Электромагнитный клапан где находится – Соленоидный электромагнитный клапан автоматического действия, зачем нужен и как работает — СамСтрой

Содержание

Замена и проверка электромагнитного клапана на ВАЗ 2108, ВАЗ 2109, ВАЗ 21099

Добро пожаловать!
Из этой сегодня статьи вы узнаете для себя, как нужно правильно производить замену электромагнитного клапана на автомобилях «Самарского» семейства.

Краткое содержание:

Где находится электромагнитный клапан?
Он завернут в корпус карбюратора, а к его выводу подсоединена колодка проводов. На первый взгляд после открытия капота его очень трудно заметить, а все это потому что его закрывает корпус воздухофильтра. Поэтому что бы увидеть этот электромагнитный клапан, вам придется наклониться и тем самым заглянуть под корпус воздухофильтра. Более подробное местонахождение этого клапана смотрите на фото ниже:

Примечание!
Для наглядности корпус воздухофильтра снят!

Когда нужно менять электромагнитный клапан?
Чаще всего при выходе из строя электромагнитного клапана, с двигателем автомобиля начинают происходить следующие проблемы:

  • Во-первых холостой ход у автомобиля становится неровный, то есть обороты начинают плавать и в некоторых случаях машина просто постоянно глохнет.

Примечание!
Все это связано либо с засорением жиклера холостого хода который установлен на клапане, либо с выходом из строя самого электромагнитного клапана, либо отсутствие питания у всё этого же клапана!

Как заменить электромагнитный клапан на ВАЗ 2108-ВАЗ 21099?

Снятие:
1) В начале же операции снимите с крышки карбюратора корпус воздухофильтра. (Как снять корпус, читайте в статье: «Замена корпуса воздушного фильтра»)

2) Далее отсоедините колодку проводов от вывода электромагнитного клапана.

Отсоединение колодки проводов от вывода клапанаОтсоединение колодки проводов от вывода клапана

3) Следом с помощью гаечного ключа, зацепившись за грани которые присутствуют на электромагнитном клапане полностью отверните его. После отворачивания электромагнитного клапана, снимите его с двигателя автомобиля.

Отворачивание клапана за его грани при помощи гаечного ключаОтворачивание клапана за его грани при помощи гаечного ключа

Примечание!
Снимайте клапан аккуратно, при снятии не потеряйте жиклер холостого хода, резиновое уплотнительное кольцо и чашку, которые присутствуют на этом клапане!

Установка:
1) Взяв в руки новый электромагнитный клапан, установите его на свое место и после чего заверните его за грани которые на нем присутствую.

2) После заворачивания подсоедините к нему колодку проводов.

3) И в завершении установите корпус воздухофильтра на крышку карбюратора.

Проверка электромагнитного клапана на работоспособность:

1) В начале операции включите зажигание на автомобиле.

2) Далее пока клапан будет еще установлен на своем месте, отсоедините от него колодку проводов и после чего кончиком этой колодки несколько раз дотроньтесь до вывода электромагнитного клапана.

Поднесите колодку проводов к выводу клапана и резко отсоедините её. В это время должны происходить отчетливые щелчкиПоднесите колодку проводов к выводу клапана и резко отсоедините её. В это время должны происходить отчетливые щелчки

Примечание!
В тот момент когда колодка проводов будет прикасаться к выводу клапана, обязательно должны быть слышны щелчки!

Если щелчки присутствуют:
1) Если щелчки все же будут слышны, то после этого снимите электромагнитный клапан со своего установочного места. (Как это сделать смотрите в этой же статье, в рубрике «снятие»)

2) Когда электромагнитный клапан будет снят, извлеките из его корпуса жиклер холостого хода (Указан красной стрелкой) и после чего очистите его от грязи и различного рода соринок, продув его для этого воздушным насосом или компрессором. После продувания жиклера просмотрите на свет чистоту его отверстия и после чего установите жиклер на свое место. После этого на свое место так же установите электромагнитный клапан и наденьте на его вывод колодку проводов, а после чего сядьте в машину и заведите её.

Извлечение жиклера холостого хода из корпуса клапанаИзвлечение жиклера холостого хода из корпуса клапана

Если щелчки отсутствуют:
1) В этом случае снимите клапан со своего места и после чего отсоедините от него жиклер холостого хода.

2) Далее взяв в руки дополнительный провод, подсоедините его одним концом к выводу электромагнитного клапана а другой конец положите на «плюсовую» клему аккумулятора. После этого несколько раз коснитесь корпусом электромагнитным клапаном клеммы «-».

Приложив одну сторону провода к клеме +, небольшими подергиваниями прикладывайте корпус клапана к клеме -, и в это время у вас должна будет работать запорная игла клапана которая указана стрелкой

Приложив одну сторону провода к клеме +, небольшими подергиваниями прикладывайте корпус клапана к клеме -, и в это время у вас должна будет работать запорная игла клапана которая указана стрелкой

Примечание!
Когда будете касаться клапаном аккумуляторной клемы «-», должны будут происходить щелчки и обратите особое внимание на запорную иглу клапана (Указана красной стрелкой), при подачи напряжения она должна будет втягиваться, а при отключение напряжения она должна будет без заедания возвратиться в исходное положение!

3) Если и в этом случае щелчков у вас не происходит, то скорее всего у вас перегорел электромагнитный клапан, в таком случае его необходимо заменить на новый. А что же делать мне если у меня нет при себе нового электромагнитного клапана? В этом случае можно немного переделать клапан, для того что бы доехать до ближайшего автомагазина, для этого:

Сперва снимите электромагнитный клапан с карбюраторного корпуса, после чего извлеките жиклер холостого хода и в том месте где показано на фото, отломите часть запорной иглы.

Стрелкой показано место которое нужно надломить, что бы добраться на автомобиле до ближайшего автомагазинаСтрелкой показано место которое нужно надломить, что бы добраться на автомобиле до ближайшего автомагазина

Когда часть будет отломлена установите жиклер на свое место и установите клапан в корпус карбюратора, подсоединив к нему при этом колодку с проводами. После этого заведите двигатель и езжайте до ближайшего автомагазина.

Примечание!
При отламывании иглы вы делаете клапан принудительно открытым, в связи с этим может быть проблема с выключением двигателя, то есть после выключения зажигания есть вероятность что двигатель будет некоторое время еще работать. Поэтому перед тем как заглушить двигатель после поездки, дайте ему около «5» минут поработать и только затем выключите зажигание. Сразу же после выключения зажигания, рекомендуется плавно выжать педаль газа до упора!

Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Соленоидный клапан

Запорный элемент электромеханического действия, выполняющий функцию дистанционного автоматического контроля направлений движения жидкой и газообразной рабочей среды внутри трубопровода. С помощью электромагнитной катушки происходит дозированная подача необходимых объемов потока в определенный момент времени.

Широко применяется на бытовом уровне и в крупных промышленных конструкциях в широком диапазоне рабочих температур. В трубопроводах жилищно-коммунального хозяйства клапан выполняет регулирование среды внутри водопроводной или канализационных систем, центрального отопления. Используется на технологических линиях химических и нефтеперерабатывающих предприятиях, фильтрационных гидропроводах. Применим в сельском хозяйстве: поливочных конструкциях, системах дозирования и смешения.

Принцип работы электромагнитного клапана

Для производства электромагнитных клапанов используются материалы, соответствующие требованиям ГОСТ и международным стандартам. Электромагнитный клапан состоит из нескольких основных элементов:

  • Корпус. Может изготавливаться из нержавеющей стали, чугуна, коррозионностойкой латуни, химических полимеров.

  • Индукционная катушка с сердечником (соленоид). Располагается в герметичном корпусе, обмотка выполнена из высокопрочной технической меди.

  • Уплотнитель. Для обеспечения максимальной герметичности используется полимер политетрафторэтилен (тефлон), термостойкая резина, силикон, каучук, фторопласт.

  • Функциональные элементы: плунжер, пружина, шток из нержавеющей маркированной стали.  

Как работает электромагнитный клапан

Принцип работы электромагнитного клапана основан на работе элемента управления - электромагнитной катушки. При отсутствии постоянного или переменного тока под механическим давлением пружины, мембрана (поршень) клапана расположены в седле устройства. При подаче электрического напряжения различной мощности к клеммам соленоида, сердечник вовлекается внутрь катушки, обеспечивая открытие или закрытие протокового отверстия. Обесточивание соленоида приводит к закрытию створок. Конструктивные особенности устройства соленоидного клапана могут меняться, в зависимости от его типа.

Типы электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны распределены на несколько категорий.

По типу рабочего положения выделяют:

  • Нормально-открытые клапаны. По умолчанию, затворный элемент находится в открытом положении и не создает препятствий движению потоков.




  • Нормально-закрытые клапаны. Отсутствие напряжения на катушке характеризуется закрытой позицией затвора.




По принципу действия электромагнитные клапаны разделяют на:

  • Клапан прямого действия. смена положений затворного компонента осуществляется под воздействием движения сердечника, при подаче электронапряжения.

  • Клапан непрямого действия. Воздействие энергии рабочей среды приводит к открытию и закрытию условного прохода. Управляется дистанционно, под действием пилотного клапана, срабатывающего при подаче электрического тока к катушке.



По типу присоединения к трубопроводу:

  • Муфтовые. Монтаж производится при помощи внутренней трубной резьбы цилиндрической формы, с различным диаметром условного прохода и резьбовым шагом. Условное обозначение диаметра соленоидного клапана указывается в техническом паспорте изделия.
  • Фланцевые. Присоединение к трубопроводу с помощью парных фланцев с отверстиями для болтов и шпилек. Применяется в трубопроводах крупного диаметра. При монтаже используется уплотнительное кольцо или прокладка из паронита.

По типу уплотнительной мембраны:

  • Мембрана FKM (фтористый каучук). Стандартное уплотнение, применяется для большинства неагрессивных рабочих сред.

  • Мембрана NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Используется в средах продуктов нефтепереработки: бензин, масла, керосин, диз.топливо.

  • Мембрана EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Характеризуется повышенной устойчивостью к температурам, работает в среде химических растворов и соединений: щелочей, спиртов, гликолей, кетона, воды и др.

Правила монтажа и эксплуатации

Любые монтажные работы с клапаном проводятся при отсутствии рабочей среды в системе и обесточивании электрической цепи. Перед началом работ следует очистить трубопровод от механических частиц и взвесей.

Как подключить электромагнитный клапан соленоидный. Подключение электромагнитных клапанов в системе производится в горизонтальном положении, катушкой вверх.

  • Для правильной работы устройства направление движения среды должно соответствовать указательной стрелке на корпусе.

  • Установка электромагнитного клапана производится в месте, доступном для последующего ремонта или обслуживания.

  • Запрещена установка клапана в местах с высокими показателями конденсации или вибрации, участках с возможным обледенением трубы, вблизи течей и порывов.

  • Установка дополнительных сетчатых фильтров подходящего типоразмера защитит клапан от попадания загрязнений, и, как следствие, снижения его гидравлических характеристик.

Преимущества электромагнитных клапанов
  • Автоматический тип работы

  • Высокое быстродействие

  • Возможность удаленного управления

  • Компактность (малые габаритные и весовые показатели)

  • Длительный срок эксплуатации

  • Простота монтажа и обслуживания

Причины поломок и методы устранения

Правильная эксплуатация и соблюдение технических параметров, указанных в паспорте изделия обеспечат надежную и длительную работу устройства. В некоторых случаях преждевременные неисправности электромагнитного клапана возможны по нескольким причинам.

  • Снижение герметичности изделия может быть вызвано попаданием механических частиц на седло устройства. Рекомендуется демонтаж и чистка устройства с последующей установкой в системе сетчатого фильтра до клапана.

  • Выход из строя индукционной катушки может быть обусловлен неправильной мощностью напряжения, подаваемого к клеммам или превышением граничных параметров температуры и давления внутри трубопровода. Следует провести демонтаж устройства и заменить катушку. Попадание влаги на катушку может вызвать короткое замыкание и поломку устройства.

  • Неполное открытие/закрытие клапана может стать следствием загрязнения управляющего отверстия, дефектами мембраны или прокладки, остаточным напряжением на соленоиде и др.

Ремонт электромагнитного клапана должен производиться квалифицированным специалистом, имеющим допуск к работе с электрическими сетями.


Производство соленоидных клапанов осуществляется на специализированных заводах трубной арматуры, расположенные практически в каждой стране Европы. Одни из ведущим мировым производителем электромагнитных клапанов являются SMART HYDRODYNAMIC SYSTEMS. Стоимость электромагнитного клапана зависит от его функций, конструктивного типа, диаметра резьбы и фирмы- производителя электромагнитных (соленоидных) клапанов. Для определения необходимого вида устройства можно проконсультироваться со специалистами или посмотреть видео электромагнитного клапана.


В нашем магазины вы можете купить электромагнитный клапан по выгодной цене оптом и в розницу со склада в Москве с доставкой по России. Быстрые отгрузки в города: Санкт-Петербург, Екатеринбург, Казань, Краснодар, Самара, Воронеж, Нижний Новгород, Волгоград, Ростов-на-Дону, Челябинск, Новосибирск, Омск, Уфа, Красноярск, Пермь.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Клапан электромагнитный для воды относится к категории оборудования, при помощи которого стало возможным осуществление удаленного управления (перекрытия) потоками рабочей среды внутри системы (газа или воды). Подобные агрегаты именуются электромагнитными, так как в основе их функционирования лежит использование соленоида или электромагнитной катушки. Устройство имеет несколько разновидностей, которые отличаются между собой по характеристикам и некоторыми принципами работы.

Что собой представляет

Соленоидный электромагнитный клапан в базовой комплектации состоит из электрического магнита – соленоида, оснащенного сердечником, который связан с используемой мембраной (диском или поршнем), которые управляют потоком рабочей среды, состоящего из газов или жидкостей. В некоторых случаях можно обнаружить ручной дублер, который позволит закрыть или открыть клапан в принудительном порядке.

Это необходимо в том случае, если катушка поломается. Никаких механических усилий для закрытия или открытия клапана не понадобится, так как вся работа будет лежать на электромагнитной катушке. На нее подается питание, после чего сердечник перемещается в соленоиде, производя закрытие или открытие прохода. Показатель напряжения будет зависеть от используемой модели и составит 12-380В постоянного или переменного тока.

Клапан электромагнитный представляет собой устройство, в основе действия которого заложен электромеханический принцип, который используется для регулирования основного рабочего потока. В зависимости от того, какие назначение используемого оборудования, клапан может быть изготовлен из разных материалов, от чего будет разниться и их внутреннее устройство. Единственное, что будет общим у всех моделей – наличие соленоида или электромагнитной катушки.

Характеристики и виды устройств

Клапан электромагнитный и его основные виды можно условно разделить на несколько категорий. Они будут отличаться по принципу работы устройства в процессе выключения и включения оборудования: пилотные и прямого действия.

Также оборудование можно разделить на несколько подвидов, которые характеризуются некоторыми особенностями касательно функционала. Таким образом, они бывают:

  1. Бистабильными. После подачи электрического тока на устройство, произойдет автоматическое изменение существующего режима.
  2. Нормально открытые или закрытые. При отсутствии напряжения, устройство будет находиться в положении «закрыто». После подачи тока на катушку, устройство откроется. Действие нормально открытого клапана будет происходить с точностью наоборот.

Исходя из типа используемой катушки, агрегаты делятся:

  1. переменного тока, где показатель электромагнитного поля будет высоким;
  2. постоянного тока, где показатель электромагнитного поля будет несущественным.

Также следует выделить и отдельный вид электроклапанов, которые характеризуются как отсечные. С их помощью стало возможным проведение моментального отключения всего потока или только отдельной трубы при наступлении аварийной ситуации.

По характеру функционирования различают:

Последний вариант оснащен одним патрубком, что делает смешивание разных потоков невозможным. Входным и выходным патрубком оснащены двухходовые устройства. Принцип их функционирования заключается в работе шара или конуса, которые используются для закрытия основного прохода.

Используемые трехходовые клапаны для воды оснащены тремя патрубками и функционируют посредством смешивания одновременно нескольких потоков. Также следует обратить внимание на то, что присутствуют на рынке и взрывозащищенные устройства, которые применяются в соответствующих средах. Для их изготовления используются огнеупорные и прочные материалы. К таким относятся вакуумные агрегаты.

Принцип функционирования

Основу его устройства и дальнейшего функционирования можно разобрать по приложенным к моделям инструкциям их использования. Не принимая во внимание выбранную модель клапана электромагнитного, будь то устройство с бистабильным управлением, нормально открытый или нормально закрытый, функционирование устройства будет выглядеть таким образом:

  1. До того, как на катушку поступит соответствующий сигнал, клапан будет находиться в закрытом положении. Рабочая среда будет заперта при помощи штока, оснащенного прокладкой.
  2. После того, как на катушку поступит соответствующий сигнал, в самом соленоиде возникнет сила (электромагнитная), которая притянет плунжер внутрь катушки, делая свободным некоторое пространство над мембраной и между штоком. Показатель давления под мембраной пересилит показатель присущ верхнему участку, после чего проход откроется, и жидкость будет переливаться через корпус клапана.

Если клапан будет открыт, то процесс будет проходить в обратном порядке.

Как работает клапан электромагнитный прямого действия

В момент поступления сигнала на соленоид, шток будет втягиваться внутрь установленной катушки, что приведет к открытию прохода для рабочей среды. Это станет возможным благодаря существенной разнице в показателях давления на выходе и входе клапана.

После того, как сигнал прекратится, и электрическая цепь разомкнется, пружина вернется в шток и станет на свое первоначальное место. Таким образом, поток перекроется седлом.

Конструкции клапана электромагнитного:

  1. золотниковые;
  2. тарельчатый;
  3. рычажный;
  4. шарнирный;
  5. шиберный;
  6. поршневой;
  7. с мембранным усилителем и принудительным подъемом;
  8. с плавающим мембранным усилителем;
  9. седельчатый.

Исходя из вида поступаемого тока на катушку:

  1. Который используются в комплекте с сетями высокого давления. В этом случае речь идет о переменном сетевом токе, который способствует созданию необходимого электромагнитного поля необходимой величины, которое оказывает давление на мембрану или шток, что позволяет преодолеть существенные нагрузки касательно имеющегося сопротивления рабочей среды.
  2. Монтаж при условии наличия постоянного источника тока. Используется в случаях, где высокий показатель давления не предусмотрен и необходимость в существенном электромагнитном излучении отсутствует.

Преимущества использования подобного оборудования

Основным преимуществом использования электромагнитного клапана для воды является возможность осуществления быстрого и своевременного регулирования движения рабочего потока в системе. Для выполнения поставленных задач, понадобится не более нескольких секунд. Таким образом, соленоидные модели имеют высокую ценность и часто используются при обустройстве подобных систем. Так, его часто применяют при обустройстве систем водоснабжения частных и многоквартирных домов.

Стоит обратить внимание, что с его помощью стало возможным регулирование основного потока, представленного в качестве теплоносителя.

Таким образом, устройство плавно распределяет температуру теплоносителя по всей системе, что делает возможное загрязнение трубопровода минимальным. От этого будет напрямую зависеть эксплуатационный срок всей системы и отдельных ее комплектующих. В конструкции отсутствуют быстроизнашивающиеся механизмы и другие детали, поэтому такое устройство считается более чем надежным. Агрегаты могут использоваться в системах с разными показателями давления, так как на работу он влиять не будет.

Где используются

На сегодняшний день невозможно назвать категорию устройств, которые бы нормально функционировали без вспомогательного оборудования, такого как автоматическая регуляция, которая позволяет регулировать потоки рабочей среды.

Именно благодаря этому электромагнитный клапан для воды используется в таких отраслях:

  1. Системы отопления. Таким образом удалось избежать многочисленных сбоев в работе оборудования, которые часто происходили по причине испарения жидкостей или ее потери.
  2. Производство продуктов конвейерного типа. Здесь происходит смешивание воды и продуктов питания в разных пропорциях.
  3. Промышленные и бытовые стиральные машинки. Это позволило использовать оборудование в разных режимах.
  4. Устройства, которые используются на автомойках. Отвечают за своевременную подачу воды в нужном объеме.
  5. Регулировка напора в санузлах. Блокировка обратного напора и слив воды при использовании настраиваемого таймера.
  6. Полив и системы орошения. Используются для полива сельскохозяйственных угодий, оранжерей и городских лужаек.

Нюансы последующего использования

В процессе установки и последующей эксплуатации подобного оборудования следует придерживаться таких рекомендаций:

  1. Общепринятых правил безопасности.
  2. Имеющийся указатель на корпусе должен совпадать с направлением потока рабочей среды внутри системы.
  3. Правила эксплуатации для каждой конкретной модели будут индивидуальными и подобная информация указывается в паспорте изделия.
  4. Катушка клапана использоваться как рычаг не может и это следует учесть при проведении монтажных работ.
  5. Лента ФУМ как нельзя лучше подойдет при обустройстве мест стыка в качестве превосходного уплотнителя.
  6. Затяжки всех питающих элементов следует проверять раз в несколько месяцев.
  7. Катушки также должны чиститься с завидной регулярностью.
  8. При подключении следует отдать предпочтение гибкому кабелю с жидким сечением в 1 мм.
  9. Уплотнительное кольцо или паронитовая прокладка понадобится при проведении монтажа с помощью фланцевого типа соединения;
  10. Если монтажные работы планируется проводить на открытых участках, то понадобится дополнительная защита от возможных атмосферных осадков.
  11. Вес самого трубопровода не должен ложиться на корпус клапана.
  12. Защитный фильтр для седла устанавливается перед электромагнитным клапаном.
  13. Любые работы должны осуществляться при обесточенной системе.

Электромагнитный клапан для воды предназначен для регулировки прохождения жидкости. Устройство работает по электромеханическому принципу. Для изготовления корпуса выбираются стойкие и универсальные, а также высокопрочные материалы по типу литейного чугуна, латуни, нержавеющей стали. Что касается мембран и уплотнителей, то они выполняются из высокоэластичных полимеров. Помимо прочего, в составе может быть силиконовая резина.

