Принцип работы соленоида электромагнитного клапана

Клапан соленоидный электромагнитный состоит из нескольких основных деталей: электрической катушки, штока, плунжера, пружины, поршня, крышки и корпуса. Латунь используется при изготовлении клапанов и крышки устройства. Также возможно использование полимеров (нейлон, эколон, полипропилен), чугуна и нержавеющей стали. Исходя из базовых характеристик, клапаны могут использоваться при различных температурах, давлении и средах.

Для штоков и плунжера принято использовать специальные материалы (магнитные). Соленоиды для электрических катушек делаются герметичными и пылезащищенными. Высококачественная эмаль используется при изготовлении обмотки для катушек. Тип используемого присоединения фланцевое или резьбовое. Штекер используется для подключения к сети. Импульс на катушку помогает привести устройство в движение.

Общая информация

Запорный электромагнитный клапан предназначается для использования в качестве запорного и регулирующего устройства, с функцией дистанционного управления потоками рабочей среды (газа, воздуха, пара, жидкости) в системе трубопроводов. Чаще всего используется именно соленоидный клапан электромагнитный.

Для его изготовления принято использовать высококачественные электрические магниты, которые оснащены соленоидами (неподвижными элементами). В связи с чем устройство и получило такое наименование. Состоит система из поршня, отвечающего за регулировку рабочей среды, диска, сердечника, клапана, катушки и корпуса. Для изготовления основных элементов (клапана и корпус) используется сталь, латунь или пластик.

В качестве дополнительных материалов могут применяться прокладки для корпуса (силиконовые, фторпластовые, каучуковые, прорезиненные), клапана, уплотнители и мембрана. По принципу действия устройство можно сравнить со всеми известными запорными клапанами.

Однако закрытие или открытие клапанов, как основного рабочего органа модели, будет осуществлять не вручную, а путем передачи электрического импульса на катушку того же клапана в виде электронапряжения. Прибор нашел свое применение как в быту, так и в сложных технологических процессах. Применяя клапан запорный электромагнитного типа, можно подать определенное количество пара, газа или жидкости в определенный промежуток времени в систему, отвечающую за регулировку различных бытовых процессов (отопление).

Принцип действия

Вариантов изготовления приборов несколько. Все будет зависеть от разновидностей моделей и качества их функционирования.

На сегодняшний день градуировка выглядит таким образом:

1. С возможностью регулировки на квадратных трубах. Ручные настройки позволят перевести его из одного состояния в другое, что крайне необходимо в ряде ситуаций.
2. Беспрепятственное открытие. Большую часть времени запорный элемент конструкции находится в открытом положении. Закрытие произойдет только после подачи специального электросигнала на катушку.
3. Беспрепятственное закрытие. Откроется заслонка только после подачи специального сигнала.

Принцип работы такого устройства, как клапан соленоидный, будет напрямую зависеть от показателя напряжения, что позволит перекрывать рабочий поток в случае необходимости. Основной функцией можно назвать своевременную передачу сигнала на соленоид, что приводит к открытию, или закрытию заслонки. Сердечник требует повышенного внимания, так как оказывает сильное воздействие на общие функциональные особенности прибора.

Как он работает

Этот прибор признан одним из наиболее эффективных, так как способен своевременно и бесперебойно проводить регулировку объемов воздуха, газа и жидкостей. В процессе принимает участие сердечник магнитный, который способен затягиваться внутрь соленоида.

Таким образом, канал либо закрывается, либо открывается. Клапан работает по принципу оказываемого на него электрического напряжения, который в закрытом положении сильно напоминает клапан запорного типа. В этот же момент мембрана или используемый поршень будет плотно прижат к седлу самого уплотнителя.

Плунжер позволяет сделать закрытие полностью герметичным. Устройство будет оставаться в таком положении, пока не будет подано достаточное количество электричества. На сегодняшний день подобное устройство нашло свое применение в самых разных сферах повседневной деятельности. Как в бытовых условиях, так и в технологических процессах. Такая популярность обусловлена неповторимыми и крайне эффективными конструктивными особенностями устройства.

Где используется

Область применения будет зависеть от используемого для изготовления материала. Латунные детали не рекомендуется применять в агрессивной рабочей среде (кислота, топливо), которая способна растворить некоторые элементы изделия. Также с их помощью производится контроль за пневматическими и гидравлическими показателями, что позволяет контролировать установленные цилиндры даже большого диаметра.

Зачастую применяются для ограничения поступления рабочей среды в устройствах и механизмах разного назначения (системы отопления, стиральные машинки). В качестве устройства, которое отвечает за подачу воды и воздуха в кабинетах стоматологии, используется клапан импульсивный двойного типа. Также его применяют огородники для полива территории, подпитки различных приборов и даже в холодильниках.

Преимущества их использования:

1. простота обслуживания и установки;
2. большой срок использования;
3. небольшие размеры;
4. возможность обеспечения удаленного доступа;
5. высокий показатель быстродействия;
6. возможность перехода на автоматический режим.

Правила эксплуатации и установки

Любые работы, направленные на установку и работу с клапаном, следует проводить исключительно при полном отсутствии рабочей среды внутри системы. Также ее необходимо полностью обесточить, исходя из мер предосторожности и базовых правил безопасности. Перед началом работы механизм чиститься от мусора и других скоплений.

Подключение производиться при положении катушки направленной вверх.

Также следует обратить внимание на такие правила:

1. Возможно, понадобятся дополнительные фильтры сетчатые указанного размера в качестве защитного элемента. Таким образом, можно предотвратить попадание инородных частиц и снижению базовых показателей системы.
2. Клапан не рекомендуется монтировать на тех местах, где собирается конденсат и наблюдаются вибрации там, где ранее уже случались порывы, течи или наблюдалось обледенение поверхностей.
3. Место следует подобрать такое, чтобы последующие ремонтные и иные работы, направленные на обслуживание системы, проходили без осложнений.
4. Указатель в виде стрелки, расположенный на корпусе изделия, должен полностью соответствовать направлению движения рабочей среды.

Частые причины образования неисправностей

При соблюдении всех перечисленных производителем правил предосторожности и безопасности, а также следуя пошаговой рекомендации касательно установки таких приборов, как клапан соленоидный электромагнитный, никаких непредвиденных проблем возникнуть не должно. В прилагаемом паспорте на приобретенное изделие можно узнать всю необходимую информацию, касательно длительности и надежности выбранной модели. Однако преждевременные неисправности могут случиться, и тому могут быть самые разные причины.

Предлагаем рассмотреть основные:

1. При существенном загрязнении управляющего отверстия закрытие и открытие будет происходить не полностью, что приведет к постепенной деформации используемой мембраны (прокладки). Остаточное напряжение также может стать причиной неисправности.
2. При поломке индукционной катушки проблемой может служить неправильно подобранная мощность вспомогательных комплектующих, клемм. При существенном повышении температурного или иного режима давление внутри системы существенно изменится. Если на катушке начал образовываться конденсат или попадет влага, в устройстве может произойти замыкание. Производится полный демонтаж устройства и замена катушки.
3. Ухудшение показателя герметичности может стать следствием скопления инородных частиц в седло модели. В этом случае понадобится полный демонтаж и последующая очистка всех без исключения комплектующих.

Любые ремонтные работы лучше доверить специалисту, который может гарантировать качество проделываемой работы и имеет соответствующую квалификацию и опыт работы с электрическими сетями.

Соленоидный клапан

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.

Бистабильные клапаны . Способны переключаться в открытое или закрытое положение под воздействием электрического импульса.

По принципу действия электромагнитные клапаны разделяют на:

Клапан прямого действия . смена положений затворного компонента осуществляется под воздействием движения сердечника, при подаче электронапряжения.

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

Бистабильные клапаны . Регулирование затвора осуществляется по принципу поднятия мембраны соленоидного клапана.

По типу присоединения к трубопроводу:

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

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.

Клапан электромагнитный соленоидный состоит из следующих основных деталей: корпуса, крышки, мембраны или поршня, пружины, плунжера, штока и электромагнитной катушки. Присоединение к трубопроводу на резьбе или фланцевое. Для подключения к электрической сети используется штекер. Корпуса и крышки клапанов отливают из латуни, бронзы, нержавеющей стали или, под высоким давлением, из пластмасс – полипропилена, армированного эколона и др. Клапаны рассчитаны на разные рабочие среды, давления и температуры. Для плунжеров применяют специальные высокомагнитные материалы. Катушки клапанов выполнены в защищенном корпусе из специальной пластмассы. Обмотка катушек выполнена эмаль проводом из электротехнической меди.

Рис. 1. Схема устройства соленоидного клапана:
Основные рабочие исполнения: «НЗ» — нормально закрытые; «НО» — нормально открытые.
Напряжения питания катушек: переменный ток, AC: 24В, 220В; постоянный ток, DC: 12В, 24В.
Класс защиты IP65.

Мембраны и уплотнения:

Мембраны изготовлены из эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава – EPDM, NBR, FKM, а уплотнения из PTFE или TEFLON. Также в конструкции клапанов используются новейшие составы силиконовых резин – VMQ и другие полимеры.

Свойства материалов:

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и атмосферным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу и углеводородами. Температурный диапазон -40… +140°C.

NBR – Акрилонитрин-бутадиен-каучук. Распространенный эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и горячей воды. Температурный диапазон -30… +100°C. Кратковременно до +130°C. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.

FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара при температуре -30… +150°C. Разрушается эфирами, органическими кислотами.

PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон -50… +200°C. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.

TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE, но с измененным химическим составом, структурой и улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне -50… +250°C.

Принцип работы клапана электромагнитного с пилотным каналом:

Рис. 2. Клапан пилотный исп. «НЗ» — нормально закрытый

В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электроклапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды, к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером. Давление в верхней полости клапана поддерживается через перепускной канал в мембране и равно давлению на входе в клапан. Клапан электромагнитный находится в закрытом положении, пока катушка не окажется под напряжением.
Для открытия клапана напряжение подается на соленоидную катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля катушки поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана быстро снижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.
Принцип действия клапана с пилотным каналом исп. «НО» такой же, но в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения клапан закроется.

Рис. 3. Клапан пилотный исп. «НО» — нормально открытый

Для правильной работы мембранных и поршневых клапанов с пилотным каналом, исп. «НО» и «НЗ», необходим минимальный перепад давления – ΔP, разница давлений на входе и на выходе клапана. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации на системах централизованного водо- и теплоснабжения, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.

Принцип работы клапана электромагнитного прямого действия:

Рис. 4. Клапан прямого действия исп. «НЗ» — нормально закрытый

В клапане электромагнитном прямого действия, пилотный канал отсутствует. Мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. Для закрытия, подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности.

Для мембранных электромагнитных клапанов прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin = 0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других схемах, где давление рабочей среды минимально или отсутствует.

Клапан электромагнитный соленоидный – это простая, функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.