Данное устройство получило свое название по принципу создания управляющего усилия. Электромагнитный клапан — это, по сути, запорный вентиль, в котором плунжер поднимается (в нормально закрытых моделях) или опускается (в нормально открытых моделях) при помощи силы электромагнитного поля, которое создается посредством катушки (соленоида).

Рассмотрим принцип работы электромагнитного клапана ODE нормально закрытого типа, то есть который при отсутствии напряжения на катушке закрыт. При подаче напряжения сердечник катушки втягивается и поднимает, преодолевая усилие пружины, жестко закрепленный с ним плунжер. Освободившись от плунжера, поршень (мембрана) под действием давления среды поднимается, открывая проход.

При обесточивании катушки, плунжер, толкаемый пружиной, давит на мембрану и тем самым перекрывает проход.

Принцип действия электромагнитного клапана ODE нормально открытого исполнения точно такой же. Единственное отличие — при подаче напряжения на катушку, плунжер наоборот, преодолевая сопротивление пружины, опускается вниз, давит на мембрану, которая перекрывает отверстие.

Существует несколько видов конструкций электромагнитных клапанов ODE, у которых различен принцип действия с точки зрения гидравлики. Рассмотрим их.

Принцип работы соленоидного клапана ODE прямого действия

Его схема работы абсолютно идентична вышеописанной. То есть открытие (закрытие в нормально открытых моделях) происходит ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО благодаря силе электромагнитного поля соленоида. Плюс такого решения — простота конструкции, в которой минимальное число деталей. А значит высокая надежность и более низкая цена по сравнению с моделями непрямого действия.

Принцип работы электромагнитного клапана ODE непрямого действия

В отличие от моделей прямого действия, в данном варианте мембрана, перекрывающая проход, находится между двумя полостями – надмембранной и подмембранной. В закрытом состоянии в них давление среды одинаково. Но за счет того, что мембрана выполнена таким образом, что со стороны надмембранной полости имеет большую площадь, результирующее усилие прижимает мембрану к седлу. Также в таком клапане имеется перепускной канал, соединенный с надмембранной полостью, и который закрывается плунжером, связанным с соленоидом. При подаче на него напряжения, плунжер открывает перепускной канал. Давление в надмембранной полости падает, и результирующее усилие поднимает мембрану, и рабочая среда может свободно идти через клапан.

Для нормальной работы такого вида устройства необходима разность давления на его входе и выходе, которая указывается в паспорте. Обычно она составляет 0,1-0,9 атм.

Принцип работы соленоидного клапана ODE комбинированного действия

В этих клапанах, как и в моделях непрямого действия также имеется перепускной канал, закрываемый плунжером. Но есть особенность. Конструктивно выполнено так, что плунжер может непосредственно воздействовать на мембрану, как в клапанах прямого действия. Поэтому клапан комбинированного действия может работать:

• при разности давления равной нулю по принципу прямого действия;
• при отличной от нуля разности давления по принципу непрямого действия.

Демонстрация работы электромагнитного клапана.

Информация о материале

Опубликовано: 15 апреля 2016

Просмотров: 5413

Как работает соленоид?

Скорее всего, сегодня вы использовали несколько соленоидов. Они помогают завести машину, звонят в дверь и делают для вас сотни других вещей каждый день. Но что такое соленоид и как работает соленоид?

Соленоид работает, создавая электромагнитное поле вокруг подвижного сердечника, называемого якорем. Когда электромагнитное поле вынуждено двигаться, движение этого якоря открывает и закрывает клапаны или переключатели и превращает электрическую энергию в механическое движение и силу.

Поскольку соленоиды составляют такую ​​большую часть нашего мира, они представляют собой простые механизмы, требующие лишь базовых знаний физики, которые большинство из нас изучали в средней школе. Разобраться в них несложно, и вам не нужно знать никаких математических формул, чтобы узнать их секреты.

Что такое соленоид?

На самом простом уровне соленоид представляет собой отрезок проволоки, намотанной на сердечник. Сердечник часто состоит из двух частей — неподвижного сердечника и подвижной, являющейся якорем. Две части подпружинены.

Когда электрический ток проходит по проводу, он создает магнитное поле, которое перемещает якорь от неподвижного сердечника (или к нему, в зависимости от назначения и конструкции соленоида). Когда ток прекращается, пружина возвращает якорь в исходное положение.

Это возвратно-поступательное движение делает этот тип соленоида линейным, хотя есть и вращающиеся соленоиды, которые немного сложнее.

Для работы соленоид должен иметь три вещи:

• Спиральный провод
• Подвижный сердечник
• Электричество

Уберите спиральный провод, и у вас ничего нет. Убери электричество, и у тебя будет весна. Убери сердечник, и ты держишь только электромагнит.

В системе зажигания автомобиля эти элементы вместе приводят в движение якорь, что позволяет замыкать цепь, которая запускает двигатель. Как только вы отпустите ключ и он отойдет от положения «пуск», соленоид деактивируется, якорь вернется в прежнее положение, разорвав цепь. Таким образом, зажигание вашего автомобиля перестанет пытаться запустить двигатель, так как он уже работает.

Хотя соленоид использует электромагнетизм, сам по себе он не является электромагнитом. Он использует только электромагнетизм для выполнения своей работы. Несмотря на это, многие люди используют термины взаимозаменяемо.

Для визуального ознакомления с соленоидами см. видео ниже:

Соленоид разрезается, начиная с отметки 5:40, позволяя вам увидеть, что это не более чем катушка медного провода. Для работы соленоида требуется электрический ток.

Здесь можно найти видео об автомобилях:

В этом разделе вы найдете много информации о соленоиде стартера автомобиля, заглянете внутрь одного из них и узнаете, что заставляет эти устройства выходить из строя, в том числе почему этот щелкающий звук в вашем автомобиле делает, когда он не запускается, является показателем плохого соленоида.

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитные клапаны, как и любые другие клапаны, регулируют поток газов или жидкостей. Наличие в них соленоида позволяет этим клапанам открываться или закрываться с помощью электричества.

Клапаны этих типов могут быть двух видов: нормально открытые и нормально закрытые.

В состоянии покоя электромагнитного клапана — выключено — ток по проводам не течет, и подвижный сердечник упирается в основание клапана. Тем самым он закрывает клапан, так как жидкость или газ за ним не могут пройти.

Подача электричества через катушку провода создает магнитное поле, это поле заставляет сердечник подниматься, и теперь жидкость или газ могут свободно проходить через клапан. Отключение электричества опускает сердечник обратно вниз, закрывая клапан и перекрывая поток газа или жидкости. Это функция нормально закрытого клапана, который остается закрытым до тех пор, пока для открытия клапана не будет использовано электричество.

Нормально открытый электромагнитный клапан использует те же принципы, но предназначен для работы в обратном направлении. В выключенном положении сердечник остается в верхнем положении, позволяя среде течь через открытый клапан. Включение клапана заставит сердечник двигаться вниз, перекрывая поток и закрывая клапан.

Сила соленоида

Если вы когда-либо использовали пневматический инструмент, вы использовали небольшой соленоид. В вашем компрессоре был сжатый воздух. Вы нажали на спусковой крючок своего пистолета для гвоздей, потому что хотели, чтобы струя сжатого воздуха забила вам гвоздь. Когда вы это сделали, электромагнитный клапан открылся на долю секунды, позволяя дозе этого сжатого воздуха выстрелить из компрессора в пистолет и забить этот гвоздь.

Для перемещения такого маленького клапана не требуется много энергии, но для соленоида в более крупном инструменте — возможно, для управления более значительными объемами жидкости или газа — требуется больше. Мощность, доступная от соленоида, зависит от количества витков в проводе и тока, проходящего через него.

В соответствии с законом Ампера, представляющим собой математическое уравнение, которое учитывает эти элементы для определения силы электромагнитного поля, уравнение магнитного поля позволяет определить, сколько катушек и какой ток необходим для адекватного питания электромагнитного клапана.

Применение

Более сильные или слабые соленоиды находят применение в зависимости от необходимости. Большой, мощный соленоид с множеством катушек и большим электрическим током не нужен для того, чтобы заставить ваш дверной звонок звонить. Это можно сделать с помощью небольшого соленоида.

Но электромагнитный клапан на нефтяной вышке должен быть намного мощнее. В то время как все соленоиды являются электрическими — у вас не может быть электромагнита без электричества — разнообразие выполняемых ими работ требует разных типов.

• Электрика . Этот термин распространяется на все электромагнитные клапаны, поскольку в них должно быть задействовано электричество.
• Пневматический . Эти электромагнитные клапаны позволяют перемещать и подавлять газы, такие как воздух, азот и углекислый газ.
• Гидравлический . Клапан, который регулирует движение жидкостей, от воды до бурбона и бензина.

Когда вы начнете искать их, вы обнаружите, что соленоиды и электромагнитные клапаны повсюду в современной жизни, и они делают многие задачи, которые мы выполняем каждый день, намного более управляемыми.

Проверка соленоида

Ваш соленоидный клапан может время от времени перестать открываться и закрываться, или соленоид в вашем автомобиле может однажды не завести ваш автомобиль. Диагностика этих проблем является ключом к их устранению, поэтому есть несколько простых способов сделать это.

Проще всего с компасом. Поскольку ваш соленоид работает на электромагнетизме, вокруг него не будет магнитного поля, если сам соленоид не работает.

Поместив компас рядом с соленоидом, а затем активировав этот соленоид, вы сразу узнаете, проблема в нем или есть какая-то другая механическая проблема. Если стрелка вашего компаса прыгает, соленоид создает магнитное поле. Если нет, то ваш соленоид не получает необходимое электричество.

В этом случае вы можете дополнительно определить проблему с помощью мультиметра. Однако перед этим ваш первый шаг — проверить соединения. Если ваши положительные или отрицательные клеммы отсоединены или каким-либо образом неисправны, соленоид не может работать, даже если он находится в первозданном состоянии. Даже если соединения выглядят хорошо, вы должны использовать мультиметр, чтобы определить непрерывность соленоида.

Убедившись, что соединения в порядке, переключите мультиметр на настройку сопротивления. Если вы получите показание более 0,3 Ом, устройство не работает должным образом. Он не проводит достаточно электричества для работы и нуждается в замене.

Дополнительные сведения о диагностике и устранении проблемы см. в нашем ресурсе по устранению неполадок электромагнитного клапана.

Заключение

Соленоиды и электромагнитные клапаны встречаются почти везде в нашем современном мире. Мы используем их, чтобы заводить автомобили, управлять диализными аппаратами, управлять посудомоечными машинами и даже манипулировать нашими динамиками, чтобы они воспроизводили музыку из электрического сигнала. Хотя без них наша жизнь была бы совсем другой, соленоиды — простые создания.

Работающие соленоиды, требующие только провода, магнитного сердечника и электрического тока, можно изготовить на уроке естествознания в средней школе, но они помогают нам выполнять сотни задач, некоторые из которых были бы невозможны без них.

Остались вопросы

Мы всегда готовы помочь вам ответить на вопросы о электромагнитном клапане и помочь выбрать лучший клапан для ваших нужд. Если у вас есть дополнительные вопросы, наши специалисты по арматуре доступны в обычные рабочие часы по телефону или в чате ниже.

Что такое соленоид – его принцип работы и типы

Соленоиды – это простые компоненты, которые можно использовать для различных целей. Название соленоид происходит от греческого слова «солен», что означает канал или трубу. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из них имеет свою специфику применения. Хотя приложение меняется, принцип их работы всегда остается прежним. Здесь мы обсудим Работа соленоида и различные типы соленоидов.

Соленоид представляет собой длинный кусок проволоки, намотанной в виде катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, он создает относительно однородное магнитное поле внутри катушки.

Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле можно использовать для создания линейного движения с помощью металлического сердечника. Это простое устройство можно использовать как электромагнит, как индуктор или как миниатюрную беспроводную приемную антенну в цепи.

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». При протекании тока через катушку в ней создается магнитное поле, если поместить внутри катушки металлический сердечник , то магнитные линии потока концентрируются на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником. Эта концепция электромагнитной индукции была более подробно разработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.

Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, в то время как часть потока появляется на концах катушки и небольшое количество потока выходит за пределы катушки.

Магнитная сила соленоида может быть увеличена за счет увеличения плотности витков или за счет увеличения тока, протекающего в катушке.

Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительный, так и отрицательный полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.

На рынке доступны различные типы соленоидов, классификация основана на материале, конструкции и функции.

• Многослойный соленоид переменного тока
• Соленоид рамы DC-C
• Соленоид рамы DC-D
• Линейный соленоид
• Поворотный соленоид

Ламинированный соленоид переменного тока

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проволокой. Сердечник изготовлен из многослойного металла, чтобы уменьшить блуждающий ток, что помогает улучшить работу соленоида.

Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, поскольку он может создавать большое усилие при первом ходе. Это связано с тем, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрическим оборудованием при включении). Они способны использовать больше ходов, чем ламинированные соленоиды постоянного тока.

Доступны в различных конфигурациях и диапазонах, при работе они издают чистый жужжащий звук.

Ламинированный соленоид AC можно использовать в различном оборудовании, требующем немедленных действий, таком как медицинское оборудование, замки, транспортные средства, промышленное оборудование, принтеры и некоторые бытовые приборы.

C-образный соленоид постоянного тока

C-образный соленоид относится к конструкции соленоида. Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая покрывает катушку.

Соленоид постоянного тока C-образной рамы используется во многих повседневных приложениях из-за более контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, они также могут использоваться в оборудовании, предназначенном для питания переменного тока.

Источник изображения: https://uk.rs-online.com.

D-образный соленоид постоянного тока

Этот тип соленоида имеет двухкомпонентную раму, закрывающую катушки. Они имеют те же функции, что и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет управляемый ход.

Соленоид постоянного тока D-образной формы

Линейный соленоид

Линейные соленоиды более знакомы людям. Он состоит из катушки проволоки, намотанной на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать тянущее или толкающее усилие к механическому устройству.

Этот тип соленоидов в основном используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает замыкать цепь и позволяет току течь через механизм.

Линейные соленоиды в основном используются в автоматических и надежно защищенных дверных механизмах и стартерах автомобилей и мотоциклов.

Вращающийся соленоид

Вращающийся соленоид — это уникальный тип соленоида, который используется для различных применений, где требуется простой процесс автоматического управления. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но принцип действия у них другой.

Металлический сердечник крепится к диску и имеет под ним небольшие канавки. Размер канавок точно совпадает с пазами в корпусе соленоида. Он также имеет шариковые подшипники, чтобы сделать движение легким.

При срабатывании соленоида сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь место пружины между сердечником и корпусом соленоида. После отключения источника питания пружина возвращает сердечник диска в исходное положение.

Вращающийся соленоид более надежен, чем , по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Первоначально они были предназначены только для защитных механизмов, но в настоящее время их можно найти во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.

Теперь вы знаете о соленоидах , принципе работы и различных типах соленоидов , доступных на рынке. Соленоиды — это простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.

Их принцип работы и мгновенная реакция сделали их лучшим решением для приложений, которым требуется большое количество энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.