Menu Close

Принцип работы клапана соленоидного: Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Соленоидный клапан

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

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

Принцип работы электромагнитного клапана

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

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

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

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

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

Как работает электромагнитный клапан

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

Типы электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны распределены на несколько категорий.

По типу рабочего положения выделяют:

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




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

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



По типу присоединения к трубопроводу:

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

По типу уплотнительной мембраны:

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

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

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

Правила монтажа и эксплуатации

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

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

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

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

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

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

Преимущества электромагнитных клапанов
  • Автоматический тип работы

  • Высокое быстродействие

  • Возможность удаленного управления

  • Компактность (малые габаритные и весовые показатели)

  • Длительный срок эксплуатации

  • Простота монтажа и обслуживания

Причины поломок и методы устранения

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

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

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

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

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


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


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

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 F

1 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 ΔPмин, то мембрана будет закрывать основной проход клапана, но пилотное отверстие будет открыто. Поэтому при ΔP мин НО клапан будет открыт, но расход через него будет значительно меньше, чем в рабочем режиме, когда ΔP > ΔPмин.

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

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

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:

Электромагнитные соленоидные клапаны — устройство, принцип работы

Электромагнитный соленоидный клапан — это комбинация двух функциональных узлов: соленоид (электромагнит) с сердечником и клапан с проходным отверстием, в котором установлен диск или поршень. Клапан открывается (закрывается) движением магнитного сердечника (он втягивается в соленоид), когда на катушку подается электропитание. Если проще, это запорный кран для моментального автоматического перекрытия потока рабочей среды, который управляется с помощью электричества. Существуют двухходовые клапаны (2 порта для управления электроприводом) и трехходовые (3 порта).

Корпус соленоидного клапана изготовляется из латуни, литейного чугуна, нержавеющей стали или бронзы. Катушка — это электрическая часть, которая создает магнитный поток при подаче напряжения, состоит из бобины с изолированным медным проводом. Металлическая оболочка катушки служит для электрической и механической защиты, от воды и пыли.

Соленоидные клапана для воды, воздуха и других рабочих сред производятся с уплотнительными материалами: EPDM (этилен-пропилен), NBR (нитрил-бутадиеновая резина), FPM (Фторэластомер), PTFE (политетрафторэтилен), VITON (фторкаучук, фтористая резина).

Соленоидные клапаны прямого и непрямого действия 

В клапане прямого действия сердечник соленоида механически соединен с диском и открывает/закрывает проходное отверстие при вкл/выкл соленоида. Его работа не зависит от рабочего давления в трубопроводной системе. Клапаны непрямого действия используют для работы давление в трубопроводе (разность давления между входом и выходом). Он оснащен пилотным перепускным отверстием. При подаче электрического напряжения на соленоид, пилотное отверстие открывается и сбрасывает давление с верха поршня на выход клапана. При этом давление рабочей среды поднимает поршень (мембрану) с седла клапана, тем самым открывая его. При отключении питания от соленоида пилотное отверстие закрыто и всё давление прикладывается к поршню или мембране сверху — происходит герметичное закрытие.

Основные сферы применения

Клапаны применяются во многих отраслях промышленности: канализация, котельные агрегаты, расширительные системы, моечные системы, поливочные системы, пищевое производство, другие гидравлические системы. Основные производители: Danfoss, Dendor, Tork (АДЛ), ASCO, АСТА, СЕМЕ. Область использования клапана напрямую связана с материалом, из которого он изготовлен и уплотнением. Соленоидные клапаны DENDOR прямого действия могут работать при нулевом давлении, без учета перепада давления среды. Клапаны непрямого действия при нулевом давлении неработоспособны. Так, муфтовый соленоидный клапан Dendor серии VG может эксплуатироваться при температуры рабочей среды до +180°C, в условиях высокого давления (до PN 25).

назначение, применение, проверка и ремонт

Клапан с электромагнитным приводом — это современный вид запорной арматуры. Они позволяют на расстоянии управлять потоками жидкости или газа в трубопроводных системах. Такие затворы хорошо встраиваются в автоматизированные системы управления технологическими процессами, позволяют экономить дефицитные человеческие ресурсы и делают работу предприятий более безопасной. Существует большое количество различных видов клапанов для разных сред, различаются они и по своему устройству и назначению.

Назначение и применение электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан предназначен для управления потоками жидких и газообразных продуктов на расстоянии. Он может быть запорным и регулирующим. Управление при этом может осуществляться как вручную, так и с помощью систем автоматики. По своей конструкции и назначению электромагнитный затвор весьма похож на обычный, с той разницей, что в движение запорный элемент приводится в движение не мускульной силой, а соленоидом, электромагнитом с подвижным сердечником. При подаче напряжения на катушку индуктивности соленоида, она, в зависимости от полярности, втягивает или выталкивает сердечник, соединенный со штоком клапана.

Такие запорные и регулирующие устройства используются как в сложных промышленных установках, так и в домашних системах отопления, водоснабжения, в бытовой технике. Применяются они и в транспортных средствах, работающих на жидком топливе.

Устройство клапана

Соленоидный клапан по составу основных деталей и узлов во многом совпадает с обычным устройством с ручным управлением:

  • Корпус с подводящим и отводящим патрубком.
  • Рабочая камера с седлом.
  • Тарельчатый, шаровой или лепестковый запорный элемент.
  • Возвратная пружина.
  • Шток, соединенный с запорным элементом и сердечником соленоида
  • Соленоид.

Корпус магнитного клапана изготавливается из металлических немагнитных сплавов или прочных пластиков. Высокая герметичность корпуса позволяет применять клапан в различных средах, в том числе и активных. Соленоидные клапана для воды в качестве уплотняющих прокладок используют резину, для более активных сред выбирают фторопласт. Открывать и закрывать клапан соленоид за время службы должен тысячи или даже десятки тысяч раз, поэтому для обмоток берут самые высококачественные медные провода, покрытые изолирующей эмалью.

Управление электромагнитным клапаном осуществляется по проводам, для их присоединения на корпусе снаружи предусмотрены контактные группы.

Устройство должно быть устойчивым к воздействию внешних электромагнитных полей, шумов и вибраций.

Существуют и другие типы электромеханических приводов, такие, как электродвигатель с редуктором, пневматические или гидравлические.

Принцип работы электромагнитных систем

Принцип работы электромагнитного запорного клапана основан на физическом явлении электромагнитной индукции. При протекании тока по катушке индуктивности внутри нее возникает магнитное поле, воздействующее на сердечник из магнитных материалов силой, приложенной в продольном направлении. Эта сила, в зависимости от полярности приложенного напряжения, пытается втянуть сердечник внутрь катушки либо вытолкнуть его. При этом происходит открытие либо закрытие затворного элемента.

Катушки соленоидных клапанов могут работать как на постоянном токе напряжением от 5 до 36 вольт, так и на переменном токе напряжением 220 В.

Устройства с низким управляющим напряжением обладают небольшой мощностью и ограниченным усилием, передаваемым на запорный элемент. Это позволяет использовать для управления ими низковольтные полупроводниковые схемы. Применяются такие устройства в системах низкого напора рабочей среды, на трубопроводах малых диаметров.

