Электромагнитный клапан устройство: Устройство и принцип работы электромагнитного клапана от компании “Овен Комплект Автоматика”

alexxlab | 19.06.2023 | 0 | Разное

Электромагнитный (соленоидный) клапан | LAZY SMART

   25.03.2016    Нет комментариев    Рубрика: Автоматика в быту, Основы автоматики

Электромагнитный клапан — исполнительное устройство, используемое в автоматике для открытия/закрытия потоков газа или жидкости. Эти устройства — неотъемлемая часть систем тепло- и водо- снабжения, автоматического полива, систем управления уровнем жидкости в резервуаре и т.д.

Принцип работы

Электромагнитный клапан состоит из катушки с сердечником и запирающего механизма (клапана и мембраны). При подаче напряжения на катушку, в ней возникает магнитное поле, которое заставляет сердечник вместе с запирающим механизмом изменить своё состояние по отношению к исходному положению.

Рис. 1 Нормально закрытый (НЗ) клапан

При снятии напряжения питания клапан возвращается в исходное состояние за счёт механического действия пружины.

Нормально-открытый и нормально-закрытый электромагнитный клапан

В нормальном состоянии (когда управляющее напряжение на катушке отсутствует) клапан может быть открыт (нормально-открытый клапан) или закрыт (нормально-закрытый клапан).

В каких же случаях используют НЗ клапаны, а в каких НО? Всё зависит от того, какое состояние считается наиболее безопасным — состояние, в которое клапан должен вернуться при аварийном пропадании управляющего напряжения. Например, в системе защиты от протечек ЭМ клапан устанавливается в квартире на входном трубопроводе, чтобы перекрыть подачу воды в случае возникновения протечки. Если установить НО клапан в такую систему, то в случае пропадания электропитания в квартире клапан будет оставаться открытым и не спасёт от протечки. Поэтому в данном случае безопасным состоянием является «нормально закрытое».

Если с точки зрения безопасности оба состояния клапана являются равноценными, тогда берут клапан с таким нормальным состоянием, в котором устройство в процессе работы будет находиться дольше, чтобы снизить расходы электроэнергии.

Характеристики и выбор ЭМ клапана

Основными характеристики, на которые нужно обратить внимание при выборе клапана:

• Тип клапана: нормально-открытый или нормально-закрытый. Какой тип клапана выбрать подробно рассмотрено в предыдущем разделе.
• Присоединительные размеры: диаметр и тип резьбы.
• Габаритные размеры: клапан же должен уместиться там, куда его планируется установить.
• Максимальное давление (PN): Предельное давление среды, при котором может работать клапан. Выбирать его нужно с некоторым запасом относительно рабочего давления воды в вашей системе.
• Диапазон рабочего давления (ΔP). Верхний предел обычно совпадает с PN. Нижний предел тоже важен: если давление в системе не достигает нижнего предела, клапан может просто не открыться.
• Масса. Если клапан много весит, придётся продумать для него дополнительный крепёж, чтобы он не погнул трубопровод, на котором установлен.
• Тип управляющего напряжения: переменный или постоянный ток, рабочее напряжение катушки. Необходимо учитывать при проектировании системы управления клапаном.

Управление электромагнитным клапаном

Важной характеристикой ЭМ клапана является тип управляющего напряжения. В системах автоматики это чаще всего 220 В переменного тока или 24 В постоянного тока. Управляют клапаном с помощью дискретного ключа. Это может быть релейная схема автоматики, ручная кнопка или релейный выход контроллера.

На рисунке показано управление клапаном с катушкой на 220 В.  Схема управление катушкой рассчитанной на постоянный ток 5, 12, 24 В — идентична. Однако, в случае с постоянным током важнособлюдать полярность управляющего напряжения.

Применение электромагнитного клапана

В одной из наших статей мы рассказали об организации системы полива на дачном участке. При создании поливальной машины мы активно применяли различные типы электромагнитных клапанов.

Предлагаем Вам ознакомиться с этой статьёй.

   Tags: реле, Электромагнитный клапан

---

Полезные статьи » Принцип работы электромагнитного клапана

Вне зависимости от того, что является запорной частью клапана, мембрана или поршень механизм работы у клапанов делится на два типа:

• Прямого действия
• Пилотного действия

Для лучшего понимания принципа работы рассмотрим устройство клапана.

Возьмём клапан прямого действия SMART SM55633 и рассмотрим его устройство.

Клапан состоит из следующих элементов:

• Корпус
• Мембрана
• Электромагнитная катушка (на неё подаётся напряжение)
• Плунжер (парамагнетик, находится внутри штока)
• Шток (на него надевается катушка)
• Пружина (соединяет мембрану и плунжер)

Для удобства будем считать, что рабочая среда (допустим, вода), идёт слева направо на нашем рисунке.

До подачи напряжения на катушку вода не может пройти, так как ей мешает мембрана. При подаче напряжения на катушку происходит следующее:

• Создаётся магнитное поле катушки
• Внутри штока, под действием магнитного поля, плунжер поднимается вверх
• Плунжер у нас соединён с мембраной при помощи пружины и поэтому мембрана так же поднимается вверх.

Если напряжение на катушке убираем, то плунжер опускается и за ним опускается мембрана, надёжно закрывая клапан.

То есть, в случае клапана прямого действия, у нас происходит поднятие мембраны за счёт силы магнитного поля, без какой-либо дополнительной помощи.

Теперь рассмотрим клапан пилотного действия на примере SMART SG55324.

Видно, что конструкции двух видов электромагнитных клапанов отличаются друг от друга. Ключевое отличие – пилотный канал. Именно на него идёт воздействие плунжера и там находится своё уплотнение. То есть, по сути у нас есть две мембраны: основная – клапана и дополнительная – пилотного канала.

Когда на катушке нет напряжения, то вода протекает через узкий пилотный канал в пространство над мембраной. Давление над мембраной равно давлению под мембраной, пилотный канал закрыт своим уплотнением, клапан находится в закрытом положении.

 При подаче напряжения на катушку:

• Создаётся магнитное поле катушки
• Внутри штока, под действием магнитного поля, плунжер поднимается вверх и поднимает уплотнение, находящиеся в пилотном канале, благодаря чему, вода из подмембранного пространства выливается.
• Из-за того, что есть разница давлений снизу и сверху мембраны, то мембрану засасывает наверх (в область меньшего давления), клапан открывается.

А когда напряжение на катушку убираем, то:

• Уплотнение пилотного канала закрывается
• Вода начинает затекать в надмембранное пространство
• Давление сверху и снизу мембраны клапана выравнивается
• Клапан закрывается

И как бонус картинка для нормально-открытого клапана пилотного действия:

Без напряжения вода везде (в том числе и в пилотном канале), подаётся напряжение, пилотный канал перекрывается, мембрана под воздействием пружины опускается.

Что такое электромагнитный клапан?

Клапаны являются основными устройствами для управления потоками газа и жидкости, а добавление соленоидов позволяет управлять ими дистанционно и автоматизировать их.

Клапаны бывают разных форм и размеров и являются основным типом механических компонентов, используемых во всех видах оборудования, машин и процессов. Клапаны могут физически открываться или закрываться полностью, а иногда и в промежуточные положения, чтобы контролировать доступность, расход и давление газов и жидкостей. В этом блоге особое внимание уделяется электромагнитным клапанам, обычно называемым электромагнитными клапанами, и тому, как они работают для обеспечения многих возможностей промышленной автоматизации.

Метод активации соленоида

Все, что физически перемещает клапан, является приводом. Ручные клапаны требуют, чтобы человек управлял ручкой, чтобы открывать и закрывать клапан. В автоматических клапанах используются электромеханические устройства для их приведения в действие, что позволяет управлять ими из удаленных мест операторами или системами управления и открывает множество дополнительных функциональных возможностей.

Один из методов приведения в действие клапанов использует электромеханические соленоиды для прямого или непрямого управления клапанами. Базовый соленоид состоит из электрической обмотки, также называемой катушкой, расположенной вокруг подвижного металлического сердечника или поршня, который может быть подпружинен. При подаче управляющего напряжения — обычно 12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока, 24 В переменного тока или 120 В переменного тока в промышленных целях — катушка становится электромагнитом и перемещает сердечник.

Для небольших технологических клапанов диаметром трубы примерно до 2 дюймов соленоид может создавать достаточное усилие для непосредственного управления клапаном. Эти типы компактных соленоидных технологических клапанов очень полезны для управления включением/выключением потока сжатых газов или жидкостей на машине или части оборудования.

Представьте себе машину, которая транспортирует детали для мойки. Электромагнитные технологические клапаны можно использовать для подачи сжатого воздуха в цилиндр, который выдвигается для удерживания детали, и для подачи воды в сопло, предназначенное для промывки детали.

А как насчет больших клапанов? Популярным методом приведения в действие клапанов, от малых до больших, является использование пневматического управления. Небольшие электромагнитные регулирующие клапаны можно использовать для подачи сжатого воздуха (или любого сжатого газа) для управления пневматическим механизмом, который, в свою очередь, открывает и закрывает клапан большего размера. Пневматические механизмы могут быть поворотными или линейными приводами, а небольшие электромагнитные регулирующие клапаны иногда называют пилотными клапанами.

Регулирующие клапаны доступны как отдельные автономные компоненты. Там, где для данной области требуется большое количество электромагнитных регулирующих клапанов, они также доступны в виде модульных узлов, где несколько соленоидов могут быть объединены в один коллектор.

Электромагнитные коллекторы компактны по сравнению с отдельными клапанами, и они уменьшают потребность в водопроводе, упрощая установку и техническое обслуживание. Каждый соленоид может быть традиционно жестко подключен, но новые интеллектуальные коллекторы могут использовать промышленные протоколы связи, так что программируемые логические контроллеры могут управлять многими соленоидами через одно сетевое соединение.

Размер электромагнитного клапана

При выборе электромагнитных клапанов для своего применения конструкторы должны учитывать несколько деталей.

• Электрика: Напряжение соленоида и потребляемый ток должны быть совместимы с тем, что доступно от аппаратных средств управления или управления на базе ПЛК.
• Сервис: Технологические клапаны устанавливаются в технологических трубопроводах для управления средами (воздух, масло, инертный газ, вода и т. д.), в то время как регулирующие клапаны обычно управляют другими клапанами и оборудованием пневматически, используя сжатый газ, обычно воздух.
• Размер: Электромагнитные клапаны должны быть рассчитаны так, чтобы выдерживать ожидаемые рабочие условия и давление, обеспечивая при этом достаточный поток для нагрузки. Каждый соленоидный клапан будет иметь допустимый диапазон давления (обратите внимание, что для работы некоторых клапанов требуется как минимум минимальное давление) и опубликованный коэффициент расхода (C _v ), которое указывает характеристики потока. Многие поставщики клапанов предлагают программное обеспечение для расчета, помогающее определить размеры.
• Размер порта: Соединительные порты должны соответствовать размерам труб и фитингов, но обратите внимание, что размер потока также влияет на доступные размеры портов.
• Тип технологического клапана: Самые простые клапаны – 2-ходовые, 2-позиционные. Эти клапаны имеют два соединительных порта и два положения (открыто или закрыто). Другая популярная конфигурация — 3-сторонняя, 2-позиционная, в которой три порта расположены таким образом, что общий порт одновременно подключается только к одному из двух других.
• Тип регулирующего клапана: Регулирующие клапаны также доступны в 2-ходовой, 2-позиционной и 3-ходовой, 2-позиционной конфигурациях, а также во многих других конфигурациях, таких как 5-ходовая, 3-позиционная. В регулирующих клапанах могут использоваться катушки одностороннего действия, в которых пружина используется для возврата клапана в состояние покоя при отключении питания. В более сложных комбинациях может использоваться несколько витков и различные устройства с пружинным возвратом в центр.
• Опции: Некоторые соленоиды имеют жесткое подключение, в то время как для упрощения установки к другим можно подключить наборы кабелей с разъемами. Светодиодные индикаторы и защита от перенапряжений — удобные опции для облегчения поиска и устранения неисправностей и увеличения срока службы.

Выбор подходящего электромагнитного клапана для работы

С таким количеством вариантов может быть сложно выбрать лучший продукт для каждого применения. Веб-сайт AutomationDirect предоставляет множество способов поиска и фильтрации результатов по продуктам, а также предлагает множество ресурсов и методов поддержки клиентов, упрощая разработчикам поиск подходящих электромагнитных клапанов для их применения.

Электромагнитные клапаны прямого действия

SMC предлагает электромагнитные клапаны прямого действия с 3, 4 и 5 портами, подходящие для применения в вакууме и без меди. Электромагнитный клапан прямого действия обеспечивает высокую скорость, малый вес и высокую пропускную способность. Клапан будет работать при давлении от 0 фунтов на квадратный дюйм до номинального максимального давления и может быть сконфигурирован как автономный или в основании коллектора.

---

SX

Высокопроизводительный двухходовой высокоскоростной клапан серии SX10 компании SMC компактен и легок. SX10 также имеет низкое энергопотребление 4 Вт, высокую частоту 1200 Гц и два типа крепления. SX 10 также может сократить трудозатраты на установку благодаря использованию быстроразъемного крепления. Серия SX10 соответствует требованиям RoHS.

VV061

Серия VV061 представляет собой 3-ходовой электромагнитный клапан прямого действия, предназначенный для установок на 4 и 8 станций со встроенным компактным коллектором, клапаном, печатной платой, основанием и фитингами, образующими единый компактный блок. Модель серии VV061 имеет дополнительную схему энергосбережения, которую можно использовать для длительной непрерывной работы. Этот блок доступен с фитингом в одно касание или штуцером и дополнительным соединительным кабелем длиной 300, 600 или 1000 мм.

VV100

Серия VV100 подходит как для прямого монтажа, так и для монтажа на кронштейне, а также подходит для труб различных размеров, включая наши миниатюрные 2-мм фитинги с одним касанием. Энергосбережение также было принято во внимание, так как отдельные клапаны можно заказать со схемой энергосбережения, поскольку каждый клапан можно отключить вручную, что гарантирует безопасное техническое обслуживание.

V100

Покупателям, которые ищут компактный, легкий клапан с большим расходом для управления технологическими клапанами или приводами, больше не нужно искать. Серия V100 компании SMC – это один из самых передовых электромагнитных клапанов на современном рынке. Стандартный V100 потребляет всего 0,35 Вт, что на 76% меньше, чем у сопоставимых клапанов. Модель с низким энергопотреблением потребляет всего 0,1 Вт, что отражает существенную экономию до 93% по сравнению с существующими продуктами. При весе всего 12 г и скорости потока от 8,4 до 24 л/мин это идеальное решение, когда пространство, производительность и вес компонентов имеют решающее значение.

S070

Серия S070 — это сверхкомпактный 2/3-ходовой электромагнитный клапан прямого действия, отвечающий требованиям миниатюризации анализаторов, медицинского оборудования и оборудования для производства полупроводников. S070 очень легкий (5 г для одноблочного клапана), а уровень шума при работе составляет 38 дБ(А) или меньше. Легко увеличить или уменьшить количество станций (база штабелирования). Ширина клапана 7 мм.

VQD

4-ходовой тарельчатый электромагнитный клапан прямого действия серии VQD1000 обеспечивает большую пропускную способность в компактном и легком корпусе. Возможно применение в вакууме (до -100 кПа). Все компоненты клапанов VQD1000, контактирующие с жидкостью, не содержат меди. Серия VQD предлагает удивительно быстрое и стабильное время отклика.

ВК

Серия VK доступна с 3- и 5-ходовым соленоидом, прямым тарельчатым клапаном, клапаном с резиновым уплотнением. Он соответствует требованиям по отсутствию меди, поскольку все детали, контактирующие с жидкостями, изготовлены из материалов, не содержащих медь. Компактный клапан (ширина 18 x длина 68 мм) серии VK доступен в исполнении с отверстием в корпусе или с монтажом на основании.

VT

Трехходовые тарельчатые клапаны прямого действия серии VT имеют компактные размеры, но обеспечивают большую пропускную способность и низкое энергопотребление. Серия подходит для использования в вакуумных приложениях. Клапан VT представляет собой одиночный клапан с 6 функциями (универсальный тип портирования), например Н.З. клапан, Н.О. клапан, распределительный клапан, селекторный клапан и т. д. Клапан коллекторного типа серии VO можно легко преобразовать из Н.З. (нормально закрытого) в Н.О. (нормально открытый), просто перевернув крышку переключателя.