Что такое соленоидный электромагнитный клапан, назначение, устройство и принцип действия

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.

Как работает вентиль с соленоидом?

Состоит соленоидный электроклапан из:

• корпуса стального, чугунного, латунного либо полимерного;
• индукционной катушки с сердечником (соленоида);
• рабочего запорного элемента;
• уплотнителя;
• демпфирующей пружины.

Индукционная катушка из меди внутри запорного устройства расположена в герметичном корпусе, куда воде доступ закрыт. Перекрытие либо открытие канала тока рабочей среды происходит за счет выдвигающегося под действием соленоида штока и мембраны.

В обесточенном состоянии под воздействием пружины вентиль полностью перекрывает канал тока либо оставляет его полностью открытым. Далее, после подачи напряжения на катушку, происходит смещение сердечника со штоком, в результате чего поперечное сечение данного протока увеличивается/уменьшается.

Общий принцип работы рассматриваемого электромагнитного клапана прост – движение штока происходит в нем за счет электромагнитной индукции. При протекании электрического тока по катушке, на находящийся в ее центре сердечник воздействует электромагнитное поле, сила и направление которого зависят от приложенного напряжения в вольтах.

В результате и происходит смещение запорного элемента и изменение проходного сечения вентиля.

Электроклапаны с низким управляющим напряжением рассчитаны на работу в трубопроводах малого диаметра и с малым напором рабочей среды. Сфера их применения достаточно ограниченна.

Зато такие вентили проще встраивать в систему управления на низковольтных полупроводниковых устройствах и подключать к различным микроконтроллерам. В водопроводах и контурах отопления частных домов обычно используют именно их.

Как установить своими руками электроклапан для воды (12 Вольт, 220В)

С установкой электромагнитного клапана (12 Вольт, 220В) на воду можно справиться самостоятельно. Чтобы избежать ошибок в процессе этого, желательно придерживаться некоторых правил:

• не допускается монтаж запорного устройства, оснащенного катушкой, которая способна выполнять функцию рычага;
• все работы по установке или демонтажу клапана можно выполнять только после того, как система полностью обесточена;
• нужно позаботиться о том, чтобы вес трубопровода не оказывал давления на корпус клапана.

Важно!В процессе монтажа электроклапана для воды (12 Вольт, 220В) своими руками необходимо контролировать направление стрелки на корпусе устройства. Она должна показывать в ту же сторону, куда движется вода по трубопроводу

Запорные устройства могут использоваться в условиях открытой местности, например, на локальных очистных сооружениях, которые нередко можно встретить на дачных участках. В этом случае электромагнитный прибор нуждается в дополнительной защите. Для этих целей подойдет стандартная ФУМ-лента. Ее также необходимо использовать, если работа осуществляется при низких температурах.

Автополив своими руками: как установить и использовать систему орошения на участке

Выбор составляющих компонентов. Схемы автополива. Дождевание, капельное орошение и внутрипочвенный автоматизированный полив.

При подключении устройства к сети электропитания обязательно нужно применять гибкий кабель. Рекомендуемое сечение жил – 1 мм.

В процессе установки устройства своими руками необходимо контролировать направление стрелки на корпусе электроклапана

Процесс установки соленоидного клапана (220В, 12В): практические советы

Прежде чем перейти к непосредственному монтажу, нужно определить, какой тип подключения будет для этого использоваться.

При резьбовом соединении на выходном и входном патрубках имеется внутренняя или внешняя резьба. Применяя фитинги соответствующего размера и конфигурации, арматуру можно встроить в трубопроводную систему. Этот вариант считается наиболее удобным, если клапан устанавливается своими руками.

При фланцевом соединении используются патрубки, которые на концах имеют фланцы. Эти же элементы должны присутствовать и на трубах. Стягивание деталей осуществляется с помощью болтов. Фланцевое соединение позволяет создать в системе высокую интенсивность потока, а также давление немалой величины. Чаще всего оно встречается на магистралях со средним и высоким показателем давления.