Подобное устройство устанавливается в той части системы трубопровода, к которой будет обеспечен легкий доступ.

Устройство соленоидного клапана

Электромагнитный клапан для воды еще называется соленоидным. Он имеет в составе основные детали по типу мембраны, корпуса, пружины, крышки, штока, а также электрической катушки, которая является соленоидом. Крышка и корпус клапанов отливаются из нержавеющей стали, латуни, полимеров или чугуна. Данные устройства рассчитаны для эксплуатации при самых разных рабочих средах, температурах и давлениях.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Для штоков и плунжеров используются магнитные материалы. Электрокатушки, которые называются соленоидами, изготавливаются в пылезащищенном или герметичном корпусе. Высококачественный эмальпровод идет на обмотку катушек. Он изготавливается из электротехнической меди. Соединение с системой трубопровода может производиться по сланцевому или резьбовому методу. Для подключения к электрической сети применяется штекер. Управление производится методом подачи напряжения на катушку.

Ведущие рабочие положения

Если рассматривать вышеописанные устройства по исполнению, то они могут быть нормальнозакрытыми или нормальнооткрытыми. Среди разновидностей можно выделить еще и бистабильные клапаны, которые называются импульсными. Управляющий принцип способствует переключению с закрытого на открытое положение.

Принцип действия

Электромагнитный клапан для воды может использоваться при различных условиях, это предполагает применение устройств прямого действия, а также приборов, срабатывающих при нулевом перепаде давления. В продаже можно встретить клапаны непрямого действия, которые являются пилотными. Они срабатывают исключительно при самом малом перепаде давления.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Подобные устройства можно подразделить на распределяющие трёхходовые, запорные и переключающие клапаны.

Информация об уплотнителях и мембранах

Электромагнитный клапан для воды имеет в составе мембраны, которые могут изготавливаться из эластичных полимерных материалов. Последние обладают специальной конструкцией и химическим составом. Помимо прочего, в конструкции клапанов применяются самые последние составы силиконовых резин, а также другие полимеры.

Принцип работы пилотного клапана

Электромагнитный клапан для воды своими руками может быть установлен достаточно быстро. Если речь идет о нормальнозакрытом устройстве, то в статическом положении напряжение отсутствует, при этом клапан находится в закрытом состоянии. Поршень, который является запорным органом, герметично прижат, он расположен у седла уплотнительной поверхности. Пилотный канал находится в закрытом состоянии. Давление в верхней полости поддерживается с помощью перепускного отверстия в мембране.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Клапан такого типа находится в закрытом состоянии до тех пор, пока катушка не подвергнется напряжению. Для того чтобы он открылся, напряжение должно подаваться на катушку. Под воздействием магнитного поля плунжер поднимается, открывая канал. По той причине, что диаметр канала значительно больше перепускного, давление верхней полости понижается. Разница давлений воздействует на подъем поршня или мембраны, что способствует открытию клапана. Электромагнитный клапан подачи воды будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока катушка будет подвергаться напряжению.

Принцип действия нормальнооткрытого клапана

Работает такое устройство по обратному принципу: в статичном положении прибор находится в открытом виде, а вот при повышении напряжения клапан закрывается. Для того чтобы удержать прибор в закрытом состоянии, напряжение будет подаваться на катушку достаточно долго. Для того чтобы любые пилотные клапаны работали правильно, нужно обеспечить малый перепад давления.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Подобные устройства называются клапанами непрямого действия по той причине, что кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия, которое заключается в перепаде давления. Использовать такое приспособление можно для систем отопления, водоснабжения, ГВС, а также пневмоуправления. Агрегат подходит для тех условий, где давление в трубопроводе присутствует.

Работа клапана прямого действия

Электромагнитный клапан, схема которого дает возможность понять принцип работы, может обладать прямым действием. У такого устройства пилотный канал отсутствует. В центральной части находится эластичная мембрана, которая обладает металлическим кольцом. Сквозь пружину она соединена с плунжером. Когда на катушку воздействует магнитное поле, клапан открывается, плунжер поднимается и снимает усилие с мембраны. Последняя поднимается и способствует открыванию клапана. В тот момент, когда происходит закрытие, магнитное поле отсутствует, плунжер опускается и воздействует на мембрану.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Для такого прибора минимальный перепад давления не требуется. Электромагнитный клапан, фото которого представлены в статье, может использоваться в системах с давлением, а также на сливных емкостях. Установить прибор можно и в условиях накопительных ресиверов. Монтировать такое устройство можно в тех местах, где давление отсутствует или находится на минимальном уровне.

Особенности работы бистабильного клапана

Этот клапан может находиться в двух устойчивых положениях: в закрытом и открытом. Переключение осуществляется последовательно методом подачи импульса на катушку. Такие устройства работают исключительно от источника постоянного тока. Для того чтобы удержать клапан в закрытом или открытом положении, не требуется подавать напряжение. По конструкции такие приспособления изготавливаются как пилотные, это указывает на необходимость минимального перепада давления.

Как работает электромагнитный клапан для воды

Электромагнитный соленоидный клапан представляет собой надежную и функциональную арматуру для системы трубопровода. Если речь идет о специальных электромагнитных катушках, то ресурс их работы очень велик. До момента выхода из строя прибор способен работать, пока число включений не достигнет 1 миллиона. Время, которое требуется для срабатывания магнитного клапана, может составить от 30 до 500 миллисекунд. Конечная цифра будет зависеть от давления, диаметра и исполнения.

Заключение

Устройство электромагнитного клапана было представлено выше, как и принцип его действия. Подобные приборы можно использовать в качестве запорного устройства дистанционного управления. Они незаменимы для безопасности в роли отсечных, отключающих и переключающих электроклапанов. Эти особенности необходимо учесть перед приобретением клапана и его установкой в определенных условиях.

Соленоидный клапан

Как работает электромагнитный клапан для воды

Широко применяется на бытовом уровне и в крупных промышленных конструкциях в широком диапазоне рабочих температур. В трубопроводах жилищно-коммунального хозяйства клапан выполняет регулирование среды внутри водопроводной или канализационных систем, центрального отопления. Используется на технологических линиях химических и нефтеперерабатывающих предприятиях, фильтрационных гидропроводах. Применим в сельском хозяйстве: поливочных конструкциях, системах дозирования и смешения.

Принцип работы электромагнитного клапана

Для производства электромагнитных клапанов используются материалы, соответствующие требованиям ГОСТ и международным стандартам. Электромагнитный клапан состоит из нескольких основных элементов:

Корпус. Может изготавливаться из нержавеющей стали, чугуна, коррозионностойкой латуни, химических полимеров. Как работает электромагнитный клапан для воды

Индукционная катушка с сердечником (соленоид). Располагается в герметичном корпусе, обмотка выполнена из высокопрочной технической меди.

Уплотнитель. Для обеспечения максимальной герметичности используется полимер политетрафторэтилен (тефлон), термостойкая резина, силикон, каучук, фторопласт.

Функциональные элементы: плунжер, пружина, шток из нержавеющей маркированной стали.

Как работает электромагнитный клапан

Принцип работы электромагнитного клапана основан на работе элемента управления — электромагнитной катушки . При отсутствии постоянного или переменного тока под механическим давлением пружины, мембрана (поршень) клапана расположены в седле устройства. При подаче электрического напряжения различной мощности к клеммам соленоида, сердечник вовлекается внутрь катушки, обеспечивая открытие или закрытие протокового отверстия. Обесточивание соленоида приводит к закрытию створок. Конструктивные особенности устройства соленоидного клапана могут меняться, в зависимости от его типа.

Типы электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны распределены на несколько категорий.

По типу рабочего положения выделяют:

Нормально-открытые клапаны . По умолчанию, затворный элемент находится в открытом положении и не создает препятствий движению потоков.

  • Нормально-закрытые клапаны . Отсутствие напряжения на катушке характеризуется закрытой позицией затвора.

Бистабильные клапаны . Способны переключаться в открытое или закрытое положение под воздействием электрического импульса.

По принципу действия электромагнитные клапаны разделяют на:

Клапан прямого действия . смена положений затворного компонента осуществляется под воздействием движения сердечника, при подаче электронапряжения.

Клапан непрямого действия . Воздействие энергии рабочей среды приводит к открытию и закрытию условного прохода. Управляется дистанционно, под действием пилотного клапана, срабатывающего при подаче электрического тока к катушке.

Бистабильные клапаны . Регулирование затвора осуществляется по принципу поднятия мембраны соленоидного клапана.

По типу присоединения к трубопроводу:

Фланцевые . Присоединение к трубопроводу с помощью парных фланцев с отверстиями для болтов и шпилек. Применяется в трубопроводах крупного диаметра. При монтаже используется уплотнительное кольцо или прокладка из паронита. Как работает электромагнитный клапан для воды

По типу уплотнительной мембраны:

Мембрана FKM (фтористый каучук). Стандартное уплотнение, применяется для большинства неагрессивных рабочих сред.

Мембрана NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Используется в средах продуктов нефтепереработки: бензин, масла, керосин, диз.топливо.

Мембрана EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Характеризуется повышенной устойчивостью к температурам, работает в среде химических растворов и соединений: щелочей, спиртов, гликолей, кетона, воды и др.

Правила монтажа и эксплуатации

Любые монтажные работы с клапаном проводятся при отсутствии рабочей среды в системе и обесточивании электрической цепи. Перед началом работ следует очистить трубопровод от механических частиц и взвесей.

Как подключить электромагнитный клапан соленоидный . Подключение электромагнитных клапанов в системе производится в горизонтальном положении, катушкой вверх.

Для правильной работы устройства направление движения среды должно соответствовать указательной стрелке на корпусе.

Установка электромагнитного клапана производится в месте, доступном для последующего ремонта или обслуживания.

Запрещена установка клапана в местах с высокими показателями конденсации или вибрации, участках с возможным обледенением трубы, вблизи течей и порывов.

Установка дополнительных сетчатых фильтров подходящего типоразмера защитит клапан от попадания загрязнений, и, как следствие, снижения его гидравлических характеристик.

Преимущества электромагнитных клапанов

Автоматический тип работы

Возможность удаленного управления

Компактность (малые габаритные и весовые показатели)

Длительный срок эксплуатации

Простота монтажа и обслуживания

Причины поломок и методы устранения

Правильная эксплуатация и соблюдение технических параметров, указанных в паспорте изделия обеспечат надежную и длительную работу устройства. В некоторых случаях преждевременные неисправности электромагнитного клапана возможны по нескольким причинам.

Снижение герметичности изделия может быть вызвано попаданием механических частиц на седло устройства. Рекомендуется демонтаж и чистка устройства с последующей установкой в системе сетчатого фильтра до клапана.

Выход из строя индукционной катушки может быть обусловлен неправильной мощностью напряжения, подаваемого к клеммам или превышением граничных параметров температуры и давления внутри трубопровода. Следует провести демонтаж устройства и заменить катушку. Попадание влаги на катушку может вызвать короткое замыкание и поломку устройства.

Неполное открытие/закрытие клапана может стать следствием загрязнения управляющего отверстия, дефектами мембраны или прокладки, остаточным напряжением на соленоиде и др.

Ремонт электромагнитного клапана должен производиться квалифицированным специалистом, имеющим допуск к работе с электрическими сетями.

Производство соленоидных клапанов осуществляется на специализированных заводах трубной арматуры, расположенные практически в каждой стране Европы. Одни из ведущим мировым производителем электромагнитных клапанов являются SMART HYDRODYNAMIC SYSTEMS. Стоимость электромагнитного клапана зависит от его функций, конструктивного типа, диаметра резьбы и фирмы- производителя электромагнитных (соленоидных) клапанов. Для определения необходимого вида устройства можно проконсультироваться со специалистами или посмотреть видео электромагнитного клапана.

В нашем магазины вы можете купить электромагнитный клапан по выгодной цене оптом и в розницу со склада в Москве с доставкой по России. Быстрые отгрузки в города: Санкт-Петербург, Екатеринбург, Казань, Краснодар, Самара, Воронеж, Нижний Новгород, Волгоград, Ростов-на-Дону, Челябинск, Новосибирск, Омск, Уфа, Красноярск, Пермь.

какой выбрать? Особенности, отличия, эксплуатационные ограничения

Введение

При управлении потоками жидких и газообразных сред на современных промышленных предприятиях наиболее часто используются два типа клапанов: соленоидные клапаны и клапаны с пневмоприводом. Огромное количество различных моделей клапанов обоих типов, предназначенных для самых разнообразных задач, привело к тому, что выбор между соленоидным (электромагнитным) клапаном и клапаном с пневмоприводом перестал быть очевидным.

В данной статье рассмотрены конструктивные особенности клапанов обоих типов и то, как эти особенности влияют на выбор клапанов и их эксплуатацию. Описываемые явления и полученные выводы справедливы практически для всех клапанов, независимо от модели или производителя, поскольку причины этих явлений сосредоточены в самом принципе действия клапанов рассматриваемых типов.

1. Виды, принцип работы и особенности эксплуатации электромагнитных клапанов

1.1. Конструкция соленоидных клапанов прямого действия

Устройство наиболее простого соленоидного клапана представлено на рисунке 1.

Конструкция соленоидного клапана прямого действияРисунок 1 – Конструкция соленоидного клапана прямого действия

Катушка (1) установлена на трубке сердечника (2), внутри которой расположен сердечник (3), прижимаемый к седлу клапана (5) пружиной (4). При подаче напряжения на катушку, внутри неё и, соответственно, внутри трубки сердечника создаётся электромагнитное поле, в результате воздействия которого сердечник поднимается, открывая проход жидкости через седло клапана.

Таким образом, клапаны данного типа работают за счет электромагнитного поля, создаваемого катушкой. Саму же катушку часто называют соленоидом, отсюда и название клапана - "соленоидный" или "электромагнитный". Поскольку электромагнитное поле катушки воздействует напрямую на сердечник, перекрывающий проходное отверстие клапана, такие электромагнитные клапаны называют клапанами прямого действия.

Сложность при создании электромагнитных клапанов прямого действия проявляется по мере увеличения их размера для обеспечения большего расхода жидкости. Это связано с резким увеличением силы втягивания катушки, необходимой для подъёма сердечника и открытия клапана.

Пример расчёта усилия, необходимого для втягивания сердечника

В общем случае, для любой однородной жидкой или газообразной среды, давление связано с силой следующим образом:

P=FS,P= {F} over {S}, (1)

где:
Р – давление среды;
F — усилие, оказываемое средой на поверхность;
S — площадь поверхности.

Поскольку седло клапана имеет форму окружности, то площадь рассчитывается по следующей формуле:

S=π×d24,S= { %pi times d^2 } over {4}, (2)

где:
d – диаметр седла клапана;
π — уматематическая постоянная, равная отношению длины окружности к её диаметру, приблизительно равна 3.14.

Выражая усилие F из формулы (1) и подставляя в неё значение площади S из формулы (2), получим:

F=P×π×d24.F= { P times %pi times d^2 } over {4}. (3)

Данная формула служит для расчета силы, с которой вода внутри клапана прижимает сердечник к седлу при заданном давлении P и диаметре седла d. Произведем расчет этой величины для электромагнитного клапана GEVAX 1901R-KDVD006-050-24DC (Клапан электромагнитный прямого действия, латунь, 1/2" (5 мм), 2/2 НЗ, -10°С...+130°С, 0...6 бар, 24В=, уплотнения FPM). Данные для расчета приведены в паспорте клапана: максимальное давление рабочей среды P = 6 бар, диаметр проходного сечения d = 5 мм. Подставляя эти значения в формулу (3), получим:

F=6бар×3,14×(5мм)24=600000Па×3,14×(0,005м)24=11,8H.F= { 6бар times 3,14 times (5мм)^2 } over {4}={ 600 000 Па times 3,14 times (0,005м)^2 } over {4}=11,8 H. (4)

Для корректной работы соленоидного клапана усилие втягивания сердечника, вызванное электромагнитным полем катушки, должно быть больше усилия прижима сердечника к седлу. Для обеспечения такого усилия на клапане установлена катушка AMISCO EVI 5P/13 мощностью W1 =17 Вт.

Произведем аналогичный расчет для соленоидного клапана размером 2" (диаметр седла 50мм) с рабочим давлением 10 бар. Тогда мы получим, что минимальное усилие втягивания должно составлять:

F=10бар×3,14×(50мм)24=1000000Па×3,14×(0,05м)24=1962,5HF= { 10бар times 3,14 times (50 мм)^2 } over {4} = { 1000 000Па times 3,14 times (0,05 м)^2 } over {4}=1962,5H (5)

Втягивающее усилие F, создаваемое магнитным полем катушки, приближенно, рассчитывается по формуле:

F=(I×N×μr×μ0)2L2×A2×μ0,F= { (I times N times %mu_r times %mu_0 )^2 } over {L^2} times {{A} over {2 times %mu_0}, (6)

где:
I – ток, потребляемый катушкой;
N — число витков провода внутри катушки;
µr — магнитная проницаемость сердечника;
µ0 — магнитная постоянная, равная 4π·10-7 Гн/м;
L — длина намотки провода внутри катушки;
A — площадь поперечного сечения сердечника.

Мощность W, потребляемая катушкой из электрической сети, равна:

где:
R – сопротивление катушки.

Выражая квадрат тока из формулы (7) и подставляя его значение в формулу (6), получим:

F=W×(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RF= W times (8)

Обозначим совокупность всех коэффициентов, определяемых конструкцией узла клапана "катушка-сердечник" как Kcc

Kcc=(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RK_cc= { ( N times %mu_r times %mu_0 )}^2 times A over { 2 times L^2 times %mu_0 times R } (9)

Тогда формула, втягивающего усилия катушки примет следующий вид

F=W×KccF=W times K_cc (10)

Формула (10), показывает что втягивающее усилие катушки зависит от конструкции узла клапана "катушка-сердечник" и пропорционально электрической мощности, потребляемой катушкой.

Рассмотрим два электромагнитных клапана с катушками разной мощности, но имеющих одинаковую конструкцию катушки и сердечника. Тогда втягивающее усилие F1 и F2 и потребляемые мощности W1 и W2 будут соотносится следующим образом:

F1W1=F2W2{F_1} over {W_1} = {F_2} over {W_2} (11)

Выражая из данного равенства W2 получим:

W2=W1F2F1{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} (12)

Подставив в формулу (12) значения необходимых минимальных усилий втягивания F1, рассчитанного по формуле (4), F2, рассчитанного по формуле (5) и паспортного значения мощности катушки AMISCO EVI 5P/13 W1 = 17 Вт, получим:

W2=W1F2F1=17Вт1962,5Н11,8Н=2827Вт≈3кВт{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} =17Вт {1962,5Н} over {11,8Н} =2827Вт approx 3 кВт (13)

Таким образом, мы рассчитали мощность катушки, необходимую для обеспечения работы электромагнитного клапана прямого действия с диаметром седла 50 мм и рабочим давлением 10 бар. Разумеется, эти расчеты носят приблизительный характер, однако, порядок полученных значений верный. Очевидно, что применение катушек такой мощности неоправданно.

Тем не менее, существуют электромагнитные клапаны, удовлетворяющие условиям задачи, но с катушками мощность которых не превышает 10 – 20 Вт. Дело в том, что эти клапаны имеют другую конструкцию, описанную ниже.

1.2 Устройство соленоидных клапанов непрямого действия

Для уменьшения энергопотребления соленоидных клапанов больших диаметров и для работы с большими давлениями была разработана конструкция электромагнитного клапана непрямого действия, представленная на рисунке 2а.

Конструкция и принцип действия соленоидных клапанов с плавающей мембранойРисунок 2 – Конструкция и принцип действия соленоидных клапанов с плавающей мембраной

В таких электромагнитных клапанах основное проходное сечение перекрывается мембраной, которая прижата к седлу. Открытие клапана осуществляется за счет подъема мембраны, вызванного перераспределением величины давления рабочей среды в зонах над мембраной и под мембраной.

В исходном состоянии (см. рисунок 2а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход электромагнитного клапана, через небольшое перепускное отверстие в мембране, проникает в область над мембраной. Площадь поверхности мембраны, с которой взаимодействует жидкость, в зоне над мембраной больше, чем в зоне под мембраной. При равенстве давлений над и под мембраной, это приводит к возникновению силы, прижимающей мембрану к седлу клапана. Одним из ключевых элементов конструкции, оказывающих влияние на работу электромагнитного клапана, является перепускное отверстие. Его расположение на схеме и фотография показаны на рисунке 2б.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 2в) вызывает подъём сердечника. В результате этого жидкость из области над мембраной через пилотное отверстие начинает поступать на выход электромагнитного клапана. Диаметр пилотного отверстия больше диаметра перепускного отверстия, поэтому давление над мембраной уменьшается, а сама мембрана поднимается, открывая основной проход клапана.

Подъём мембраны осуществляется за счет давления жидкости, поступающей на вход клапана, поэтому клапаны такой конструкции не могут работать при низком давлении среды. Разница давлений между входом и выходом, как правило, должна составлять не менее 0.3 – 0.5 бар. Этот параметр указывается в технических характеристиках электромагнитного клапана.

До тех пор, пока катушка находится под напряжением (см. рисунок 2г), сердечник поднят и пилотное отверстие открыто. Это приводит к тому, что давление над мембраной и сила упругости сжатой пружины становится меньше давления жидкости под мембраной. В результате чего мембрана остается поднятой, а клапан открытым.

При снятии напряжения с катушки (см. рисунок 2д), сердечник под действием пружины опускается и перекрывает пилотное отверстие электромагнитного клапана. Жидкость перестает выходить из области над мембраной, в результате чего давление в этой зоне растет и становится равным давлению жидкости под мембраной (на входе клапана). Под действием силы упругости сжатой пружины мембрана начинает опускаться, перекрывая проход жидкости через клапан.

