Соленоидный электромагнитный клапан: где используется + виды и принцип работы

Принцип работы электромагнитного ( соленоидного) клапана

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.

Обратите внимание

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.

• 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:

• 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.

Соленоидный клапан нормально закрытый: принцип действия, какой купить

Любая электрическая машина работает благодаря наличию многих специальных деталей. Предлагаем рассмотреть, что такое нормально закрытый соленоидный клапан, его принцип действия и где его купить.

Общие сведения

Электромагнитный соленоидный водяной или газовый клапан – это электромеханическое устройство, предназначенное для контроля потока жидкости или газа в приборах мощностью до v308 (EV220B, Tecofi, Castel, ESM, EVR, GBP, GBV, NBR, PARKER, SCE, SYDZ, АКПП, КСВМ, ЗСК, ИСП, Burkert, КСП).

Данный клапан управляется с помощью электрического тока, который пропускает катушка. При подаче тока, создается магнитное поле и заставляет двигаться поршень внутри катушки. В зависимости от конструкции, поршень откроется при подаче электричества, либо закроется пропускной кран.

Когда ток перестанет поступать катушке клапана, он вернется к своему обычному состоянию.

Фото – Соленоидный клапан danfoss

Механизмы бывают:

• прямого и непрямого типа действия;
• вакуумный, гидравлический, пневматический клапан;
• 2-, 3-, много-ходовой.

Электрические клапаны прямого действия открывают и закрывают отверстие внутри клапана. В опытно-управляемых клапанах (их еще называют запорный прибор), поршень, открывает и закрывает отверстие. В клапанах высокого  давления (к примеру, фланцевый клапан) используются поршни и специальные уплотнители, которые контролируют состояние отверстия.

Видео: соленоидные клапаны Danfoss

Описание конструкции стандартного устройства

Наиболее простой соленоидный электромагнитный клапан имеет два порта: на входе и выходе. Дополнительно может быть три или более портов.

Фото – Конструкция соленоидного клапана

Вода или газ поступает через входное отверстие (2). Любое вещество должно проходить через отверстие бака (9), прежде чем поступить в выходное отверстие (3). Выходное отверстие закрыто поршнем (7).

Электроклапан на фото выше – это нормально закрытый соленоидный электромагнитный клапан типа ASCO, ТОРК или Данфосс (Danfoss).

Работает он следующим образом: данные устройства соединены с пружиной (8), которая давит на поршень против открытия проходного сечения.

Важно

Уплотнительный материал на кончике поршня содержит защиту (прокладку) от попадания в отверстия воды или газа, до тех пор, пока поршень поднимается с помощью электромагнитного поля, создаваемого катушки. Схема демонстрирует работу стандартного.

Фото – Соленоидный клапан

Есть много вариаций конструкции клапана. Обычные клапаны могут иметь множество портов и поршней.

Двухходовой клапан непрямого действия (обратный) имеет 2 порта – EV1140, ДУ50, ДУ32, ДУ100, ДУ15, ДУ25, серия РУ16; если клапан открыт, два порта подключены и жидкость перемещается между ними; если клапан закрыт, то порты находятся в изоляции.

Если клапан открыт, то соленоид не под напряжением, затем клапан называется нормально разомкнутый (Н.Р.). Аналогично, если клапан закрыт, то соленоид не под напряжением, такой клапан называется нормально замкнутый, скажем, YCD21, YCPS31, YCWS1.

Есть также трех портовые и более сложных конструкций устройства, у них обозначение имеет вид 30 (3, 33, и т.д.). Трехходовой клапан имеет 3 порта для управления электроприводом; он соединяет один порт, либо два из них (как правило, порт поступления и выхлопной канал).

Небольшой электромагнитный клапан можете создать ограниченную силу. Примерное соотношение между необходимыми электромагнитными силами Fs, давлением жидкости P и площадью отверстия A для клапана прямого действия имеет значение:

Fs = P*A = P*pi *d2 / 4

Где d – диаметр отверстия.

В некоторых электромагнитных клапанах электромагнитные силы действуют непосредственно на главную арматуру. Другие используют небольшие, полные электромагнитные клапаны, известные как пилотируемые.

Пилотируемые клапаны требуют гораздо меньше энергии, но они намного медленнее. Такие соленоиды, как правило, нуждаются в полной мощности все время, чтобы полностью открыться и удерживать такое положение.

Конструкция и назначение пилотируемого клапана

Газовый отсечной пилотный клапан SCE238A002 (200 бар), Немен, VIKING, SPOOL, JOUCOMATIC, ЭВЕЛЕН, SMART TORK, состоит из двух основных частей: пропускного устройства и клапана прямого действия.

Пропускной механизм преобразует электрическую энергию в механическую, которая, в свою очередь, открывает или закрывает деталь.

В клапане прямого действия осуществляется управление потоком жидкости или газа.

Фото – Электромагнитный клапан

Электромагнитные клапаны могут использовать металлические пломбы или резиновые уплотнители, также его легко контролировать. Пружина используется для хранения клапана нормально разомкнутым или сомкнутым, в то время, когда он не используется.

Вода под давлением поступает в камеру. Входное отверстие представляет собой эластичную мембрану, а над ней расположена пружина, толкающая её вниз. Диафрагма имеет отверстие, проходящее через центр, оно позволяет контролировать количество воды, зачастую пропускается очень малая часть. Эта вода заполняет полости на другой стороне диафрагмы, так что давление одинаково по обе стороны клапана.

Совет

После того, как диафрагма закрывается клапаном, давление на выходе дна уменьшается, и большее давление держит клапан закрытым. Таким образом, пружина не имеет отношения к закрытию или открытию клапана.

Если ток проходит через мембранный соленоид, вода в камере вытекает через прямой проход быстрее, чем пополняется камера. Входящее давление поднимает диафрагму.

Когда соленоид снова выключается, проход закрыт пружиной, нужно очень мало сил, чтобы толкнуть диафрагму вниз, главный клапан снова закрывается. На практике часто отсутствует отдельная пружина; эластомера диафрагмы адаптирована так, что работает, как собственный источник, в основном в закрытой форме.

Фото – Соленоидные клапаны Sirai

Из объяснения видно, что этот тип клапана зависит от перепада давления между входом и выходом, так как для его работы давление на входе должно быть всегда больше, чем давление на выходе. Если давление на выходе, по любой причине, выше входного, клапан слишком быстро откроется, чтобы этого не допустить разница размеров должна быть не больше половины дюйма.

Для усиления давления часто используется пластиковый уплотнитель, который закрепляется в районе входящего отверстия.

Способ подключения у каждого прибора немного отличается, поэтому очень рекомендуем при покупке прочитать сертификат, проверить паспорт определенной модели. Инструкция подробно описывает монтаж каждого отдельного клапана.

Область применения

Область применения напрямую зависит от материала клапаны. Деталь, основной материал которой латунь, не применяется в агрессивных средах, скажем, для контроля дизельного топлива, жидкости с кислотной основой.

Электромагнитные клапаны используются в для контроля гидравлики и пневматических систем, для управления цилиндрами или крупных промышленных клапанов с большим диаметром.

Фото – Двухходовой соленоидный клапан

Чаще всего производство использует клапан для механизмов и устройств, где необходимо ограниченное поступление воды, газа, воздуха, т.д. – стиральная машина, посудомоечная установка, контроль системы отопления.

Импульсный клапан двойного типа действия используется как устройство для подачи воздуха и воды в стоматологических кабинетах, для полива земли, подпитки разнообразных приборов при помощи дизтоплива, контроля работы машины с газовой мини-установкой и даже для холодильника.

Обзор цен

Купить соленоидный воздушный, дренчерный или газовый клапан мощностью до 380 вольт в России, Украине, Беларуси, можно в любом специализированном магазине.

Вы найдете устройства такого типа: фреона, Хонда, СВМ, CEME (СЕМЕ), СКН для разнообразных установок.

Каждый производитель предлагает свой прайс-лист, мы собрали средние цены на клапаны производства России, Италии, Германии и стран СНГ:

Все фирмы предоставляют гарантию на свою продукцию год, продажа осуществляется в официальных дилерских магазинах.

Электромагнитные клапаны для воды: принцип работы, виды

Современные средства автоматизации позволяют управлять процессами подачи воды, газа и пара дистанционно в нуждах, как сложных индустриальных технологических, так и в домашних, чисто, бытовых процессах.

Электромагнитный клапан, имеющий в своей конструкции соленоидный клапан, в полной мере отвечает этим требованиям дистанционного управления подачей сжиженных и газообразных веществ.

На современных производствах, в работе котелен, в процессах отопительных систем, подачи и слива воды, в промышленности, сельском хозяйстве, на предприятиях питания и в быту широко применяются различные модели электромагнитных клапанов.

Среди всего множества конструкций, электромагнитный клапан для воды занимает особое, первостепенное значение.

Розничная и оптовая покупка электромагнитных клапанов этого типа занимает на нашем рынке приоритетное положение.

Соленоидный клапан легко устанавливается, регулируется и прост в эксплуатации и обслуживании. В некоторых устройствах применение этих конструкций нельзя заменить другими агрегатами.

Полный список мест применения клапанов с электрическим управлением трудно перечислить, как в промышленности, малых производствах, так и в бытовом использовании в различных видах домашней техники.

Где применяются электроклапаны

Как уже было сказано, применение соленоидных клапанов очень обширное. Мы можем наблюдать их действия в газо- и нефтеперегонке, в поливе и орошении сельхозугодий, поении скота, работе газовых и тепловых котельных, в перенаправлении потоков газа и воды по нескольким направлениям на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях.

Соленоидный клапан для воды:

• помогает садоводам и жителям коттеджных построек при поливе и орошении своих дачных и приусадебных участков;
• при подаче воды на различные бытовые гидроустановки: автоматические посудомойки,

стиральные машины, душевые кабины и сливные бачки;

• при подаче воды и газа в системы обогрева, к котлам и бойлерным установкам;
• для распределения подачи воды в канализационные системы частных и промышленных зданий для обеспечения работы туалетов и душевых кабин в местах общего пользования;
• на малых моечных предприятиях регулирует подачу воды при мойке техники;
• в пекарях – для обеспечения процесса выпечки хлебобулочных изделий;
• в частных и общественных заведениях питания при приготовлении кофе в комбайнах по дозированию воды для заварки в точном дозировании подачи кипятка и многих других отраслях и видах деятельности человека.

Электрические клапаны не только распределяют, но и регулируют количество подаваемой воды и газа к каждому потребителю и внутри гидро и газовых установок.

Мы ежедневно пользуемся бытовыми автоматическими гидромашинами, но даже не задумываемся о том, что внутри этих конструкций установлен электромагнитный клапан, а то и несколько одновременно, для выполнения целого ряда процессов.

Для примера, в быту используют электромагнитный клапан для подачи воды для стиральной машины.

Обратите внимание

Мы включаем это гидроустройство и тем самым подаем электросигнал на соленоидную катушку, которая открывает поступление воды в бак стиралки.

А в процессе стирки, электроклапан на каждом этапе программы управляет подачей воды в нужном количестве внутрь машины из водной магистрали или сливом грязной смеси из стирального бака в канализационный коллектор.

Устройство и характеристики

Устройство электромагнитного клапана зависит от его типа, но общий принцип работы этих электроустройств одинаков, в их конструкцию входят:

• Электромагнитная катушка – соленоид;
• Штекер или ввод электрического кабеля сети напряжения;
• Подвижный шток или плунжер;
• Возвратная пружина штока;
• Силовой плунжер с изолирующей прокладкой;
• Крышка мембранного отсека;
• Крепеж крышки;
• Возвратная пружина мембраны;
• Эластичная мембрана;
• Корпус соленоидного клапана.

К характеристикам электромагнитных клапанов относится ряд технических параметров, которым отвечает та или иная конструктивная модель изделия. К этим параметрам относятся:

Давление. Манометрическая величина превышения давления внутри жидкости над воздушным (атмосферным) давлением, которые зависят от:

• Дифференциала давления – разницы давлений на входе и выходе изделия. 
• Для электроуправляемых конструкций давление на входе должно быть всегда выше давления на выходе из устройства.Материала мембраны.
• Диаметра отверстия для прохода жидкости.
• Конструктивных и физических особенностей уплотнительных материалов.
• Мощности электромагнитной катушки и применяемого вида тока, подаваемого на соленоидный пакет управления.

Расход жидкости или пропускная возможность соленоидного клапана (Kv), которую определяют экспериментальным путем на каждом производстве конкретных моделей клапанов. При этом берется чистая вода с температурой +20 С и в течении часа прогоняют через открытое тело установки при разнице давлений на входе и выходе (дифференциал) в 1 бар и просчитывают эту величину.

Зная коэффициент пропускной возможности (Kv) можно вычислить расход воды по формуле: 

,где:

• Q – величина расхода воды в метрах кубических за час работы устройства; 
• Kv – практически измеренный коэффициент пропускной возможности установочной модели электроклапана, измеряемый в кубических метрах за час работы; 
• ΔP- дифференциальная величина давления; 
• ρ – величина плотности жидкости при данной температуре, измеряемая в  кг/м³.

На основе этих расчетов на каждый клапан производитель делает дифференциальную диаграмму потерь:

Время срабатывания механизма клапана, которое зависит от типа и вида конструкции электрически управляемого клапана и от применяемого напряжения на соленоидную катушку;

Время, затраченное на реакцию клапана после получения электросигнала – зависит от выбранной конструкции и вида клапана, а также применяемых дополнительных вспомогательных механизмов внутри устройства.

Принцип работы электромагнитного клапана для воды пилотного (непрямого) действия можно понять по приложенным схемам устройства. Независимо от типа применяемой модели электрического клапана (нормально закрытая, нормально открытая или с бистабильным управлением), эта работа электрически управляемого клапана будет выглядеть примерно в следующем порядке:

1. Электромагнитный клапан первоначально закрыт и на катушку еще не поступал электросигнал. Вода заперта во входной части клапана штоком с прокладкой;
2. При поступлении электросигнала на катушку, в соленоиде возникае.т электромагнитная сила, которая втягивает шток (плунжер) во внутрь катушки, тем самым создавая пространство между штоком и пространством над мембраной. Давление под мембраной пересиливает давление сверху и открывается проход для перелива жидкости через тело клапана. 

При открытом кране этот же процесс протекает в обратном порядке – плунжер выталкивается из тела соленоида и открывает доступ давления воды над мембраной и совместно с усилием пружины закрывает проход воды через тело клапана.

Самая простая схема работы электромагнитного клапана прямого действия:

1. При подачи сигнала (электроцепь замкнута) на соленоид, шток втягивается во внутрь катушки и открывает проход жидкости из-за разницы давления от входной части на выход из клапана;
2. при прекращении подачи сигнала на катушку соленоида (электроцепь разомкнута) пружина возвращает шток на свое место и седло клапана перекрывает проток жидкости через тело клапана.

Электромагнитный клапан может быть выполнен в разных видах конструкций:

• соленоидный клапан седельчатого вида;
• клапан с использованием мембранного плавающего усилителя;
• клапан с использованием мембранного усилителя с принудительным подъемом;
• электроклапан поршневого вида;
• клапан шиберного вид;а
• клапаны шарнирные;
• клапаны рычажные;
• соленоидные клапаны тарельчатого вида;
• клапаны золотниковые.

По виду подаваемого тока на индукционные катушки соленоидные клапаны могут быть разделены на:

• установки с постоянным током в сети, что характерно для изделий, где нет больших давлений и нет надобности в создании большой силы электромагнитного излучения;
• изделия для сетей с большими давлениями используют переменный сетевой ток для создания электромагнитного поля большой величины действия на шток или мембрану, чтобы преодолеть большие нагрузки сопротивления водной или газовой среды.

Также, электромагнитные клапаны подразделяются по рабочему положению штока на:

1. Нормально закрытые;
2. Нормально открытые;
3. Бистабильные – с переключением положения штока в зависимости от поступающего сигнала электроимпульса.

Нормально закрытые

Электромагнитный нормально закрытый клапан для воды имеет при обесточенной катушке закрытый штоком клапан, перекрывающий поток жидкости. При подаче электросигнала на катушку соленоида, шток с клапаном открывают этот проход.

Нормально открытые

Соленоидные клапаны для воды нормально открытые как, например, UNIPUMP серии BOX при обесточенной катушке селеноида находятся в открытом положении и жидкость имеет свободный проток по телу клапана. При подаче электросигнала, клапан со штоком перекрывают этот проход и поток жидкости останавливается.

Электромагнитный клапан подсоединяется в систему трубопроводов установки в местах, где необходимо его включение для обеспечения управления потоком воды или газа, а также в местах распределения этих потоков по разным магистралям для обеспечения рабочих процессов одновременно нескольких устройств.

Процесс установки электрического клапана управления потоками жидкости и газа сводится к нескольким простым монтажным действиям. Это:

• Резьбовое соединение клапана в нужном месте с трубопроводом, где протекает жидкость или подается газ;
• Подсоединение электрической сети для обеспечения получения электрического сигнала на катушку соленоида;
• Возможное присоединение к электромагнитному клапану дополнительных устройств и передающих линий для продвижения электрических импульсов в цепи коммуникации сигналов управления;
• Обеспечение электромагнитного клапана средствами защиты от внешних воздействий на его работу.
• При установке электромагнитного клапана нужно соблюдать некоторый свод правил монтажа этих гидроэлектрических конструкций:
• Следить за тем, чтобы при установке конструкции она не находилась под напряжением, и катушка не испытывала дополнительных нагрузок;
• На электромагнитный клапан при монтаже не должны влиять внешние нагрузки от веса трубопровода и других узлов системы подачи воды;
• При отрицательных температурах воздуха на открытых, незащищенных пространствах следует закрывать соленоидную часть арматуры дополнительными защитными средствами;
• Если арматура клапана находится под постоянным воздействием солнечных лучей и осадков, необходимо позаботится об ее закрытии с помощью фумизированной ленты или гибкого изоляционного кабеля, других защитных средств.

Клапан электромагнитный (соленоидный) для воды: что это и в чем принцип работы такого устройства

Электромагнитные клапана для воды являются приборами,  при помощи которых можно дистанционно перекрыть или же открыть поток воды, газа и любой другой среды, находящейся в трубопроводе.

Эти устройства называют электромагнитными, потому что для своей работы они используют электромагнитную катушку (соленоид).

Видов таких устройств несколько и каждый имеет свои характеристики и отличия в принципах работы.

Электромагнитный клапан — это тип запорной арматуры, устанавливаемый на различных трубопроводах, в том числе бытовых

Основные элементы электромагнитного клапана и принцип действия

Клапан электромагнитный  для воды и других сред включает в себя такие составляющие:

• корпус;
• крышка;
• мембрана и уплотнение;
• плунжер;
• шток;
• электрическая катушка.

Корпус устройств, как правило, изготавливается из латуни, нержавеющей стали (для улучшения антикоррозийных качеств) и чугуна. Огромной популярностью пользуются пластиковые электромагнитные клапаны для воды.

Для изготовления плунжеров и штоков используются материалы, которые обладают магнитными свойствами.

Электромагнитные катушки выпускаются в специальном защитном корпусе, который обладает высокими показателями герметичности.

Обмотка для катушек состоит в основном из медной проволоки или эмалированного провода. Работа таких устройств осуществляется путём подачи напряжения на катушку.

Мембраны изделий производятся из полимерных материалов, которые обладают высокими показателями эластичности.

К таким материалам относятся:

• мембраны EPDM, NBR, FKM.
• уплотнения PTFE или TEFLON.

Клапаны изготавливаются из разных материалов, корпус может быть пластиковым, латунным или чугунным

Термические свойства мембран и уплотнений сведены в таблицу № 1.
Таблица 1

Принцип работы электромагнитного клапана для воды

Если возникла необходимость в перекрытии подачи транспортируемой среды, то с управляющего аппарата на электромагнитную катушку подаётся импульс. В результате этого сигнала середник прибора опускается или поднимается (это зависит от разновидности изделия) и перекрывает воду. После того, как напряжение исчезнет, середник возвращается обратно и движение среды возобновляется.

Область применения

Электромагнитный клапан является достаточно полезным устройством и применяется в различных сферах. В основном область применения определяют, ориентируясь на материал, из которого изготовлен вентиль. Такие изделия используются в стиральных машинках, канализационных системах, в поливочных конструкциях, для контроля гидравлических систем, в отопительных системах и т. д.

Электромагнитный клапан можно установить на водопроводную или отопительную магистраль в своем доме

Помимо этого, соленоидные модели используют для контроля и регуляции транспортировки разнообразных агрессивных сред на производствах. Производственные устройства могут иметь огромный диаметр. Категорически запрещается применять изделия из латуни в агрессивных средах, таких как: кислота, дизельное топливо.

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Основное преимущество электромагнитного клапана на воду заключается в том, что его использование позволяет осуществлять быструю регуляцию транспортируемой среды в системе водоснабжения или любой другой.

Для того, чтобы изделие выполнило свою функцию, достаточно 2–3 секунд. Благодаря этому, соленоидная модель является незаменимым устройством в системах водоснабжения квартир и частных домов.

Она позволит управлять температурой в системе за счёт регуляции подачи воды.

Электромагнитное изделие позволяет равномерно распределить температуру в системе и это предотвращает её загрязнение. Это влияет на продление срока службы всей отопительной конструкции. Благодаря этим характеристикам, соленоидные модели занимают лидирующие позиции на рынке запорной арматуры.

Из-за отсутствия в конструкции механических деталей, которые быстро изнашиваются и выходят из строя, соленоидное устройство считается более надёжным. Оно может быть установлено в системах с разными показателями давления, потому что этот параметр не влияет на его работу.

Соленоидный клапан способен стабильно работать в системах с разным давлением

Виды и характеристики электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан (его виды) можно разделить на две основные категории, которые отличаются по принципу работы механизма включения и выключения:

• прямого действия.
• пилотного действия.

Помимо этого, они делятся на несколько основных видов, которые обладают функциональными особенностями.  Устройства могут быть:

• нормально закрытыми (открытыми). В случае, если отсутствует подача напряжения на катушку, она будет постоянно располагаться в закрытом положении. При поступлении напряжения она открывает устройство. Нормально открытый клапан действует наоборот — без напряжения он не препятствует движению среды;
• бистабильными. При поступлении напряжения происходит переключение рабочих положений.

По виду катушек устройства подразделяют на:

• постоянного тока — катушка у таких устройств отличается небольшой силой электромагнитного поля.
• переменного тока — сила электромагнитного поля такой катушки достаточно велика.

Помимо этого, агрегат, в зависимости от характера функционирования, делят на:

• одноходовой;
• двухходовой;
• трехходовой.

Двухходовой клапан имеет два патрубка — входной и выходной

Одноходовые имеют один патрубок и не совмещают в себе разные потоки жидкости. Двухходовые имеют два патрубка (входной и выходной). Принцип действия одноходового и двухходового устройств основан на функционировании конуса или шара, применяемого для закрытия.

Трёхходовые электромагнитные клапаны для воды – имеют три патрубка и осуществляют функционирование путём смешения потоков жидкости.

Важно

Также трёхходовые электромагнитные клапаны могут осуществлять контроль и регуляцию температур за счёт смешения потоков воды. Кроме того, бывают взрывозащищенные модели, которые применяются во взрывоопасных средах.

Такие клапаны изготавливаются из прочных, огнеупорных материалов. Бывают также вакуумные клапаны.

Электромагнитные катушки

Электромагнитная или индукционная катушка осуществляет преобразование электроэнергии в поступательное движение. Чаще всего встречаются катушки с медной обмоткой на цилиндре. Цилиндр включает в себя магнитный плунжер. При подаче импульса на катушку возникает магнитное поле. В результате действия магнитного поля середник втягивается в катушку.

Несколько советов по правильному выбору устройства

Существует несколько важных параметров, на которые стоит обратить внимание при выборе соленоидного клапана. Одним из основных показателей является размер входного и выходного отверстия.

Ассортимент электромагнитных изделий очень широк. Они могут иметь отличительные черты в конструкции. Но, как правило, это не влияет на рабочие характеристики.

Очень популярными являются однодюймовые соленоидные устройства, которые имеют свой пропускной показатель — до 40 л/мин.

Важную роль играет размер выходного отверстия клапана, от него зависит пропускная способность устройства

Если вам необходим клапан с как можно большей пропускной способностью, то можно приобрести устройство серии SVR. Нормально закрытый клапан этой серии обладает показателями пропуска жидкости до 100 л/мин.  Цены на разные клапаны отличаются и определяются по их качественным характеристикам.

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

По типу соединения с трубопроводом бывают:

• фланцевые клапаны;
• резьбовые клапаны.

При установке и использовании электромагнитных клапанов нужно помнить о таких важных моментах:

1. Перед началом установки своими руками соленоидного устройства для воды, рекомендуется провести подготовительные работы. В них входит зачистка труб и их разметка.
2. Место для монтажа клапана должно быть на видном месте, чтобы к нему был свободный доступ. Компактные размеры соленоидных клапанов упрощают эту задачу.
3. Категорически возбраняется производить установку устройства, если электромагнитная катушка будет выполнять функции рычага.
4. Монтаж и демонтаж устройства проводят в обесточенном состоянии.
5. Желательно, чтобы система водоснабжения была оснащена грязевым фильтром. Это предотвратит забивку изделия инородными частицами.
6. Электромагнитный клапан не должен подвергаться нагрузкам от веса труб.
7. На поверхности клапана имеются специальные стрелки, которые указывают направление движения среды. Установка производится по ним.
8. Если монтаж производится на открытой местности, то следует защитить устройство специальными изоляционными материалами.
9. Для уплотнителя соединения клапана и трубы рекомендуют использовать ФУМ-ленту.
10. Подключение устройства к электросети производится с помощью кабеля. Он должен быть гибким и меть сечение жил не менее 1 мм.

Запорную и регулирующую арматуру следует выбирать и устанавливать согласно произведенным заранее расчетам. Применять тот или иной вид клапана нужно в зависимости от типа трубопровода и транспортируемой по нему среды.

Клапан соленоидный: описание, виды, применение :

Большая часть современных водопроводных запорных арматур функционирует за счет вложения человеком физического труда. Трубопровод перекрывают способом поворота крана либо клапана.

Однако в хитроумных системах такой метод проверки объективно считается медленным, сложным и неудобным. Монтаж базовых электроприводов не всегда оправдан, потому что обходится очень дорого.

Подобную трудность можно преодолеть, если на участке установить клапан соленоидный.

Для чего он необходим

Электромагнитные вентили широко применяются в системах водоподготовки, подачи холодной воды в экструдерах, снабжения работы парогенераторов и котельных объектов, соединения разных сред, а также для наполнения и опустошения сосудов с системами автоматического управления. Использование таких установок делает технологическую процедуру более удобной и надежной.

Особенности

Соленоидный клапан представляет собой маленькую конструкцию, которая действует за счет электромагнитных напряжений. У простых запорных арматур устройство совсем легкое, и состоит оно из небольшого элемента, который перекрывает поток.

Такой составляющей может быть шар с пробоиной либо диск.

Но для закрытия трубопровода следует повернуть дополнительную ручку на кране, тогда как соленоидные установки требуется лишь подключить к электричеству, а все остальное они произведут самостоятельно.

Назначение

Особенность работы такого прибора понятна и проста. Во внутренней части механизма имеется катушка, которая реагирует на электромагнитные толчки. При действии на нее электромагнитного поля она дает напряжение на маленький плунжер.

Запорная часть вжимается поршнем или простым устройством из нескольких пружинок, как пластиковая труба. Процесс определенной работы зависит от того, какой клапан соленоидный будет вмонтирован.

В одном оборудовании при подаче электричества закрепляющий диск приподнимается, а в другом, совсем наоборот, опускается для полного перекрытия потока.

Принцип работы

Особенность действия данной установки – несложность и производительность. В сравнении с громоздкими кранами, имеющими электроприводы, этот прибор нуждается в минимальном приложении человеческих усилий.

Просто достаточно подать короткий электрический толчок, чтобы клапан соленоидный электромагнитныйначал свою работу. По этой причине аналогичное устройство применяется в непростых системах трубопроводов.

К примеру, в фармакологической либо химической промышленности, где нужно обладать правами, чтобы распоряжаться всеми процедурами с четкостью до секунды.

Преимущества клапанов

Существует, конечно, немало плюсов таких приборов, а именно:

• практичность;
• функциональность;
• возможность точно следить за всеми процессами и настраивать порядок системы;
• надежность;
• отсутствие трудностей с установкой;
• сравнительная легкость конструкции.

Недостатки

Однако, помимо достоинств, клапан (соленоидный) имеет еще и минусы:

• требуется подключение прибора к электричеству;
• стоимость такой установки порядком выше средней цены простой запорной арматуры;
• при неверном использовании деталь способна поломаться.

Характеристики

Электромагнитные клапаны выпускают в разных вариантах. Каждая дополнительная разновидность определена для осуществления тех или иных целей. По качествам работы их разделяют на несколько видов.

1. Нормально закрытый соленоидный клапан. В неподвижном положении он перекрыт. Это означает, что откроется он лишь в том случае, если подадут на катушку электрический импульс.
2. Нормально открытый. Такой прибор, наоборот, все время находится в открытом состоянии. А сам поток перекрывается только после звонка.
3. Регулируемый на квадратные трубы. Такую разновидность установок можно индивидуально настраивать из одной позиции в другую, что очень выгодно.

Виды

По типу устройства клапаны бывают:

• простые на полипропиленовые трубы, имеющие 2 входа и являющиеся стереотипной запорной арматурой;
• трехходовые – выполняющие предназначение смесителя, так как отличаются 3 входами и могут их проверять;
• комбинированные модели являются самыми сложными установками с ненормированными характеристиками и механизмами (делят такие изделия по классу рабочей среды и монтируют в системы определенных функций по заказу).

На заметку

Самый востребованный и популярный – это клапан соленоидный электромагнитный для воды. Он же является и самым дешевым. Более дорогие экземпляры можно использовать с нефтью, агрессивной химией, бензином, газом и другими веществами.

Немаловажной характеристикой такого устройства считается нижний и внешний диаметр. Эти цифры указываются в дюймах либо миллиметрах. Дюймовое определение устанавливают двумя показателями. К примеру, закрытый клапан (соленоидный) ¾ дюйма в диаметре пригоден для труб с такими же параметрами. При счете в миллиметрах можно заметить, что эта установка обладает диаметром по высоте 19-20 мм.

Cоленоидный вентиль: принцип работы, конструкция и применение

Во время создания надежного трубопровода, специалистам приходится тратить немало физических сил. Используя соленоидный вентиль можно сэкономить большую долю денег и облегчить монтаж.

Рис 1. Соленоидный вентиль

Что это такое

Управляющее устройство электромеханического типа называют соленоидным вентилем. Они необходимы для регулировки объемов потока рабочей среды (газ, вода). В его основе лежит специальная катушка электромагнитного вида, называемая соленоидом.

Конструкция вентиля ничем не отличается от других видов запорной арматуры, поэтому принцип работы не отличается сложной системой.

Иногда встречается альтернативное название – электромагнитный вентиль, поскольку для изготовления штоков и плунжеров используют магнитный материал.

Характеристики:

1. Компактные размеры и малый вес, что облегчает монтаж
2. Соленоиды способны быть взаимозаменяемыми на постоянный или переменный ток
3. Стойко переносит перепады температуры
4. Максимально допустимый показатель давления над мембраной оценивается в 16 Бар
5. Выносит температурные колебания в диапазоне -30 до +60
6. Срабатывает за 0,2с.

Как работает

Принцип работы электромагнитного вентиля, заключающийся в автоматическом режиме, является значительным отличием. Если надо перекрыть поток, с помощью вентиля передается напряжение.

В зависимости от используемого клапана, сердечник начнет опускаться или подниматься, что помогает перекрывать подачу.

Если напряжение прекращается, сердечник снова занимает исходное положение и прекращает движение.

Из чего состоит

Каждый вентиль, независимо от особенностей строения помещен в специальный корпус. Он изготавливается из прочного металла: латуни или чугуна.

Чтобы облегчить вес конструкции, в современном производстве иногда используют синтетические полимеры, не уступающие по прочности.

Среди самых распространенных материалов можно выделить нейлон, полипропилен или эколон. Их еще применяют для производства крышек.

Рис 2. Устройство вентиля

Конструкция соленоидного вентиля состоит из следующих элементов:

1. Катушки
2. Штекера
3. Плунжера
4. Пружины
5. Штока
6. Мембраны
7. Крепежа.

Мембрана является основным двигательным элементом, которая построена в виде специального поршня. Особенностью конструкции выступает катушка, выполняющая управление устройством в автоматическом режиме.

Рис 3. Из чего состоит клапан

Кроме основного корпуса, катушка снабжена отдельной защитной конструкцией. С помощью меди с эмалированным покрытием изготавливают обмотку.

Верхний слой выступает в качестве защитного, что позволяет избежать скорой неисправности катушки. Благодаря прочной металлической оболочке, механизм способен выдержать высокое давление.

Модели от зарекомендованных производителей популярны при разработках системы трубопровода и других конструкций, где подразумевается работа с высокими показателями давления.

Какие бывают

Существует несколько распространенных классификаций. В основе первой лежат пропорциональные показатели ходов и их количество. Виды:

Рис 4. Запорный

• Распределяющий;
• Переключающий.

Рис 5. Переключащий

Второй тип классификации зависит от того, каким образом располагается механизм и клапаны:

• Бистабильный;
• Нормально открытый (если подается напряжение, автоматически закрываются);
• Нормально закрытый (в рабочем состоянии закрыты и открываются после подачи напряжения).

БС (бистабильный) получил наибольшую популярность, поскольку управляется с помощью электрического импульса, передача которого происходит через пульт. С его помощью определяется положение устройства: закрытое или открытое.

В зависимости от используемого материала для уплотнителей и мембраны выделяют:

• EPDM;
• FKM;
• NBR;
• PTFE;
• TEFLON;
• VMQ.

Они отличаются высокими показателями эластичности с применением редких технологий для изготовления и химических составов. Последние модели содержат в составе резину и силикон. Благодаря усовершенствованному составу выносливость увеличивается до 250 градусов.

В зависимости от выдерживаемого напряжения клапаны можно разделить:

• С переменным током AC;
• С постоянным током AD.

Каждый вид допускает погрешность +10%. Последний разработанный стандарт имеет обозначение IP65. По классификации можно обозначить:

1. Пилотные (воздействие не осуществляется напрямую).

Рис 6. ПилотныйРис 7. Прямой

Такие вентили воздействуют при наличии минимального давления либо при его отсутствии. Как правило, используется для реализации бытовых нужд, ресиверов накопительных или сливных. В пилотном варианте есть автоматический элемент управления. Механизм срабатывает при минимальном различии в показателях давления.

Где используется

Применение электромагнитных вентилей актуально:

• В обустройстве канализаций. При использовании таймера можно организовать бесперебойное водоснабжение. Зачастую специалисты рассчитывают определенные промежутки подачи воды в соответствии с установленным графиком;
• Дозировании. Необходимы в промышленной, фармацевтической или химическом производстве. Специальные клапаны для воды способствуют нормализации в сфере изготовления продуктов;
• Орошении. Организация достаточного полива сельскохозяйственных угодий является основой для получения высокого урожая. Должен соблюдаться определенный интервал между поливами;
• При подключении агрегатных котлов. Посредством соленоидного вентиля осуществляется присоединение к основному трубопроводу;
• Помогают организовать нормальную работу холодильного оборудования.

Преимущества

Благодаря оптимальным техническим характеристикам, можно выделить следующие преимущества в эксплуатации:

• Допускается процесс установки в среде, где полностью отсутствует давление;
• Обширный ассортимент производственных материалов;
• Отличаются эксплуатацией без замены комплектующих;
• Катушки имеют широкий спектр подачи токового импульса в вариативности 12-400В;
• Выбор клапанов с различным количеством ходов;
• Множество подсоединительных элементов;
• Автоматическое управление;
• Простота в процессе установки;
• Минимальные материальные затраты.

На рынке есть много моделей. От успешного выбора зависит срок эксплуатации устройства и насколько эффективно будет реализована промышленная деятельность.

Как выбрать

Перед приобретением определённого варианта вентиля, рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками.

Некоторые конструкции способны работать с максимальной отдачей только в одном направлении.

Если не учитывать данный аспект, то через короткий промежуток времени устройство может выйти из строя, что предполагает дополнительные материальные расходы на ремонт или приобретение новой модели.

Совет

Второй аспект, который необходимо учитывать при выборе — это среда, в которой планируется использовать соленоидный вентиль. В технических характеристиках должны быть указаны два диаметра: внутренний и наружный.

Внимание, некоторые заграничные производители указывают информацию в дюймах. Большинство современных моделей способны выдержать давление до 10Б.

Анализируя отечественный рынок, наибольшим спросом пользуется устройство Danfoss. Производителем представлена целая линейка вентилей:

1. Если нужна модель, обладающая гибкостью и повышенной надежностью, то EVR – лучший выбор. Линейка предполагает прямое воздействие и подойдет для морозильных или холодильных камер.
2. EVRA актуальна для эксплуатации в трубопроводах с горячим газом.
3. STF для климатических установок, способных поддерживать оптимальную температуру в любое время года.

Широкую популярность Danfoss приобрел благодаря высокому качеству товара.

Несколько рекомендаций по установке

Чтобы установить вентиль, предварительно необходимо подготовить систему трубопровода, очистить от грязи и пыли во избежание преждевременной неисправности прибора. Осуществляется установка специального фильтра, помогающего избежать попадания крупных инородных частиц.

Рис 8. Монтаж вентиля

Показатель стрелки, зафиксированный на корпусе устройства должен быть идентичен направлению движения потока среды. Иначе это также может привести к серьезной поломке.

Еще потребуется максимально плотно закрепить концы вентилей. На практике актуально использование двух гаечных ключей.

Монтаж осуществляется сварочными работами, либо при помощи соединений, которые предусматривают разборку.

Обязательно нужно изолировать участки, где будет подключение. Для поставленной цели используются герметик или обычная изолента. Перед тем, как подключить устройство, важно проверить технические характеристики катушек на требования.