Инструкция с подробным описанием процесса монтажа прилагается к каждой упаковке с клапаном. Если все сделать правильно, устройство будет исправно работать, обеспечивая защиту от протечек. Устанавливая прибор, необходимо оставить немного дополнительного пространства в зоне его монтажа. Это нужно для того, чтобы при необходимости можно было снять и заменить соленоид. Кроме этого, наличие свободного места позволит контролировать работу клапана, используя для этого механизм, обеспечивающий подъем штока вручную.

Каждый электромагнитный клапан комплектуется подробной инструкцией по установке устройства

Желательно установить фильтр на входе в клапан. Он будет задерживать твердые частицы, размер которых превышает 800 мкм. Перед ТРВ следует монтировать только нормально закрытый клапан. Чтобы исключить вероятность гидроудара при открывании запорного устройства, между ним и ТРВ нужно оставить как можно меньше места.

Важно!Монтаж электромагнитных клапанов на воду осуществляется исключительно катушкой вверх. Не рекомендуется использовать переходники на отрезке до и после клапана

Эти элементы могут сузить диаметр трубопровода, повышая риск возникновения гидроудара. Переходники лучше размещать перед ТРВ. Если установить вертикально в соленоидный клапан трубку Т-образной конфигурации, которая будет выполнять функцию демпфера, можно снизить силу гидроудара, возникающего при закрытии. Кроме этого, наличие такой трубки позволит увеличить срок службы устройства. Демпфер крайне необходим, если трубопровод имеет большую протяженность и малый диаметр

Не рекомендуется использовать переходники на отрезке до и после клапана. Эти элементы могут сузить диаметр трубопровода, повышая риск возникновения гидроудара. Переходники лучше размещать перед ТРВ. Если установить вертикально в соленоидный клапан трубку Т-образной конфигурации, которая будет выполнять функцию демпфера, можно снизить силу гидроудара, возникающего при закрытии. Кроме этого, наличие такой трубки позволит увеличить срок службы устройства. Демпфер крайне необходим, если трубопровод имеет большую протяженность и малый диаметр.

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.

Ознакомиться со всеми  разновидностями электромагнитных клапанов можно тут.

Подключение электромагнитного клапана к системе полива огорода

Для небольшого сада лучше подойдет электромагнитный клапан для полива -12 вольт (NT8048). Он безопасен, поскольку при попадании воды на контакты и при касании мокрыми руками удара током не произойдет. Возможность его подключения к аккумуляторной батарее на 15 АЧ позволяет работать без подзарядки в течение недели. Несложно также будет сделать питание от щитка через сетевой адаптер.

Подача воды обеспечивается из накопительного бака, установленного на высоте не менее 2 м. Вода в нем набирается из централизованной системы. Заполнение контролируется поплавковым датчиком, соединенным с пробковым вентилем. Отсутствие насоса снимает много проблем. Полив сада самотеком происходит в течение нескольких часов и при этом его не надо контролировать. Все управление поливом возьмет на себя электронный таймер, подключенный к розетке.

Устройство электромагнитного газового клапана

Рабочим элементом газового электромагнитного клапана является седло – расположенное внутри корпуса отверстие для прохода рабочей среды, а также затвор. В зависимости от модели и конфигурации устройства затвор может быть выполнен как в виде тарелки, так и в виде поршня. Совершая возвратно-поступательные движения, затвор открывает или перекрывает подачу газа. Устанавливается он на магнитный стержень (сердечник), который подсоединен к электромагниту. Сама же катушка электромагнита устанавливается в верхней части корпуса с наружной стороны клапана.

Газовый электромагнитный клапан: принцип действия

Принцип работы электромагнитного газового клапана состоит в том, что при подаче электричества на катушку создается магнитное поле. Под действием этого поля электромагнит втягивается в катушку, и тем самым задает направление движения затвору.

Во время эксплуатации клапан подвергается воздействию двух сил – с одной стороны это сила сопротивления возвратной пружине, а другой – сила магнитного поля. Последняя регулируется силой электрического тока – чем сильнее электрический ток, тем выше сила, с помощью которой преодолевается воздействие пружины. Таким образом, с помощью регулировки подачи тока можно регулировать степень открытия или закрытия электромагнитного газового клапана, а, следовательно, и подачу рабочей среды.

При отключении электропитания клапан приходит в исходное положение, которое определяется его конструкцией.

Разновидности электромагнитных газовых клапанов

Все существующие сегодня модели газовых электромагнитных клапанов можно условно разделить на три большие группы:

Нормально открытые (НО). При отключении подачи электричества нормального открытые газовые клапаны находятся в открытом положении, обеспечивая свободный проход рабочей среды.

• Нормально закрытые (НЗ). Нормально закрытые электромагнитные клапаны без подачи электричества приходят в закрытое состояние, тем самым перекрывая поток газа в трубопроводе или какой-либо системе.
• Универсальные. Универсальный газовый электромагнитный клапан сконструирован таким образом, что при отключении электричества он может оставаться как в закрытом, так и в открытом положении.

Что касается других различий, то здесь можно выделить электромагнитные газовые клапаны прямого и непрямого действия. Первые предполагают, что затвор клапана приводится в действие только за счет движения сердечника; вторые используют для движения затвора не только сердечник, но и силу воздействия рабочей среды, что позволяет значительно экономить усилия при больших проходах.

Различаются электромагнитные газовые клапаны и по количеству ходов. В настоящее время существуют:

Двухходовые клапаны, имеющие только входное и выходное отверстие. Устройства этого типа предназначены исключительно для подачи или перекрытия рабочей среды в какую-либо систему.

• Трехходовые клапаны, имеющие одно входное и два выходных отверстия. Такой электромагнитный газовый клапан может не только пропускать, но и перенаправлять поток газа в системе.
• Четырехходовые клапаны – это устройства, которые имеют четыре отверстия – одно впускное и три выпускных. Как и трехходовые клапаны, они могут перераспределять поток рабочей среды, но в отличие от них дают больше возможностей для подключения к различным системам.

Стоит отметить, что внутри каждого типа электромагнитных газовых клапанов существует множество моделей и модификаций этих устройств, различающихся, как размерами, так и функциональными возможностями. К примеру, в соответствии с условиями эксплуатации некоторые модели клапанов могут иметь специальное покрытие, устойчивое к воздействию агрессивных сред.

Где приобрести электромагнитный газовый клапан?

Электромагнитные газовые клапаны – это устройства, работающие на газовых трубопроводах, и выход их из строя может привести к самым неприятным последствиям. Именно поэтому клапаны должны отвечать самым строгим требованиям, предъявляемым к их безопасности и надежности. А это значит, что приобретать их нужно только у прекрасно зарекомендовавшего себя производителя.

ОАО «Пензенский арматурный завод» – это предприятие с более чем полувековой историей. За время работы завода наши устройства не раз доказывали свое высочайшее качество и непревзойденную надежность

Поэтому при необходимости приобретения трубопроводной арматуры, рекомендуем вам обратить внимание на продукцию ОАО «ПАЗ», среди которой представлены и различные модели электромагнитных газовых клапанов

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.

Характеристика и особенности соленоидных клапанов для воды

В конструкции любого запорного устройства присутствует управляющий элемент, который может быть мембранным, золотниковым или поршневым. В электромагнитных клапанах бытового назначения обычно устанавливаются мембраны. Они надежны и с легкостью справляются с регулировкой систем водоснабжения и отопления.

Еще одна классификация соленоидных электроклапанов для воды (220В) основана на конструкционных особенностях этих устройств, в частности с учетом положения запорного механизма, когда магнит обесточен.

Согласно этому параметру различают следующие виды устройств:

• электромагнитные клапаны для воды нормально закрытые (220В);
• бистабильные клапаны;
• нормально открытые соленоидные клапаны.

Нормально закрытые клапаны регулируются с помощью электрического тока. Когда на соленоид не подается напряжение, сердечник опущен, отсутствует движение воды по системе. Это происходит благодаря давлению внутренней пружины. В нормально открытых соленоидных клапанах осуществляется обратный процесс. Когда прибор полностью обесточен, канал устройства находится в открытом состоянии. Он закрывается, когда на соленоид подается питание. Бистабильные или импульсные клапаны при отсутствии напряжения могут быть и открытыми, и закрытыми.