После закрытия клапана (см. рисунок 2е) мембрана плотно прижимается к седлу за счет силы, вызванной давлением жидкости и разной площадью смоченной поверхности мембраны.

В вышеописанном процессе при открытии электромагнитного клапана мембрана поднимается под действием жидкости – "всплывает", поэтому клапаны такой конструкции часто называют соленоидными клапанами с плавающей мембраной.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Описанный принцип действия справедлив для нормально закрытых (НЗ) электромагнитных клапанов. Нормально открытые (НО) электромагнитные клапаны устроены аналогичным образом, но пилотное отверстие открыто в нормальном состоянии и закрывается при подаче напряжения на катушку. Мембрана этих клапанов также поднимается в результате воздействия на неё давления жидкости. Таким образом, если перепад давления ΔP меньше минимально допустимого ΔPмин, то мембрана будет закрывать основной проход клапана, но пилотное отверстие будет открыто. Поэтому при ΔP мин НО клапан будет открыт, но расход через него будет значительно меньше, чем в рабочем режиме, когда ΔP > ΔPмин.

Электромагнитные клапаны с плавающей мембраной корректно работают при ΔPмин макс. При ΔP мин клапаны работают, но расход рабочей среды через них намного меньше номинального.

Существует ещё одна распространённая конструкция электромагнитных клапанов непрямого действия – клапаны с мембраной принудительного подъёма. Она изображена на рисунке 3. Принцип действия этих клапанов аналогичен ранее рассмотренным.

Конструкция и принцип действия электромагнитных клапанов с мембраной принудительного подъемРисунок 3 – Конструкция и принцип действия электромагнитных клапанов с мембраной принудительного подъем

В исходном состоянии (см. рисунок 3а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход клапана через небольшое перепускное отверстие, проникает в область над мембраной и прижимает мембрану к седлу клапана.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 3б) вызывает подъем сердечника. Через пилотное отверстие жидкость начинает поступать на выход клапана и давление над мембраной падает.

Мембрана поднимается за счет разности давлений над и под ней, открывая основное проходное сечение соленоидного клапана (см. рисунок 3в).

В отличии от ранее рассмотренных клапанов, электромагнитные клапаны с мембраной принудительного подъёма могут работать без перепада давления (ΔP = 0 бар). В такой ситуации подъем мембраны осуществляется за счет усилия электромагнитной катушки, втягивающей сердечник. Он поднимает мембрану, связанную с сердечником пружиной.

Способность этих клапанов работать без перепада давления привела к тому, что их часто ошибочно называют клапанами прямого действия. Более правильное название – соленоидные клапаны с мембраной принудительного подъема – обусловлено тем что при отсутствии давления, мембрана поднимается принудительно (не зависимо от рабочей среды) за счет усилия, создаваемого электромагнитным полем катушки.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Выше были рассмотрены три наиболее распространенные конструкции клапанов с электромагнитным приводом. Однако, все они имеют следующие общие особенности:

  • рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана, внутри трубки сердечника;
  • внутри имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы клапана;
  • большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия, имеют мембрану из гибкого материала. Как правило, это одна из разновидностей резины: NBR – нитрилбутадиеновая, EPDM – этилен-пропиленовая или FPM – фтористая.

1.3. Факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов

1.3.1 Рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана и внутри трубки сердечника

Если через клапан проходит чистая и однородная среда без каких-либо примесей, она практически не влияет на работу самого соленоидного клапана. Однако, если среда загрязнена и содержит в себе мелкодисперсные элементы (например, вода с примесями ржавчины), эти частицы со временем оседают на сердечнике и стенках трубки сердечника. Загрязнение трубки сердечника может привезти к заклиниванию сердечника внутри неё, что вызывает залипание клапана (см. рисунок 4). При этом электромагнитный клапан может остаться как в открытом, так и в закрытом состоянии.

Заклинивание сердечника клапана вследствие загрязненияРисунок 4 – Заклинивание сердечника клапана вследствие загрязнения

Также прямой контакт рабочей жидкости с трубкой сердечника обеспечивает хороший теплообмен между ними. Поэтому если через электромагнитный клапан проходит горячая среда (пар или горячая вода), то сердечник будет нагреваться, вызывая нагрев катушки и ускоренное старение межвитковой изоляции. Как правило, катушки соленоидных клапанов, рассчитанных на работу с паром, имеют высокий класс нагревостойкости изоляции (F или H). Несмотря на это, перегрев и дальнейшее перегорание катушки парового клапана не яв- ляется чем-то необычным и встречается достаточно часто.

В случаях, когда через соленоидный клапан проходит холодная среда (например, охлажденный раствор пропиленгликоля), трубка сердечника охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды. Это приводит к выпадению конденсата, под действием которого ржавеют металлические части катушки и нарушается целостность изоляционной оболочки (см. рисунок 5). В итоге, влага проникает внутрь катушки, вызывает повышенное токопотребление, а со временем, и пробой изоляции.

Повреждение катушки под воздействием агрессивной окружающей средыРисунок 5 – Повреждение катушки под воздействием агрессивной окружающей среды

Для защиты от этого явления следует исключить выпадение конденсата на клапанах (например, уменьшением влагосодержания цехового воздуха). Если полностью исключить конденсат не удаётся, то можно добиться существенного уменьшения его негативного влияния, воспользовавшись клапанами, катушка которых имеет влагозащиту, например, электромагнитными клапанами GEVAX серии 1901R-KBN. Если же и это невозможно, то следует вручную герметизировать уязвимые узлы катушки, защитив их от попадания конденсата.

1.3.2 Внутри клапана имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы всего клапана

Для соленоидных клапанов прямого действия – основное проходное сечение, имеющее малый диаметр; для соленоидных клапанов непрямого действия – перепускное и пилотное отверстия. Дело в том что засорение перепускного или пилотного отверстия приводит к нарушению нормальной работы соленоидного клапана. Как правило, это не вызывает необратимых разрушений конструкции, и подобные неисправности могут быть легко устранены путем чистки клапана. Однако, очистка внутренних частей клапана требует его разборки и, как следствие, невозможна во время его работы.

Таким образом, чистота рабочей среды является одним из наиболее важных факторов, позволяющих обеспечить длительную и безотказную работу соленоидных клапанов.

1.3.3 Большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия имеют мембрану из гибкого материала

Ранее было отмечено, что соленоидные клапаны рассчитаны на работу с чистыми средами. Наличие в среде крупных загрязнений может привести не только к засорам клапана, но и к разрыву мембраны, после чего потребуется её замена.

При возникновении в системе гидроударов также возможно повреждение мембраны из-за кратковременного превышения допустимого давления.

Энергия среды, проходящей через клапан, является одним из основных факторов, обеспечивающих как открытие клапана, так и его герметичность в закрытом состоянии. Поэтому соленоидные клапаны непрямого действия являются однонаправленными – корректная работа обеспечивается только при протекании среды от входа к выходу. Верное направление подачи среды показано на рисунке 6. Если при монтаже клапана вход и выход будут перепутаны, то рабочая среда будет поступать только в зону под мембраной, в результате чего "передавит" пружину и откроет клапан (см. рисунок 7).

Верное направление подачи жидкости в клапанРисунок 6 – Верное направление подачи жидкости в клапан Не верное направление подачи жидкости в клапанРисунок 7 – Не верное направление подачи жидкости в клапан

Определить правильное положение при монтаже можно по стрелке на корпусе клапана (см. рисунок 8).

Стрелка на корпусе клапана для определения направления подачи средыРисунок 8 – Стрелка на корпусе клапана для определения направления подачи среды

Однако, даже при правильном направлении потока жидкости, мембранная конструкция может вызывать проблемы при эксплуатации. Они проявляются в момент подачи жидкости на вход клапана или при резких изменениях давления газообразных сред.

Дело в том, что перепускное отверстие в мембране имеет небольшой размер. Жидкость, проходящая через него, не может сразу заполнить всю полость над мембраной клапана (см. рисунок 9а). В этот момент времени давление жидкости под мембраной больше, чем давление жидкости над ней. Это вызывает подъем мембраны и самопроизвольное открытие электромагнитного клапана. Клапан будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока жидкость не заполнит область над мембраной через перепускное отверстие (см. рисунок 9б). После завершения этого процесса давление над и под мембраной клапана уравновешивается и клапан закрывается (см. рисунок 9в).

Последовательность возникновения эффекта самопроизвольного открытия соленоидного клапана с плавающей мембраной при подаче жидкостиРисунок 9 – Последовательность возникновения эффекта самопроизвольного открытия соленоидного клапана с плавающей мембраной при подаче жидкости

Время открытия клапана в описанном переходном процессе зависит от многих факторов, но даже для больших клапанов оно не превышает 1...2 с. Однако, за это время через клапан может пройти несколько литров жидкости.

Несмотря на то, что давление среды, как правило, не выходит за пределы рабочего диапазона, клапан подвергается повышенным ударным нагрузкам. Частое повторение данного явления при эксплуатации приводит к повышенному износу мембраны и пружины клапана, а со временем и к их поломке.

1.4. Ключевые особенности эксплуатации соленоидных клапанов

  • Соленоидные клапаны предназначены для работы с чистыми, гомогенными средами. Загрязненная среда вызывает нарушение работы клапана, а иногда и его поломку.
  • Использование соленоидных клапанов для управления потоком среды, температура которой сильно отличается от температуры окружающей среды, имеет свои особенности и требует особой внимательности при выборе клапана и его эксплуатации.
  • Направление подачи среды в электромагнитный клапан является критически важным. Соленоидный клапан следует считать однонаправленным, если иное не указано в технической документации.

Несмотря на то, что были рассмотрены лишь наиболее часто встречающиеся факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов, может сложиться впечатление, что соленоидный клапан является источником проблем и частых неполадок. На самом деле это не так. Электромагнитные клапаны являются надежным устройством управления потоком жидкости или газа при соблюдении условий эксплуатации.

2. Принцип работы и особенности эксплуатации клапанов с пневмоприводом

2.1. Устройство угловых седельных клапанов с пневмоприводом

Конструкция седельного клапана с пневматическим приводом показана на рисунке 10.

Конструкция седельного клапана с пневмоприводомРисунок 10 – Конструкция седельного клапана с пневмоприводом

Внутри корпуса пневмопривода (1) находится поршень (2), герметично прилегающий к стенкам пневмопривода за счет уплотнения (3). Под действием пружины (4) поршень занимает положение, соответствующее начальному состоянию пневмоклапана (закрытому для НЗ клапанов и открытому для НО клапанов). На поршне жестко закреплён шток (5) с диском (6). В закрытом состоянии диск надежно прижимается к седлу (7) и обеспечивает герметичность клапана. Большая часть клапанов с пневмоприводом имеет визуальный индикатор (8), механически связанный с поршнем клапана.

Для открытия клапана (см. рисунок 11) необходимо подать сжатый воздух в пневмопривод. Пневмоклапан открывается под действием сжатого воздуха, перемещающего поршень вместе со штоком вверх, что также приводит к сжатию пружины.

