Соленоїдний електромагнітний клапан: пристрій, види, призначення та принцип роботи

як працює електромагнітний клапан

Крім звичайних ручних вентилів в магазині також можна побачити соленоїдний електромагнітний клапан автоматичної дії. Він дозволяє не тільки управляти струмом рідин і газів в трубопроводах на відстані, але і автоматизувати цей процес.

Такі пристрої розрізняються по внутрішній конструкції і призначенню. Однак принцип роботи у всіх них однаковий – закриття / відкриття крана відбувається за рахунок спрацьовування електромагніту.

 

У цій статті розглянемо, навіщо потрібен такий клапан і як він працює. Також поговоримо про основні різновиди соленоїдних електроклапанів.

Призначення і принцип роботи пристрою

Головний принцип і перевага використання цього пристрою – автоматизм.

Конструкція клапана була задумана таким чином, щоб перекривати потік води або іншої рідини / газу при зміні певних параметрів системи – температури, тиску, швидкості і сили потоку – без участі людини.

Відбувається це за рахунок електромагнітного поля в області дії сердечника (плунжера) клапана. При виникненні напруги він опускається або піднімається, в залежності від передбачених умов.

Робоча енергія, яка веде в дію поршень, виникає при русі електронів по мідній обмотці котушки. Магнетизм, що з’являється при подачі імпульсу з зовнішнього пристрою, перетвориться в поступальний рух, яке опускає плунжер. Останній перекриває потік води, дозволяючи уникнути великих технологічних втрат. Як тільки ситуація нормалізується, напруга зникає і плунжер піднімається, дозволяючи воді далі рухатися по трубах.

Важливо! Інша перевага соленоїдного клапана – висока швидкість спрацьовування. Завдяки цьому пристрій може перекрити потік води при аварії на ділянці трубопроводу за 2-3 секунди після спрацьовування датчика. За рахунок цього клапани незамінні в системах опалення, гарячого та холодного водопостачання, в технічних трубопроводах на промислових підприємствах.

Навіщо потрібен електромагнітний клапан?

Соленоїдниє вентилі – категорія сучасної запірної арматури для трубопроводів самого різного призначення. У побуті подібні електроклапани застосовуються в автомашинах, спецтехніки, водопроводах і системах автополива і опалення.

Також вони широко використовуються в промисловості для регулювання струму і контролю транспортування різноманітних рідин і газів.

 

Усередині електромагнітний клапан для води або газу будь-яких датчиків не має. З його допомогою можна лише регулювати або повністю перекривати потік робочого середовища. Якщо потрібно автоматизація даних процесів, то доведеться додатково ставити зовнішні вимірювальні прилади, зав’язуючи роботу електроклапана вже на них.

Наприклад, використовувати додатково в зв’язці контролер і датчик протікання води, щоб в момент виявлення протікання соленоїдний клапан отримав відповідну команду від контролера і перекрив трубопровід.

Серед достоїнств використання соленоїдних клапанів числяться:

  • швидке регулювання струму робочого середовища по трубопроводу;
  • універсальність і надійність пристрою;
  • тривалий термін експлуатації;
  • невеликі розміри і малу вагу;
  • різноманіття різновидів приладу.

Конструктивні особливості

Пристрій клапана складається з полімерного або металевого корпусу, всередині якого знаходиться соленоїд, плунжер, шток і мембрана.

Матеріалом для виконання корпусу служить пластик, або нержавіюча сталь, латунь або чавун, що визначається сферою використання клапана. Наприклад, металевий корпус використовується в системах з хімічно агресивними або високотемпературними середовищами, тоді як пластикові застосовуються для простої водопровідної питної або технічної прісної води. Мембрани і ущільнювачі клапана виробляються з полімерних матеріалів на основі каучуку і поліетилену.

Пропонуємо Вам ознайомитися: Види і застосування двостінних гофрованих труб

Основні деталі

Пристрій регулюючого клапана

Пристрій регулюючих клапанів включає: корпус, кришку (голівку), сідло, затвор (заслінка) і шток (шпиндель) з маховиком. Іноді маховик може бути замінений на автоматичне пристосування. Всі складові об’єднані за допомогою корпуса.

Робоча матерія подається всередину пристрою через корпус. Шпиндель, що знаходиться в головці (тут же розташований ущільнюючий сальник), змушує затвор пересуватися, в результаті чого відкривається або закривається отвір, наявне в сідлі.

Робочий склад, вступаючи крізь нього, виходить з іншого боку. Потік може бути прямим або загортати.

 

Види і сфера застосування

Область застосування соленоїдного клапана не обмежується господарсько-побутової діяльністю. Поряд з централізованим опаленням та водопостачанням квартир і будинків запірний обладнання можна побачити в різних технологічних системах, де вони працюють за рахунок спрацьовування датчиків і таймерів.

Широко використовується в наступних системах:

  • меліорація (полив) газонів, садово-городніх ділянок, оранжерей – в таких клапанах плунжер знаходиться в нормально закритому положенні і відкривається при спрацьовуванні таймера, запрограмованого на певний часовий інтервал поливу;
  • громадські туалети, душові, автомийки, мийні системи в сфері автосервісу – аналогічний принцип роботи клапана, заснований на періодичному спрацьовуванні таймера, що відкриває потік води;
  • опалювальні системи – використовуються як захисні пристрої, що запобігають технологічні втрати при пориві труб, а також заповнюють обсяг води в системі при її випаровуванні;
  • в промисловості – пристрої служать свого роду дозаторами для подачі рідини для змішування різних матеріалів і сировини.

Основним завданням соленоїдного клапана є рівномірний і дозоване розподіл і подача води. Це забезпечує точний контроль витрати і дозволяє запобігти втратам основних ресурсів підприємства.

Інша мета використання клапана – регулювання основних гідравлічних параметрів трубопроводу. Наприклад, в системах опалення і гарячого водопостачання соленоїд встановлюється для точного контролю руху і подачі води.

Для цього пристрій підключається до датчиків, запрограмованим на певний тиск або температуру. При наповненні системи водою температура труб і радіаторів природно підвищується до критичної позначки, що може мати негативні аварією. Для запобігання небажаної ситуації клапан спрацьовує, перекриваючи приплив гарячої води до тих пір, поки температура в систем НЕ вирівняється.

За видами можна класифікувати соленоїдні клапани на кілька категорій:

  • за принципом дії – нормально відкриті, нормально закриті і бістабільні;
  • за типом роботи – одноходові, двоходові, триходові;
  • по виду соленоїда – постійного і змінного струму;
  • за типом з’єднання – різьбові і фланцеві;
  • за способом роботу механізму – прямого і пілотного дії.

 

Пропонуємо Вам ознайомитися: Яке опалення краще і як його змонтувати в приватному будинку

Нормально закриті клапани встановлюються таким чином, що плунжер знаходиться в стані “закрито”. При виникненні електромагнітного поля він відкривається, дозволяючи воді рухатися по трубах . Такі пристрої можна побачити в системах поливу газонів, садів, оранжерей.

Нормально відкриті клапани в режимі очікування знаходяться в положенні “відкрито” і не перешкоджають току води. Як тільки виникає напруга на індукційній котушці, плунжер перекриває воду. Такі пристрої зазвичай встановлюються в системах опалення, водопостачання, каналізації.

Одноходові клапани – прості пристрої, що працюють або на перекриття, або пропуск робочого середовища по трубах. Двоходові моделі можуть використовуватися для запобігання зворотного потоку робочого середовища. Триходові пристрої – найскладніші за конструкцією – використовуються для змішування потоків води різних температур, наприклад, при підключенні системи “тепла підлога” до централізованого опалення.

Клапани, оснащені поворотним затвором

дросельний механізм

Вироби дросельного типу потрібні для регулювання або перекривання доступу до газу, рідким або двофазним потокам. Тонка заслінка зовні нагадує дві складені разом глибокі тарілки. У прохідному отворі дросельного пристрою може перебувати ущільнююча прошарок з м’якого матеріалу.

Шпиндель переміщується щодо заслінки. При закритті заслінка перешкоджає проходженню потоку, приймаючи перпендикулярне положення і щільно примикаючи до м’якого прокладок, розташованих у межах корпусу.

Коли дросельний клапан відкритий, значить, заслінка розташована паралельно потоку.

 

Пристрій кульової конструкції

Регулююча деталь кульового клапана схожа на кулю з наскрізним отвором. Під впливом шпинделя він може обертатися з амплітудою 90 ° С. Коли механізм відкритий, це означає, що зовнішні кінці наскрізного отвору на кулі збіглися з отворами на сідлах. Коли він знаходиться в закритому стані – отвори в кулі не збігаються з отворами в сідлах, а сідла перекриті, тому що щільно прилягають до поверхні.

Регулюючий механізм чимось нагадує редукційний. Він забезпечений спеціальним приводом (як правило – електричним або пневматичним), зв’язаних з автоматичним регулятором.

Що стосується характеристики блоку управління регулюючого клапана, то можна відзначити, що по суті, він є пристроєм для вимірювання витрати рідини, температури або тиску з подальшим порівнянням рівня цих величин з необхідними. З блоку управління поступає команда, підкоряючись якій, робочий орган приймає потрібне положення.

Переміщення елемента всередині клапана непрямої дії може носити поступальний або обертальний характер. За конструкцією регулює механізм може бути вентильного або дросельного типу.

За допомогою регулюючих клапанів можна контролювати витрату речовини і рівень тиску, тому механізм практично не буває повністю відкритим або закритим. Так як він служить для дроселювання потоку (процесу, для якого характерно зниження тиску).

Матеріал, з якого виготовлено регулюючий пристрій, повинен відрізнятися високою стійкістю до ерозії. Зниження тиск іноді закінчується кавитацией (якщо мова йде про рідких речовинах) і шумами (якщо мова йде про потоках пари або газу).

Сучасні регулюючі клапани володіють підвищеною стійкістю до кавітації і шумів, що робить їх придатними для роботи в найнесприятливіших умовах.

Як вибрати соленоїдний клапан

Універсальна порада при виборі запірної арматури – уважно вивчати опису і специфікації, які дає виробник. За ним можна визначити, чи допускається використання тієї чи іншої моделі клапана в різних системах, в яких можуть бути різні показники температури, тиску, швидкості течії та хімічного складу рідини.

Також слід звертати увагу на розмір вхідного і вихідного отвору, який має збігатися з параметрами трубопроводу. В іншому випадку будуть порушені гідравлічні параметри системи, оскільки рідина на ділянці установки клапана може сповільнюватися, що позначиться на температурі і тиску води.

 

Важливо! При виборі кнопки необхідно в першу чергу враховувати хімічні властивості робочого середовища, оскільки різні метали руйнуються при впливі кислот (наприклад, латунь). Пластикові моделі не можна використовувати в високотемпературних системах.

Поради експертів щодо вибору вироби

Вибрати зворотний клапан для каналізації, системи водопостачання або опалення краще в спеціалізованому магазині, а не на ринку. Має значення якість, надійність, герметичність, тривалість терміну експлуатації.

джерело: https://s-tehnika.com.ua/wp-content/uploads/6f5d54606775d362f36d377e0aa21a7b-400x300.jpg" alt="як працює електромагнітний клапан" width="400" height="300" class="alignleft size-medium">

Основне завдання електромагнітних клапанів – перекриття або ж відкриття подачі рідини, газу в трубопроводі, за рахунок передачі на нього електричного сигналу. Електромагнітні клапани знайшли значну популярність в сучасних системах трубопроводу, завдяки можливості автоматизувати контроль процесу переміщення носіїв по трубах.

ЦЕ ЦІКАВО:

Клапан електромагнітний

Електромагнітний клапан може застосовуватися в переміщенні агресивних рідин і пара, працювати в самих різних діапазонах температури і тиску.

Призначення і застосування електромагнітних клапанів

Електромагнітний клапан виконує роль регулюючого і запірного пристрою в дистанційному управлінні транспортуванням потоків рідин, повітря, газу та інших носіїв. При цьому процес його використання може бути як ручним, так і повністю автоматизованим.

Найбільшу популярність отримав соленоїдний клапан Esbe, що має в якості основного пристрою соленоїдний вентиль. Клапан соленоїд складається з електричних магнітів, які в народі ще називають соленоїдами.

За своєю будовою електромагнітний клапан нагадує звичайний запірний, але в даному випадку управління становищем робочого органу відбувається без застосування фізичних зусиль.

Котушка приймає на себе електричну напругу, тим самим приводячи в роботу соленоїдний вентиль і всю систему.

 

Ми щодня користуємося побутовими автоматичними гидромашинами, але навіть не замислюємося про те, що всередині цих конструкцій встановлений електромагнітний клапан, а то і кілька одночасно, для виконання цілого ряду процесів.

Для прикладу, в побуті використовують електромагнітний клапан для подачі води для пральної машини. Ми включаємо це гідропристроїв і тим самим подаємо електросігнал на соленоїдний котушку, яка відкриває надходження води в бак пральної машини. А в процесі прання, електроклапан на кожному етапі програми управляє подачею води в потрібній кількості всередину машини з водної магістралі або зливом брудної суміші з прального бака в каналізаційний колектор.

Пристрій і характеристики

Пристрій електромагнітного клапана залежить від його типу, але загальний принцип роботи цих електропристроїв однаковий, в їх конструкцію входять:

  • Електромагнітна котушка – соленоїд;
  • Штекер або введення електричного кабелю мережі напруги;
  • Рухомий шток або плунжер;
  • Поворотна пружина штока;
  • Силовий плунжер з ізолюючої прокладкою;
  • Кришка мембранного відсіку;
  • Кріплення кришки;
  • Поворотна пружина мембрани;
  • Еластична мембрана;
  • Корпус соленоїдного клапана.

До характеристик електромагнітних клапанів відноситься ряд технічних параметрів, яким відповідає та чи інша конструктивна модель вироби. До цих параметрів відносяться:

Тиск. Манометрична величина перевищення тиску всередині рідини над повітряним (атмосферним) тиском, які залежать від:

  • Диференціала тиску – різниці тисків на вході і виході вироби.
  • Для електрокерованих конструкцій тиск на вході має бути завжди вище тиску на виході з устройства.Матеріала мембрани.
  • Діаметра отвору для проходу рідини.
  • Конструктивних і фізичних особливостей ущільнювачів.
  • Потужності електромагнітної котушки та застосовуваного виду струму, що подається на соленоїдний пакет управління.

Витрата рідини або пропускна можливість соленоїдного клапана (Kv), яку визначають експериментальним шляхом на кожному виробництві конкретних моделей клапанів. При цьому береться чиста вода з температурою +20 С і протягом години проганяють через відкрите тіло установки при різниці тисків на вході і виході (диференціал) в 1 бар і прораховують цю величину.

Знаючи коефіцієнт пропускної можливості (Kv) можна обчислити витрату води за формулою:

, Де:

  • Q – величина витрати води в метрах кубічних за годину роботи пристрою;
  • Kv – практично виміряний коефіцієнт пропускної можливості настановної моделі електроклапана, вимірюваний в кубічних метрах за годину роботи;
  • ΔP- диференціальна величина тиску;
  • ρ – величина щільності рідини при даній температурі, яка вимірюється в кг / м³.

На основі цих розрахунків на кожен клапан виробник робить диференціальну діаграму втрат:

Час спрацювання механізму клапана, яке залежить від типу і виду конструкції електрично керованого клапана і від застосовуваного напруги на соленоїдний котушку;

Час, витрачений на реакцію клапана після отримання електросігнала – залежить від обраної конструкції і виду клапана, а також застосовуваних додаткових допоміжних механізмів всередині пристрою.

Принцип роботи електромагнітного клапана для води пілотного (непрямого) дії можна зрозуміти по прикладеним схемами пристрою. Незалежно від типу застосовуваної моделі електричного клапана (нормально закрита, нормально відкрита або з бістабільності управлінням), ця робота електрично керованого клапана буде виглядати приблизно в такому порядку:

  1. Електромагнітний клапан спочатку закритий і на котушку ще не надходив електросігнал. Вода замкнені у вхідній частині клапана штоком з прокладкою;
  2. При надходженні електросігнала на котушку, в соленоїді вознікае.т електромагнітна сила, яка втягує шток (плунжер) всередину котушки, тим самим створюючи простір між штоком і простором над мембраною. Тиск під мембраною пересилює тиск зверху і відкривається прохід для переливу рідини через тіло клапана.

При відкритому крані цей же процес відбувається у зворотному порядку – плунжер виштовхується з тіла соленоїда і відкриває доступ тиску води над мембраною і спільно із зусиллям пружини закриває прохід води через тіло клапана.

Найпростіша схема роботи електромагнітного клапана прямої дії:

  1. При подачі сигналу (електроланцюг замкнута) на соленоїд, шток втягується всередину котушки і відкриває прохід рідини через різницю тиску від вхідної частини на вихід з клапана;
  2. при припиненні подачі сигналу на котушку соленоїда (електроланцюг розімкнути) пружина повертає шток на своє місце і сідло клапана перекриває протока рідини через тіло клапана.

Електромагнітний клапан може бути виконаний в різних видах конструкцій:

  • соленоїдний клапан седельчатого виду;
  • клапан з використанням мембранного плаваючого підсилювача;
  • клапан з використанням мембранного підсилювача з примусовим підйомом;
  • електроклапан поршневого виду;
  • клапан шиберного вид; а
  • клапани шарнірні;
  • клапани важільні;
  • соленоїдні клапани тарілчастого виду;
  • клапани золотникові.

По виду подається струму на індукційні котушки соленоїдні клапани можуть бути розділені на:

  • установки з постійним струмом в мережі, що характерно для виробів, де немає великих тисків і немає потреби в створенні великої сили електромагнітного випромінювання;
  • вироби для мереж з великими тисками використовують змінний мережевий струм для створення електромагнітного поля великої величини дії на шток або мембрану, щоб подолати великі навантаження опору водної або газового середовища.

Також, електромагнітні клапани поділяються за робочого положення штока на:

  1. Нормально закриті;
  2. Нормально відкриті;
  3. Бістабільні – з перемиканням положення штока в залежності від сигналу, що поступає електроімпульса.

нормально закриті

Електромагнітний нормально закритий клапан для води має при знеструмленій котушці закритий штоком клапан, який перекриває потік рідини. При подачі електросігнала на котушку соленоїда, шток з клапаном відкривають цей прохід.

нормально відкриті

Соленоїдні клапани для води нормально відкриті як, наприклад, UNIPUMP серії BOX при знеструмленій котушці селеноіда знаходяться у відкритому положенні і рідина має вільний проток по тілу клапана. При подачі електросігнала, клапан зі штоком перекривають цей прохід і потік рідини зупиняється.

Електромагнітний клапан приєднується до системи трубопроводів установки в місцях, де необхідно його включення для забезпечення управління потоком води або газу, а також в місцях розподілу цих потоків за різними магістралях для забезпечення робочих процесів одночасно декількох пристроїв.

Процес установки електричного клапана управління потоками рідини і газу зводиться до декількох простих монтажних дій. це:

  • Різьбове з’єднання клапана в потрібному місці з трубопроводом, де протікає рідина або подається газ;
  • Підключення електричної мережі для забезпечення отримання електричного сигналу на котушку соленоїда;
  • Можливе приєднання до електромагнітного клапану додаткових пристроїв і передавальних ліній для просування електричних імпульсів в ланцюзі комунікації сигналів управління;
  • Забезпечення електромагнітного клапана засобами захисту від зовнішніх впливів на його роботу.
  • При установці електромагнітного клапана потрібно дотримуватися деякий звід правил монтажу цих гідроелектричних конструкцій:
  • Стежити за тим, щоб при установці конструкції вона не перебувала під напругою, і котушка не відчувала додаткових навантажень;
  • На електромагнітний клапан при монтажі не повинні впливати зовнішні навантаження від ваги трубопроводу та інших вузлів системи подачі води;
  • При негативних температурах повітря на відкритих, незахищених просторах слід закривати соленоїдного частина арматури додатковими захисними засобами;
  • Якщо арматура клапана знаходиться під постійним впливом сонячних променів і опадів, необхідно потурбуватись про її закриття за допомогою фумізірованной стрічки або гнучкого ізоляційного кабелю, інших захисних засобів.

джерело: https://nasosov.by/info/article/elektromagnitnye_klapany_dlya_vody_printsip_raboty_vidy/

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *