Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиля

Воздушные линии электропередачи

Описание конструкции стандартного устройства

Наиболее простой соленоидный электромагнитный клапан имеет два порта: на входе и выходе. Дополнительно может быть три или более портов.

Фото — Конструкция соленоидного клапана

Вода или газ поступает через входное отверстие (2). Любое вещество должно проходить через отверстие бака (9), прежде чем поступить в выходное отверстие (3). Выходное отверстие закрыто поршнем (7).

Электроклапан на фото выше – это нормально закрытый соленоидный электромагнитный клапан типа ASCO, ТОРК или Данфосс (Danfoss). Работает он следующим образом: данные устройства соединены с пружиной (8), которая давит на поршень против открытия проходного сечения. Уплотнительный материал на кончике поршня содержит защиту (прокладку) от попадания в отверстия воды или газа, до тех пор, пока поршень поднимается с помощью электромагнитного поля, создаваемого катушки. Схема демонстрирует работу стандартного.

Фото — Соленоидный клапан

Есть много вариаций конструкции клапана. Обычные клапаны могут иметь множество портов и поршней. Двухходовой клапан непрямого действия (обратный) имеет 2 порта — EV1140, ДУ50, ДУ32, ДУ100, ДУ15, ДУ25, серия РУ16; если клапан открыт, два порта подключены и жидкость перемещается между ними; если клапан закрыт, то порты находятся в изоляции. Если клапан открыт, то соленоид не под напряжением, затем клапан называется нормально разомкнутый (Н.Р.). Аналогично, если клапан закрыт, то соленоид не под напряжением, такой клапан называется нормально замкнутый, скажем, YCD21, YCPS31, YCWS1. Есть также трех портовые и более сложных конструкций устройства, у них обозначение имеет вид 30 (3, 33, и т.д.). Трехходовой клапан имеет 3 порта для управления электроприводом; он соединяет один порт, либо два из них (как правило, порт поступления и выхлопной канал).

Небольшой электромагнитный клапан можете создать ограниченную силу. Примерное соотношение между необходимыми электромагнитными силами Fs, давлением жидкости P и площадью отверстия A для клапана прямого действия имеет значение:

Fs = P*A = P*pi *d2 / 4

Где d — диаметр отверстия.

В некоторых электромагнитных клапанах электромагнитные силы действуют непосредственно на главную арматуру. Другие используют небольшие, полные электромагнитные клапаны, известные как пилотируемые. Пилотируемые клапаны требуют гораздо меньше энергии, но они намного медленнее. Такие соленоиды, как правило, нуждаются в полной мощности все время, чтобы полностью открыться и удерживать такое положение.

Это интересно: Передать показания счетчика за газ — от квитанций до современности

Строение стандартной конструкции нормально закрытого соленоидного клапана (220В)

Клапаны с простейшей конструкцией обычно содержат одно входное и одно выходное отверстие, хотя существуют варианты и с несколькими портами.

Большинство запорных устройств включает следующие детали:

• пружину якоря;
• отверстие, отвечающее за регулировку;
• катушку;
• тарелку клапана;
• основное отверстие;
• диафрагму;
• отверстие, отвечающее за выравнивание.

   
Большинство соленоидных клапанов включает следующие детали: пружину якоря, катушку, тарелку клапана, диафрагму.

Электромагнитные соленоидные клапаны нормально закрытые 220в имеют множество полезных преимуществ, среди которых удобство, высокая скорость срабатывания, возможность контролировать работу системы удаленно. Они более точны, чем устройства с ручным управлением, позволяют экономить время и усилия, повышают безопасность и эффективность бытовых приборов.

В конструкции отсутствуют червячные и зубчатые передачи. В отличие от редуктора и электромотора клапаны имеют упрощенное строение и минимальное количество подвижных компонентов, поэтому они более надежны, обладают длительным сроком эксплуатационной службы и подвергаются минимальному износу.

Высокая надежность нормально закрытых соленоидных клапанов для воды обусловлена и другими конструкционными особенностями. Если выходит из строя пульт дистанционного управления или отключается электричество, все равно остается возможность использовать устройство, которое в этом случае будет действовать как обычный водопроводный кран. Для этого достаточно повернуть управляющий соленоид на ¼ оборота в положение «выключить» или «включить».

На заметку! Чем меньше расстояние между электромагнитным сердечником и стопором, тем сильнее электромагнитное поле. Причем это утверждение остается неизменным, независимо от вида напряжения и его величины.
Электромагнитные клапаны имеют упрощенное строение и минимальное количество подвижных деталей.

Классификация клапанов: что такое соленоид, основные виды механизмов

Соленоидные вентили – это запорные и регулирующие устройства, которые используются для включения и отключения системы, внутри которой движется жидкость или газ. Они позволяют контролировать работу коммуникаций дистанционно. В конструкции этих устройств присутствуют электрические магниты, именуемые соленоидами. Этим и объясняется их название.

Электромагнитные клапаны — это запорные устройства, которые применяются для включения и отключения системы

Электромагнитный клапан имеет практически такое же строение, что и стандартный вариант запорного устройства. Отличие заключается лишь в том, что срабатывание механизма происходит, когда на катушку соленоидного клапана поступает электрический заряд. Для его открытия и закрытия не требуется прилагать физические усилия.

В промышленности с помощью таких клапанов контролируется процесс транспортировки различных сред и жидкостей, а также регулируется сила тока. Кроме этого, они широко применяются в быту.

Соленоидный электромагнитный клапан: классификация устройств

Существует несколько разновидностей соленоидных запорных устройств. Эти приборы классифицируются по разным признакам:

• типу конструкции;
• материалу, из которого изготовлена корпусная часть;
• виду уплотнителя;
• положению запора внутри, когда система находится в обесточенном состоянии;
• способу подключения.

Каждая разновидность прибора рассчитана на работу в различных условиях, при определенном давлении и температуре. Устройства разного типа контролируют свою среду. Различают водяные клапаны, газовые, воздушные, паровые. Существуют устройства, регулирующие работу систем, внутри которых перемещаются нефть, бензин и другие виды топлива.

Соленоидный электромагнитный клапан классифицируется по типу конструкции, способу подключения, положению запора

По способу подключения электромагнитные приборы бывают муфтовыми, фланцевыми и штуцерными. Их размер варьируется в пределах 6-150 DN, что позволяет подобрать запорный механизм для любого трубопровода. Для изготовления корпусной части приборов производители используют нержавеющую сталь, чугун, латунь, а также различные виды пластика, обладающие повышенным запасом прочности.

Перекрытие жидкости клапаном осуществляется благодаря мембране, установленной внутри него. А также в этом процессе принимает участие уплотнитель, который изготавливается из эластичных полимеров:

• этилен-пропиленового эластомера;
• фторэластомера;
• бутадиен-нитрильного каучука.

По типу подключения электромагнитные клапаны бывают муфтовыми, штуцерными и фланцевыми

Изделия из фторэластомера способны выдерживать высокие температуры, а также контакт с бензином и маслами. Каучуковые уплотнители имеют промышленное назначение, поскольку проявляют стойкость к воздействию нефтепродуктов. В электрических клапанах для воды используются изделия из этилен-пропиленового эластомера. Они могут контактировать с кислотами, солями и щелочами, которые присутствуют в составе жидкости.

Классификация электроклапанов для воды по принципу функционирования

Функциональные возможности запорных устройств зависят от внутреннего строения, количества патрубков и отверстий. По принципу действия электромагнитные клапаны делятся:

• на одноходовые;
• двухходовые;
• трехходовые.

Одноходовые изделия подключаются к трубопроводной системе посредством одного патрубка. Эти устройства выполняют защитную функцию. Если в системе повышается уровень давления, они просто выпускают лишнюю воду или пар. В соленоидных клапанах 2/2 (двухходовых) имеется два отверстия – входное и выходное.

Трехходовые устройства подключаются к трубам с помощью трех патрубков. Они имеют два входных отверстия и перенаправляют носитель из одного трубопровода в другой. Такие приборы обычно устанавливаются в системах отопления. Функциональные возможности соленоидных электромагнитных клапанов (220В) с тремя патрубками позволяют смешивать рабочую среду путем перегонки теплового носителя между двумя контурами. В результате происходит изменение температуры воды в системе. При этом трубопровод продолжает работать в том же режиме.

Перекрытие движения жидкости осуществляется с помощью мембраны, установленной внутри клапана

По принципу работы соленоидные клапаны бывают прямыми и непрямыми. В устройствах прямого действия сердечник перемещается исключительно под влиянием электромагнита. Непрямые клапаны реагируют еще и на давление рабочей среды.

Общее устройство и принцип действия электромагнитных клапанов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Еще в этом разделе

Из чего состоит

Каждый вентиль, независимо от особенностей строения помещен в специальный корпус. Он изготавливается из прочного металла: латуни или чугуна. Чтобы облегчить вес конструкции, в современном производстве иногда используют синтетические полимеры, не уступающие по прочности. Среди самых распространенных материалов можно выделить нейлон, полипропилен или эколон. Их еще применяют для производства крышек.

Рис 2. Устройство вентиля

Конструкция соленоидного вентиля состоит из следующих элементов:

1. Катушки
2. Штекера
3. Плунжера
4. Пружины
5. Штока
6. Мембраны
7. Крепежа.

Мембрана является основным двигательным элементом, которая построена в виде специального поршня. Особенностью конструкции выступает катушка, выполняющая управление устройством в автоматическом режиме.

Рис 3. Из чего состоит клапан

Кроме основного корпуса, катушка снабжена отдельной защитной конструкцией. С помощью меди с эмалированным покрытием изготавливают обмотку. Верхний слой выступает в качестве защитного, что позволяет избежать скорой неисправности катушки. Благодаря прочной металлической оболочке, механизм способен выдержать высокое давление. Модели от зарекомендованных производителей популярны при разработках системы трубопровода и других конструкций, где подразумевается работа с высокими показателями давления.

Отзывы

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

По типу соединения с трубопроводом бывают:

• фланцевые клапаны;
• резьбовые клапаны.

При установке и использовании электромагнитных клапанов нужно помнить о таких важных моментах:

1. Перед началом установки своими руками соленоидного устройства для воды, рекомендуется провести подготовительные работы. В них входит зачистка труб и их разметка.
2. Место для монтажа клапана должно быть на видном месте, чтобы к нему был свободный доступ. Компактные размеры соленоидных клапанов упрощают эту задачу.
3. Категорически возбраняется производить установку устройства, если электромагнитная катушка будет выполнять функции рычага.
4. Монтаж и демонтаж устройства проводят в обесточенном состоянии.
5. Желательно, чтобы система водоснабжения была оснащена грязевым фильтром. Это предотвратит забивку изделия инородными частицами.
6. Электромагнитный клапан не должен подвергаться нагрузкам от веса труб.
7. На поверхности клапана имеются специальные стрелки, которые указывают направление движения среды. Установка производится по ним.
8. Если монтаж производится на открытой местности, то следует защитить устройство специальными изоляционными материалами.
9. Для уплотнителя соединения клапана и трубы рекомендуют использовать ФУМ-ленту.
10. Подключение устройства к электросети производится с помощью кабеля. Он должен быть гибким и меть сечение жил не менее 1 мм.

Запорную и регулирующую арматуру следует выбирать и устанавливать согласно произведенным заранее расчетам. Применять тот или иной вид клапана нужно в зависимости от типа трубопровода и транспортируемой по нему среды.

Добавьте свой комментарий:

Эксплуатация

Навесной тип чаще используется не в помещении, а на улице, поэтому и уход за ним нужен детальней, чем за внутренним замком.

В технологии изготовления навесных запирающих конструкций используют металлы нескольких вариантов: чугун, латунь, сплавы алюминия, сплавы стали. Некоторые из них не подвергаются коррозии, но они стоят дороже.

Материалы, считающиеся коррозийными, обеспечены защитным покрытием, которое защитит изделие от влияния окружающей среды.

В условиях постоянного нестабильного климата или при повышенной влажности, требуется защитить устройство от влияния этих факторов.

Свежие записи

Токсичность

Пары цианоакрилата, представляющие собой мономеры, могут раздражать слизистые оболочки глаз, носа и горла, но при достаточной концентрации они моментально полимеризуются под воздействием влаги и становятся инертными. Считается, что риск может быть незначительным, если работать в хорошо проветриваемом помещении. При регулярном взаимодействии с цианоакрилатом около 5 % людей испытывают симптомы, схожие с симптомами гриппа. Цианоакрилат также может раздражать кожный покров и вызывать аллергические кожные реакции. В редких случаях вдыхание паров может вызвать астму. Для разных цианоакрилатов токсичность может существенно отличаться.

Разновидности соленоидных электромагнитных клапанов

Описываемые устройства классифицируются по следующим основным признакам:

• материал, на основе которого изготовлен корпус;
• особенности конструкции клапана;
• его положение при снятом с катушки напряжении (в обесточенном состоянии);
• принцип срабатывания;
• особенности подключения к трубопроводам.

Корпус этих изделий изготавливается из традиционных латуни, пластика или нержавейки. Правильный выбор материала в значительной мере определяет возможность использования клапана в критических условиях. Для бытовых водопроводных отопительных систем подойдет любая из указанных выше разновидностей.

По особенностям конструкции клапаны делятся на поршневые, мембранные и золотниковые. Самый дешевый и достаточно надежный вариант – золотниковое устройство, которое хорошо справляется со своими функциями. Поэтому такие клапаны традиционно устанавливаются в быту.

По положению штока с поршнем при отключенном от электропитания электромагните они делятся на следующие виды:

• закрытые в нормальном состоянии (НЗ);
• открытые (НО);
• имеющие два стабильных положения.

В первом варианте при снятом с катушки напряжении сердечник с клапаном за счёт упругости возвратной пружины надежно перекрывает канал трубопровода. Во второй случае при отключенном напряжении получается обратный эффект. Под действием той же пружины шток полностью втянут в катушку, а канал остается открытым. В третьем случае в исходном состоянии при снятом напряжении клапан может находиться и в том, и в другом положении (перекрывать канал или оставлять его свободным). Все зависит от используемой схемы его включения.

По принципу срабатывания (по своей функциональным особенностям) все такие клапаны делятся на одноходовые, двухходовые и трехходовые. У первой разновидности имеется лишь один рабочий патрубок, подсоединяемый к трубопроводу. Такие конструкции обычно применяются как предохранительные, служащие для избавления от излишков пара или воды.

Их трехходовые аналоги имеют три соединительных патрубка, что позволяет использовать их для перенаправления потока жидких сред. Самый распространенный вид соленоидных вентилей – двухходовые. Они имеют два патрубка с обеих сторон и устанавливаются непосредственно в разрыв трубопровода. По особенностям подключения соленоидные устройства делятся на муфтовые, а также фланцевые и штуцерные.

Различные образцы клапанов также отличаются по материалу, используемому при изготовлении уплотнителя и запорной мембраны. В соответствии с этим признаком в них могут применяться:

• фтористый эластомер;
• этилен пропиленовый эластомер (EPDM);
• каучуковая основа.

Это связано с тем, что синтетический материал EPDM устойчив к разрушающему действию солей и хорошо работает при низких температурах.

Видео обзор

О плюсах и минусах

Однотрубная схема отопления имеет плюсы:

1. Простота схемы.
2. Простота установки.
3. Экономия стройматериалов.

Это максимально подходит к небольшим отапливаемым площадям. Она имеет и ряд минусов:

1. Чем дальше радиатор от теплоносителя, тем меньше температура нагревания.
2. Невозможность и нецелесообразность подключения к одной системе более 10 радиаторов.
3. Регулировать подачу тепла невозможно.

Получается, чем дальше батарея от котла, тем она все холоднее и холоднее.

Значит, целесообразно делать радиаторы, которые наиболее удалены от теплонагревателя, с большей площадью поверхности. И в такой схеме регулировать подачу тепла невозможно, все заложено в проектных расчетах. Может быть поэтому мы иногда в своих квартирах замерзаем, а иногда мучаемся от жары. Но понятно одно, к однотрубной системе отопления надо подключать до 10-ти радиаторов, иначе пользы от холодных отопительных приборов никакой не будет.

Сферы применения

Автоматический водопроводный затвор представляет собой достаточно полезное устройство, которое используется в самых различных сферах. Этот агрегат успешно используют в различных отраслях домашнего и народного хозяйства, а кроме того в различных производственных отраслях. Множество воздуховодов и водопроводов разной степени сложности конструкции успешно используют данное изделие в своей работе.

Оборудование с соленоидным приводом наиболее популярно в конструкциях, где большая часть приборов работают по принципу автоматического управления. Главным образом выбор области применения определяется, исходя от материала, из которого изготовлен вентиль. Подобные устройства можно встретить в стиральных машинах, системах канализации, оросительных системах, для контроля систем гидравлики , системах отопления и многих других.

Наибольшую популярность он получил в:

1. Орошении. Используется при поливе огородов, садов, оранжерей. При монтаже такого устройства все процессы становятся автоматическими. Электромагнитное устройство с сервоприводом (220,24,12 В) если к нему подключить таймер, позволит задавать временные интервалы работы и отключения устройства. Он может находиться в нормально открытом или закрытом положении. Такие ритмы позволят руководить регулировкой потоков воды. Преимущества использования такого устройства более чем очевидны – нет необходимости тратить время для постоянного контроля над поливной системой.
2. Канализации. Электромагнитный клапан(12, 24 В) для воды довольно широко применяется для того чтобы регулировать подачу воды в общественных душевых и туалетах. Тут так же используется таймер который позволяет автоматически включать и выключать подачу водяного напора.
3. Моечных системах. Соленоидный водопроводный клапан(220, 24, 12 В) позволяет обеспечить своевременный слив воды во время мойки автомобиля. Более того подобное устройство в бытовых и промышленных стиральных машинах.
4. Крупномасштабных кухнях. Электромагнитный клапан подачи sp6135 (220, 24, 12 В) является поистине неотъемлемым устройством на конвейерных системах изготовления хлебобулочных изделий, регулировки уровня подачи воды к промышленным посудомоечным системам и кофейным комбайнам.
5. Точном дозировании. Электромагнитный затвор для горячей воды играет не последнюю роль при процедурах смешивании различного сырья и материалов.
6. Отопительных системах. Водяной соленоидный клапан(220, 24,12 В) предотвращает возникновению перебоев при работе систем отопления. Устройство позволяет восполнить потери при постепенном испарении воды на магистральных отопительных трассах.

Кроме того, электромагнитные модели применяются для регулировки и контроля транспортировки различных агрессивных сред на производствах.  Устройства, использующиеся на производстве, могут быть довольно большого диаметра. Категорически воспрещается использования моделей из латуни при работе с агрессивными веществами, такими как, например, дизельное топливо или кислота.

Традиционный подход или полная автоматизация

Если рассматривать варианты устройства отопления для многоквартирного дома с несколькими этажами, то однотрубная система в итоге создаст больше проблем. В перспективе можно предвидеть неравномерный прогрев и дополнительные затраты на повышение эффективности отопительной конструкции.

Если всё-таки выбрана однотрубная система, то самой сложной её частью станет тщательно рассчитанный профессиональный проект.

Сторонников этого варианта немало, их вдохновляет низкая себестоимость работы и старые дома, в которых такая система успешно функционирует уже много десятилетий.

Более гибкий вариант — сочетание двухтрубной и однотрубной систем. Он позволит и сэкономить, и воспользоваться преимуществами той и другой системы.