Клапан с пневмоприводом в открытом состоянииРисунок 11 – Клапан с пневмоприводом в открытом состоянии

Для закрытия клапана достаточно сбросить воздух из пневмопривода. Поршень под действием пружины опускается вниз, прижимая диск к седлу.

Открытие клапана с пневмоприводом осуществляется только за счет давления сжатого воздуха, а закрытие – за счет мощной пружины. Таким образом, работа клапанов с пневмоприводом существенно меньше зависит от параметров среды, проходящей через него, в отличии от соленоидных клапанов.

Примеры угловых клапанов с пневмоприводом

2.2. Схема управления клапанами с пневмоприводом

Для управления пневмоклапанами используются специальные электромагнитные клапаны, называемые пилотными или распределительными клапанами. Эти клапаны называются так, потому что они не просто перекрывают подачу рабочей среды, но и перераспределяют её между различными входными и выходными портами.

Для управления клапанами с пневмоприводом используются распределительные клапаны типа 3/2, схема работы которых показана на рисунке 12.

Пневматическая схема распределителя 3/2Рисунок 12 – Пневматическая схема распределителя 3/2

Порт 1 соединяется со входным портом пневмопривода, к порту 2 подключается подвод сжатого воздуха, а порт 3 остается открытым и используется для выхлопа – выпуска воздуха из пневмопривода в атмосферу при закрытии клапана с пневмоприводом.

До тех пор, пока катушка распределительного клапана обесточена, порт 1 соединен с портом 3, а порт 2 перекрыт. Таким образом, сжатый воздух в пневмопривод не поступает, а сам пневмопривод соединен с атмосферой – клапан с пневмоприводом закрыт.

При подаче напряжения на катушку порт 1 соединяется с портом 2, а порт 3 перекрывается. Сжатый воздух поступает в пневмопривод, за счет чего пневмоклапан открывается.

На рисунке 13 показаны распределительные электромагнитные клапаны 3/2 различной конструкции.

Распределительные клапаны 3/2 различных конструкцийРисунок 13 – Распределительные клапаны 3/2 различных конструкций

У клапана, изображенного слева, выхлоп в атмосферу проходит сквозь трубку сердечника. У клапана, изображенного справа, порты подачи воздуха и выхлопа находятся сверху и снизу клапана.

На рисунке 14 показана обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом.

Обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводомРисунок 14 – Обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом

Электрический сигнал из системы управления поступает на распределительный клапан (2), который осуществляет управление потоком сжатого воздуха, подавая его в пневмоклапан (1). Требуемая степень очистки воздуха и стабилизация давления обеспечивается фильтром-регулятором (3).

Распределительные клапаны могут быть установлены непосредственно на клапане с пневмоприводом (см. рисунок 15) или отдельно в шкафу управления (см. рисунок 16).

Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомРисунок 15 – Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомМонтаж распределительных клапанов в шкафу управленияРисунок 16 – Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления

Каждый из этих способов монтажа имеет свои преимущества и недостатки.

Установка распределителей на клапанах с пневмоприводом

Преимущества

  1. +  Меньше время срабатывания клапанов (так как воздух поступает сразу в пневмопривод).
  2. +  Выше энергоэффективность за счет экономии сжатого воздуха (при каждом срабатывании клапана с пневмоприводом весь воздух после распределительного клапана сбрасывается в атмосферу; при монтаже распределителя непосредственно на привод клапана между ними отсутствует пневмотрубка, следовательно расходуемый объем сжатого воздуха ниже).

Недостатки

  1. -  Необходимость прокладки двух линий до клапана: пневматической и электрической.
  2. -  Распределитель находится возле клапана с пневмоприводом, где может подвергаться негативному воздействию окружающей среды.

Установка распределителей в шкафу управления

Преимущества

  1. +  Упрощение разводки электрических цепей (все распределители в одном шкафу, до клапана с пневмоприводом прокладывается только одна линия – пневматическая).
  2. +  Все распределители легко доступны для обслуживания, так как находятся в шкафу управления.
  3. +  Все распределители надежно защищены от воздействия окружающей среды (повышенная температура, запыленность, мойка оборудования химическими реагентами и так далее).

Недостатки

  1. -  Больше время срабатывания клапанов с пневмоприводом.
  2. -  Повышенный расход воздуха.

3. Сравнение клапанов с пневмоприводом с соленоидными клапанами

Основным преимуществом клапанов с пневмоприводом перед электромагнитными клапанами является их повышенная устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды и среды, проходящей через клапан. Это обусловлено тем, что клапаны с пневмоприводом:

  • приводятся в действие сжатым воздухом, а не средой, проходящей через клапан;
  • не имеют дополнительных перепускных отверстий, которые легко забиваются малейшими загрязнениями;
  • менее подвержены влиянию окружающей среды, так как имеется возможность вынести распределительный клапан в шкаф управления, где он будет защищен от вредных воздействий.

Каким же образом система, построенная на клапане с пневмоприводом, может оказаться надежнее системы, основанной на соленоидных клапанах? Ведь любой клапан с пневмоприводом требует своего распределителя, что увеличивает количество последовательно соединенных элементов системы. Это должно приводить к уменьшению общей надежности системы. Данное замечание справедливо при эксплуатации клапанов в идеальных условиях.

Однако, при неблагоприятных условиях запаса устойчивости соленоидного клапана может оказаться недостаточно. Это вытекает из особенностей его конструкции, описанных выше.

Следующим фактором, говорящим в пользу клапанов с пневмоприводом, является их меньшее гидравлическое сопротивление и, как следствие, больший расход среды при том же давлении на входе. Это достигается благодаря угловой (наклонной) конструкции клапана. Проходящий через него поток существенно меньше отклоняется от прямолинейного движения, следовательно расходует меньше энергии на преодоление сопротивления клапана. Для примера в таблице 1 приведены данные коэффициента расхода Kv для электромагнитных клапанов GEVAX серии 1901R-KBN и клапанов с пневмоприводом VALMA серии ASV.

Таблица 1 – Сравнение коэффициента расхода Kv клапанов разных конструкций
Тип клапана Электромагнитный клапан Клапан с пневмоприводом
Схема движения потока жидкости Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления
Размер клапана Коэффициент расхода Kv, л/мин
DN 15 65 70 (+ 8%)
DN 20 110 150 (+ 36%)
DN 25 180 308 (+ 71%)
DN 32 250 608 (+ 143%)
DN 40 390 700 (+ 79%)
DN 50 575 910 (+ 58%)

В отличии от соленоидных клапанов, клапаны с пневматическим приводом преимущественно являются двунаправленными, то есть могут пропускать среду как в прямом, так и в обратном направлении (см. рисунок 17). Направление, показанное на изображении слева, называют "вход под диском", на изображении справа – "вход над диском".

Допустимые направления движения жидкости для клапанов с пневмоприводомРисунок 17 – Допустимые направления движения жидкости для клапанов с пневмоприводом

Очевидно, что при подаче рабочей среды "над диском", её давление препятствует открытию клапана. Этот эффект приводит к снижению рабочего давления клапана, однако в некоторой мере он может быть скомпенсирован увеличением управляющего давления воздуха.

Пример изменения рабочего давления при подаче среды над и под диском

На рисунке 18 изображен шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL063.

Шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL080-UРисунок 18 – Шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL080-U

Рабочее давление пневмоклапана при подаче среды "под диском" составляет 6 бар, при подаче среды "над диском" – 5 бар. Эти данные указаны для давления управляющего воздуха 6 бар. Однако, изменением давления управления возможно увеличить рабочее давление клапана при подаче среды "над диском". Данная зависимость показана на рисуноке 19.

График зависимости давлений рабочей и управляющей средыРисунок 19 – График зависимости давлений рабочей и управляющей среды

По графику видно, что увеличение управляющего давления до 8 бар позволяет увеличить давление рабочей среды (при входе "над диском") до 10 бар, а увеличение управляющего давления до 9 бар позволяет увеличить давление рабочей среды до 12 бар.

Однако, соленоидные клапаны тоже имеют преимущества перед клапанами с пневмоприводом. Системы, построенные на основе соленоидных клапанов, как правило, проще и дешевле систем, построенных на основе клапанов с пневмоприводом, поскольку состоят из меньшего числа компонентов.

Электромагнитные клапаны могут применяться на объектах, в составе которых отсутствует пневмосистема. Установка оборудования для сжатия воздуха и его очистки на таких объектах приводит к сильному удорожанию и усложнению системы в целом.

Заключение

В данной статье описана конструкция электромагнитных клапанов и седельных клапанов с пневмоприводом, рассмотрены их преимущества и недостатки. Вся информация, изложенная в статье, основана на конструктивных особенностях клапанов обоих типов и может быть применима к клапанам указанных конструкций независимо от конкретных моделей или изготовителей клапанов.

Обобщенные преимущества и недостатки электромагнитных клапанов и клапанов с пневмоприводом приведены ниже.

Электромагнитные клапаны

  • +  Подключаются напрямую к электрической системе управления
  • +  Не требуют подвода сжатого воздуха
  • +  Системы на основе данных клапанов, как правило, проще и дешевле
  • -  Имеют особые требования к чистоте рабочей среды
  • -  Однонаправленные

Клапаны с пневмоприводом

  • +  Устойчивы к загрязнениям рабочей среды
  • +  Давление, вязкость, скорость потока и другие параметры рабочей среды не влияют на работу клапана
  • +  Как правило, двунаправленные
  • -  Для подключения к системе управления, требуют установки распределительных (пилотных) электромагнитных клапанов
  • -  Для работы требуют подключение сжатого воздуха

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Быков А.Ю.

Читайте также:

Электромагнитный клапан для воды. Устройство электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан для воды предназначен для регулировки прохождения жидкости. Устройство работает по электромеханическому принципу. Для изготовления корпуса выбираются стойкие и универсальные, а также высокопрочные материалы по типу литейного чугуна, латуни, нержавеющей стали. Что касается мембран и уплотнителей, то они выполняются из высокоэластичных полимеров. Помимо прочего, в составе может быть силиконовая резина.

Подобное устройство устанавливается в той части системы трубопровода, к которой будет обеспечен легкий доступ.

Устройство соленоидного клапана

Электромагнитный клапан для воды еще называется соленоидным. Он имеет в составе основные детали по типу мембраны, корпуса, пружины, крышки, штока, а также электрической катушки, которая является соленоидом. Крышка и корпус клапанов отливаются из нержавеющей стали, латуни, полимеров или чугуна. Данные устройства рассчитаны для эксплуатации при самых разных рабочих средах, температурах и давлениях.

Электромагнитный клапан для воды

Для штоков и плунжеров используются магнитные материалы. Электрокатушки, которые называются соленоидами, изготавливаются в пылезащищенном или герметичном корпусе. Высококачественный эмальпровод идет на обмотку катушек. Он изготавливается из электротехнической меди. Соединение с системой трубопровода может производиться по сланцевому или резьбовому методу. Для подключения к электрической сети применяется штекер. Управление производится методом подачи напряжения на катушку.

Ведущие рабочие положения

Если рассматривать вышеописанные устройства по исполнению, то они могут быть нормальнозакрытыми или нормальнооткрытыми. Среди разновидностей можно выделить еще и бистабильные клапаны, которые называются импульсными. Управляющий принцип способствует переключению с закрытого на открытое положение.

Принцип действия

Электромагнитный клапан для воды может использоваться при различных условиях, это предполагает применение устройств прямого действия, а также приборов, срабатывающих при нулевом перепаде давления. В продаже можно встретить клапаны непрямого действия, которые являются пилотными. Они срабатывают исключительно при самом малом перепаде давления.

электромагнитный клапан для воды своими руками

Подобные устройства можно подразделить на распределяющие трёхходовые, запорные и переключающие клапаны.

Информация об уплотнителях и мембранах

Электромагнитный клапан для воды имеет в составе мембраны, которые могут изготавливаться из эластичных полимерных материалов. Последние обладают специальной конструкцией и химическим составом. Помимо прочего, в конструкции клапанов применяются самые последние составы силиконовых резин, а также другие полимеры.

Принцип работы пилотного клапана

Электромагнитный клапан для воды своими руками может быть установлен достаточно быстро. Если речь идет о нормальнозакрытом устройстве, то в статическом положении напряжение отсутствует, при этом клапан находится в закрытом состоянии. Поршень, который является запорным органом, герметично прижат, он расположен у седла уплотнительной поверхности. Пилотный канал находится в закрытом состоянии. Давление в верхней полости поддерживается с помощью перепускного отверстия в мембране.

электромагнитный клапан подачи воды

Клапан такого типа находится в закрытом состоянии до тех пор, пока катушка не подвергнется напряжению. Для того чтобы он открылся, напряжение должно подаваться на катушку. Под воздействием магнитного поля плунжер поднимается, открывая канал. По той причине, что диаметр канала значительно больше перепускного, давление верхней полости понижается. Разница давлений воздействует на подъем поршня или мембраны, что способствует открытию клапана. Электромагнитный клапан подачи воды будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока катушка будет подвергаться напряжению.

Принцип действия нормальнооткрытого клапана

Работает такое устройство по обратному принципу: в статичном положении прибор находится в открытом виде, а вот при повышении напряжения клапан закрывается. Для того чтобы удержать прибор в закрытом состоянии, напряжение будет подаваться на катушку достаточно долго. Для того чтобы любые пилотные клапаны работали правильно, нужно обеспечить малый перепад давления.

электромагнитный клапан схема

Подобные устройства называются клапанами непрямого действия по той причине, что кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия, которое заключается в перепаде давления. Использовать такое приспособление можно для систем отопления, водоснабжения, ГВС, а также пневмоуправления. Агрегат подходит для тех условий, где давление в трубопроводе присутствует.

Работа клапана прямого действия

Электромагнитный клапан, схема которого дает возможность понять принцип работы, может обладать прямым действием. У такого устройства пилотный канал отсутствует. В центральной части находится эластичная мембрана, которая обладает металлическим кольцом. Сквозь пружину она соединена с плунжером. Когда на катушку воздействует магнитное поле, клапан открывается, плунжер поднимается и снимает усилие с мембраны. Последняя поднимается и способствует открыванию клапана. В тот момент, когда происходит закрытие, магнитное поле отсутствует, плунжер опускается и воздействует на мембрану.

электромагнитный клапан фото

Для такого прибора минимальный перепад давления не требуется. Электромагнитный клапан, фото которого представлены в статье, может использоваться в системах с давлением, а также на сливных емкостях. Установить прибор можно и в условиях накопительных ресиверов. Монтировать такое устройство можно в тех местах, где давление отсутствует или находится на минимальном уровне.

Особенности работы бистабильного клапана

Этот клапан может находиться в двух устойчивых положениях: в закрытом и открытом. Переключение осуществляется последовательно методом подачи импульса на катушку. Такие устройства работают исключительно от источника постоянного тока. Для того чтобы удержать клапан в закрытом или открытом положении, не требуется подавать напряжение. По конструкции такие приспособления изготавливаются как пилотные, это указывает на необходимость минимального перепада давления.

устройство электромагнитного клапана

Электромагнитный соленоидный клапан представляет собой надежную и функциональную арматуру для системы трубопровода. Если речь идет о специальных электромагнитных катушках, то ресурс их работы очень велик. До момента выхода из строя прибор способен работать, пока число включений не достигнет 1 миллиона. Время, которое требуется для срабатывания магнитного клапана, может составить от 30 до 500 миллисекунд. Конечная цифра будет зависеть от давления, диаметра и исполнения.

Заключение

Устройство электромагнитного клапана было представлено выше, как и принцип его действия. Подобные приборы можно использовать в качестве запорного устройства дистанционного управления. Они незаменимы для безопасности в роли отсечных, отключающих и переключающих электроклапанов. Эти особенности необходимо учесть перед приобретением клапана и его установкой в определенных условиях.

Как выбрать электромагнитный клапан? - ООО Приборика

Электромагнитный клапанустройство, использующее электромеханический принцип действия для регулирования (открытия и перекрытия) потока рабочей среды. В зависимости от своего назначения электромагнитные клапана имеют различные материалы исполнения и разное внутреннее устройство. Единственным объединяющим элементом всех типов клапанов является исполнительное устройство - катушка электромагнитная (соленоид).

Электромагнитный (соленоидный) клапан состоит из корпуса и находящегося на нем электромагнита (соленоида) с сердечником, который связан с мембраной (поршнем или диском), управляющей потоком проходящих жидкостей и газов. Иногда электромагнитные клапаны оборудованы ручным дублером для принудительного открытия или закрытия клапана на тот случай, если электромагнитная катушка выйдет из строя. Закрытие либо открытие клапана осуществляется без каких-либо механических усилий — при помощи соленоида (электромагнитной катушки). На электромагнитную катушку подается питание, в результате чего сердечник перемещается в соленоиде, закрывая или открывая проход. Напряжение питания клапана может быть разным: от 12В до 380В с переменным или постоянным током.

 

Сферы применения электромагнитных клапанов:

Клапаны применяются во многих отраслях промышленности: газовой, энергетической, химической, нефтехимической, пищевой, а также в системах газо-, тепло- и водоснабжения, вентиляции, кондиционирования и в других системах, где необходима автоматизация управления промышленными процессами, связанными с движением рабочих сред. С их помощью можно дистанционно подать необходимый объём газа, жидкости или пара в определенный момент времени.

Классификация.

В зависимости от функционального назначения, клапаны разделяются на: 

  • Распределительные клапаны. бывают трех и четырехходовые. Их основное назначение – перераспределять потоки; 
  • Запорные клапаны, в свою очередь, делятся на нормально открытые и нормально закрытые.

Нормально закрытый клапан – это такой соленоидный клапан, который при условии отсутствия подачи электрического напряжения на его соленоид, имеет закрытое положение.

Нормально отрытый клапан обладает противоположными характеристиками.

Соленоидные клапаны также можно подразделить на два типа:

  • Прямого действия, когда при подаче на катушку напряжения перемещается сердечник, закрывая или открывая проход рабочему потоку. Клапаны прямого действия выпускаются нормально-закрытыми или нормально- открытыми;
  • Непрямого действия, когда после подачи на катушку напряжения открывается “ пилотный “ клапан, после чего уже под воздействием давления рабочего потока происходит открытие основного клапана.

К преимуществам электромагнитных клапанов относят:

  • малый вес; 
  • малое время срабатывания; 
  • возможность изготовить изделие во взрывозащищенном исполнении;
  • высокая продолжительность работы во включенном состоянии.

Для самостоятельного подбора клапана, необходимо знать ответы на следующие вопросы:

  1. Диапазон рабочих давлений. Рабочее давление-это то значение давления, при котором обеспечивается нормальное функционирование клапана и безопасность его работы. Для клапана обычно указывается диапазон допустимых давлений при 200С. Необходимо учитывать, что клапаны, предназначенные для относительно высоких давлений, как правило, плохо работают или не работают вовсе на давлениях, близких к нулевым.
  2. Диаметр присоединения (ДУ). Измеряется в дюймах (1/2, ¾, 3/8 и т.п.) или миллиметрах (25 мм, 50 мм и т.п.). Необходимо при этом иметь ввиду, что часто проходное сечение клапана меньше условного прохода.
    Материал корпуса электромагнитных клапанов. Основными материалами являются латунь, нержавеющая сталь, литейный чугун, различные виды пластиков.
  3. «НО» или «НЗ» – нормально открытый или нормально закрытый клапан.
  4. Среда применения. Типичные среды для электромагнитных клапанов: воздух, инертные газы, топливный газ, вода, нефть или пар. Среду применения необходимо учитывать как для подбора мембраны (в мембранных клапанах) или уплотнения (в поршневых клапанах), так и материала корпуса. Материал изготовления электромагнитного клапана должен быть совместим со средой. В противном случае может появиться коррозия корпуса или разрушение материала мембраны или уплотнителя. Также важна максимальная и минимальная температура среды. Высокотемпературная среда, такая, как перегретый пар, может нагревать катушку электромагнита, что негативно отразиться на его работе. Какая бы ни была рабочая среда, в полость клапана не должна попадать грязь и инородные тела. Мембрана соленоидного клапана подбирается в зависимости от типа среды, которая проходит через клапан (вода, пар, нефтепродукты, химические среды и т.д) и учитывает:
    • Температуру среды
    • Вязкость
    • Агрессивность (влияет на выбор материала корпуса)
    • Взрывозащиту
  5. Напряжение на катушке клапана может быть постоянного или переменного тока и, чаще всего, бывает 24 или 220 вольт. Это напряжение, на которое рассчитана катушка электромагнита. Большинство катушек работает от +10% до -15% от номинального напряжения.

Нормально открытый клапан: конструкция, принцип работы, неполадки

Система водоснабжения и отопления довольно часто снабжается предохранительными клапанами, которые обеспечивают высокую стабильность работы, а также минимизировать риски в случае возникновения аварии. Довольно большое распространение получили электромагнитные варианты исполнения, характеризующиеся высокими эксплуатационными характеристиками. Устройство способно перекрывать поток в считанные секунды. Рассмотрим особенности подобных вариантов исполнения подробнее.

Нормально открытый клапанНормально открытый клапан

Конструктивные особенности

Нормально открытый клапан получил весьма широкое распространение. Подобная запорная арматура предназначена для непосредственного перекрытия потока, также может контролировать скорость перемещения потока в трубопроводе. Принцип работы конструкции построен вокруг электромагнитной катушки. Основными элементами можно назвать следующее:

  1. Корпус. При его изготовлении могут применяться самые различные материалы, в большинстве случаев сталь с повышенной коррозионной стойкостью. Он защищает внутренние элементы от воздействия окружающей среды. Более дешевые варианты исполнения представлены чугунными корпусами, более дорогие латунными. В последнее время довольно большой популярностью пользуются варианты исполнения, при изготовлении которых применяется пластик.
  2. Мембрана и уплотнительные элементы предназначены для непосредственного перекрытия потока, обеспечения герметичности.
  3. Крышка предназначается для предоставления возможности обслуживания конструкции.
  4. Плунжер и шток можно назвать основными элементами, которые предназначены для перекрытия потока. Эти элементы изготавливаются из материалов с высокими магнитными свойствами.
  5. Электронная катушка выступает в качестве основного управляющего элемента.

Конструкция обратно открытого клапанаКонструкция обратно открытого клапана

В целом можно назвать, что подобная конструкция характеризуется компактностью. Она может быть рассчитана на самое различное давление в системе, подключается самым различным образом.

Правила работы

Сегодня нормально закрытый клапан получил весьма широкое распространение. Его правило работы характеризуется следующими особенностями:

  1. Устройство в обычных условиях эксплуатации находится в закрытом положении.
  2. В определенном случае происходит подача сигнала, за счет которого происходит открытие запорного элемента.
  3. Сигнал может поступать в самых различных случаях.

Во многом правило работы зависит от конструктивных особенностей механизма.

Устройство электромагнитного клапана

При изготовлении обратного нормально открытого клапана электромагнитного типа могут использоваться самые различные элементы. Клапан электромагнитный обладает следующими свойствами:

  1. Перекрытие потока осуществляется за счет подвижного элемента, который в большинстве случаев совершает возвратно-поступательное движение.
  2. Перемещение плунжера и штока происходит в корпусе. Для обеспечения требуемой степени герметизации они подгоняются по размерам.
  3. Корпус имеет отводящее и подводящее отверстие. Крепление проводится самым различным образом, к примеру, при помощи фланцев или при применении технологи сварки.
  4. Основной элемент представлен электромагнитной катушкой. Она ответственна за создание электромагнитного поля, за счет которого совершается перемещение основного элемента.

Устройство обратно открытого клапанаУстройство обратно открытого клапана

В целом можно сказать, что устройство достаточно просто и работает надежно. Большинство вариантов исполнения характеризуются схожими конструктивными признаками.

Из чего изготавливают клапаны электромагнитные для воды

Распространенный клапан соленоидный может производится при применении самых различных материалов. Среди особенностей отметим следующие моменты:

  1. Корпус из нержавеющей стали применяется в большинстве случаев. Этот материал характеризуется высокой устойчивостью к воздействию влаги и высокой температуры. Кроме этого, поверхность выдерживает воздействие различных химикатов, которые могут добавляться в состав среды. Единственным, но существенным недостатком можно назвать высокую стоимость изготовления.
  2. При изготовлении корпуса часто применяется латунь. Этот цветной сплав характеризуется повышенной устойчивостью к коррозии и весьма привлекательным видом. Также к положительным качествам можно отнести небольшой вес получаемого изделия. Однако, цена латуни намного выше других сплавов.
  3. Чугун используется на протяжении длительного периода при изготовлении корпусов запорной и предохранительной арматуры. Этот материал характеризуется также высокой коррозионной стойкостью и длительным эксплуатационным сроком. Однако, он довольно тяжелый и не выдерживает ударную нагрузку.

Особенностью рассматриваемого варианта исполнения можно назвать то, что основные элементы изготавливаются при применении материалов с высокими магнитными свойствами. Только это обеспечивает функциональность устройства.

Принцип работы

Распространение рассматриваемого устройства можно связать с довольно простым принципом работы и надежностью устройства. Принцип работы следующий:

  1. В нормальном состоянии нормально открытый клапан находится в открытом состоянии, выбор зависит от конкретной задачи системы.
  2. В качестве запорного элемента выступает плунжер и поршнем. Он совершает возвратно-поступательное движение, за счет которого осуществляется открытие и закрытие потока.
  3. Как ранее было отмечено, основным элементом выступает электромагнитная катушка. При подаче сигнала она начинает вырабатывать магнитное поле, которое и приводит в движение основной элемент.
  4. При появлении магнитного поля происходит притягивание запорного элемента, его отсутствие приводит к его возврату в исходное положение.

Принцип работы нормально открытого клапанаПринцип работы нормально открытого клапана

Приведенная выше информация указывает на то, что устройство довольно просто и надежно. При этом за счет применения электромагнитной катушки обеспечивается срабатывание в короткие сроки.

Виды электромагнитных клапанов

В продаже встречается просто огромное количество различных электромагнитных клапанов, все они характеризуются своими определенными свойствами. Все устройства делятся на два основных типа:

  1. Нормально закрытые.
  2. Нормально открытые.

Довольно большое распространение получили нормально закрытые варианты исполнения, так как они предотвращают утечку основного вещества в случае возникновения аварии. Нормально открытый применяется намного реже, к примеру, когда при отсутствии питания нужно обеспечить подачу потока.

Классификация также проводится по типу установленных катушек. По этому признаку выделяют следующие варианты исполнения:

  1. Постоянного тока. Катушка подобного типа характеризуется малым полем, генерируемым при работе устройства. Именно поэтому она устанавливается в моделях с небольшой пропускной способностью.
  2. Переменного тока. Этот вариант исполнения характеризуется тем, что катушка создает довольно большое электромагнитное поле. Устанавливается подобный вариант в случае, когда поток подается под большим давлением.

Выделяют модели, которые классифицируются по типу работы. Примером можно назвать следующие варианты исполнения:

  1. Одноходовые.
  2. Двухходовые.
  3. Трехходовые.

Первый вариант исполнения имеет только один патрубок. Поэтому он не может применяться для смешивания различных потоков.

Довольно большое распространение получили двухходовые, так как они применяются для смешивания потоков.

Трехходовые используются в том случае, когда нужно провести смешивание больших объемов жидкости, проводить регулирование температуры. Также в отдельную категорию отводят варианты исполнения, которые могут применяться в помещениях взрывоопасного типа.

Подсоединение запорного механизма может проводится самым различным образом. Довольно большое распространение получили:

  1. Резьбовые нормально открытые клапана просты в монтаже и сегодня встречаются крайне часто в быту. Они обеспечивают требуемую степень герметичности и просты в монтаже.
  2. Фланцевые устройства сегодня распространены в промышленности. Подобный тип соединения характеризуется высокой устойчивостью к воздействию давления.

Редко проводится подсоединение рассматриваемого устройства при применении технологии сварки. Это связано с тем, что слишком высокая температура становится причиной повреждения основных деталей, может оказывать негативное воздействие на электромагнитную катушку.

Установка электромагнитных клапанов

Провести установку рассматриваемого устройства при необходимости можно самостоятельно. Это связано с тем, что конструкция характеризуется простотой. Основными критериями можно назвать следующие моменты:

  1. Должна обеспечиваться требуемая функциональность.
  2. Герметичность соответствовать установленным стандартам.
  3. Во время монтажа не должна быть нарушена целостность конструкции.

Рекомендуется доверять проведение рассматриваемой работы специалистам, так как допущенные ошибки могут стать причиной появления утечки и многих других проблем.

Область применения

Применяются нормально открытые клапана в самых различных сферах. Примером можно назвать следующее:

  1. Система подачи бытовой воды.
  2. Отопление.
  3. Промышленные трубопроводы.

В целом можно сказать, что нормально открытые клапана устанавливаются практически везде, где требуется обеспечить перекрытие потока в автоматическом режиме.

Правила монтажа и эксплуатации

Выделяют несколько основных правил эксплуатации, которые позволяют исключить вероятность допущения ошибки. При их учете можно провести монтаж своими руками:

  1. Перед непосредственным проведение работы рекомендуется выполнить подготовку трубопровода. Для этого он очищается от загрязнений, выполняется соответствующая разметка.
  2. Выбранное место должно быть на виду и к нему обеспечен постоянный доступ.
  3. Монтаж и демонтаж проводится исключительно в случае полного обесточивания устройства.
  4. На нормально открытый клапан не должна оказываться нагрузка от трубы.
  5. Установка нормально открытого клапана проводится с учетом нанесенных стрелок.
  6. В случае монтажа на открытом участке уделяется внимание возможности защиты конструкции.
  7. Применяются уплотнительным материалы.
  8. Электричество подводится при помощи гибкого кабеля, толщина жил которых не менее 1 мм.

Соблюдение правил монтажа существенно продлевает эксплуатационный срок устройства. Кроме этого, подобным образом можно избежать неполадок и возникновения других проблем.

Правила установки клапана в противопожарной системеПравила установки клапана в противопожарной системе

Основные причины выхода из строя

Несмотря на надежность механизма он может время от времени выходить из строя. Причины следующие:

  1. Подача высокого напряжения. Именно поэтому проводится установка предохранителей, которые исключают перегрузку.
  2. Засорение. Для снижения вероятности засорения нормально открытого клапана проводится установка фильтра грубой очистки.
  3. Механическое воздействие со стороны окружающей среды. Даже незначительное воздействие может привести к повреждению основных элементов механизма.
  4. Воздействие повышенной температуры. Слишком высокий показатель может стать причиной изменения основных свойств применяемых материалов при изготовлении.
  5. Воздействие агрессивных химикатов.
  6. Допущение ошибок при проведении монтажных работ.
  7. Большое количество абразивных примесей в составе среды.

Кроме этого, выходят из строя нормально открытые клапана по причине низкой надежности конструкции. Поэтому следует отдавать предпочтение продукции проверенных производителей.

Преимущества соленоидных клапанов

У рассматриваемого прибора есть много преимуществ, которые должны учитываться. Они следующие:

  1. Они могут быстро регулировать поток транспортируемой среды. Как показывает практика, требуется 2-3 секунды для перекрытия или открытия потока.
  2. Некоторые варианты исполнения могут регулировать температуру.
  3. Повышенная надежность и длительный эксплуатационный срок.
  4. Использоваться нормально открытый клапан может в системах с самым различным давлением.

Именно вышеприведенные моменты определяют широкое распространение устройства.

Основная сфера применения

Область применения зависит от основных эксплуатационных характеристик. Среди особенностей отметим:

  1. Важное значение имеет давление. В зависимости от этого значения проводится установка в трубопроводах высокого и низкого давления.
  2. Устанавливается частью ответственных систем. Примером моно назвать магистраль отопления.
  3. В последнее время часто встречается в промышленной сфере.

Среда может быть представлена обычной водой с низкой и высокой температурой. Кроме этого, могут транспортироваться и нефтепродукты.

Нормально открытый клапан в противопожарной системеНормально открытый клапан в противопожарной системе

Разновидности оборудования

Классификация может проводится по самым различным признакам. Чаще всего уделяется внимание сфере применения:

  1. Система подачи бытовой воды. Она получила сегодня самое широкое распространение.
  2. Отопительная система.
  3. Трубопроводы промышленного предназначения, к примеру, транспортировка нефтепродуктов и химикатов.

Кроме этого, классификация проводится по давлению, при котором может эксплуатироваться нормально открытый клапан.

В заключение отметим, что существенным недостатком электромагнитного варианта исполнения можно назвать необходимость в подведении электричества. Кабель должен выдерживать воздействие окружающей среды, то есть защищенным. Производители указывают рекомендацию по тому, каким образом проводится подключение к источнику питания.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *