Большая часть современных водопроводных запорных арматур функционирует за счет вложения человеком физического труда. Трубопровод перекрывают способом поворота крана либо клапана. Однако в хитроумных системах такой метод проверки объективно считается медленным, сложным и неудобным. Монтаж базовых электроприводов не всегда оправдан, потому что обходится очень дорого. Подобную трудность можно преодолеть, если на участке установить клапан соленоидный.

Для чего он необходим

Электромагнитные вентили широко применяются в системах водоподготовки, подачи холодной воды в экструдерах, снабжения работы парогенераторов и котельных объектов, соединения разных сред, а также для наполнения и опустошения сосудов с системами автоматического управления. Использование таких установок делает технологическую процедуру более удобной и надежной.

Особенности

Соленоидный клапан представляет собой маленькую конструкцию, которая действует за счет электромагнитных напряжений. У простых запорных арматур устройство совсем легкое, и состоит оно из небольшого элемента, который перекрывает поток. Такой составляющей может быть шар с пробоиной либо диск. Но для закрытия трубопровода следует повернуть дополнительную ручку на кране, тогда как соленоидные установки требуется лишь подключить к электричеству, а все остальное они произведут самостоятельно.

Назначение

Особенность работы такого прибора понятна и проста. Во внутренней части механизма имеется катушка, которая реагирует на электромагнитные толчки. При действии на нее электромагнитного поля она дает напряжение на маленький плунжер. Запорная часть вжимается поршнем или простым устройством из нескольких пружинок, как пластиковая труба. Процесс определенной работы зависит от того, какой клапан соленоидный будет вмонтирован. В одном оборудовании при подаче электричества закрепляющий диск приподнимается, а в другом, совсем наоборот, опускается для полного перекрытия потока.

Принцип работы

Особенность действия данной установки - несложность и производительность. В сравнении с громоздкими кранами, имеющими электроприводы, этот прибор нуждается в минимальном приложении человеческих усилий. Просто достаточно подать короткий электрический толчок, чтобы клапан соленоидный электромагнитныйначал свою работу. По этой причине аналогичное устройство применяется в непростых системах трубопроводов. К примеру, в фармакологической либо химической промышленности, где нужно обладать правами, чтобы распоряжаться всеми процедурами с четкостью до секунды.

Преимущества клапанов

Существует, конечно, немало плюсов таких приборов, а именно:

• практичность;
• функциональность;
• возможность точно следить за всеми процессами и настраивать порядок системы;
• надежность;
• отсутствие трудностей с установкой;
• сравнительная легкость конструкции.

Недостатки

Однако, помимо достоинств, клапан (соленоидный) имеет еще и минусы:

• требуется подключение прибора к электричеству;
• стоимость такой установки порядком выше средней цены простой запорной арматуры;
• при неверном использовании деталь способна поломаться.

Характеристики

Электромагнитные клапаны выпускают в разных вариантах. Каждая дополнительная разновидность определена для осуществления тех или иных целей. По качествам работы их разделяют на несколько видов.

Виды

По типу устройства клапаны бывают:

• простые на полипропиленовые трубы, имеющие 2 входа и являющиеся стереотипной запорной арматурой;
• трехходовые - выполняющие предназначение смесителя, так как отличаются 3 входами и могут их проверять;
• комбинированные модели являются самыми сложными установками с ненормированными характеристиками и механизмами (делят такие изделия по классу рабочей среды и монтируют в системы определенных функций по заказу).

На заметку

Самый востребованный и популярный - это клапан соленоидный электромагнитный для воды. Он же является и самым дешевым. Более дорогие экземпляры можно использовать с нефтью, агрессивной химией, бензином, газом и другими веществами.

Немаловажной характеристикой такого устройства считается нижний и внешний диаметр. Эти цифры указываются в дюймах либо миллиметрах. Дюймовое определение устанавливают двумя показателями. К примеру, закрытый клапан (соленоидный) ¾ дюйма в диаметре пригоден для труб с такими же параметрами. При счете в миллиметрах можно заметить, что эта установка обладает диаметром по высоте 19-20 мм.

Любая электрическая машина работает благодаря наличию многих специальных деталей. Предлагаем рассмотреть, что такое нормально закрытый соленоидный клапан, его принцип действия и где его купить.

Общие сведения

Электромагнитный соленоидный водяной или газовый клапан – это электромеханическое устройство, предназначенное для контроля потока жидкости или газа в приборах мощностью до v308 (EV220B, Tecofi, Castel, ESM, EVR, GBP, GBV, NBR, PARKER, SCE, SYDZ, АКПП, КСВМ, ЗСК, ИСП, Burkert, КСП). Данный клапан управляется с помощью электрического тока, который пропускает катушка. При подаче тока, создается магнитное поле и заставляет двигаться поршень внутри катушки. В зависимости от конструкции, поршень откроется при подаче электричества, либо закроется пропускной кран. Когда ток перестанет поступать катушке клапана, он вернется к своему обычному состоянию.

Фото – Соленоидный клапан danfoss

Механизмы бывают :

• прямого и непрямого типа действия;
• вакуумный, гидравлический, пневматический клапан;
• 2-, 3-, много-ходовой.

Электрические клапаны прямого действия открывают и закрывают отверстие внутри клапана. В опытно-управляемых клапанах (их еще называют запорный прибор), поршень, открывает и закрывает отверстие. В клапанах высокого давления (к примеру, фланцевый клапан) используются поршни и специальные уплотнители, которые контролируют состояние отверстия.

Видео: соленоидные клапаны Danfoss

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 *d 2 / 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.

Конструкция и назначение пилотируемого клапана

Газовый отсечной пилотный клапан SCE238A002 (200 бар), Немен, VIKING, SPOOL, JOUCOMATIC, ЭВЕЛЕН, SMART TORK, состоит из двух основных частей: пропускного устройства и клапана прямого действия. Пропускной механизм преобразует электрическую энергию в механическую, которая, в свою очередь, открывает или закрывает деталь. В клапане прямого действия осуществляется управление потоком жидкости или газа.

Фото – Электромагнитный клапан

Электромагнитные клапаны могут использовать металлические пломбы или резиновые уплотнители, также его легко контролировать. Пружина используется для хранения клапана нормально разомкнутым или сомкнутым, в то время, когда он не используется.

Вода под давлением поступает в камеру. Входное отверстие представляет собой эластичную мембрану, а над ней расположена пружина, толкающая её вниз. Диафрагма имеет отверстие, проходящее через центр, оно позволяет контролировать количество воды, зачастую пропускается очень малая часть. Эта вода заполняет полости на другой стороне диафрагмы, так что давление одинаково по обе стороны клапана.

После того, как диафрагма закрывается клапаном, давление на выходе дна уменьшается, и большее давление держит клапан закрытым. Таким образом, пружина не имеет отношения к закрытию или открытию клапана.

Если ток проходит через мембранный соленоид, вода в камере вытекает через прямой проход быстрее, чем пополняется камера. Входящее давление поднимает диафрагму.

Когда соленоид снова выключается, проход закрыт пружиной, нужно очень мало сил, чтобы толкнуть диафрагму вниз, главный клапан снова закрывается. На практике часто отсутствует отдельная пружина; эластомера диафрагмы адаптирована так, что работает, как собственный источник, в основном в закрытой форме.

Фото – Соленоидные клапаны Sirai

Из объяснения видно, что этот тип клапана зависит от перепада давления между входом и выходом, так как для его работы давление на входе должно быть всегда больше, чем давление на выходе. Если давление на выходе, по любой причине, выше входного, клапан слишком быстро откроется, чтобы этого не допустить разница размеров должна быть не больше половины дюйма.

Для усиления давления часто используется пластиковый уплотнитель, который закрепляется в районе входящего отверстия.

Способ подключения у каждого прибора немного отличается, поэтому очень рекомендуем при покупке прочитать сертификат, проверить паспорт определенной модели. Инструкция подробно описывает монтаж каждого отдельного клапана.

Область применения

Область применения напрямую зависит от материала клапаны. Деталь, основной материал которой латунь, не применяется в агрессивных средах, скажем, для контроля дизельного топлива, жидкости с кислотной основой.

Электромагнитные клапаны используются в для контроля гидравлики и пневматических систем, для управления цилиндрами или крупных промышленных клапанов с большим диаметром.

Фото – Двухходовой соленоидный клапан

Чаще всего производство использует клапан для механизмов и устройств, где необходимо ограниченное поступление воды, газа, воздуха, т.д. – стиральная машина, посудомоечная установка, контроль системы отопления. Импульсный клапан двойного типа действия используется как устройство для подачи воздуха и воды в стоматологических кабинетах, для полива земли, подпитки разнообразных приборов при помощи дизтоплива, контроля работы машины с газовой мини-установкой и даже для холодильника.

Обзор цен

Купить соленоидный воздушный, дренчерный или газовый клапан мощностью до 380 вольт в России, Украине, Беларуси, можно в любом специализированном магазине. Вы найдете устройства такого типа: фреона, Хонда, СВМ, CEME (СЕМЕ), СКН для разнообразных установок. Каждый производитель предлагает свой прайс-лист, мы собрали средние цены на клапаны производства России, Италии, Германии и стран СНГ:

Все фирмы предоставляют гарантию на свою продукцию год, продажа осуществляется в официальных дилерских магазинах.

Соленоидный вентиль (магнитный) - это прибор для автоматического регулирования потока жидкости или пара. Он устанавливается на рассольных, водяных, жидкостных и паровых трубопроводах для регулирования подачи жидкого или парообразного хладагента (аммиака, фреона). Вентиль может быть полностью открыт или закрыт.

Имеются различные конструкции соленоидных вентилей, но все они работают по одной и той же схеме и состоят из катушки и сердечника, связанного с разгрузочными и основными клапанами вентиля. Соленоидные вентили бывают поршневыми и мембранными .

В корпусе (1) поршневого соленоидного вентиля СВФ-40 (рис. 1) находятся седло (2) клапана и втулка (3), в которой расположен основной клапан (4) в виде поршня. В торец основного клапана ввернуто разгрузочное седло (13) управляющего клапана (10). В крышке (6) помещен соленоид (8) с втулкой (9) из немагнитной стали и сердечник (7). Управляющий клапан (10) и сердечник свободно соединены стержнем с гайкой (5). При включении электрического тока в катушке возникает магнитное поле, под действием которого сердечник (7) втягивается, поднимая клапан (10). При этом открывается отверстие в разгрузочном седле (13), полости вентиля над клапаном и под клапаном соединяются и давления в них выравниваются. При дальнейшем втягивании сердечника основной клапан (4) поднимается над седлом (2) и вентиль открывается.

Рис. 1 - Соленоидный вентиль СВФ-40

При выключении тока стержень сердечника вместе с управляющим клапаном под действием силы тяжести опускается, отверстие в разгрузочном седле закрывается. Через зазор между наружной поверхностью основного клапана (4) и втулкой (3), а также через специальную канавку на поверхности клапана жидкость проходит в полость над клапаном. Давление в этой полости повышается, клапан опускается на седло (2) и вентиль закрывается. Плотное закрытие клапанов обеспечивается резиновыми прокладками (11) и (12). Внизу размещен винт ручного управления (15) с сальником (14), закрытый колпаком (16). На рисунке 2 показан поршневой соленоидный вентиль холодильной установки рефрижераторного подвижного состава.

Рис. 2 - Схема поршневого соленоидного вентиля: 1 - клапан; 2 и 6 - седла; 3 и 4 - кольцевые опорные гильзы; 5 - корпус вентиля; 7 - соединительный штуцер; 8 и 12 - кольца; 9 - направляющая втулка; 10 - кожух; 11 - пружина; 13 - нажимная шайба; 14 - корпус электромагнитной катушки; 15 - крышка корпуса; 16 - шпилька; 17 - колодка выводов катушки; 18 - пробка; 19 - электромагнитная катушка; 20 - сердечник катушки; 21 - контргайка; 22 - шток; 23 - распорная втулка; 24 - сетчатый фильтр; 25 - резиновая прокладка; 26 - болт; 27 - нижняя крышка; 28 - шпиндель; 29 - колпачок; 30 - корпус сальника

Фирмы «Данфосс» (рис. 3) состоит из следующих основных частей: корпуса (1), резиновой мембраны (19) с пружиной и электромагнитного клапана управления.

При обесточенной катушке (10) вентиль закрыт. Давление в полостях на входе вентиля и над мембраной одинаковое, так как полости эти соединены через отверстие с уравнительным соплом (6). Поверхность мембраны больше поверхности седла (3), поэтому давление над мембраной способствует плотному закрытию отверстия в седле. Пружина (4) дополнительно содействует прижатию мембраны к седлу, обеспечивая таким образом плотное закрытие вентиля даже при одинаковом давлении на входе и выходе.

Рис. 3 - Мембранный соленоидный вентиль

Если на катушку (10) подать напряжение, якорь (8) втянется внутрь нее и полость над мембраной соединится с полостью на выходе вентиля через отверстие (7). Это приведет к понижению давления над мембраной, она в этом случае поднимется и вентиль откроется. При выключении тока якорь (8) опускается и закрывает отверстие (7). Давление над мембраной со стороны входа увеличивается и вентиль закрывается.

Катушка помещена в кожух (9), который имеет крышку с винтом (11). Винт ручного управления (2) закрыт колпачком (20). В приборе имеются направляющая втулка (5), кольцо короткого замыкания (12), пластинчатая пружина (13) и направляющая пластина (14). Втулка сердечника (17) прикреплена винтами (16) через уплотнительное кольцо (18). Кабель проходит через предохранительный штуцер (15). Корпус вентиля изготовлен из красной латуни, якорь - из нержавеющей стали, седло и мембрана - из резины. Такие соленоидные вентили применяют на рассольных и водяных трубопроводах.

Соленоидные вентили используют в качестве запорного механизма на трубопроводах холодильных установок рассольной системы. Хладоновые вентили устанавливают на трубопроводах жидкого хладона, байпасных линиях и трубопроводах оттаивания снеговой «шубы» на воздухоохладителе.

Хладоновый соленоидный вентиль СВМ-15 (рис. 4, а), применяемый в 5-вагонных секциях БМЗ на жидкостной и байпасной линиях (проходной, мембранный, бессальниковый, с разгрузочным золотником, с условным проходом 15 мм), рассчитан на рабочее давление 15,7·10 5 Па. Он состоит из корпуса (1), запорного механизма с мембраной, электромагнитного и ручного приводов. Запорный механизм включает в себя золотник (2), в кольцевой паз которого завулканизирован резиновый вкладыш (3), фильтрующую шайбу (4) с мембраной (5) из прорезиненного капрона и грибок (6), который прикреплен к фильтрующей шайбе. Электромагнитный привод вентиля состоит из катушки (7), кожуха (8), прикрепленного к резиновой шайбе на корпусе гайкой-колпачком, сердечника, разделительной трубки (10), сваренной с упором (11) и предохраняющей катушку от действия хладона. Ручной привод представляет собой винт (12), помещенный с сальником (13) в штуцер корпуса и закрытый колпачком (14).

Для работы соленоидного вентиля необходимо, чтобы давление на входе в вентиль было больше давления на выходе, т. е. чтобы был перепад давлений. В первоначальном положении, когда электромагнит не включен, разгрузочное отверстие в золотнике (2) закрыто резиновым уплотнением сердечника (9). Давление хладона, поступающее через отверстие в фильтрующей шайбе (4) и грибке (6) в надмембранную полость, прижимает золотник (2) к седлу - вентиль закрыт.

Рис. 4 - Хладоновые соленоидные вентили типа СВМ (а) и типа EV1D-10 (б)

При включении тока электромагнит притянет сердечник (9), разгрузочное отверстие откроется и хладон из надмембранной полости через золотник перейдет в подзолотниковую полость. На мембрану будет действовать разность давлений, благодаря чему она поднимется вместе с золотником (2) до упора и откроет основной проход. При выключении тока сердечник электромагнита перекроет разгрузочное отверстие, давление в надмембранной полости повысится, и разность давлений начнет действовать в обратную сторону - вентиль закроется.

Хладоновый соленоидный вентиль EV1D-10 (рис. 4, б), применяемый в рефрижераторных вагонах постройки ГДР, также работает за счет перепада давлений. При подаче напряжения на катушку (7) сердечник (9) втягивается, поднимая клапан (15). Давление в полости над мембраной понижается. Мембрана поднимается вверх и открывает основной проход. Короткозамкнутое медное кольцо (16), находящееся в головке, обхватывает часть магнитопровода и устраняет вибрацию (гудение) сердечника в верхнем положении. При отключении электромагнита сердечник (9) опускается и закрывает разгрузочное отверстие (19). Давление над мембраной благодаря капиллярным отверстиям (17) в ней повышается, и мембрана плотно садится на гнездо (18).

Автоматизация современных процессов управления потоками воздуха, пара, воды и иных газообразных и жидких сред, где используется электромагнитный соленоидный клапан - прочно вошла в нашу жизнь. Запорный клапан с электромагнитным приводом широко используются в различных трубопроводных системах и аппаратах с автоматическим управлением, а также при управлении различными технологическими процессами оператором вручную.

В настоящей статье мы постараемся для вас раскрыть вопросы, что же такое запорный электромагнитный клапан, его принципиальное устройство, классификацию и принцип работы соленоидных клапанов, а также, каким образом происходит управление электромагнитными клапанами в современных инженерных системах.

Запорный электромагнитный клапан - назначение и изготовление

Электромагнитный запорный клапан предназначается для применения в качестве регулирующего и запорного устройства при осуществлении быстрого дистанционного управления (отключения или включения) потоками жидкости, пара, воздуха или газа любой трубопроводной системы.

Наиболее широко применяемым есть электромагнитный соленоидный клапан. При изготовлении этого устройства применяются электрические магниты с неподвижными своими частями, которые называют соленоидами. Поэтому и само устройство называют соленоидным электромагнитным клапаном.

Состоит клапан с электромагнитным приводом из корпуса, катушки электромагнитного клапана с сердечником, и установленным на нем диском или поршнем, регулирующим поток рабочей среды.

Изготавливаются корпуса клапанов из специальных пластиков, латуни или нержавеющей стали. В качестве применяемых материалов для изготовления мембран, уплотнений и прокладок корпусов электромагнитных клапанов чаще всего используется термостойкая и маслостойкая резина, каучук, фторопласт или силикон.

По своему устройству, соленоидный электромагнитный клапан подобен устройству обычного, всеми нами "знанного" - запорного клапана. Однако управление электромагнитными клапанами, то есть открытие или закрытие их рабочего органа, осуществляется без приложения наших физических усилий, путем подачи на электромагнитную катушку (соленоид) клапана - электрического напряжения.

Электромагнитный соленоидный клапан используется, как в достаточно сложных различных технологических процессах, так и в нашем быту.

Используя запорный электромагнитный клапан, мы можем дистанционно подать необходимый нам объём пара, жидкости или газа в необходимый момент времени, к примеру, при подаче воды в поливные системы, регулировании различных хозяйственных отопительных процессов, обеспечении устойчивой работы котлоагрегатов и прочее.

Принцип работы электромагнитного клапана

В общих чертах принцип работы электромагнитного соленоидного клапана заключается в следующем:

В статическом положении, когда катушка электромагнитного клапана обесточена и клапан закрыт (или открыт в зависимости от его типа), мембрана клапана или его поршень за счет механического воздействия пружины находится в герметичном соприкосновении с седлом клапана. При подаче же электрического напряжения на катушку - клапан с электромагнитным приводом открывается. Это осуществляется посредством воздействия магнитного поля, создаваемого в катушке клапана (соленоиде), на плунжер и его втягивания в нее.

При выборе Вами электромагнитного запорного клапана надо всегда учитывать его технические характеристики и конструктивные особенности, ибо не все клапаны допускают направление движения рабочей среды в любую сторону. Некоторые из клапанов предназначены лишь для работы при определенно заданном направлении движения потока рабочей среды, как правило, под золотник. При несоблюдении этого условия - такие клапаны, как правило, частично или полностью теряют свою работоспособность или не в полной мере обеспечивают герметичность своего запорного органа.

Типовое устройство электромагнитного соленоидного клапана

Как видно из представленного рисунка, устройство типового электромагнитного клапана следующее, где:

1. Соленоидная катушка (магниты).

2. Якорь катушки.

3. Пружина закрывающая.

4. Тарелка электромагнитного клапана.

5. Пилотное отверстие.

6. Диафрагма мембранного усилителя.

7. Основное проточное отверстие.

8. Выравнивающее проточное отверстие.

9. Принудительная система открытия клапана с пружиной.

Классификация и конструктивные особенности исполнения электромагнитных соленоидных клапанов

В зависимости от местоположения запорного органа, когда катушка электромагнитного клапана обесточена, клапаны по типу делятся на нормально открытого (НО) и клапана нормально закрытого типа (НЗ). В нормально открытых клапанах при обесточенной их катушке - проход движению агента рабочей среды открыт, а для клапанов типа НЗ и отсутствии напряжения на их катушке - этот проход закрыт.

Существуют также конструкции современных электромагнитных клапанов, настраиваемые на определенный вид, в зависимости от надобности - НО или НЗ.

Кроме того, по исполнению, в зависимости от подающегося на катушку управляющему импульсу, электромагнитные клапаны бывают импульсные (бистабильные), которые могут переключаться с закрытого на открытое положение и наоборот.

В зависимости от систем использования, электромагнитные клапаны по рабочей среде бывают на воздух, газ, пар, воду, бензин или другое топливо.

Также, в зависимости от сред и помещений, где используются соленоидные электромагнитные клапана - они могут изготавливаться, как в обычном, так и во взрывозащищенном исполнении. Последняя категория данных клапанов особенно широко используется в системах нефтегазодобычи, на складах топлива, автомобильных заправочных станциях и других взрывопожароопасных объектах народного хозяйства.

Управление электромагнитными клапанами

Зависимо от того, как осуществляется управление электромагнитными клапанами - они делятся на клапаны электромагнитные прямого действия и клапаны с поршневым или мембранным усилением, где в качестве дополнительной, используется энергия рабочей среды регулируемой ими системы.

Электромагнитный соленоидный клапан прямого действия свое перемещающее усилие на шток золотника создает лишь посредством тягового усилия соленоида (катушки), находящегося в верхней части устройства, в то время, когда клапаны с «усилением», используют перепады давления рабочей среды в трубопроводе до и после установленного устройства.

Клапаны прямого действия конструктивно просты и обладают по сравнению с электромагнитными клапанами, работающими с усилением, высоким исполнительным быстродействием и характеризуются надежностью в эксплуатации.

Конструктивно, электромагнитные клапаны, работающие с усилением, имеют основной золотник, предназначенный для непосредственного перекрытия отверстия в седле корпуса клапана, и золотник управляющий - механически связанный с сердечником электромагнитного соленоидного привода.

Сам управляющий золотник клапана иногда еще называют импульсным клапаном устройства. Под действием подаваемого на обмотку соленоида электрического напряжения, управляющий золотник закрывает или открывает проход для рабочей среды в усилитель через разгрузочное отверстие, диаметр которого намного меньше диаметра основного прохода клапана.

Применение усилителя для перемещения штока клапана, работающего на принципе соединения его рабочей полости с входной частью клапана посредством использования управляющего золотника, позволяет резко снизить тяговое усилие на сам сердечник электромагнита, используя для этого дополнительно энергию самой рабочей среды.

Одно или несколько разгрузочных отверстий электромагнитного клапана, которые перекрываются золотниками управляющего запорного органа - служат для сброса давления с надмембранной полости или полости над поршнем, следствием чего есть поднятие основного золотника, а соответственно и открытия основного прохода электромагнитного клапана.

Заключение

Надеемся, что предоставленная в статье информация, существенно расширит ваши познания в области регулирования современных трубопроводных систем посредством использования в них электромагнитных соленоидных клапанов.

Электромагнитный клапан (клапан соленоидный) состоит из следующих основных деталей: корпуса, крышки, мембраны (поршня), пружины, плунжера, штока и электрической катушки (соленоида). Корпуса и крышки клапанов отливают из латуни, нержавеющей стали, чугуна или полимеров: полипропилена, эколона, нейлона и др. Клапаны рассчитаны для использования при различных рабочих средах, давлениях и температурах. Для плунжеров и штоков применяют специальные магнитные материалы. Электрокатушки (соленоиды) для клапанов изготовливают в пылезащищенном или герметичном корпусе. Обмотка катушек выполнена высококачественным эмаль проводом из электротехнической меди. Присоединение к трубопроводу резьбовое или фланцевое. Для подключения к электрической сети используется штекер. Управление осуществляется подачей напряжения (или импульса) на катушку.

Напряжения питания:
Переменного тока, AC: 24В, 110В, 220В;
Постоянного тока, DC: 12В, 24В;
Допуск по напряжению: ± 10%.
Класс защиты: IP65.

Основные рабочие положения:
Клапаны электромагнитные по исполнениям бывают: «НЗ» - нормально закрытые клапаны, «НО» - нормально открытые клапаны и "БС" - бистабильные (импульсные) клапаны, переключающиеся с открытого на закрытое положение по управляющему импульсу.

По принципу действия:
Для различных условий эксплуатации применяют клапаны прямого действия, срабатывающие при нулевом перепаде давлении и пилотные клапаны (непрямого действия) - срабатывающие только при минимальном перепаде давления. Так же электромагнитные клапаны подразделяются на запорные (2/2 ходовые), распределяющие трехходовые (3/2 ходовые), и переключающие клапаны (2/3 ходовые).

Мембраны и уплотнения:
Мембраны клапанов изготовлены из эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава - EPDM, NBR, FKM, а уплотнения из PTFE или TEFLON. Так же 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. Температура применения −40… +140 °С.

NBR - Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Температурный диапазон −30… +100 °С. 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 низкого давления при температуре −30… +150 °С. 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 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.

TEFLON - Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50… +250 °С.

Полимеры, устойчивость химических соединений и рабочие среды,
общие технические данные и материалы.

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана

Клапан нормально закрытый
В статичном положении напряжение на катушке отсутствует - электро клапан 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 (над мембраной) поддерживается через перепускное отверстие в мембране (или через канал в поршне) 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 катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.

Клапан нормально открытый
Принцип действия нормально открытого клапана наоборот - в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.

Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP - разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. - везде, где присутствует давление в трубопроводе.

Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия

У электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. При закрытии (отсутствии магнитного поля), подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности.

Для клапана электромагнитного 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 местах, где давление минимально или отсутствует.

Принцип действия бистабильного клапана

Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: "Открыто" и "Закрыто". Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока. Для удержания открытого или закрытого положения подавать напряжение на катушку не требуется! Конструктивно, бистабильные импульсные клапаны выполнены как пилотные клапаны, т.е. необходим минимальный перепад давления.

Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) - это 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, давления и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.