپازونی) بیشترین کاربرد را دارند و سنسورهای اولتراسونیک یا راداری بیشتر برای اندازه‌گیری پیوسته سطوح به کار می‌روند. انتخاب نهایی بستگی به شرایط عملیاتی (نوع مایع، دما و فشار، نیاز به خروجی آنالوگ یا صرفاً سوئیچ، بودجه و غیره) دارد. اگر همچنان در انتخاب مردد هستید، مشاوران ما در کنترل‌باما آماده‌اند تا متناسب با نیازتان، بهترین گزینه را معرفی کنند.

سوالات متداول درباره لول سوئیچ گلابی

سوئیچ شناور چیست؟

سوئیچ شناور یک حسگر است که سطح مایعات در مخزن را تشخیص داده و با تغییر آن، یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می‌کند.

لول سوئیچ گلابی چگونه کار می‌کند؟

این سوئیچ با حرکت شناور روی سطح مایع فعال می‌شود. با بالا رفتن سطح مایع، شناور به سمت بالا حرکت کرده و سوئیچ داخلی مدار را باز یا بسته می‌کند.

لول سوئیچ گلابی چه کاری انجام می‌دهد؟

این سوئیچ سطح مایعات را کنترل کرده و با ارسال سیگنال الکتریکی، پمپ‌ها، شیرآلات و آلارم‌ها را روشن یا خاموش می‌کند.

چگونه لول سوئیچ گلابی را نصب کنیم؟

برای نصب لول سوئیچ گلابی، باید سطح مشخصی برای روشن یا خاموش شدن دستگاه تعیین کرده و سپس شناور را با کابل به مخزن متصل کنید. بعد از نصب، سیم‌کشی برق مطابق دستورالعمل محصول انجام می‌شود.

چگونه سیم‌کشی لول سوئیچ گلابی انجام می‌شود؟

معمولاً این سوئیچ‌ها سه سیم دارند: COM (مشترک)، NO (باز) و NC (بسته). بسته به نیاز خود، از جفت سیم مناسب برای قطع یا وصل مدار استفاده کنید.

قیمت لول سوئیچ گلابی چقدر است؟

قیمت لول سوئیچ گلابی بسته به ویژگی‌هایی چون برند، جنس بدنه و طول کابل متفاوت است. معمولاً قیمت مدل‌های پایه از چند صد هزار تومان شروع می‌شود. برای قیمت دقیق می‌توانید با ما تماس بگیرید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره در مورد انتخاب یا خرید لول سوئیچ گلابی با کارشناسان مجرب ما در کنترل‌باما تماس بگیرید. ما با افتخار آماده‌ایم تا در راستای بهبود اتوماسیون و ایمنی سیستم‌های شما، بهترین راهکارها را ارائه دهیم.

از ۱ تا ۵ به این صفحه یه امتیاز بده

در حال ثبت رای