Приводы, работающие на переменном токе, развивают гораздо большие усилия и могут применяться на магистральных трубопроводах высокого давления и больших диаметров.

О разновидностях изделий

Классификация изделий проводится по нескольким параметрам.

Исходя из положения запорного элемента в отсутствие напряжения на катушке различают:

  • Нормально открытые, или НО. Проход для жидкости или газа открыт, а при подаче напряжения- он закрывается.
  • Нормально закрытые, или НЗ. Проход для среды перекрыт, а при подаче напряжения он открывается.

Некоторые модели выпускаются универсальными, а нормально положение запорного элемента настраивается при установке и подключению к управляющей сети. Такие переключаемые устройства называют бистабильными.

В зависимости от рабочей среды запорную арматуру выпускают для:

  • Воздуха.
  • Воды.
  • Пара.
  • Активных сред.
  • Горюче-смазочных материалов.

Приборы для работы в радиоактивных средах отличаются специальным подбором материалов с повышенной радиационной стойкостью. Вакуумный электромагнитный клапан должен обеспечивать особо высокую герметичность

Исходя из характеристик внешней среды, исполнение прибора может быть:

  • Обычное
  • Для влажных помещений.
  • Термостойкие (для высоких температур).
  • Морозостойкие (для экстремально низких температур).
  • Взрывозащищенное. Такие устройства не должны искрить при включении либо выключении. Для этого в них применяются специальные конструктивные решения и материалы.

По типу питающего напряжения катушки делятся на

  • Переменного тока, высокого напряжения. Развивают большие усилия, используются на магистральных трубопроводах высокого давления и больших диаметров.
  • Постоянного тока, низкого напряжения. Применяются на трубах небольшого сечения и низкого напора.

Есть отдельный класс электромагнитных отсечных клапанов высокого давления. Их называют отсечными. Они предназначены для моментального перекрытия трубопроводов или герметизации емкостей в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций.

И, наконец, по типу функционирования клапаны делятся на

  • Одноходовые. Такой затвор имеет только входящий патрубок. Обычно они нормально закрытые и открывают путь водяному или воздушному потоку во внешнюю среду. Используются в качестве предохранительных.
  • Двухходовые. Самый распространенный вид, имеют входящий и выходящий патрубки и монтируется в разрыве трубопровода. Применяются для управления потоком в одном из контуров трубопроводной системы.
  • Трехходовые. Могут иметь один входной и два выходных патрубка либо два входных и один выходной.

Трехходовые клапаны первого типа применяются для перенаправления потоков из одного контура в другой (например, в системе отопления). Это позволяет поддерживать температуру рабочей среды постоянной без изменения параметров работы источника тепла. Устройства второго типа используются для смешения двух потоков, имеющих разную температуру. Характерным примером служит однорычажный шаровой смеситель на кухне или в ванной.

Область использования

Применение электромагнитных клапанов осуществляется в самых разных областях человеческой деятельности, везде, где возникает необходимость управлять потоками жидкостей и газов дистанционно. Сюда входит:

  • Бытовые системы отопления.
  • Системы водоснабжения и водоподготовки.
  • Технологические установки.
  • Трубопроводный транспорт.
  • Генерация и распределение тепла.
  • Бытовые приборы.
  • Канализация.
  • Орошение.
  • Транспортные средства.

Использование электромагнитных клапанов на транспорте понемногу снижается, поскольку все больше видов транспортных средств переходят на электрические источники энергии и отказываются от жидкого топлива и гидравлики, заменяя их на более надежные электрические приводы. Сходные перспективы просматриваются и в системах отопления. Но в водоснабжении, канализации и других отраслях роль электромагнитных затворов будет только возрастать.

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Главным преимуществом устройства является возможность удаленного и быстрого регулирования потоков рабочей среды. Без электромагнитных затворов становится невозможной работа сложных технологических установок и простых бытовых приборов, таких, как кофеварка и стиральная машина.

Кроме того, электропривод позволяет:

  • Подключать соленоидный клапан к централизованной и автоматизированной системе управления. Это многократно повышает точность и оперативность регулировок параметров по сравнению с ручным управлением.
  • Снижать трудозатраты на управление технологическими процессами.
  • Повышать безопасность производства и исключать воздействие на оператора вредных факторов производственной среды.
  • Повышать эффективность работы бытовых приборов и производственных установок за счет точного и быстрого управления потоками рабочих сред и их параметров.

Важным достоинством соленоидного привода по сравнению с электромотором и редуктором является отсутствие зубчатых и червячных передач, исключительная простота устройства и минимум подвижных частей.

Это обеспечивает высокую надежность оборудования, минимальный износ и долгий срок его службы.

Недостатком данного типа устройств являет невозможность плавной регулировки степени открытия затвора. Обеспечивается только два положения: «открыто» и «закрыто».

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

Прежде чем приступать к установке, необходимо определить тип подключения. Наиболее часто применяемыми являются:

  • Резьбовое. Входной и выходной патрубки снабжены внешней либо внутренней резьбой, через соответствующие фитинги арматура встраивается в разрыв трубопровода. Наиболее удобное для самостоятельной установки, лучше выбрать подключение такого типа.
  • Фланцевое. Патрубки оборудованы фланцами, на концах труб также должны быть фланцы соответствующего типоразмера, они стягиваются между собой болтами. Обеспечивают высокое давление и интенсивность потока, чаще применяются на магистралях высокого и среднего давления.

До начала монтажа устройства следует выполнить ряд подготовительных операций. Трубы должны быть размечены, обрезаны под размер и зачищены. Место для установки электромагнитного устройства должно давать свободный доступ к устройству для его монтажа, обслуживания и ремонта. Опытные мастера сформулировали также несколько рекомендаций:

  • Все работы по установке или снятию прибора можно проводить только в отключенном от сети виде.
  • Трубопроводную систему необходимо дополнить фильтром механической очистки. Это предотвратит загрязнение и повреждение деталей посторонними включениями, такими ка песок, чешуйки ржавчины и известковые отложения.
  • Корпус устройства не должен принимать на себя вес участка трубопровода.
  • Следует подключать устройство в соответствии с нанесенными на корпусе стрелками. Они указывают направление потока.
  • При уличной установке следует защитить клапан от воздействия природных явлений. Обычно бывает достаточно водонепроницаемого кожуха. При работе в условиях низких температур нужно обеспечить подогрев кожуха.
  • Резьбовые соединения нужно обязательно уплотнять лентой ФУМ или сантехнической нитью.
  • Кабель для подключения к управляющей системе следует выбирать медный. Он должен иметь достаточное поперечное сечение не менее 2 мм2.

Подбор конкретной модели осуществляется на основе расчетов параметров трубопроводной системы.

Следует учитывать напор, сечение труб, необходимую скорость срабатывания и характеристики управляемой среды.

Признаки неисправности электромагнитного клапана карбюратора

В карбюраторах последних моделей применяется соленоидный привод управления подачей топлива. Как проверить электромагнитный клапан на исправность?

Его поломку определяют по следующим признакам:

  • Двигатель неустойчиво работает на низких оборотах.
  • Мотор глохнет при использовании наката.
  • После выключения двигателя наблюдается детонация рабочей смеси.

Косвенными признаками неисправности также является снижение оборотов при подключении мощных потребителей электроэнергии, таких, как магнитола, ближний или дальний свет, подогрев стекол.

Проверка клапана

Проверять клапан карбюратора следует на следующих режимах:

  • На холостом ходу. После запуска доводят обороты до 2100 и вслушиваются в работу карбюратора. Должен быть слышен резкий характерный звук, означающий закрытие затвора. Далее плавно снижают обороты до значения в 1900, должен быть слышен щелчок открывания.
  • Торможение двигателем. Нужно сбросить газ, не выключая передачу. Исправный клапан в этом случае не сработает, даже если обороты снизились до 1900. Если слышен щелчок – устройство неисправно.
  • После остановки двигателя. Если при выключенном зажигании в цилиндрах продолжаются самопроизвольные вспышки детонирующей рабочей смеси, двигатель дергается и вибрирует – значит, клапан не перекрывает подачу горючего в камеры и далее в цилиндры.
  • Если при работающем моторе вытащить из разъема провод питания электроклапана- двигатель должен заглохнуть. Если он продолжает работать- значит, клапан неисправен.

Кроме способов проверки электромагнитного клапана «на ходу», можно вывинтить клапан из корпуса карбюратора и попробовать подать на него напряжение с аккумулятора. Один провод от батареи присоединяют к контактной колодке, другой- к корпусу прибора. При подключении напряжения клапан должен щелкнуть и втянуть иглу внутрь себя. После размыкания цепи слышен еще один щелчок, и возвратная пружина втянет иглу. Заодно можно проверить, не загрязнены ли детали устройства смолистыми отложениями. Их нужно отмочить в бензине и удалить мягкой ветошью.

Нужно проверить также, подается ли на контакты управляющее напряжение. Его нормальное значение — 10,5-14,4 в. Если на блоке управление напряжение есть, а на контакте –нет, значит, неисправен провод. Его надо отремонтировать или заменить.

Если на разъеме блока управления напряжения нет, то, скорее всего, неисправен сам блок. Его проверяют, подключив клапан к батарее еще одним временным проводом. К выводу блока управления, управляющему клапаном, подключают вольтметр или контрольную лампочку. Далее следует запустить двигатель. По достижении оборотов в 900 об/мин лампочка должна вспыхнуть, при 2100 об/мин- погаснуть. Если снизить обороны до 1900 об/мин-опять вспыхнуть. Такое поведение лампочки означает исправность блока управления. Если же лампочка вообще не загорается и не гаснет, а также включается и выключается при других оборотах- блок управления подлежит углубленной проверке и, возможно, замене.

Принцип действия электромагнитных клапанов

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: 4194

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.

Kipvalve – описание конструкции соленоидных клапанов

Назначение и применение

Соленоидные клапаны предназначены для управления потоками жидкости или пара, как в сложных технологических процессах, так и в быту. С их помощью можно дистанционно включить и отключить подачу жидкости или пара в нужный момент времени.
Клапаны KIPVALVE широко используются для подачи воды в поливочных системах, системах водоснабжения и пожаротушения, управления отопительными процессами, подачи охлаждающей жидкости в экструдерах, обеспечения работы котельных объектов и парогенераторов, смешивания различных сред, а также для заполнения и опустошения емкостей в системах автоматического контроля уровня. Использование соленоидных клапанов делает технологический процесс более удобным и надежным.

Принцип работы

Серия WTR220 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны серии WTR220 по принципу работы относятся к клапанам прямого действия. Они не имеют пилотных и перепускных отверстий, а запорная втулка вмонтирована в сердечник соленоида, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом и обеспечивает быстродействие работы клапана.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, пружина сжатия, воздействуя на сердечник соленоида сверху, прижимает запорную втулку к седлу, закрывая тем самым клапан.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, преодолевая сопротивление пружины сжатия, поднимает запорную втулку вверх, и клапан открывается.


а

б

Рисунок 1 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR220 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR223 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые) :

Клапаны серии WTR223 по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной принудительного подъема. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида соединен с мембраной при помощи пружины растяжения, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в центре мембраны. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Под давлением среды, действующим на мембрану снизу, и усилием пружины растяжения мембрана поднимается вверх, открывая клапан.


а

б

Рисунок 2 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR224B NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 3 – Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

 

Серия WTR224B NO (нормально открытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке, сердечник соленоида поднят вверх, а пилотное отверстие в корпусе клапана открыто. Давление рабочей среды постоянно стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, оставляя клапан открытым. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, клапан находится в открытом состоянии только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.

При подаче напряжения питания на катушку, соленоид закрывает пилотное отверстие, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Далее из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

a

б

Рисунок 4 – Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NO (нормально открытый, 2/2 ходовой)
а) клапан открыт; б) клапан закрыт

Серия STM423 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны серии STM423 по принципу работы аналогичны клапанам серии WTR224B. Но в отличии от серии WTR224B клапаны серииSTM423 имеют латунный поршень вместо гибкой мембраны, что позволяет применять их при более высоких температурах рабочей среды. Клапаны серии STM423 снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с поршнем (поршень прижат к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над поршнем, уравновешивая давление с двух сторон поршня. Однако из-за разности площадей поршня, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к поршню давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к поршню давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, поршень плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над поршнем на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху поршня. Давление среды, действующее на поршень снизу, поднимает его вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи поршня с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 5 – Принцип работы соленоидного клапана серии STM423 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Модельный ряд:

  • WTR220
    Быстродействующие клапаны прямого действия
  • WTR223
    Универсальные клапаны для широкого применения с мембраной принудительного подъема
  • WTR224B
    Клапаны с плавающей мембраной для систем под давлением
  • STM423
    Клапаны для горячей воды и пара

Комплектующие для клапанов KIPVALVE

Электромагнитный соленоидный клапан KIPVALVE сертифицирован и имеет разрешительную документацию. Вы можете узнать больше об электромагнитных клапанах KIPVALVE, связавшись с представителями KIPVALVE в вашем регионе.

Особенности конструкции клапанов KIPVALVE

Прочный материал корпуса

КОВАНАЯ ЛАТУНЬ. Основные свойства этого материала — высокая прочность и пластичность, которые позволяют выдерживать клапану (в отличие от распространенных на рынке дешевых корпусов из прессованной латуни) повышенные механические нагрузки, удары, а также сохраняют резьбу при усиленном затягивании и обеспечивают надежное соединение клапана с трубопроводом. Корпуса из кованой латуни имеют большую толщину стенок, что придает им дополнительную прочность.
НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ. Корпуса из этого материала используются для работы в агрессивных средах, а также при взаимодействии с пищевыми продуктами и т.п.

Особый конструктив мембран для надежного запирания клапанов

В сериях WTR223 и WTR224B устанавливаются мембраны с металлической опорной шайбой. Такой конструктив мембраны повышает ее жесткость и обеспечивает надежное прилегание к седлу, а также предотвращает деформацию мембраны клапана при высоких давлениях и температурах. В серии STM423 устанавливается латунный поршень с фторопластовым уплотнением седла и графитовыми кольцами скольжения.

Надежный конструктив и материал трубки сердечника катушки

Трубка сердечника надежно приварена к стальному основанию, что обеспечивает ее механическую прочность (в сравнении с распространенными на рынке более простыми конструкциями, где трубка сердечника завальцована в мягкое латунное основание, что может привести к поломке трубки).

Высокопрочный материал катушки

Изготавливается из термостойкой эпоксидной смолы, способной длительно выдерживать температуру +200 °С (в отличие от пластика, температура которого не должна превышать 80 °С).

Гарантия — 12 месяцев

Что такое электромагнитный клапан и как он работает?

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости. Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования. Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

ОБЩЕЕ

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости. Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования.Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости. Привод выполнен в виде 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.

РАБОТА КЛАПАНА

По режиму срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная особенность — это количество подключений к портам или количество потоковых трактов («путей»).

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

В соленоидном клапане прямого действия уплотнение седла прикреплено к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто, которое открывается, когда клапан находится под напряжением.

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 2-ХОДОВЫЕ

Двухходовые клапаны — это запорные клапаны с одним входным и одним выходным отверстиями (рис.1). 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.

фигура 1

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 3-ХОДОВЫЕ

Трехходовые клапаны имеют три штуцера 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 клапан, показанный на рис. 2, выполнен с сердечником плунжерного типа. Различные операции клапана могут быть получены в зависимости от того, как текучая среда соединена с рабочими портами на рис. 2. Давление текучей среды нарастает 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, седло клапана в Порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

фигура 2 В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, клапаны с поворотным якорем имеют все портовые соединения в корпусе клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика. Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым клапаном.Основной принцип конструкции показан на рис. 3. Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

фигура 3

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления сил 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 перепад давления жидкости выполняет основную работу по открытию и закрытию клапана.

КЛАПАНЫ 2-ХОДОВЫЕ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены 2- или 3-ходовым пилотным соленоидным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на рис. 4. Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие. Пока существует перепад давления 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 поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия. Omega также предлагает клапаны с внутренним управлением, спроектированные с соединенным сердечником и диафрагмой, которые работают при нулевом перепаде давления (рис. 5).

фигура 4

МНОГООБХОДИМЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

4-ходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия.Эти клапаны имеют четыре патрубка: впускной патрубок P, два патрубка A и B цилиндра и один патрубок выпускного патрубка R. На рис. 6 показан 4/2-ходовой тарельчатый клапан с внутренним управлением. пилотный клапан открывается при соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P подключено к A, а B может выходить через второй ограничитель через R.

цифра 5

КЛАПАНЫ С НАРУЖНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рис. 7 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 4/2-ходовыми клапанами, не содержат пружины.

фигура 6

МАТЕРИАЛЫ

Все материалы, из которых изготовлены клапаны, тщательно отбираются в соответствии с различными типами применения. Материал корпуса, материала уплотнения и материала соленоида выбирается для оптимизации функциональной надежности, совместимости с жидкостями, срока службы и стоимости.

КУЗОВ

Корпуса клапанов нейтральной жидкости изготовлены из латуни и бронзы.Для жидкостей с высокими температурами, например пара, доступна коррозионно-стойкая сталь. Кроме того, полиамидный материал используется по экономическим причинам в различных пластиковых клапанах.

СОЛЕНОИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Все части электромагнитного привода, контактирующие с жидкостью, изготовлены из аустенитной коррозионно-стойкой стали. Таким образом обеспечивается устойчивость к коррозионному воздействию нейтральных или умеренно агрессивных сред.

МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЯ

Конкретные механические, термические и химические условия в приложении влияют на выбор материала уплотнения.Стандартным материалом для нейтральных жидкостей при температурах до 194 ° F обычно является FKM. Для более высоких температур используются EPDM и PTFE. Материал PTFE универсально устойчив практически ко всем техническим жидкостям.

НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — ДИАПАЗОН ДАВЛЕНИЯ

Все значения давления, приведенные в этом разделе, представляют собой манометрическое давление. Номинальное давление указано в фунтах на квадратный дюйм. Клапаны надежно работают в заданных диапазонах давления. Наши цифры действительны для диапазона пониженного напряжения от 15% до перенапряжения 10%.Если 3/2-ходовые клапаны используются в другом режиме, допустимый диапазон давления изменяется. Более подробная информация содержится в наших технических паспортах.

В случае работы в вакууме необходимо следить за тем, чтобы вакуум был на стороне выхода (A или B), в то время как более высокое давление, то есть атмосферное давление, подключено к входному отверстию P.

ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДА

Скорость потока через клапан определяется конструкцией и типом потока.Размер клапана, требуемый для конкретного применения, обычно определяется номиналом Cv. Этот показатель разработан для стандартных единиц и условий, то есть расхода в галлонах в минуту и ​​использования воды с температурой от 40 ° F до 86 ° F при перепаде давления 1 фунт / кв. Дюйм. Приведены значения Cv для каждого клапана. Стандартизированная система значений расхода также используется для пневматики. В этом случае воздушный поток в SCFM вверх по потоку и падение давления 15 фунтов на квадратный дюйм при температуре 68 ° F.

СОЛЕНОИДНЫЙ ПРИВОД

Общей чертой всех соленоидных клапанов Omega является система соленоидов с эпоксидной изоляцией.В этой системе вся магнитная цепь — катушка, соединения, ярмо и направляющая трубка сердечника — объединены в один компактный блок. Это приводит к тому, что высокая магнитная сила удерживается в минимальном пространстве, обеспечивая первоклассную электрическую изоляцию и защиту от вибрации, а также внешних коррозионных воздействий.

КАТУШКИ

Катушки Omega доступны для всех обычно используемых напряжений переменного и постоянного тока. Низкое энергопотребление, особенно в случае соленоидных систем меньшего размера, означает, что возможно управление через полупроводниковую схему.

рисунок 7 Доступная магнитная сила увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора между сердечником и заглушкой, независимо от того, используется ли переменный или постоянный ток. Электромагнитная система переменного тока имеет большую магнитную силу, доступную при большем ходе, чем сопоставимая соленоидная система постоянного тока. Графики характеристического хода в зависимости от силы, показанные на рис. 8, иллюстрируют эту взаимосвязь.

Ток, потребляемый соленоидом переменного тока, определяется индуктивностью. С увеличением хода индуктивное сопротивление уменьшается и вызывает увеличение потребления тока.Это означает, что в момент обесточивания ток достигает максимального значения. Противоположная ситуация применима к соленоиду постоянного тока, где потребление тока зависит только от сопротивления обмоток. Сравнение во времени характеристик включения соленоидов переменного и постоянного тока показано на рис. 9. В момент подачи питания, то есть когда воздушный зазор максимален, электромагнитные клапаны потребляют гораздо более высокие токи, чем когда сердечник полностью заполнен. втянут, т. е. воздушный зазор закрыт.Это приводит к высокой производительности и расширенному диапазону давления. В системах постоянного тока после включения тока поток увеличивается относительно медленно, пока не будет достигнут постоянный ток удержания. Таким образом, эти клапаны могут управлять только более низким давлением, чем клапаны переменного тока, при тех же размерах отверстий. Более высокие давления могут быть получены только за счет уменьшения размера отверстия и, следовательно, пропускной способности.

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ

Когда на катушку соленоида подано напряжение, всегда выделяется определенное количество тепла.Стандартная версия электромагнитных клапанов имеет относительно небольшой подъем температуры. Они предназначены для достижения максимального повышения температуры 144 ° F в условиях непрерывной работы (100%) и при 10% перенапряжении. Кроме того, обычно допустима максимальная температура окружающей среды 130 ° F. Максимально допустимые температуры жидкости зависят от конкретных материалов уплотнения и корпуса. Эти цифры можно получить из технических данных.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ (VDE0580) ВРЕМЯ ОТВЕТА

Небольшие объемы и относительно высокие магнитные силы, связанные с электромагнитными клапанами, позволяют получить быстрое время отклика.Для специальных применений доступны клапаны с разным временем отклика. Время реакции определяется как время между подачей сигнала переключения и завершением механического открытия или закрытия.

ПО ПЕРИОДУ

Период включения определяется как время между включением и выключением тока соленоида.

ПЕРИОД ЦИКЛА

Общее время включенного и выключенного периодов — это период цикла. Предпочтительный период цикла: 2, 5, 10 или 30 минут.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ЦИКЛ

Относительный рабочий цикл (%) — это процентное отношение периода под напряжением к общему периоду цикла. Непрерывная работа (100% рабочий цикл) определяется как непрерывная работа до достижения установившейся температуры.

РАБОТА КЛАПАНА

Кодировка клапана всегда состоит из заглавной буквы. Сводка слева подробно описывает коды различных операций клапана и указывает соответствующие стандартные символы цепи.

ВЯЗКОСТЬ

Технические данные действительны для вязкости до указанного значения.Допускается более высокая вязкость, но в этих случаях диапазон допуска напряжения уменьшается, а время отклика увеличивается.

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР

Температурные пределы для текучей среды всегда подробно описаны. Различные факторы, например однако условия окружающей среды, цикличность, скорость, допуск напряжения, детали установки и т. д. могут влиять на температурные характеристики. Поэтому приведенные здесь значения следует использовать только в качестве общего руководства. В случаях, когда речь идет о работе при экстремальных температурах, вам следует обратиться за советом в технический отдел Omega.

Техническое обучение Пример использования

Как работает электромагнитный клапан

Что такое электромагнитный клапан?

Определение электромагнитного клапана — это электромеханический клапан, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа.Существуют различные типы электромагнитных клапанов, но основные варианты — с пилотным или прямым действием. Клапаны с пилотным управлением, наиболее широко используемые, используют давление в трубопроводе системы для открытия и закрытия главного отверстия в корпусе клапана.

В то время как соленоидные клапаны прямого действия напрямую открывают или закрывают отверстие главного клапана, которое является единственным каналом потока в клапане. Они используются в системах, требующих низкой пропускной способности, или в приложениях с низким перепадом давления на отверстии клапана.

Принцип действия электромагнитных клапанов

Принцип действия электромагнитного клапана заключается в управлении потоком жидкостей или газов в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме. Их часто используют для замены ручных клапанов или для дистанционного управления. Функция электромагнитного клапана включает открытие или закрытие отверстия в корпусе клапана, что позволяет или предотвращает прохождение потока через клапан. Плунжер открывает или закрывает отверстие, поднимаясь или опускаясь внутри гильзы за счет подачи питания на катушку.

Электромагнитные клапаны состоят из змеевика, плунжера и втулки.В нормально закрытых клапанах возвратная пружина плунжера прижимает плунжер к отверстию и препятствует потоку. Когда на катушку соленоида подано напряжение, возникающее магнитное поле поднимает плунжер, обеспечивая поток. Когда на катушку соленоида подается напряжение в нормально открытом клапане, плунжер закрывает отверстие, что, в свою очередь, предотвращает поток.

Почему используется электромагнитный клапан?

В большинстве приложений управления потоком необходимо запускать или останавливать поток в контуре для управления жидкостями в системе.Для этого обычно используется электромагнитный клапан с электронным управлением. Электромагнитные клапаны, приводимые в действие соленоидом, могут быть расположены в удаленных местах и ​​могут управляться с помощью простых электрических переключателей.

Электромагнитные клапаны являются наиболее часто используемыми элементами управления в жидкостях. Они обычно используются для отключения, выпуска, дозирования, распределения или смешивания жидкостей. По этой причине они используются во многих областях. Соленоиды обычно обеспечивают быстрое и безопасное переключение, длительный срок службы, высокую надежность, низкую мощность управления и компактную конструкцию.

Где используется электромагнитный клапан?

Электромагнитные клапаны применяются в широком диапазоне промышленных настроек, включая общее двухпозиционное управление, контуры управления заводом, системы управления технологическими процессами и различные приложения производителей оригинального оборудования, и это лишь некоторые из них.

Электромагнитные клапаны можно найти во многих различных секторах, в том числе:

  • Водоснабжение
  • Очистка питьевой воды
  • Очистка сточных вод
  • Очистка / очистка серой и черной воды
  • Машиностроение
  • Охлаждение, смазка и дозирование
  • Услуги в строительстве
  • Большие системы отопления, климат-контроль
  • Техника безопасности
  • Системы защиты водопроводов и пожаротушения
  • Компрессоры
  • Сброс давления и дренаж
  • Подача топлива
  • Транспортные и резервуарные помещения
  • Пожары системы
  • Автомат горения жидкого и газового топлива
  • Газовая хроматография
  • Регулировка газовой смеси
  • Приборы для анализа крови
  • Контроль процессов очистки

Как заменить электромагнитные клапаны

Для правильного и точного управления работой, электромагнитные клапаны должны быть настроены и выбраны в соответствии с конкретным приложением.Наиболее важными параметрами для выбора электромагнитного регулирующего клапана являются значение Kv (выраженное в кубических метрах в час) и диапазон давления в приложении.

Чем ниже отверстие клапана или чем прочнее змеевик, тем выше давление, при котором клапан может отключиться. На основании рассчитанного значения Kv и диапазона давления для планируемого применения можно определить соответствующий тип клапана и его требуемое отверстие.

Что такое электромагнитный клапан NAMUR?

NAMUR — это аббревиатура от User Association of Automation Technology in Process Industries, которая служит стандартом для технологии автоматизированных клапанов.Стандартные интерфейсы полезны для монтажа приводов, поскольку они помогают снизить затраты на изготовление и установку соленоидов. Bürkert предлагает для покупки широкий выбор электромагнитных клапанов NAMUR. Посетите наш веб-сайт сегодня, чтобы просмотреть полный ассортимент электромагнитных клапанов.

Где купить электромагнитный клапан

Клапаны Bürkert можно найти практически во всех отраслях промышленности. От сварочных роботов до гидротехнических сооружений, от пылеудаления при добыче полезных ископаемых до контроля давления в кабине самолета — все возможно с нашими клапанами в качестве надежного компонента вашей системы.Если вам нужен отдельный клапан, клапанные блоки или индивидуальные решения, вся наша линейка продуктов ориентирована на обеспечение контролируемого обращения с жидкостями и газами.

Наша продукция предназначена для предоставления:

  • Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
  • Разнообразный выбор материалов
  • Высокая надежность и длительный срок службы
  • Низкое воздействие на окружающую среду

Приобретите высококачественные электромагнитные клапаны в интернет-магазине Burkert прямо сегодня . Или, чтобы получить дополнительную информацию, позвоните нам по телефону +44 1285 648 720, по электронной почте[email protected] или заполните нашу контактную форму.

Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert

Не все электромагнитные клапаны одинаковы. Да, здесь, в Bürkert, мы регулярно разрабатываем невероятно инновационные соленоиды — это то, что мы делаем! Однако часто требуется прочная, надежная рабочая лошадка соленоида, которая, как вы можете быть уверены, многократно выполнит свою работу в течение длительного и выдающегося жизненного цикла. Следующие три электромагнитных клапана Bürkert являются воплощением надежности.

Принцип работы электромагнитного клапана

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан — это промышленное оборудование, управляемое электромагнетизмом. Это автоматический базовый элемент для управления жидкостью. Он относится к приводу, но не ограничивает гидравлическое давление и пневматическое управление. В промышленной системе управления электромагнитный клапан используется для регулирования направления, расхода, скорости и других параметров среды.Электромагнитный клапан может координироваться с различными цепями для реализации ожидаемого управления, при этом гарантируются как точность управления, так и гибкость.

Электромагнитный клапан состоит из соленоидной катушки и магнитопровода. Это корпус клапана, содержащий одно или несколько отверстий. Когда катушка пропускается или отключается подачей питания, работа магнитопровода приводит к тому, что жидкость проходит через корпус клапана и отключается, чтобы достичь цели изменения направления жидкости.Электромагнитный компонент соленоидного клапана состоит из неподвижного стального сердечника, подвижного стального сердечника, катушки и так далее. Корпус клапана состоит из сердечника золотникового клапана, жгута золотникового клапана и пружинного основания. Катушка соленоида устанавливается непосредственно на корпусе клапана, в то время как корпус клапана заключен в уплотнительную трубу, так что представляет собой простую и компактную комбинацию.

Как работает электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан имеет закрытую камеру внутри и вентилируемые отверстия в разных положениях.Каждое отверстие связано с разными масляными трубами. В камере посередине расположен поршень. С двух сторон расположены две части электромагнитов. Электрифицирующая магнитная катушка будет притягивать корпус клапана к своей стороне, так что различные выпускные отверстия для масла будут открываться или закрываться посредством управления движением корпуса клапана. Однако входное отверстие для масла постоянно открыто. Гидравлическое масло поступает в разные отводные трубы. Давление масла будет использоваться для приведения в действие поршня масляного цилиндра, который будет приводить в движение шток поршня, а затем механическое устройство.Таким образом, посредством управления током электромагнитного клапана будет контролироваться механическое движение. Кроме того, давайте вкратце узнаем о принципе работы двух основных типов электромагнитных клапанов.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

  • Принцип работы
    При включении питания катушка соленоида генерирует электромагнитную силу, которая поднимает запорный элемент из седла клапана и открывает клапан. Когда питание отключается, электромагнитная сила исчезает, и пружина прижимает запорный элемент к седлу клапана, чтобы закрыть клапан.
  • Характеристики
    Может нормально работать в вакууме, отрицательном и нулевом давлении. Однако диаметр обычно не превышает 25 мм.

2. Электромагнитный клапан с пилотным управлением

  • Принцип работы
    Когда питание включено, электромагнитная сила открывает пилотное отверстие, и давление в верхней камере быстро уменьшается, образуя перепад давления, который низкий вверху и высокий внизу вокруг запорного элемента.Давление жидкости способствует перемещению запорного элемента вверх для открытия клапана. Когда питание отключено, усилие пружины закрывает пилотное отверстие. Давление через байпасное отверстие быстро образует перепад давления, высокий вверху и низкий внизу вокруг запорного элемента. Давление жидкости заставляет запорный элемент двигаться вниз и закрывать клапан.
  • Характеристики
    Диапазон давления жидкости имеет относительно высокий верхний предел. Его можно устанавливать произвольно, при соблюдении условия разности давлений жидкости.

Купите 2-ходовой, 3-ходовой и 5-ходовой пневматический электромагнитный клапан с высокой производительностью и низкой ценой на ATO.com для управления воздушным потоком.

Электромагнитный клапан

Принцип работы — ваше электрическое руководство Клапаны

— это механические устройства, предназначенные для управления потоком жидкости и газов. Многие клапаны управляются вручную. Клапаны с электрическим приводом известны как соленоидные клапаны.

Электромагнитный клапан состоит из двух основных блоков: сборки соленоида (электромагнита) и плунжера (сердечника) и клапана, содержащего отверстие (отверстие), в котором расположен диск или заглушка для управления потоком жидкость.
  • Клапан открывается или закрывается движением магнитного плунжера.
  • Когда катушка находится под напряжением, плунжер втягивается в соленоид (электромагнит), и поток через отверстие разрешается.
  • Клапан автоматически возвращается в исходное положение, когда ток прекращается из-за давления пружины и поток через отверстие ограничивается.
  • Корпус клапана обычно представляет собой специальную латунную поковку, которая тщательно проверяется и испытывается, чтобы гарантировать отсутствие утечки из-за пористости.Якорь, или плунжер, изготовлен из высококачественной нержавеющей стали.

  • Эффект остаточного магнетизма устраняется за счет использования пускового штифта и пружины, которые предотвращают заедание якоря.

  • Затеняющая катушка обеспечивает полное уплотнение якоря с плоской поверхностью над ним для устранения шума и вибрации.
  • Чтобы обеспечить правильную посадку клапана, следует использовать сетчатые фильтры, чтобы предотвратить попадание песка или грязи в отверстие.Грязь в этих местах вызовет утечку.

  • Входные и выходные патрубки клапана не должны перепутываться. Герметичность клапана в некоторой степени зависит от давления, действующего на уплотнительный диск вниз. Это давление возможно только тогда, когда впускное отверстие подключено к правильной точке, как указано на клапане.

Функция электромагнитного клапана в контуре наполнения резервуара


Электромагнитные клапаны обычно используются как часть процессов наполнения и опорожнения резервуара.Принципиальная схема операции заполнения бака показана на рисунке.

Схема управления работает следующим образом:

  • Предполагая, что уровень жидкости в резервуаре находится на отметке пустого уровня или ниже, кратковременное нажатие кнопки FILL активирует реле управления 1CR.
  • Контакты 1CR1 и 1CR2 закроются для уплотнения в катушке 1CR и активируют нормально закрытый электромагнитный клапан A, чтобы начать заполнение резервуара.
  • Когда жидкость достигает полного уровня, нормально замкнутый переключатель датчика полного уровня размыкается, чтобы размыкать цепь, ведущую к катушке реле 1CR, и переключать электромагнитный клапан A в закрытое состояние обесточивания.
  • Кнопка остановки может быть нажата в любое время, чтобы остановить процесс.


Спасибо, что прочитали о принципе работы электромагнитного клапана.

Также читайте

© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы электромагнитного клапана.

5 типов электромагнитных клапанов и принцип их работы

Источник: http://www.solenoidsupplier.com

Электромагнитный клапан регулирует поток жидкости в трубке или воздуховоде. Для управления средой используются различные механизмы, что означает широкий спектр этих клапанов, позволяющих удовлетворить различные вариации.

В дополнение к конструкции эти клапаны поставляются с различными механизмами управления. Здесь мы рассмотрим 5 типов электромагнитных клапанов и принципы их работы.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

Источник: http://www.heatingandprocess.com

Эти типы клапанов используют самые простые в работе операции. Электромагнитный клапан прямого действия состоит из плунжера, который закрывает небольшое отверстие напрямую, не полагаясь на внешнюю силу.

Эти типы электромагнитных клапанов быстродействующие.Они также могут работать при разном давлении, от минимального до максимально допустимого.

Электромагнитный клапан прямого действия может быть NO (нормально открытый) или NC (нормально закрытый). Когда клапан NO, отверстие закрывается при приложении электрического тока.

В нормально закрытом клапане прямого действия диафрагма остается закрытой и открывается при подаче напряжения на обмотки электромагнитной катушки.

Вариантом клапана прямого действия является трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан.Он работает аналогично 2/2 клапану, с отличием только в способе отвода жидкости. Это можно сделать с помощью печати в верхней или нижней части поршня.

Использование электромагнитных клапанов прямого действия имеет преимущества и недостатки. Эти клапаны быстродействующие и точные. Еще одно преимущество — что эти типы клапанов могут работать с различным давлением в трубопроводе, от низкого до высокая.

Недостатки электромагнитных клапанов прямого действия в основном заключаются в их прочности и размерах. Поскольку клапаны зависят от силы закрытия, обеспечиваемой электромагнитной катушкой, для их работы обычно требуется большой ток.

Это часто означает большую конструкцию соленоида, особенно если системы являются крупномасштабными.

2. Электромагнитный клапан с пилотным управлением

Источник: http://www.globalsources.com

Также называемый непрямого действия , пилотный соленоидный клапан использует перепад давления на портах клапана для закрытия или открытия отверстия. Работа этих типов клапанов несколько сложнее, чем у клапанов прямого действия и состоит из нескольких дополнительных частей.

Вот как работает пилотный электромагнитный клапан.

Мембрана разделяет впускные и выпускные отверстия этих типов соленоидные клапаны. На диафрагме есть небольшое отверстие, через которое среда может течь. в верхнюю камеру. Небольшой канал соединяет эту камеру с системой низкого давления. порт.

Давление в системе и небольшая пружина удерживают клапан в закрытом состоянии. Когда соленоид находится под напряжением, пилотное отверстие открывается, в результате чего давление в верхней камере падает.

В результате диафрагма поднимается, и среда теперь свободно течет от входа к выходному отверстию.

Камера давления в электромагнитном клапане с пилотным управлением служит для увеличения сил закрытия и открытия. Это позволяет небольшим соленоидам работать на линии с большим расходом.

Из-за такого увеличения давления, этот тип электромагнитного клапана в большинстве случаев не требует большого количества тока для работы.

Несмотря на свою мощную работу, пилотные электромагнитные клапаны имеют несколько ограничений. Это односторонний электромагнитный клапан , способный регулировать среду, которая течет только в одном направлении.

Пилотные электромагнитные клапаны также работают медленнее, чем клапаны прямого действия, к тому же им необходим минимальный уровень рабочего давления, в отличие от электромагнитных клапанов прямого действия, которые могут работать с контурами 0 бар.

Пилотные электромагнитные клапаны подходят для систем с достаточным перепадом давления, таких как системы орошения и оборудование для мойки автомобилей.

Они чаще всего используются в приложениях с высокими расходами или производительностью. К ним относятся системы, контролирующие поток воды, такие как краны.

3. Двухходовые электромагнитные клапаны

Источник: http://www.zoro.com

Эти типы клапанов используют два порта для закрытия или открытия потока жидкости. 2-ходовой электромагнитный клапан классифицируется как нормально открытый, если диафрагма позволяет среде течь, когда катушка обесточена и нормально замкнута, если возбуждение змеевика позволяет жидкости течь через любой порт. NC или нормально закрытый соленоидный клапан более распространен, чем тип NO.

Системы с двухходовым электромагнитным регулирующим клапаном, в которых требуется только выпуск и ограничение среды.К ним относятся машины для сжатия воздуха и подобное оборудование.

4. Трехходовой электромагнитный клапан

Источник: http://www.ebay.com

Трехходовой электромагнитный клапан обычно оснащен тремя портами и двумя разными отверстиями. Оба отверстия открываются попеременно в зависимости от состояния катушки соленоида.

Обычно эти типы клапанов имеют два впускных отверстия и одно выпускное отверстие. При использовании в этой конструкции трехходовой электромагнитный клапан в основном смешивает две разные жидкости.

В некоторых трехходовых соленоидных клапанах используются два выхода и один входной порт. Такая конструкция позволяет клапану управлять потоком среды в одном из выпускных отверстий, направляя его в другое. Трехходовые электромагнитные клапаны можно найти в обычной бытовой технике, например, в посудомоечной машине.

5. Четырехходовой электромагнитный клапан

Источник: http://www.ebay.com

Этот тип клапана использует четыре порта; два входа давления и два выхода выхлопа. 4-ходовые клапаны обычно используются для работы с приводами соленоидных клапанов двойного действия.

Впускные отверстия обеспечивают поступающее давление в привод или цилиндр, а выпускные трубы представляют собой выпускные отверстия под давлением.

Заключение

Электромагнитные клапаны бывают разных типов, с разными рабочими механизмами и конструкциями.

Используемый тип зависит от многих факторов. В основном требуемое действие диктует конструкцию и принцип работы.

Электромагнитные клапаны прямого действия и двухходовые электромагнитные клапаны подходят для систем, в которых требуется только отключение.Сложные системы, которые смешивают или направляют жидкости, требуют большего, чем простое действие.

В этих цепях требуются дополнительные порты.

В целом, каждый тип электромагнитного клапана подходит для определенных областей применения.

5 типов электромагнитных клапанов и принцип их работы2019-11-2019-11-25 https://startersolenoid.net/wp-content/uploads/2017/02/tx-logo1.pngT&X https://startersolenoid.net/wp-content / uploads / 2019/11/5-типы-соленоидного-клапана-и-их-принцип-действия-баннер.png200px200px

Основная работа электромагнитного клапана | Паркер

Электромагнитным клапанам прямого действия требуется значительное количество электроэнергии для перехода из нормально закрытого состояния в открытое или приведенное в действие состояние. Когда клапан полностью приведен в действие, количество электроэнергии, необходимое для поддержания этого состояния, значительно ниже, чем начальная энергия, необходимая для инициирования срабатывания. Следовательно, в приложениях с соленоидными клапанами прямого действия, где важны срок службы батареи и / или выделение тепла, использование электрического сигнала «удар и удержание» может привести к значительной экономии энергии и снижению нагрева при сохранении требуемой пневматической функции.В этой статье объясняются основы теории соленоидных клапанов прямого действия, методы испытаний для определения параметров тока срабатывания и отключения, методология удержания ШИМ-управления и общие рекомендации / типичные примеры для поддержки конечных пользователей в снижении энергопотребления и тепловыделения в их приложениях.

Этот блог является первой частью серии из трех частей, включающей полный технический документ «Эффективное и эффективное управление электромагнитным клапаном прямого действия: преимущества использования электрического управления« нажми и удерживай »на электромагнитных клапанах прямого действия».Скачать копию здесь.


Основная работа электромагнитного клапана

Чтобы понять теорию и преимущества электрического управления нажатием и удержанием, мы должны сначала получить базовое представление о конструкции и работе электромагнитного клапана прямого действия. Типичный соленоидный клапан прямого действия состоит из следующих компонентов: (См. Рисунок-1).

  • Изолированная медная катушка
  • Полюс, флюсовая втулка, флюсовая втулка, якорь
  • Уплотнение плунжера, шток, уплотнительное кольцо, корпус
  • Возвратная пружина

Рисунок 1: 2-ходовой / 2-позиционный электромагнитный клапан прямого действия.

Примечание. Компоненты железного сердечника / соленоида показаны синим цветом. Пневматические компоненты отмечены зеленым цветом, а возвратная пружина — оранжевым.

Когда к катушке прикладывается электрический потенциал и по медному проводнику течет ток, компонент катушки превращается в магнит или соленоид. Магнитное поле, создаваемое соленоидом, затем улавливается и направляется через компоненты с железным сердечником клапана, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Магнитное поле, захваченное и направленное через компоненты железного сердечника

По мере установления магнитного поля между подкомпонентами якоря и полюса формируются противоположные магнитные полюса, как показано на рисунке 3. (Также показаны силовые линии магнитного поля или плотности потока, соединяющие полюса зеленым и синим цветом).

Рисунок 3: Расположение магнитных полюсов

Результирующая магнитная сила, генерируемая между этими компонентами, обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя компонентами, как показано на рисунке 4.Это расстояние называется магнитным зазором.

Рисунок 4: Магнитная сила на якоре

Когда магнитная сила на якоре превышает установленную нагрузку возвратной пружины (и любую дополнительную пневматическую дифференциальную силу), якорь срабатывает / перемещается для контакта с полюсом, как показано на Рисунке 5. В частности, для 2-ходового / 2-позиционного соленоидного клапана, показанного на Рисунке 5, как только происходит срабатывание, путь текучей среды между портами клапана открывается.

Рисунок-5: Состояние срабатывания клапана (открытый жидкостный тракт)

Чтобы закрыть путь прохождения жидкости и вернуть клапан в нормально закрытое состояние, источник напряжения снимается / отсоединяется от катушки. После удаления источника питания магнитное поле разрушается, и пружина возвращает якорь в нормально закрытое положение.

Важно понимать, что соленоидные клапаны — это устройства, управляемые током, где напряженность магнитного поля соленоида пропорциональна величине тока, проходящего через катушку.Следовательно, два описанных выше состояния клапана (срабатывание и отпускание) в конечном итоге будут определяться эффективным током, проходящим через катушку.

Теперь, когда у вас есть представление об основных принципах работы электромагнитного клапана, прочтите вторую часть этой серии из трех блогов, озаглавленную: Использование механики клапана. Эта вторая часть дает глубокое понимание того, как эти принципы связаны с сокращением потребления и тепловыделения внутри электромагнитного клапана.

Этот блог является первой частью серии из трех частей, включающей полный технический документ «Эффективное и эффективное управление электромагнитным клапаном прямого действия: преимущества использования электрического управления« нажми и удерживай »на электромагнитных клапанах прямого действия».Скачать копию здесь.

Paker Precision Fluidics разрабатывает и производит электромагнитные клапаны более 25 лет. Наши инженеры специализируются на помощи OEM-производителям в обновлении оригинальных клапанов с низким выходом. Наша команда разработчиков приложений всегда готова предоставить рекомендации и настроить оборудование в соответствии с требованиями заказчика. Чтобы узнать больше о миниатюрных клапанах, контроллерах потока, насосах и принадлежностях Precision Fluidics, посетите наш веб-сайт или позвоните по телефону 603-595-1500 , чтобы поговорить с инженером.

Эта статья предоставлена ​​Филом Доджем, старшим инженером Parker Precision Fluidics.

Связанное содержание:

Важные советы при выборе клапанов для аналитических приборов

Основные советы при выборе клапанов для аналитических приборов

Новый миниатюрный тарельчатый электромагнитный клапан увеличивает срок службы батареи

Как работает электромагнитный клапан с пилотным управлением?

Основы электромагнитных клапанов с пилотным управлением

Электромагнитный клапан состоит из двух основных частей: соленоида и клапана.Соленоид преобразует электрическую энергию в механическую, которая, в свою очередь, механически открывает или закрывает клапан.

Клапан прямого действия имеет только небольшой контур потока, показанный в разделе E этой схемы (этот раздел упоминается ниже как пилотный клапан). В этом примере диафрагменный пилотный клапан умножает этот небольшой пилотный поток, используя его для управления потоком через гораздо большее отверстие.

Электромагнитные клапаны

могут использовать металлические или резиновые уплотнения, а также могут иметь электрические интерфейсы для облегчения управления.Пружина может использоваться для удержания клапана в открытом (нормально открытом) или закрытом (нормально закрытом) состоянии, когда клапан не активирован.

A- Входная сторона
B- Мембрана
C- Напорная камера
D- Канал сброса давления
E- Электромеханический соленоид
F- Выходная сторона

На схеме справа показана конструкция основного клапана, регулирующего поток воды в этом примере. На верхнем рисунке клапан в закрытом состоянии. Вода под давлением поступает на A . B представляет собой эластичную диафрагму, над которой находится слабая пружина, толкающая ее вниз.

Диафрагма имеет отверстие в центре, через которое проходит очень небольшое количество воды. Эта вода заполняет полость C на другой стороне диафрагмы, так что давление одинаково с обеих сторон диафрагмы, однако сжатая пружина создает результирующую силу, направленную вниз. Пружина слабая и может закрыть входное отверстие только потому, что давление воды уравновешено с обеих сторон диафрагмы.

Когда диафрагма закрывает клапан, давление на выходной стороне ее дна уменьшается, и большее давление выше удерживает его закрытым еще сильнее. Таким образом, пружина не имеет отношения к удерживанию клапана в закрытом состоянии.

Все вышеперечисленное работает, потому что малый сливной канал D был заблокирован штифтом, который является якорем соленоида E и который сжимается пружиной. Если ток проходит через соленоид, стержень выводится под действием магнитной силы, и вода в камере C стекает через канал D быстрее, чем точечное отверстие может заполнить его.

Давление в камере C падает, и входящее давление поднимает диафрагму, тем самым открывая главный клапан. Теперь вода течет напрямую из A в F .

Когда соленоид снова деактивируется и канал D снова закрывается, пружине требуется очень небольшое усилие, чтобы снова толкнуть диафрагму вниз, и основной клапан закрывается. На практике часто нет отдельной пружины; мембрана из эластомера отформована так, что она функционирует как собственная пружина, предпочитая иметь закрытую форму.

Из этого объяснения видно, что этот тип клапана зависит от разницы давлений между входом и выходом, поскольку давление на входе всегда должно быть больше давления на выходе, чтобы он работал. Если давление на выходе по какой-либо причине превысит давление на входе, клапан откроется независимо от состояния соленоида и пилотного клапана.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *