Электромагнитный клапан для чего нужен: Зачем нужен электромагнитный клапан? | Смарт Полив

alexxlab | 06.09.1972 | 0 | Разное

Зачем нужен электромагнитный клапан? | Смарт Полив

Для начала рассмотрим две полезные фичи этого устройста.

Еще одной полезной функцией клапана является возможность ручного управления клапаном, посредством поворота соленоида на четверть оборота. Эта функция часто используется, когда необходимо оперативно открыть клапан без подачи электрического импульса, например при консервации системы автополива.

Также еще одной полезной функцией является регулировка скорости протока жидкости, пропускаемой через электромагнитный клапан. Не все клапана поддерживают эту функцию, но там где она есть — позволяет провести тонкую регулировку системы автополива.

Теперь подходим к самому главному — для чего он нужен в системе автополива?

1. Автоматизация полива. Система полива без автоматизации по своей сути теряет смысл. Как легко управлять системой в автоматическом режиме? Конечно, это проще всего достигнуть с помощью управления клапанами посредством электрических импульсов. Подробнее о том, как устроена система автополива, читайте здесь. Если в системе полива нет автоматизации, то проще и дешевле вместо электромагнитных клапанов установить обычные шаровые краны.
2. Полить участок малым объемом воды. Как известно, даже участок в 10-12 соток может легко за раз потребить 10-12 кубических метров воды. Естественно, не каждый владелец участка захочет устанавливать на участке 10 кубовую емкость. Также, представим какие размеры труб нужны для того, чтобы пропустить такой объем воды сквозь весь участок. Трубы большого размера нецелесообразно закапывать на участке и просто дорого. То есть в системе с большой емкостью, с большим диаметром труб чтобы за раз вылить 10 м3 на участок, смысла особого нет. Для чего на самом деле нужна емкость, смотрите здесь. Также нужно иметь ввиду, что далеко не каждый источник сможет выдать такой объем воды за раз. Поэтому логичнее устанавливать емкость меньшего объема и наполнять ее периодически и также периодически выполнять полив разных частей участка. Именно по этой причине участок делят на зоны полива и осуществляют орошение поочередно и в разные дни. Это позволяет существенно сократить затраты на монтаж системы и позволяет сделать ее более компактной и эффективной с точки зрения полива.

Таким образом, мы сейчас понимаем, что электромагнитный клапан — это обязательный атрибут автоматизированной системы полива. При этом системы автополива с такой концепцией разбиения на зоны способна осуществлять полив не только участки маленьких площадей, но и участки размером в несколько гектар.

Для грамотного проектирования и правильного расчета труб, разбиения на зоны полива, а также подбора всех элементов системы, обращайтесь к профессионалам в области автополива. Если Вы до сих пор сомневаетесь, нужна ли Вам система автополива или нет — прочитайте нашу статью про преимущества систем полива и взвесьте все за и против.

Оставить заявку на расчет системы можно у нас на сайте и получите расчет на систему автополива уже завтра!

Для чего нужен электромагнитный (соленоидный) клапан

Электромагнитный клапан способствует дистанционному перекрытию или открытию подачи газа или жидкости в трубопроводной системе за счёт передачи на него электрического напряжения, которое подаётся на индукционную катушку. Катушка принимает на себя электрическое напряжение и приводит соленоидный клапан и всю систему в работу. Электромагнитная катушка индуктивности работает во всех известных напряжениях переменного и постоянного тока (220В АС, 24 AC, 24 DC, 5 DC и др.). Соленоидные клапаны характеризуются быстродействием по сравнению с другими видами трубопроводной запорной арматуры.

Применение соленоидных клапанов

Клапан (соленоид) состоит из электрических магнитов, которые называются соленоидами, поэтому и называют клапаны электромагнитными или соленоидными.

Соленоидный клапан предназначен для перекрытия потоков рабочих сред (холодной и перегретой воды, сжатого воздуха и технических газов, антифризов на основе этиленгликоля и пропилен гликоля, других жидкостей и газов). Популярность применения клапанов возрастает благодаря возможности автоматизировать контроль перемещения носителей по трубопроводам. Способен работать в различных диапазонах давления и температуры. Используется для выполнения широкого спектра функций управления, регулирования и дозирования в системах водоснабжения, водоподготовки, пожаротушения, технологических процессах в промышленности и сельском хозяйстве.

Устройство электромагнитного (соленоидного) клапана

Основные элементы:

Общее описание:

Крышки и корпуса обычно изготавливают из латуни, чугуна, нержавеющей стали или специальных полимеров. Для штоков и плунжеров применяют специальные магнитные материалы. Обмотка катушек изготавливается из электротехнической меди. Для подключения к электросети используется штекер. Присоединение к трубопроводной системе осуществляется резьбовым или фланцевым способом. Управление осуществляется подачей напряжения на катушку. Под действием электрического напряжения соленоидный клапан открывается благодаря магнитному полю, которое создаётся внутри устройства, и втягивает плунжер в катушку. Мембраны (диафрагмы) изготавливаются из прочных эластичных полимеров.

ВИДЫ МЕМБРАН

Мембраны для клапанов электромагнитных различаются по составу и техническим характеристикам.

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Химически и механически стойкий эластичный сополимер этилена и пропилена. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, растворам солей, горячей и холодной воде, пару низкого давления (до 2 бар), воздуху и нейтральным газам. Разрушается при контакте с углеводородами (бензином, дизельным топливом), маслами, ароматическими спиртами (бензолом). Температура эксплуатации -20…+130?С.

NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Эластичный полимер. Нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом. Температура эксплуатации -10…+90 ?С. Длительная эксплуатация при температурах выше 90 ?С приводит к потере эластичных свойств и старению материала.

FKM – Фтор-каучук. Эластичный сополимер. Высокая устойчивость к старению, озону, ультрафиолету. Нейтрален к щелочным средам, нефтепродуктам, дизтопливу и бензину, спирту, воде, воздуху, пару низкого давления (до 2 бар). Разрушается эфирами и органическими кислотами.

VMQ – Кремний-органический эластомер. Высокая устойчивость к горячему воздуху, озону, ультрафиолету, минеральным маслам. Область использования: медицинская промышленность и пищевые производства (вода, спирты, растворы). Характеризуется стойкостью к истиранию и низкой адгезией.

PTFE – Поли-тетра-фтор-этилен. Данный фторполимер является одним из самых химически стойких полимерных материалов. Используется для кислот и щелочей высокой концентрации, растворителей, бензола, окислителей, масел, топлива, агрессивных газов, горячей воды, перегретого пара. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.

TEFLON – PTFE с наполнителем из углеродистых волокон и минеральной смолы. Характеризуется более высокой температурой эксплуатации и механическими характеристиками по сравнению с PTFE.

VITON – эластомер на основе фторкаучука. Совместим с минеральными маслами, жирами, эфирами, сырой нефтью. Рабочая температура -20…+130?С.

ВИДЫ ИНДУКЦИОННЫХ КАТУШЕК

– переменного тока – клапан имеет большую силу электромагнитного поля. Используется для регулировки потока высокого давления. При потреблении большого количества электроэнергии увеличивается скорость закрытия клапана, что обеспечивает более мощный поток;

– постоянного тока – клапан имеет небольшую силу действия электромагнитного поля. Соответственно используется для регулировки потока низкого давления.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КЛАПАНОВ

– прямого действия – используется при небольшом расходе; срабатывает под воздействием усилия, возникающего при подключении к электросети;

– пилотного (непрямого) действия – используется преимущественно при больших расходах; срабатывает под воздействием энергии потока воды, управление которым осуществляется при помощи электрического напряжения. Для нормальной работы соленоида необходим минимальный перепад давления (0,2 атм.).

– нормально закрытые (НЗ) – при отсутствии электроэнергии находятся в закрытом состоянии, при подаче электроэнергии открываются;

–нормально открытые (НО) – при отсутствии электроэнергии находятся в открытом состоянии, при подаче электроэнергии закрываются;

– бистабильные

(импульсные) (БС) – переключаются с открытого на закрытое положение под действием управляющего импульса.

Самым востребованным является 2/2-позиционный латунный электромагнитный клапан для воды, исполнения «НЗ» ? нормально-закрытый, с пилотным каналом, а также клапан прямого действия.

В ассортименте компании Термосклад представлены клапаны латунные электромагнитные нормально закрытые Emmeti (производство Италия) для воды и электромагнитные (соленоидные) нормально-закрытые пилотного (непрямого) действия производства Ningbo Kailing Pneumatic CO.,LTD, которые предназначены для перекрытия потоков рабочих сред (холодной и перегретой воды, сжатого воздуха и технических газов, антифризов на основе этиленгликоля и пропилен гликоля, других жидкостей и газов) https://termosklad.ru/category/elektromagnitnye-klapany/ . Клапаны имеют отличные показатели надёжности, но стоит подчеркнуть, что надёжность полностью зависит от правильного монтажа и эксплуатации.

Таблица устранения неисправностей:

Зачем нужен электромагнитный клапан в автоматическом поливе.

Электромагнитный клапан – важный элемент в системе автоматического полива. Задача электромагнитного клапана заключается в отключении или подключении зоны полива к магистральной трубе. Клапаном управляет контроллер. Вы устанавливаете на контроллере режим работы системы, и система уже автоматически включается сама. 

Клапана работают как краны только от подачи питания. Электромагнитные клапана позволяют проливать весь участок используя малый объём воды. Чтобы пролить участок больше 10 соток, может потребоваться большой объём воды. Не всегда водопровод может обеспечить такой вылив за один раз. Для этого участок делят на зоны и каждую зону отсекают электромагнитным клапаном. Таким образом, в одно время будет поливаться только одна зона, открыт будет только один клапан. Проблем с давление на участке не будет. Вам не придётся покупать ёмкости для воды больших размеров. Полив будет качественный и эффективный. 

Отличаются клапана, которые работают от переменного тока в 24 В и от постоянного тока в 9 В, когда клапан работает на батарейках. Как видите, клапана безопасны для человека. 

Также клапана различаются размерами, размер зависит от пропускной способности клапана. На частном секторе обычно используют клапана с пропускной способностью от 100 до 150 л/мин.

Из чего же состоит электромагнитный клапан. Это: сам корпус, диафрагма и соленоид. Именно соленоид выполняет открывание и закрывание клапана. Для капельного полива есть свой электромагнитный клапан. В его состав помимо основных элементов подсоединены фильтр для воды и редуктор понижения давления. Рабочее давлении в капельном поливе, как правило, до 2 атмосфер,это меньше чем в автоматическом поливе, поэтому редуктор понижения давления необходим. 

Помимо основной задачи клапана выполняют и дополнительный функции.

Управлять клапаном вы можете и вручную. Для этого достаточно  повернуть соленоид. Это позволяет открывать клапан, не использую при этом электрический импульс. Такая потребность может возникнуть при консервации системы автоматического полива. 

Основное правило при распределении зон полива: на один клапан должно приходить не больше 70 л/мин. Таким образом, вы распределяете участок на зоны так, чтобы на каждую зону выливало не больше 70 л/мин. 

Клапан электромагнитный: устройство и принцип работы

Клапан электромагнитный: устройство и принцип работы

На всех типах автомобилей, автобусов, тракторов и спецтехники широко применяются устройства управления потоками жидкостей и газов — электромагнитные клапаны. О том, что такое электромагнитные клапаны, как они устроены и работают, и какое место занимают в автотракторной технике — читайте в этой статье.

Что такое электромагнитный клапан, и где он применяется?

Электромагнитный клапан — электромеханическое устройство для дистанционного управления потоками газов и жидкостей.

В автотракторной технике электромагнитные клапаны применяются в различных системах:

– В пневматической системе;
– В гидравлической системе;
– В топливной системе;
– Во вспомогательных системах — для дистанционного управления агрегатами трансмиссии, самосвальной платформой, навесными агрегатами и другими устройствами.

При этом электромагнитные клапаны решают две основных задачи:

– Управление потоками рабочей среды — подача сжатого воздуха или масла на различные агрегаты в зависимости от режима работы системы;
– Отключение подачи рабочей среды в аварийных ситуациях.

Данные задачи решаются различными по типам и конструкции электромагнитными клапанами, о чем необходимо рассказать подробнее.

Типы электромагнитных клапанов

В первую очередь электромагнитные клапаны делятся на две группы по типу рабочей среды:

– Воздух — пневматические клапаны;
– Жидкости — клапаны для топливной системы и различных по назначению гидравлических систем.

По количеству потоков рабочей среды и особенностям работы клапаны делятся на два типа:

– Двухходовые — имеют только два патрубка.
– Трехходовые — имеют три патрубка.

В двухходовых клапанах предусмотрено два патрубка — впускной и выпускной, между ними рабочая среда протекает только в одном направлении. Между патрубками находится клапан, который может открывать или перекрывать поток рабочей среды, обеспечивая ее подачу к агрегатам.

В трехходовых клапанах предусмотрено три патрубка, которые могут соединяться друг с другом в различных комбинациях. Например, в пневматических системах часто используются клапаны с одним впускным и двумя выпускными патрубками, и при различных положениях управляющего элемента сжатый воздух от впускного патрубка может подаваться на один из выпускных патрубков. С другой стороны, в клапанах ЭПХХ (экономайзера принудительного холостого хода) присутствует один выпускной и два впускных патрубка, которые обеспечивают подачу нормального атмосферного и пониженного давления на систему холостого хода карбюратора.

Двухходовые клапаны делятся на два типа по положению управляющего элемента при обесточивании электромагнита:

– Нормально открытые (НО) — клапан открыт;
– Нормально закрытые (НЗ) — клапан закрыт.

По типу привода и управления клапаны делятся на два типа:

– Клапаны прямого действия — управление потоком рабочей среды осуществляется только силой, развиваемой электромагнитом;
– Пилотные электромагнитные клапаны — управление потоком рабочей среды осуществляется частично за счет использования давления самой этой среды.

В автомобилях и тракторах чаще всего применяются более простые по конструкции клапаны прямого действия.

Также клапаны отличаются рабочими характеристиками (напряжением питания 12 или 24 В, условный проход и другие) и конструктивными особенностями. Отдельно стоит упомянуть о клапанах, которые могут собираться в блоки по 2-4 штуки — они благодаря определенному положению патрубков и крепежных элементов (проушин) могут объединяться в единую конструкцию с большим числом впускных и выпускных патрубков.

Общее устройство и принцип действия электромагнитных клапанов

Все электромагнитные клапаны, независимо от типа и назначения, имеют принципиально одинаковую конструкцию, и в них есть несколько основных компонентов:

– Электромагнит (соленоид) с якорем той или иной конструкции;
– Управляющий/запорный элемент (или элементы), соединенные с якорем электромагнита;
– Полости и каналы для потоков рабочей среды, соединенные со штуцерами или патрубками на корпусе; – Корпус.

Также клапан может нести на себе различные вспомогательные элементы — устройства для регулировки натяжения пружин или хода управляющего устройства, сливные штуцеры, рукоятки для ручного управления потоками рабочей среды, выключатели для управления другими устройствами в зависимости от состояния клапана, фильтры и т.д.

Клапаны делятся на три группы по типу и конструкции управляющего элемента:

– Золотниковые — управляющий элемент выполнен в виде золотника, который может распределять потоки рабочей среды по каналам;
– Мембранные — управляющий элемент выполнен в виде эластичной мембраны;
– Поршневые — управляющий элемент выполнен в виде поршня, прилегающего к седлу.

При этом в клапане может быть один, два или более управляющих элементов, соединенных с одним якорем электромагнита.

Принцип работы электромагнитного клапана очень прост. Рассмотрим работу наиболее простого двухходового мембранного нормально закрытого клапана, используемого в системах подачи топлива. Когда клапан обесточен, якорь под действием пружины прижат к мембране, которая перекрывает канал и предотвращает поступление жидкости дальше по системе. При подаче тока на электромагнит в его обмотке возникает магнитное поле, за счет чего якорь втягивается внутрь — в этот момент мембрана, которая больше не прижимается якорем, под действием давления рабочей среды поднимается и открывает канал. При последующем снятии тока с электромагнита якорь под действием пружины вернется в первоначальное положение, прижмет мембрану и перекроет канал.

Двухходовые клапаны работают аналогичным образом, однако в них вместо мембраны используются либо золотники, либо управляющие элементы поршневого типа. Для примера рассмотрим конструкцию и работу клапана ЭПХХ карбюраторных автомобилей. При обесточенном электромагните якорь под действием пружины поднят вверх, и запорным элементом закрывает верхний штуцер, соединяя боковой и нижний (атмосферный) штуцеры — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается атмосферное давление, он закрыт и система холостого хода карбюратора не работает. При подаче тока на электромагнит якорь втягивается, преодолевая усилие пружины, закрывает нижний штуцер, одновременно открывая верхний, который связан с впускной трубой двигателя (где наблюдается пониженное давление) — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается разрежение, он открывается и включает в работу систему холостого хода.

Электромагнитные клапаны очень надежны и неприхотливы в работе, они обладают значительным ресурсом (до нескольких сотен тысяч срабатываний), и, как правило, не требуют специального обслуживания. Однако при возникновении неисправности любой клапан необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будут обеспечиваться необходимые эксплуатационные характеристики и безопасность транспортного средства.

Другие статьи

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Электромагнитный клапан карбюратора – что это такое?

Карбюраторные двигатели являются разновидностью двигателей внутреннего сгорания. Данные двигатели имеют внешнее смесеобразование и автономное зажигание. В самом двигателе такого типа в его цилиндры будет направляться уже готовая топливовоздушная смесь, которая приготавливается в устройстве карбюратора, из-за чего, собственно говоря, такой двигатель и получил одноименное название. Помимо этого такой процесс заготовки может происходить посредством впрыска топлива, в газо-воздушном смесителе и т.д.

В независимости от способа образования смеси, а также, количества тактов, на которые разбит рабочий цикл, карбюраторный двигатель имеет один единственный принцип работы. Непосредственно горючая смесь, которая сжимается в камере сгорания, поджигается системой зажигания в определенный момент, зачастую посредством электроискровой системы. Кроме того может быть использовано зажигание от калильной трубки, которые в современном встречаются в малогабаритных двигателя внутреннего сгорания. В настоящее время также используется, правда на уровне еще экспериментальном, плазменное и лазерное зажигание.

Все карбюраторные двигатели будут иметь на порядок большую расходность топлива, чем двигатель инжектор. Для уменьшение данного параметра существует множество конструкторских решений, одним из которых и является электромагнитный клапан карбюратора. Множество автолюбителей не видят пользы в данном устройстве и считают, что оно не нужно, хотя на самом деле, в городских условиях расход топлива у «семерки» можно снизить на 5, а то и 7%. В условиях вечного подорожания бензина данный позитив может существенно поднять настроение автолюбителю. Устройство электромагнитного клапана являет собою электромеханическое устройство, которое предназначается для регулировки потоков всех газов и жидкостей. Состоит данный элемент из соленоида с сердечником, корпуса, поршня и регулирующего потока.

Электрическое напряжение подается непосредственно на электромагнитную катушку клапана, вследствие чего начинает втягиваться в соленоид магнитный сердечник. Данная процедура приведет к закрытию либо открытию клапана системы. Сам сердечник перемещается внутри трубки катушки соленоида, что нужно для увеличения герметической составной электромагнитного клапана. Данное устройство является схожим с обычным запорным клапаном. Все отличие лишь в том, что в таком устройстве закрытие и открытие клапана не использует никаких механических усилий, так как происходит посредством электромагнитной катушки с помощью подачи электрического напряжения на нее.

1. За счет чего происходит перерасход бензина?

В те периоды, когда транспортное средство эксплуатируется на холостом ходу, карбюратор не будет подавать топливовоздушные элементы непосредственно в двигатель внутреннего сгорания, так как это заложено у самом устройстве механизма подачи. Тем не менее, для избегания глушения мотора нужно потреблять определенное количество бензина и воздухе, именно для сгорания этой смеси.

Попадание воздуха в устройство карбюратора происходит посредством клапана холостого хода, вследствие чего данный элемент смешивается с бензином и направляется напрямую в двигатель внутреннего сгорания. С системе такого рода будет происходить непрерывная подача топлива. А необходимость в самом топливе является одинаковый всегда, так как эксплуатация транспортного средства может производится в разного рода условиях.

Так, например, в моменты торможения двигателем снижается потребление топлива и поднимается, а из-за того, что сама подача бензина ничем не регулируется, будет происходить его перерасход. То самое можно сказать и о том, когда автомобиль летит накатом с горки. Для того, чтобы произвести экономию топлива и существует подобное устройство – электромагнитный бензиновый клапан.

2. Что делает электромагнитный клапан карбюратора?

Устройство электромагнитного клапана устанавливается для того, чтобы снизить расход топлива транспортного средства. Делается это посредством того, что данное устройство может регулировать его подачу. Зависит все от потребности, так как клапан может перекрывать канал, через который происходит подача топливовоздушной смеси и воздуха, которые находятся в карбюраторе. Помимо этого, данное устройство способствует тому, что двигатель будет сжигать именно столько топлива, сколько требуется, а поршни и камера сгорания не будут превышать норму в давлении воспламенившихся газов. Именно это может послужить снижению износа всех деталей двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, данное устройство послужит снижению уровня выброса выхлопных газов в атмосферу.

3. Как устроен электромагнитный клапан ваз 2107?

Элементарный клапан в «семерке» устанавливается в устройстве карбюратора. Режим работы данной системы управляется посредством особого экономайзера принудительного холостого хода. Перекрытию воздушного канала, в таком устройстве, способствует верхняя рабочая клапанная часть. Вследствие открытия сам воздух будет направлен непосредственно в камеру, где происходит смешивание с бензином. При всем этом будет перекрываться иной канал, посредством нижней рабочей части клапана, который ведет из камеры, при этом, не позволяя поступать в двигатель вышедшей смеси.

Во втором такте работы двигателя будет наблюдаться перекрытие воздушного канала, вследствие чего и открытие нижнего, который способствует попаданию топливовоздушной смеси напрямую в двигатель внутреннего сгорания. На первый взгляд может показаться, что система является достаточно простой, вследствие чего нет особой необходимости в ее наличии. Тем не менее, существует один маленький нюанс. Как процесс открытия, так и процесс закрытия клапанов будет происходить с единой частотой, а уже то, насколько они открываются, будет регулировать экономайзер принудительного холостого хода. Именно посредством данного просвета будет регулироваться уровень подачи топлива непосредственно в двигатель внутреннего сгорания.

Сам ход клапана будет обеспечивать себя электропитанием, которое имеет напряжение в 12В. Если же питание будет выше, чем указанное, то откроется воздушный клапан, который будет перекрывать канал для топливовоздушной смеси. Если же питание, которое подается через экономайзер принудительного холостого хода не будет поступать, то клапан будет закрываться посредством установленной пружины в нижней части устройства. Следовательно, когда зажигание автомобиля неактивно, не будет производится подача топлива. Автолюбителям рекомендуется не убирать устройство электромагнитного клапана.

Многие автовладельцы, которые имеют достаточно большой стаж, не знают цель установки электромагнитного клапана в карбюраторе. При выходе из строя данного устройства они могут сделать ошибку: вместо покупки нового устройства, они блокируют его работу. Это происходит посредством выламывания запорного механизма, оставляя его в положении открытом. В результате можно получить огромный перерасход топлива.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

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. 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

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.

Как подключить электромагнитный клапан

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.

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.

Рисунок 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(1),P= {F} over {S}, ~( 1 )

где:
Р – давление среды;
F — усилие, оказываемое средой на поверхность;
S — площадь поверхности.2 times %mu_0 times R } ~( 9 )

Тогда формула, втягивающего усилия катушки примет следующий вид

F=W×Kcc(10)F=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(11){F_1} over {W_1} = {F_2} over {W_2} ~( 11 )

Выражая из данного равенства W₂ получим:

W2=W1F2F1(12){ {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(13){ {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.

Рисунок 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 ΔP_мин, 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 > ΔP_мин.

Электромагнитные клапаны с плавающей мембраной корректно работают при ΔP_мин 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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).

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

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

Рисунок 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).

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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).

Рисунок 15 – Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомРисунок 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
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”.

Рисунок 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.

Рисунок 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.

Рисунок 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:

Что такое электромагнитные клапаны?

Джош Косфорд, редактор

Электромагнитные клапаны – это клапаны с электрическим приводом, обычно используемые для управления потоком или направлением воздуха или жидкости в гидравлических системах. Золотниковая или тарельчатая конструкция большинства электромагнитных клапанов, используемых как в пневматических, так и в гидравлических функциях привода, делает их идеальными для различных функций и применений.

Золотник или тарелка клапана соединяется с плунжером из черного металла, который обычно центрируется пружиной или смещен пружиной, но вместо этого может фиксироваться.Плунжер скользит по трубке с сердечником из цветного металла, окруженной катушкой электрических обмоток. Катушка существует с любым диапазоном напряжения от 12-48 В постоянного тока до 110-220 В переменного тока. Когда мощность передается через катушку, создается магнитное поле, которое толкает или тянет плунжер, сдвигая клапан.

Самые простые электромагнитные клапаны – это двухходовые двухпозиционные тарельчатые клапаны, которые просто открываются и закрываются, изменяя свой путь потока, когда их катушка находится под напряжением. Они доступны в версиях «нормально открытые» и «нормально закрытые», что означает нормально проточные и нормально закрытые, соответственно.Нормально разомкнутый в гидравлической энергии противоречит нормально разомкнутому в электронике, что означает размыкание переключателя или контакта и отсутствие протекания электронов.

Трехходовые, двухпозиционные тарельчатые клапаны также распространены, перенаправляя поток из одного канала в другой. Два параллельных 3/2 клапана могут использоваться для двунаправленного управления цилиндром. Хотя конструкция различается в зависимости от использования, этот тип клапана может использоваться как для пневматики, так и для гидравлики, но чаще встречается в пневматических системах.

Золотниковые электромагнитные клапаны состоят из обработанного золотника, который скользит внутри обработанного корпуса клапана.На один или оба конца катушки воздействует плунжер, и при активации любой из катушек толкает катушку в одну или другую сторону, обеспечивая три позиционных конверта. Гидравлический соленоидный клапан 4/3 – один из самых популярных, позволяющий осуществлять двунаправленное управление цилиндром или двигателем с одного корпуса клапана. «Пути» соленоидного клапана относятся к тому, сколько портов он содержит, а «положения» соленоидного клапана относятся к количеству дискретных состояний, в которых он работает. Трехпозиционный клапан использует нейтральное состояние с пружинным центрированием и два положения срабатывания.

Для двунаправленного управления двигателем или цилиндром пневматические клапаны имеют пять отверстий и обычно называются клапанами 5/3. «Пути» пневматического клапана также включают его выпускные отверстия, которых обычно два. Иногда эти же клапаны описываются как 4-ходовые 3-позиционные клапаны, хотя при внимательном осмотре обнаруживаются два выпускных отверстия, разделяющих напорное отверстие пополам.

Электромагнитные клапаны для гидравлического или пневматического применения доступны как модульные блоки, смонтированные на коллекторе, такие как пневматические или гидравлические клапаны ISO.Эти клапаны имеют стандартные схемы установки и подключения, что позволяет устанавливать клапаны любого производителя на один и тот же манифольд. Чаще всего эти клапаны также довольно экономичны и легко доступны в готовом виде.

Электрические катушки электромагнитного клапана могут быть оснащены разъемами DIN, подводящими проводами, разъемами Deutsch, центральным соединением или любой другой популярной формой электрического подключения, используемой в гидравлической энергии и автоматизации. Большинство катушек электромагнитных клапанов заменяются на месте, что упрощает ремонт и техническое обслуживание для технических специалистов.Катушки также имеют широкий спектр применения и назначения. Некоторые из них предназначены для промышленной среды с постоянными атмосферными условиями. Мобильные среды гораздо более требовательны, и управляющие катушки выдерживают как экстремальные температурные диапазоны, так и воздействие дорожной пленки и соли, например.

---

Подано в: Клапаны

---

Типы электромагнитных клапанов – The Hope Group, A SunSource Company

Работа: Нормально закрытый и нормально открытый

Нормально закрытый

Клапан остается в положении «Закрыто» при обесточивании и является наиболее распространенным методом работы.Как правило, вы обнаружите, что нормально закрытые клапаны используются для включения / выключения или вентиляции, здесь вы хотите, чтобы процесс останавливался при отключении питания. В случае потери мощности клапан закрывается, и жидкость не выходит.

Нормально открытый

Клапан остается в положении «открыто» при обесточивании. Чаще всего нормально открытые клапаны используются в системах безопасности, где технологический процесс прекращается при потере мощности.

Универсальные клапаны

Клапан может быть либо нормально закрытым, либо нормально открытым, в зависимости от того, как клапан подключен к трубопроводу.Обычно это наблюдается в 3- и 4-ходовых клапанах, где вы можете оказывать давление на любой порт клапана. Например, трехходовой клапан может иметь порт подачи, порт выхлопа и порт нагнетания. Это обеспечивает гибкость приложения и позволяет подключать его так, как вы считаете нужным.

Медиа

Часто проблемы с электромагнитным клапаном возникают из-за того, что среда или температура мешают правильному функционированию клапана. Он зависит от области применения, поэтому, если вы не уверены, обратитесь к каталогу производителя.

Давление электромагнитного клапана

Максимальное давление в зависимости от перепада давления

Перепад давления – это разница между давлением на входе (жидкость, когда она входит в клапан) и давлением на выходе (жидкость, когда она покидает клапан). Важно определить перепад давления, чтобы вы знали, следует ли выбрать электромагнитный клапан с пилотным управлением или электромагнитный клапан прямого действия.

Например, давление на входе (P1), равное 90 фунтов на квадратный дюйм, и давление на выходе (P2), равное 80 фунтов на квадратный дюйм, представляет собой перепад давления в 10 фунтов на квадратный дюйм.

В другом примере ниже давление на входе составляет 90 фунтов на квадратный дюйм, а на выходе – 0 фунтов на квадратный дюйм, потому что он выходит в атмосферу. В этом случае перепад давления равен 90.

Клапан с максимальным давлением 100 фунтов на квадратный дюйм будет работать для приложения с перепадом давления 10. Однако тот же самый клапан будет бороться в приложении с перепадом давления 90. Клапан с увеличенными возможностями был бы гораздо лучшим выбором.

Тип уплотнения в электромагнитных клапанах

Важно выбрать уплотняющий материал, соответствующий требованиям среды, протекающей через клапан.Доступные типы уплотнений различаются, хотя наиболее распространенными являются NBR (нитрильный каучук) и FKM (фторуглерод / витон), каучук EPDM и PTFE .

Как работает электромагнитный регулирующий клапан?

17 сен. Как работает электромагнитный регулирующий клапан?

Отправлено в 21:00 в дисковых затворах от Butterfly Valves & Controls

Соленоиды полезны в большом количестве механических функций.Как работает соленоид? Электромагнитная катушка из проволоки преобразует электрическую энергию в механическую. Положительный и отрицательный полюса совершают линейное движение в электромагнитном поле, перемещая поршень вперед или назад.

Мы находим соленоиды, используемые в таких автоматизированных приложениях, как спринклерные системы, выключатели питания, автомобильные стартеры и многое другое.

Что такое электромагнитный регулирующий клапан?

Электромагнитный регулирующий клапан используется инженерами для автономного и удаленного управления потоком жидкости в системе, что устраняет необходимость в ручном закрытии и открытии клапанов.Текущей средой может быть вода, воздух, газ, масло, пар или хладагент.

Электромагнитный регулирующий клапан состоит из двух основных компонентов: соленоида вверху и системы клапанов внизу. Электромагнетизм, вызванный токами, перемещает плунжер вверх или вниз, чтобы сжимать и контролировать поток. Электромагнитный регулирующий клапан бывает либо «нормально закрытым», либо «нормально открытым».

Как работает электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан состоит из двух частей: соленоида и корпуса клапана.Сам соленоид содержит катушку электромагнитной индукции, окружающую железный центр (плунжер).

Для «нормально открытого» соленоидного клапана клапан закрывается при обесточивании. Чтобы «открыть» клапан, ток активирует магнитное поле и перемещает врезку. Но когда клапан «нормально закрыт», ток возбуждения поднимает плунжер, открывая отверстие и позволяя среде течь через клапан.

Типы электромагнитных клапанов

Поскольку электромагнитные клапаны используются во многих приложениях, различные конструкции выполняют разные функции.Ниже описаны пять распространенных типов электромагнитных клапанов.

1. Клапаны прямого действия

Электромагнитный клапан прямого действия (или прямого действия) прост и обычно используется для приложений с относительно небольшим расходом. По своей функции он не зависит от внешнего давления. Клапан открывается прямым действием, когда электромагнитная активность в катушке подтягивает плунжер вверх, чтобы позволить среде пройти (или наоборот для обычно открытых клапанов).

Клапаны прямого действия не имеют минимального рабочего давления или перепада давления.Диаметр отверстия (вместе с магнитной силой, приложенной к электромагнитному клапану) определяет скорость потока и максимальное рабочее давление.

2. Клапаны с пилотным управлением

Клапаны с пилотным управлением (также называемые «сервоуправляемыми» или «пилотными») представляют собой клапаны непрямого действия. Открытие и закрытие этих клапанов происходит при разнице давлений среды, поэтому давление 0,5 бар является минимальным. Клапаны с пилотным управлением требуют меньше электроэнергии, работают с меньшей скоростью и нуждаются в полной мощности, чтобы оставаться открытыми.Эти электромагнитные клапаны лучше всего подходят для приложений с высоким расходом и достаточным перепадом давления.

Процесс потока клапана непрямого действия является односторонним. Между впускным и выпускным портами находится резиновая мембрана, в которой есть небольшое отверстие для потока среды из впускного отверстия в верхний отсек. Усиление из дополнительной камеры давления позволяет меньшим соленоидам управлять большим расходом.

Когда клапан обычно закрыт, давление на входе над мембраной и поддерживающая пружина над ней удерживают его закрытым.Управляющее отверстие открывается, когда на соленоид подается питание, и давление над диафрагмой уменьшается. Это создает перепад давления с обеих сторон мембраны, заставляя ее подниматься, так что среда может течь к выходному отверстию из входа. Для «нормально открытого» клапана этот процесс работает с теми же деталями, но наоборот.

3. Двухходовые клапаны

Двухходовые клапаны являются наиболее распространенным типом электромагнитных регулирующих клапанов. Есть два порта: порт полости и порт отверстия корпуса.Каждый порт используется поочередно как для запуска, так и для остановки медиапотока.

Двухходовой клапан настроен на «нормально открытый» или «нормально закрытый». Обычно закрытые двухходовые клапаны более распространены и остаются закрытыми до тех пор, пока электрическая энергия не заставит клапан открыться.

Нормально закрытый соленоидный клапан является наиболее распространенным и остается закрытым до тех пор, пока источник питания не откроет его. Нормально открытый клапан по умолчанию открыт до тех пор, пока источник питания не закроет клапан. Когда электроэнергия прекращается, клапан снова открывается в состояние по умолчанию.

4. Трехходовые клапаны

Трехходовой электромагнитный клапан имеет три порта. Трехходовой клапан хорошо подходит для операций, требующих переменного и полного давления. Одновременно можно подключить только два порта. Ниже приведены различные варианты установки трехходового клапана.

● Установка для смешивания (два входа и один выход): Когда плунжер блокирует режим отсутствия питания нижнего отверстия, среда течет от верхнего входа к выходу.При включении плунжер подтягивается вверх, чтобы закрыть верхний выпуск, так что среда проходит от другого впускного отверстия к выпускному.

● Установка отвода (одно входное и два выходных): Когда плунжер блокирует нижнее отверстие в режиме отсутствия питания, среда перемещается от входа к верхнему выходу. В режиме с питанием поршень перемещается вверх, чтобы закрыть верхнее выпускное отверстие, поэтому среда направляется от впускного отверстия к другому выпускному отверстию.

● Универсальная установка: Эта конструкция позволяет среде течь в любом направлении, но, как и в вышеупомянутых двухходовых клапанах, одновременно подключаются только два порта.

5. Четырехходовые клапаны

Четырехходовые клапаны обычно используются с цилиндром или приводом двойного действия и включают четыре или более соединений порта. Два из четырех портов обеспечивают давление, а два других используются для давления выхлопных газов. Настройки четырехходового клапана: нормально открытый, нормально закрытый или универсальный.

Применение электромагнитного клапана

Электромагнитные клапаны помогают во многих процессах, будь то высокое или низкое давление или малый или большой расход.Ниже приведены некоторые примеры использования электромагнитных регулирующих клапанов для управления давлением, направлением и потоком среды в процессах.

● Пневматические приводы

● Производство продуктов питания и напитков

● Торговые холодильные установки

● Системы полива

● Посудомоечные и стиральные машины прочие

● Медицинское и стоматологическое оборудование

Обратитесь в компанию Butterfly Valves & Controls Today

Электромагнитные управляющие клапаны используются во многих приложениях для облегчения процессов, требующих автоматического или дистанционного управления клапанами.

Butterfly Valves & Controls предлагает соленоиды Namur и Inline. Эти клапаны обеспечивают превосходную работу с высокими расходами, широким диапазоном температур и устойчивостью к коррозии при длительном использовании. Этот электромагнитный регулирующий клапан идеально подходит для приложений, требующих простой установки, монтажа на линии и ручного дублирования. Свяжитесь с нами по телефону (817)421-5343 или напишите нам по адресу [email protected] для получения информации о наших клапанах или помощи в поиске правильного клапана для ваших операций.

Электромагнитные клапаны в пневматических и гидравлических гидравлических системах питания

Электромагнитный клапан – это электрически активируемый клапан, обычно используемый для управления потоком или направлением воздуха или жидкости в гидравлических системах. Электромагнитные клапаны используются как в пневматических, так и в гидравлических гидравлических системах привода, и чаще всего в тарельчатых или золотниковых конфигурациях.

Золотник или тарелка клапана соединены с плунжером из черного металла, который обычно центрируется или смещается пружиной.Плунжер скользит по трубке с сердечником из цветного металла, которая окружена катушкой электрических обмоток. Катушка может работать в любом диапазоне напряжений от 12-48 В постоянного тока до 110-220 В переменного тока. Когда мощность передается через катушку, создается магнитное поле, которое толкает или тянет плунжер, сдвигая клапан.

Самыми простыми электромагнитными клапанами являются двухходовые двухпозиционные тарельчатые клапаны, которые просто открываются и закрываются для обеспечения потока, когда их катушка находится под напряжением. Они доступны в версиях «нормально открытые» и «нормально закрытые», что означает нормально проточные и нормально закрытые, соответственно.Нормально разомкнутый в гидравлической энергии противоположен нормально разомкнутому в электронике, что означает, что переключатель или контакт разомкнут, а электроны не проходят.

Трехходовые, двухпозиционные тарельчатые клапаны также широко распространены, что позволяет перенаправлять жидкость из одного канала в другой. Два параллельных клапана 3/2 могут использоваться для управления и цилиндра в двух направлениях. Хотя конструкция различается в зависимости от использования, этот тип клапана может использоваться как для пневматики, так и для гидравлики.

Золотниковые электромагнитные клапаны состоят из обработанного золотника, который может скользить внутри обработанного корпуса клапана.К каждому концу золотника может быть прикреплен плунжер, позволяющий толкать электромагнитный клапан в любом направлении, обеспечивая три позиционных диапазона. Гидравлический соленоидный клапан 4/3 – один из самых популярных, позволяющий осуществлять двунаправленное управление цилиндром в одном корпусе клапана. «Пути» соленоидного клапана относятся к тому, сколько портов он содержит, а «положения» соленоидного клапана относятся к количеству состояний, в которых он может работать. Трехпозиционный клапан требует нейтрального положения с пружинным центрированием и двух положений срабатывания.

Пневматические клапаны доступны в виде пятипортовых клапанов, что позволяет использовать соленоидный клапан 5/3 для управления цилиндрами. Пути пневматического клапана также включают его выпускное отверстие, которых обычно два.

Электромагнитные клапаны для гидравлического или пневматического применения доступны как модульные блоки, смонтированные на коллекторе, такие как пневматические или гидравлические клапаны ISO. Эти клапаны имеют стандартные схемы установки и подключения, что позволяет устанавливать клапаны любого производителя на один и тот же манифольд.Чаще всего эти клапаны также довольно экономичны и легко доступны в готовом виде.

Катушки электромагнитного клапана могут быть оснащены разъемами DIN, подводящими проводами, разъемами Deutsch или любой другой популярной формой электрического соединения, используемой в гидравлической энергии и автоматизации. Электромагнитные клапаны часто имеют съемные катушки, что позволяет быстро и легко заменить их после выхода из строя. Катушки также имеют широкий спектр применения и назначения. Некоторые из них предназначены для промышленной среды с постоянными атмосферными условиями.Мобильные среды гораздо более требовательны и требуют катушек, которые могут выдерживать экстремальные температурные диапазоны и воздействие дорожной пленки и соли.

Выбор подходящего электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан Brickmann

При выборе электромагнитного клапана необходимо знать, для какого типа среды он будет использоваться. Как правило, электромагнитные клапаны предназначены для работы со средами без твердых частиц, такими как вода, масло, нефтепродукты, пар, сжатый воздух или теплоносители.Эта важная информация позволяет вам определить материалы, из которых будет изготовлен ваш соленоидный клапан. Большинство электромагнитных клапанов изготовлено из латуни (идеально подходит для воды, топлива, воздуха или инертного газа), нержавеющей стали (для агрессивных жидкостей или газов, жидкостей пищевых продуктов) или пластика (в основном для пищевой и химической промышленности).

Во избежание любого риска неисправности из-за наличия твердых частиц, также называемых примесями, мы рекомендуем использовать перед электромагнитным клапаном входной фильтр.

Электромагнитные клапаны могут быть двухходовыми или иметь несколько портов.Обычно они обозначаются двумя цифрами, одна из которых определяет количество портов, а другая – количество позиций. Например, электромагнитный клапан 3/2 – это клапан с 3 портами и 2 положениями.

Большинство соленоидных клапанов работают по принципу включено или выключено по принципу (открыт или закрыт), в то время как некоторые спроектированы так, чтобы быть пропорциональными току или напряжению питания.

В зависимости от вашего применения и для оптимизации времени подачи питания вашего соленоидного клапана у вас есть выбор между нормально закрытыми (NC) соленоидными клапанами и нормально открытыми (NO) электромагнитными клапанами:

• Нормально закрытый электромагнитный клапан открывается при питании от электричества.
• Нормально открытый электромагнитный клапан закрывается, когда он запитан от электричества.

При необходимости вы также можете выбрать бистабильный электромагнитный клапан, заслонка которого остается в положении даже в случае сбоя питания. Основное преимущество этих электромагнитных клапанов состоит в том, что они потребляют очень мало энергии.

Электромагнитные клапаны обычно чувствительны к влаге . Вы должны проверить внешние условия, чтобы выбрать электромагнитный клапан с достаточным классом защиты (IP) для предполагаемой среды.Вы также можете выбрать более низкий уровень защиты и дистанционно установить электромагнитный клапан в менее влажном месте.

Электромагнитные клапаны

также имеют номинальный диаметр (DN), поскольку они интегрированы непосредственно в цепь. Диаметры соединений и труб указаны в стандартах в зависимости от страны или географической области, в которой они будут использоваться, и в зависимости от среды, для которой они будут использоваться.

Электромагнитные клапаны

также могут подпадать под действие других стандартов, например, регулирующих оборудование, установленное в зонах ATEX (взрывоопасная атмосфера), особенно в энергетической промышленности.

О электромагнитных клапанах

Изображение предоставлено: emel82 / Shutterstock.com

Электромагнитные клапаны – это клапаны с электрическим управлением, в которых используется привод в виде электромагнита для изменения состояния клапана с закрытого на открытое. Катушка в приводе создает магнитное поле, которое тянет или толкает плунжер, который управляет прохождением жидкости через корпус клапана. Электромагнитные клапаны преобразуют электрическую энергию в механическое движение, которое приводит в движение клапанный механизм и предоставляет средства, с помощью которых конструкторы могут автоматизировать работу клапанов.Эта возможность снижает потребность персонала в ручном закрытии или открытии клапанов в рамках производственного процесса. Использование автоматического управления клапанами является ключом к конструкции многих машин, где требуются высокоскоростные операции переключения, выходящие за рамки возможностей ручного управления.

В этом руководстве будет представлен обзор информации, относящейся к электромагнитным клапанам, включая их основные функции, доступные типы, важные спецификации, которые их определяют, и соображения при выборе электромагнитного клапана.Дополнительную информацию о других типах клапанов, таких как шаровые краны и задвижки, можно найти в нашем соответствующем руководстве «Общие сведения о клапанах».

Основы электромагнитного клапана

Электромагнитные клапаны

находят применение в приложениях, где существует потребность в дистанционном управлении или автоматизации потока жидкости через систему. При обращении к текучей среде этот термин может применяться к любой жидкости или газу и обычно представляет вещества, которые проходят через трубопроводы или трубки, примерами которых являются воздух, вода, пар, хладагент, масло и природный газ.По большей части соленоидные клапаны функционируют как бинарные (двухпозиционные) устройства и реже используются для измерения или точного регулирования расхода, как некоторые другие типы клапанов, такие как игольчатые клапаны.

Электромагнитные клапаны состоят из нескольких стандартных компонентов, некоторые из которых имеют сходство с клапанами других типов. Первичный корпус или корпус клапана – это основная часть клапана. Корпус клапана содержит входной порт, через который поступает жидкость или газ из системы, в которой установлен клапан.Корпуса клапанов изготавливаются из нескольких различных типов материалов, выбор которых основан на его пригодности для обработки среды, протекающей через клапан, и на его характеристиках, таких как коррозионная активность. Корпус электромагнитных клапанов может быть изготовлен из бронзы, нержавеющей стали и пластика.

В составе корпуса клапана также есть одно или несколько выпускных отверстий, количество которых будет зависеть от конкретной конфигурации электромагнитного клапана.Среда в клапане может быть направлена ​​в одно или несколько из этих выпускных отверстий под действием клапана. В корпусе клапана также находится соленоид, который является электрическим механизмом управления клапаном. Соленоид представляет собой катушку из проволоки, которая создает магнитное поле, когда через него проходит электрический ток. Этот ток подается на соленоид через набор электрических управляющих проводов или электрический разъем, который подает питание на клапан от схемы управления и источника питания. Многие конструкции соленоидных клапанов также имеют пружинный механизм, который прижимает плунжер клапана.Эта пружина служит механическим возвратом, который удерживает клапан в открытом или закрытом положении при отсутствии подачи энергии, в зависимости от конструкции клапана. Плунжер перемещается, чтобы уплотнить отверстие, когда клапан закрывается. Отверстие – это отверстие, которое соединяет впускной порт с выпускным портом клапана. В дополнение к этим компонентам дополнительные уплотнения клапана и седла в корпусе клапана предотвращают утечку жидкости между впускным и выпускным портами, когда клапан находится в закрытом положении.

Электромагнитные клапаны

дополнительно идентифицируются с учетом их состояния по умолчанию, то есть того, как клапан настроен на работу в случае, когда на устройство не подается питание (т.е. клапан не запитан). Состояние по умолчанию также упоминается как остальное состояние. Два возможных состояния по умолчанию называются нормально разомкнутым (NO) и нормально замкнутым (NC). Для соленоидных клапанов, которые обозначены как нормально открытые, плунжер клапана или диафрагма втягиваются, когда на соленоид не подается электрическое питание – это состояние означает, что клапан может пропускать среду между портами.Для нормально открытых клапанов подача мощности на соленоид закроет клапан и заблокирует поток жидкости.

Для нормально закрытых электромагнитных клапанов существует обратная ситуация. Когда к устройству не подается питание, клапан блокирует движение жидкости, и приложение энергии, которое приводит в действие соленоид, затем открывает клапан и позволяет среде течь. Решение о том, нужен ли электромагнитный клапан нормально открытый или нормально закрытый, будет зависеть от области применения.В то же время проектировщикам необходимо учитывать влияние потери мощности на процесс, если клапан вернется в состояние по умолчанию. Во многих приложениях желательным выбором являются нормально закрытые (NC) клапаны, так как они потенциально перекрывают поток жидкости при отсутствии питания. Однако не все ситуации диктуют этот подход, и поэтому понимание динамики системы требуется для планирования наилучших возможных условий для каждого состояния по умолчанию для каждого электромагнитного клапана в случае потери мощности.

Электромагнитные клапаны работают на принципах электромагнетизма. Внутри клапана находится подвижный плунжер, который изготовлен из ферромагнитного материала. (Ферромагнитные материалы – это материалы, которые реагируют на присутствие магнитного поля.) Когда на соленоид клапана подается напряжение, пропуская через него электрический ток, создается магнитное поле. Затем поршень взаимодействует с магнитным полем, в результате чего он притягивается к катушке или от нее. Когда плунжер перемещается, движение приводит к открытию или закрытию клапана, как если бы он был физически открыт или закрыт оператором, перемещающим рычаг или маховик на клапане.

Электромагнитный клапан типов

Электромагнитные клапаны можно охарактеризовать несколькими способами. Один из них – это сделать это на основе основных средств, с помощью которых они работают. Такой подход приводит к этим трем распространенным типам электромагнитных клапанов:

• Электромагнитные клапаны прямого действия (или прямого действия)
• Электромагнитные клапаны непрямого действия (или с пилотным управлением)
• Электромагнитные клапаны прямого действия

Электромагнитные клапаны прямого действия (или прямого действия)

Электромагнитные клапаны прямого или прямого действия – один из самых простых и распространенных типов электромагнитных клапанов.В соленоидных клапанах прямого действия движение плунжера непосредственно закрывает или распечатывает отверстие внутри клапана, тем самым блокируя или пропуская среду через клапан прямым действием. Эти клапаны полагаются на мощность соленоида исключительно для управления потоком жидкости и, как следствие, не требуют наличия какого-либо минимального рабочего давления для работы клапанов. Электромагнитные клапаны прямого действия могут управлять жидкостями с давлением от 0 бар до максимального номинального значения устройства.

На Рисунке 1 ниже показано поперечное сечение нормально закрытого электромагнитного клапана прямого действия.

Рисунок 1 – Электромагнитный клапан прямого действия, нормально закрытый (NC).

Изображение предоставлено: https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

Электромагнитные клапаны непрямого действия (или с пилотным управлением)

Электромагнитные клапаны второго типа, известные как соленоидные клапаны непрямого действия (также называемые соленоидными клапанами с пилотным или сервоприводом), работают за счет использования перепада давления жидкости для открытия и закрытия клапана.Из-за этой конструкции электромагнитные клапаны непрямого действия требуют, чтобы регулируемая жидкость имела минимальное значение давления выше 0 бар. В соленоидных клапанах непрямого действия мембрана или диафрагма отделяют входное и выходное отверстия друг от друга. Наличие этой диафрагмы приводит к разделению корпуса клапана на верхнюю и нижнюю камеры. В мембране есть небольшое отверстие, функция которого состоит в том, чтобы позволить верхней камере заполняться жидкостью из нижней камеры, а также выравнивать давление между камерами.Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление текучей среды, которая присутствует в верхней камере, а также сила, оказываемая пружиной, нажимающей на диафрагму, удерживает клапан в закрытом положении и уплотняет мембрану относительно седла клапана. изоляция впускного и выпускного отверстий клапана. Небольшой канал соединяет верхнюю камеру клапана с портом низкого давления. Этот порт управляет открытием и закрытием канала и управляется мощностью, подаваемой на соленоид.В закрытом положении порт низкого давления остается закрытым соленоидом, который служит для удержания жидкости в верхней камере клапана. Когда требуется открыть клапан, на соленоид подается ток. Включение соленоида приводит к открытию управляющего порта, что приводит к падению давления в верхней камере. Это разность давлений верхней камеры по сравнению с нижней камерой, которая приводит к отрыву мембраны от отверстия клапана, в то время как пружина, удерживающая мембрану у седла клапана, сжимается за счет разности давлений.Такая конструкция позволяет управлять потоком с более высоким давлением с помощью небольшого соленоида и пилотного порта низкого давления. Электромагнитные клапаны непрямого действия используются в приложениях, где требуется регулирование высокого расхода, при условии, что в системе имеется достаточный перепад давления для поддержки этой методологии работы. По характеру этой конструкции регулирование потока может осуществляться только в одном направлении только с этим типом клапана.

На Рисунке 2 ниже показано поперечное сечение нормально закрытых соленоидных клапанов непрямого действия.

Рисунок 2 – нормально закрытый (NC) электромагнитный клапан непрямого действия.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/solenoid-valve-types.html

Электромагнитные клапаны прямого действия

Третий тип работы электромагнитного клапана может быть достигнут за счет комбинации некоторых свойств типов клапанов прямого и непрямого действия, которые обсуждались ранее. Преимущество так называемых соленоидных клапанов полупрямого действия состоит в том, что они могут работать при давлении от 0 бар, а также могут работать в системах с высоким расходом.Полупрямые электромагнитные клапаны, также известные как электромагнитные клапаны с вспомогательным подъемом, функционально аналогичны по конструкции соленоидным клапанам непрямого действия. Они имеют конструкцию, которая включает верхнюю камеру и нижнюю камеру, разделенную гибкой мембраной. Как и в случае клапана непрямого действия, мембрана имеет небольшое отверстие, позволяющее жидкости заполнять верхнюю камеру и выравнивать давление. Ключевое отличие, которое отличает соленоидные клапаны полупрямого действия от соленоидных клапанов непрямого действия, заключается в том, что плунжер соленоида в соленоидных клапанах полупрямого действия прикреплен к диафрагме и непосредственно управляет им, в отличие от использования пилота для управления жидкостью в верхнем слое. камеры, как в случае с клапаном непрямого действия.В закрытом положении площадь поверхности верхней камеры превышает площадь нижней камеры, что позволяет диафрагме плотно прилегать к седлу клапана и блокировать поток жидкости между впускным и выпускным портами. Чтобы открыть клапан, подача питания на соленоид приводит к втягиванию плунжера в центр катушки соленоида. Из-за непосредственного крепления диафрагмы к плунжеру это движение плунжера поднимает диафрагму с седла клапана. При этом движение плунжера также открывает проход между верхней камерой и выпускным отверстием.Открытие этого прохода дает дополнительный эффект снижения давления в верхней камере. Когда давление в верхнем переходе падает, результирующий перепад давления дополнительно вынуждает мембрану двигаться вверх и способствует открытию клапана и позволяет жидкости течь от впускного порта к выпускному отверстию. Чтобы закрыть клапан, электромагнитный ток отключается, что заставляет плунжер опускаться и давить на диафрагму, чему способствует сила возвратной пружины в соленоиде.Когда плунжер опускается, порт, соединяющий верхнюю камеру с выпускным отверстием, закрывается, что вызывает повышение давления в верхней камере клапана. Это повышение давления способствует опусканию диафрагмы вниз до тех пор, пока она снова не будет опираться на седло клапана, герметизируя клапан.

Вид в разрезе нормально закрытого (NC) клапана полупрямого действия показан на Рисунке 3 ниже.

Рисунок 3 – Электромагнитный клапан полупрямого действия, нормально закрытый (NC).

Изображение предоставлено: https: // tameson.com / электромагнитный-клапан-типы.html

Конфигурации электромагнитных клапанов

Различные конфигурации электромагнитных клапанов представлены с использованием системы нумерации, состоящей из двух значений – например, 2/2, 3/2 или 4/2. В этой системе с двумя числами первое значение указывает количество портов клапана, а второе значение обозначает количество доступных положений клапана или состояний переключения. Согласно этому обозначению, электромагнитный клапан 2/2 будет представлять клапан, содержащий 2 порта и 2 положения, а электромагнитный клапан 4/3 будет обозначать клапан, содержащий 4 порта и 3 положения.Этот тип системы нумерации используется во многих типах гидрораспределителей и помогает понять, как сконфигурирован конкретный клапан.

Эта система цифровых обозначений сочетается с набором стандартизованных символов или диаграмм, которые служат в качестве графического схематического представления конфигурации клапана. Эти диаграммы иллюстрируют подробную информацию о количестве положений, а также о состоянии клапана в исходном положении (неактивное состояние) и в рабочем положении (активированное состояние).На схеме конфигурации клапана количество показанных квадратов представляет количество положений клапана. По определению, квадрат в правой части диаграммы показывает состояние покоя клапана, а квадрат в левой части диаграммы представляет клапан в активированном или рабочем состоянии. На схеме также показаны символы, такие как стрелки, которые используются для обозначения направления потока жидкости и других внешних соединений, выполненных с клапаном, например, с трубопроводом.На схемах также содержится символическое представление способа срабатывания пилотного и обратного действия. По соглашению, пилотный механизм показан в левой части рисунка, а возвратный механизм – в правой части рисунка.

Например, на рисунке 4 ниже представлено графическое изображение 2-ходового, 2-позиционного нормально закрытого электромагнитного клапана с пилотным электромагнитным управлением и пружинным возвратом:

Рисунок 4 – Двухходовой двухпозиционный нормально закрытый (NC) электромагнитный клапан с пилотным соленоидом и пружинным возвратом.

Изображение предоставлено: https://www.asconumatics.eu

Когда конфигурации соленоидных клапанов становятся более сложными, сложность схем возрастает, поскольку возникает необходимость добавлять дополнительные детали, такие как номера портов. На рисунке 5 ниже показан набор примеров графического представления различных конфигураций трехходового двухпозиционного соленоидного клапана. Клапан этого типа может найти применение в работе гидроцилиндра или функционировать как регулятор жидкости для переключения между двумя контурами:

Рисунок 5 – Различные схемы условных обозначений трехходового двухпозиционного электромагнитного клапана.

Изображение предоставлено: https://tameson.com/valve-symbols.html

Технические характеристики и характеристики электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны

определяются с использованием нескольких ключевых параметров и атрибутов, которые относятся к конфигурации клапана и его рабочим характеристикам. Ниже приводится сводка часто цитируемых спецификаций электромагнитных клапанов. Читатель должен отметить, что эти параметры могут различаться у разных производителей и поставщиков клапанов, и поэтому от поставщика к поставщику могут существовать различия в представлении.Представленные ниже данные должны служить общим индикатором того, что необходимо учитывать при поиске электромагнитного клапана у поставщика.

• Механизм приведения в действие клапана – отражает средства, с помощью которых изменяется положение клапана или с помощью которых клапан приводится в действие, например, соленоид прямого действия.
• Конфигурация клапана – отражает количество портов, количество состояний переключения или положений, а также определенное состояние покоя для клапана, например 3/2 нормально закрытый (NC).
• Материал корпуса – определяет материал, из которого изготовлен корпус клапана, который может быть алюминием, латунью, бронзой, нержавеющей сталью или техническим пластиком, чтобы назвать несколько возможных вариантов.
• Тип среды – определяет природу конкретной жидкости (жидкость или газ), с которой клапан может работать без каких-либо вредных воздействий. Примеры типов сред включают аммиак, криогенную жидкость, воздух, мазут, сжиженный пропан (LPG), природный газ, кислород, пар или воду.
• Размер порта – отражает размерный размер входного и выходного отверстий клапана, представленный в британских единицах, таких как дюймы, или в метрических единицах, таких как миллиметры.
• Тип порта – определяет желаемый тип порта для клапана, который может быть резьбовым (NPT), соединением с зазубринами или фланцевыми фитингами, чтобы назвать несколько доступных вариантов.
• Рабочее напряжение – указывает как величину, так и тип электрического управляющего сигнала, который используется для подачи питания на соленоид клапана. Электромагнитные клапаны доступны с широким диапазоном рабочих напряжений переменного и постоянного тока, которые могут использоваться для различных условий применения.
• Рабочая частота – для напряжений переменного тока частота – это количество циклов переменного тока, подаваемого на соленоид в секунду, обычно отображается в герцах (например, 60 Гц).
• Коэффициент расхода – коэффициент расхода, или Cv клапана, измеряет способность клапана пропускать через него поток жидкости или газа. Стандартное определение коэффициента расхода заключается в том, что он представляет собой объем воды (в галлонах США), который будет протекать через клапан при температуре 60 ^o F за минутный интервал времени при перепаде давления на 1 фунт / кв. Дюйм. через клапан (перепад давления на входе и выходе). Большие значения коэффициента расхода отражают больший расход.
• Максимальное номинальное давление – это максимальное значение давления, с которым может работать клапан, которое может переключаться под управлением контура соленоида.
• Минимальное рабочее давление – отражает минимальное давление, которое должно существовать в системе для эффективного функционирования клапана. Хотя многие клапаны прямого действия могут работать при давлении 0 бар, для клапанов непрямого действия может потребоваться минимальное давление, которое можно использовать для облегчения срабатывания клапана.
• Применение – указывает на предполагаемое использование или рынок для клапана, например, в химической, пищевой, медицинской и медико-биологической, нефтегазовой или авиационной и космической.Наличие определения, касающегося предполагаемой отрасли или варианта использования, может оказаться полезным при выборе клапана, поскольку понимание того, что отрасль может помочь выявить дополнительные требования или спецификации, необходимые в этих условиях эксплуатации.

Дополнительные типы электромагнитных клапанов

В предыдущем обзоре типов электромагнитных клапанов были определены основные типы, отражающие их метод работы, такой как прямое или непрямое управление. Есть несколько дополнительных типов электромагнитных клапанов, которые важно включить и которые рассматриваются здесь.

Электромагнитные клапаны с фиксацией

Блокирующие электромагнитные клапаны используют фиксирующий соленоид, который позволяет клапану сохранять заданное положение (открытое или закрытое) даже при отключении питания от соленоида. Для этого к узлу якоря добавляется постоянный магнит, который удерживает плунжер в желаемом положении после первоначального включения соленоида. Этот магнит позволяет клапану удерживать это состояние, не требуя постоянного протекания тока в катушке соленоида для создания магнитного поля и удержания плунжера клапана в нужном положении.Защелкивающиеся электромагнитные клапаны имеют преимущество в том, что они снижают энергопотребление приложения по сравнению с использованием обычного электромагнитного клапана, который зависит от находящейся под напряжением катушки для поддержания состояния клапана. Как только произойдет фиксация, клапан будет удерживать свое положение в этом состоянии при отсутствии тока, протекающего в катушке соленоида. Устройство можно «разблокировать», просто изменив полярность тока катушки. Использование импульса обратного тока генерирует достаточный магнитный поток, чтобы нейтрализовать поток постоянного магнита, и, следовательно, заставит плунжер вернуться в положение покоя.

В приложениях, где необходимо ограничить общее энергопотребление оборудования или системы, например, в тех случаях, когда питание осуществляется от батареи, хорошо подходят запорные соленоидные клапаны. Однако при их использовании необходимо учитывать другие условия окружающей среды и механические условия, которым может подвергаться клапан, поскольку для электромагнитных клапанов с защелкой требуются стабильные рабочие условия. Например, оборудованию, которое должно работать при высоком уровне механической вибрации или ударов, может потребоваться избегать использования фиксирующих электромагнитных клапанов, так как эти напряжения могут привести к тому, что плунжер клапана вырвется из постоянного магнита, удерживающего его на месте, что приведет к клапан возвращается из зафиксированного в разблокированное состояние или приводит к тому, что клапан не срабатывает при подаче начального импульса тока.

Электромагнитные поворотные клапаны

Электромагнитные поворотные клапаны позволяют преобразовывать электрическую энергию, подаваемую на катушку соленоида, во вращательное движение, а не линейное движение, как описано ранее, с движением плунжера в соленоид. Есть несколько механизмов, которые могут быть использованы для выполнения этого преобразования, в одном из них используется набор шарикоподшипников, которые движутся по наклонным дорожкам качения. Когда катушка находится под напряжением, узел плунжера или якоря начинает притягиваться к магнитному полю соленоидных катушек и вращается за счет углового смещения, определяемого движением шарикоподшипников при их движении по дорожкам качения.

Поворотные соленоиды идеальны в качестве средства приведения в действие соленоидных клапанов, поскольку многие клапаны по необходимости требуют вращательного движения штока клапана для открытия и закрытия клапана. Эти клапаны могут быть доступны в двоичном исполнении (вкл. / Выкл.), Где подача питания на поворотный соленоид приводит к полному изменению состояния (закрыто на открытое или наоборот). Они также доступны в так называемых конструкциях пропорционального управления, в которых существует пропорциональная зависимость между величиной приложенного тока и угловым смещением и крутящим моментом вращающегося соленоида.

Сводка

В этой статье представлен обзор электромагнитных клапанов, включая то, что они собой представляют, как они работают, различные типы, конфигурации, а также их характеристики и атрибуты. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.

Источники:

1. https://www.omega.ru / en-us / resources / Valve-Technical-Principles
2. https://www.burkert.co.uk/en/Company-Career/What-s-New/Press/Media/Technical-Reports/Technical-Reports-additional-topics/What-is-a-solenoid-valve -и-как-это-работает
3. https://tameson.com/solenoid-valve-types.html
4. https://theengineeringmindset.com/how-solenoid-valves-work/
5. http://www.solenoid-valve-info.com/solenoid-valve-definition.html
6. https://www.asco.com/en-us/Pages/solenoid-valves.aspx # / # flt = e30% 3D
7. https://blog.kimray.com/what-is-valve-flow-coefficient-cv/

Другие арматуры

Больше от Насосы, клапаны и аксессуары

Электромагнитный клапан

– обзор

Электромагнитные клапаны используются везде, где поток жидкости должен регулироваться автоматически, например, при автоматизации производства. Компьютер, на котором запущена программа автоматизации для заполнения контейнера некоторым количеством жидкости, может послать сигнал на соленоидный клапан на открытие, позволяя контейнеру заполниться, а затем удалить сигнал, чтобы закрыть соленоидный клапан, и, таким образом, остановить поток жидкости до тех пор, пока следующий контейнер на месте.Захват для захвата предметов на роботе часто представляет собой устройство с пневматическим управлением. Можно использовать электромагнитный клапан, чтобы давление воздуха могло закрыть захват, а второй электромагнитный клапан можно использовать для открытия захвата. Если используется двухходовой соленоидный клапан, два отдельных клапана в этом случае не нужны. Разъемы электромагнитных клапанов используются для подключения электромагнитных клапанов и реле давления.

(1) Принципы работы

Электромагнитные клапаны – это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости.Привод внутри электромагнитного клапана имеет форму электромагнита. При подаче напряжения создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины. В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.

В зависимости от режима срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная черта – это количество подключений к портам или количество потоков или «путей».

Электромагнитные клапаны прямого действия имеют уплотнение седла, прикрепленное к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто и открывается при подаче напряжения на клапан. В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления силы давления, соответственно становятся больше. Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае дифференциальное давление жидкости выполняет большую часть работы по открытию и закрытию клапана.

Двухходовые электромагнитные клапаны – это запорные клапаны с одним входным и одним выходным портами, как показано на Рисунке 4.17 (a). В обесточенном состоянии пружина сердечника при помощи давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

Рисунок 4.17. Принцип действия электромагнитных клапанов.

(Любезно предоставлено OMEGA)

Трехходовые электромагнитные клапаны имеют три соединения порта и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой электромагнитный клапан, показанный на Рисунке 4.17 (b), спроектирован с сердечником плунжерного типа. Доступны различные операции клапана в зависимости от того, как текучая среда связана с рабочими портами. На Рисунке 4.17 (b) давление жидкости увеличивается под седлом клапана.Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, и седло клапана в порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, электромагнитные клапаны с поворотным якорем имеют все соединения портов внутри корпуса клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика.Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым электромагнитным клапаном. Основной принцип конструкции показан на Рисунке 4.17 (c). Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены двухходовым или трехходовым пилотным электромагнитным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на Рисунке 4.17 (d). Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие.Пока существует разница давлений между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы. Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу теперь поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.

Четырехходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия.Эти клапаны имеют четыре соединения порта; впускной патрубок P, два патрубка A и B порта цилиндра и одно патрубок выпускного патрубка R. Четырех / двухходовой тарельчатый соленоидный клапан с внутренним управлением показан на Рисунке 4.17 (e). В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P соединено с A, и B может выпускаться через второй дроссель через R.

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рисунке 4.17 (f) показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые четырех- / двухходовыми клапанами, не содержат пружины.

(2) Основные типы

Электромагнитные клапаны открываются и закрываются с помощью соленоида, который активируется электрическим сигналом. В большинстве промышленных применений электромагнитные клапаны бывают следующих пяти типов.

(1) Двухходовые электромагнитные клапаны

Электромагнитные клапаны этого типа обычно имеют одно впускное и одно выпускное отверстия и используются для разрешения и перекрытия потока жидкости. Два типа операций для этого типа – «нормально закрытый» и «нормально открытый».

(2) Трехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны обычно имеют три трубных соединения и два отверстия. Когда одно отверстие открыто, другое закрывается, и наоборот. Они обычно используются для попеременного приложения давления к давлению выхлопа от привода клапана или цилиндра одностороннего действия. Эти клапаны могут быть нормально закрытыми, нормально открытыми или универсальными.

(3) Четырехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны имеют четыре или пять трубных соединений, обычно называемых портами.Один из них представляет собой входное отверстие для давления, а два других – это входные отверстия цилиндра, обеспечивающие давление в цилиндр или привод двойного действия, а также один или два выходных отверстия для выпуска давления из цилиндров. У них есть три типа конструкции; одиночный соленоид, двойной соленоид или одиночный пневмопривод.

(4) Электромагнитные клапаны прямого монтажа

Это двухходовые, трехходовые и четырехходовые электромагнитные клапаны, предназначенные для группового монтажа на клапаны различного количества. Любая комбинация нормально закрытых, нормально открытых или универсальных клапанов может быть сгруппирована вместе.Эти серии представляют собой стандартные электромагнитные клапаны, трубопроводные соединения и монтажные конфигурации которых были заменены монтажной конфигурацией, которая позволяет устанавливать каждый клапан непосредственно на привод без использования жестких трубопроводов или трубок.

(5) Коллекторные клапаны

Коллектор электромагнитных клапанов состоит из матрицы электромагнитных клапанов, установленных в модулях на салазках с регулируемыми ножками в одном направлении (рисунок 4.18). Количество клапанов зависит от подключаемых элементов и функций каждого из этих элементов.Множество электромагнитных клапанов расположено и размещено на монтажной поверхности коллектора, а также плата, образованная с электрической цепью для питания этих электромагнитных клапанов (рисунок 4.18). Каждый соленоидный клапан включает в себя клапанную часть, содержащую клапанный элемент, и рабочую часть соленоида для приведения в действие клапанного элемента. Плата установлена ​​на первой боковой поверхности коллектора под рабочей частью соленоида. Плата может быть прикреплена и отсоединена, оставив при этом электромагнитные клапаны установленными на коллекторе, соединители питания и сигнальные лампы предусмотрены в положениях на плате, соответствующих соответствующим электромагнитным клапанам.Каждый питающий соединитель расположен в таком положении, что он подключается к приемному выводу электромагнитного клапана втычным образом при установке электромагнитного клапана на коллекторе. Каждая световая индикация расположена в таком положении, чтобы ее можно было визуально распознать сверху соленоидного клапана, оставив соленоидный клапан установленным на коллекторе.