Какие бывают электромагнитные клапана

Типы электромагнитных клапанов

В первую очередь электромагнитные клапаны делятся на две группы по типу рабочей среды:

— Воздух — пневматические клапаны; — Жидкости — клапаны для топливной системы и различных по назначению гидравлических систем.

По количеству потоков рабочей среды и особенностям работы клапаны делятся на два типа:

— Двухходовые — имеют только два патрубка. — Трехходовые — имеют три патрубка.

В двухходовых клапанах предусмотрено два патрубка — впускной и выпускной, между ними рабочая среда протекает только в одном направлении. Между патрубками находится клапан, который может открывать или перекрывать поток рабочей среды, обеспечивая ее подачу к агрегатам.

В трехходовых клапанах предусмотрено три патрубка, которые могут соединяться друг с другом в различных комбинациях. Например, в пневматических системах часто используются клапаны с одним впускным и двумя выпускными патрубками, и при различных положениях управляющего элемента сжатый воздух от впускного патрубка может подаваться на один из выпускных патрубков. С другой стороны, в клапанах ЭПХХ (экономайзера принудительного холостого хода) присутствует один выпускной и два впускных патрубка, которые обеспечивают подачу нормального атмосферного и пониженного давления на систему холостого хода карбюратора.

Двухходовые клапаны делятся на два типа по положению управляющего элемента при обесточивании электромагнита:

— Нормально открытые (НО) — клапан открыт; — Нормально закрытые (НЗ) — клапан закрыт.

По типу привода и управления клапаны делятся на два типа:

— Клапаны прямого действия — управление потоком рабочей среды осуществляется только силой, развиваемой электромагнитом; — Пилотные электромагнитные клапаны — управление потоком рабочей среды осуществляется частично за счет использования давления самой этой среды.

В автомобилях и тракторах чаще всего применяются более простые по конструкции клапаны прямого действия.

Также клапаны отличаются рабочими характеристиками (напряжением питания 12 или 24 В, условный проход и другие) и конструктивными особенностями. Отдельно стоит упомянуть о клапанах, которые могут собираться в блоки по 2-4 штуки — они благодаря определенному положению патрубков и крепежных элементов (проушин) могут объединяться в единую конструкцию с большим числом впускных и выпускных патрубков.

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.

Устройство клапана PCV

Вот мы плавно подошли и к устройству клапана PCV, чтобы наглядно посмотреть, что он не такой простой, как кажется на первый взгляд и, что там не пружинка с шариком, как многие утверждают

После снятия резьбовой части

нам становятся доступны — плунжер, затем большая пружина и дополняет это всё малая пружина

Плунжер, как видно, выполнен под конус и имеет следы выработки

Казалось бы, это и всё. Но нет. Если потрясти корпус клапана, то четко слышно, что там что-то издаёт отчётливые звуки. Разбираем дальше

И находим мы там шайбу, которая и тарахтит, когда мы трясем клапан PCV

В эту шайбу вставляется наш плунжер и на ней также видны следы работы

Вот из этого состоит клапан PCV

Преимущества использования подобного оборудования

Основным преимуществом использования электромагнитного клапана для воды является возможность осуществления быстрого и своевременного регулирования движения рабочего потока в системе. Для выполнения поставленных задач, понадобится не более нескольких секунд. Таким образом, соленоидные модели имеют высокую ценность и часто используются при обустройстве подобных систем. Так, его часто применяют при обустройстве систем водоснабжения частных и многоквартирных домов.

Стоит обратить внимание, что с его помощью стало возможным регулирование основного потока, представленного в качестве теплоносителя. Таким образом, устройство плавно распределяет температуру теплоносителя по всей системе, что делает возможное загрязнение трубопровода минимальным. От этого будет напрямую зависеть эксплуатационный срок всей системы и отдельных ее комплектующих

В конструкции отсутствуют быстроизнашивающиеся механизмы и другие детали, поэтому такое устройство считается более чем надежным. Агрегаты могут использоваться в системах с разными показателями давления, так как на работу он влиять не будет

От этого будет напрямую зависеть эксплуатационный срок всей системы и отдельных ее комплектующих. В конструкции отсутствуют быстроизнашивающиеся механизмы и другие детали, поэтому такое устройство считается более чем надежным. Агрегаты могут использоваться в системах с разными показателями давления, так как на работу он влиять не будет

Таким образом, устройство плавно распределяет температуру теплоносителя по всей системе, что делает возможное загрязнение трубопровода минимальным. От этого будет напрямую зависеть эксплуатационный срок всей системы и отдельных ее комплектующих. В конструкции отсутствуют быстроизнашивающиеся механизмы и другие детали, поэтому такое устройство считается более чем надежным. Агрегаты могут использоваться в системах с разными показателями давления, так как на работу он влиять не будет.

Правила монтажа и эксплуатации

Во время монтажа и эксплуатации соленоидных клапанов необходимо учитывать следующие моменты:

1. Перед самостоятельной установкой электромагнитного устройства для воды, необходимо произвести подготовительные работы, в которые входит зачистка труб и их разметка.
2. Место установки клапана должно находиться на виду, и быть в свободном доступе. Компактность электромагнитных клапанов упрощают эту задачу.
3. Категорически воспрещено монтировать устройство в том случае, когда электромагнитная катушка будет играть роль рычага.
4. Монтаж и демонтаж должен проводиться, только когда устройство полностью обесточено.
5. Рекомендуется установить на систему грязевой фильтр, благодаря которому изделие не будет забиваться инородными частицами.
6. На соленоид не должна оказываться нагрузка от веса труб.
7. Установку нужно проводить согласно маркировке стрелок указывающих направления, нанесенных на поверхность клапана.
8. В случае если установка производится на открытом пространстве, устройство необходимо защитить специальной изоляцией.
9. В качестве уплотнителя соединений клапана и трубы рекомендуется использовать ФУМ-ленту.
10. К электросети устройство подключается с помощью гибкого кабеля чье сечение жил не должно быть меньше 1 мм.

Соблюдение правил при монтажных работах и требований инструкции по эксплуатации продлят срок службы устройства, которое стабилизирует рабочее давление среды внутри системы.

Неполадки при работе данного устройства зачастую обуславливаются следующими проблемами:

• из-за разрыва кабеля управляющего блока, кабель не может получить нужное электропитание;
• в случае выхода из строя пружины, при нормальной подаче электропитания клапан не срабатывает;
• если при пуске оборудования не слышно характерного щелчка, то причина кроется в сгоревшей электромагнитной катушке.

Привести к неисправности соленоидного клапана нормально-закрытого может даже банальный засор отверстия.

Осмотр внутренних элементов водяного клапана должен осуществляться только при полностью опорожненной системе. Самостоятельное выполнение сложного ремонта не рекомендуется.

Конструкция соленоидного клапана

Как и любой элемент запорной арматуры, соленоидный клапан помещен в корпус. Прочный металлический корпус изделия производится из чугуна или латуни. Современные запорные элементы также не редко комплектуются корпусом, выполненным из высокопрочных полимеров. В качестве такого материала может выступать нейлон, эколон (экологически чистый, современный полимер) и традиционный полипропилен. Из таких же материалов производят и крышки клапанов.

Кроме корпуса в составе соленоидного клапана присутствуют следующие комплектующие:

• катушка;
• штекер;
• шток;
• пружина;
• плунжер;
• крепеж;
• мембрана.

Основным двигательным элементом клапана выступает мембрана, сконструированная в виде поршня. Соленоидная катушка выступает в качестве основного устройства, на базе которого реализовано автоматическое управление запорного элемента. Электромагнитными клапаны называют по той причине, что плунжеры и штоки, присутствующие в их конструкции, производятся из магнитных материалов.

Следует отметить, что сама катушка также имеет свой собственный корпус. Обмотка изготавливается из электротехнической меди с эмалированным покрытием. Защитный верхний слой катушки, обычно, имеет пылезащитное напыление, а сама она выполняется в герметичном исполнении. Таким образом, уплотнительные детали в составе прочного металлического корпуса способны выдержать высокое давление рабочих сред. Именно поэтому соленоидные клапаны от известных и надежных производителей пользуются широкой популярностью для применения не только в водных трубопроводных системах, но и для систем, в которых перекачиваются другие среды с высоким рабочим давлением.

Классификация электромагнитных клапанов

Первая и самая распространенная классификация электромагнитных клапанов делит их в зависимости от количества и пропорций ходов. По этому критерию клапаны соленоидные разделяют на:

• запорные (2/2 ходовых);
• распределяющие (3/2 ходовых);
• переключающие (2/3 ходовых).

По основному положению запорного механизма, электромагнитные клапаны классифицируют на:

• нормально открытые (НО);
• нормально закрытые (НЗ);
• бистабильные (БС).

Наиболее широкое распространение получили именно бистабильные клапаны. Этот вид электромагнитных клапанов управляется посредством электрического импульса, передаваемого с удаленного пульта управления. Импульс регулирует положение клапана в системе (открытое или закрытое).

Следующая классификация разделяет изделия по типу материала, из которого изготовлены уплотнители и мембрана. К таким материалам относят:

• FKM;
• EPDM;
• NBR;
• TEFLON;
• PTFE;
• VMQ и другие.

Все перечисленные материалы относятся к группе эластичных полимеров, изготовленных по специальной технологии с уникальным химическим составом. Более совершенные полимерные сплавы содержат в своем составе силикон и резину. Материалы отличаются прочностью и могут выдерживать максимальную температуру рабочей среды от минус 40 до плюс 250 градусов Цельсия.

По напряжению питания, клапаны соленоидного типа разделяют на:

• клапаны переменного тока AC (24, 110 или 220 Вольт);
• клапаны постоянного тока AD (12 или 24 Вольт).

Все клапаны по напряжению питания имеют допуск плюс минус 10%. Современный класс защиты запорной арматуры соответствует стандарту IP65.

Самая обширная классификация соленоидных клапанов относится к принципу действия трубопроводной арматуры. По данному параметру, клапаны делят на:

• клапаны прямого действия;
• клапаны непрямого действия (или пилотные).

Клапаны прямого действия применяются в средах с полным отсутствием давления или при минимальных его значениях. Они применяются, в основном, в бытовых трубопроводах, сливных, накопительных ресиверах.

Клапаны непрямого или пилотного действия оснащены «пилотным элементом», который срабатывает автоматически при минимальных различиях в давлении рабочих сред на входе и выходе. Это означает, что помимо электромагнитного импульса для открытия и закрытия клапана также необходимо соблюдение условия хотя бы минимального перепада давления.

Управление и технические характеристики

Управление клапаном осуществляется за счёт линейного перемещения штока с плунжером. Пуск устройства осуществляется нажатием пусковой кнопки на пульте. Под действием электротока привод передает усилие на плунжер. Тот, перемещаясь вверх-вниз, меняет площадь сечения пропускного отверстия.

Основными техническими характеристиками запорно регулирующей арматуры являются:

1. значение номинального давления в системе, которое способно выдержать устройство;
2. размер диаметра условного прохода в мм;
3. условная пропускная способность в м3/ч;
4. пределы температурных значений, при которых агрегат функционирует нормально;
5. напряжение в сети, предназначенное для электропривода.

Назначение и применение электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан выполняет роль регулирующего и запорного устройства в дистанционном управлении транспортировкой потоков жидкостей, воздуха, газа и других носителей. При этом процесс его использования может быть как ручным, так и полностью автоматизированным.

Наибольшую популярность получил соленоидный клапан Esbe, имеющий в качестве основного устройства соленоидный вентиль. Клапан соленоид состоит из электрических магнитов, которые в народе еще называют соленоидами. По своему устройству электромагнитный клапан напоминает обыкновенный запорный, но в данном случае управление положением рабочего органа происходит без применения физических усилий. Катушка принимает на себя электрическое напряжение, тем самым приводя в работу соленоидный вентиль и всю систему.

Электромагнитный клапан работает как в сложных технологических процессах на производстве, или же в коммунальных предприятиях, так и в быту. Используя такое устройство, мы можем самостоятельно регулировать объемы подачи воздуха или жидкости в конкретный момент времени. Вакуумный клапан же может работать в системах разреженного воздуха.

В зависимости от условий, где применяется электромагнитный клапан, корпус может изготавливаться обычный и взрывозащищенный. Такое устройство используется преимущественно на точках нефте- и газодобычи, а также на автомобильных заправках и складах топлива.

Водяные клапаны применяются для автоматизации систем очистки воды. Кроме этого, электромагнитный водопроводный клапан нашел свое применение в поддержании уровня воды в водных резервуарах.

Устройство клапана

Основные конструктивные элементы электромагнитного клапана это:

• корпус;
• крышка;
• мембрана (или же поршень);
• пружина;
• плунжер;
• шток;
• электрическая катушка, которую еще называют соленоид.

Схема устройства клапана

Корпус и крышка могут быть изготовлены из металлических материалов (латунь, чугун, нержавеющая сталь), либо же из полимерных (полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, нейлон и др.). Для создания плунжеров и штоков используют специальные магнитные материалы. Катушки необходимо прятать под пылезащищенный и герметичный корпус, дабы исключить внешнее воздействие на тонкую работу соленоида. Обмотка катушек выполняется эмалированным проводом, который сделан из электротехнической меди.

К трубопроводу устройство подсоединяется резьбовым или фланцевым способом. Чтобы подключить клапан к электросети применяют штекер. Для изготовления уплотнений и прокладок используют термостойкую резину, каучук и силикон.

В комплектации с изделием поставляют приводы с примерным рабочим напряжением 220В. Отдельными компаниями выполняются заказы на поставку приводов с напряжением 12В и 24В. Привод комплектуется встроенной схемой форсированного управления СФУ.

Принцип работы электромагнитных систем

Электромагнитная катушка индуктивности работает во всех известных напряжениях переменного и постоянного тока (220В АС, 24 AC, 24 DC, 5 DC и др.). Соленоиды помещают в специальные корпуса, защищенные от воды. За счет низкого потребления энергии, особенно для небольших электромагнитных систем, возможно управление с помощью полупроводниковых схем.

Чем меньше воздушный зазор между стопором и электромагнитным сердечником, тем сильнее возрастает напряженность магнитного поля, вне зависимости от вида и величины подаваемого напряжения. Электромагнитные системы с переменным током имеют куда большую величину штока и силу магнитного поля, чем системы с постоянным током.

Когда подается напряжение и воздушный зазор имеет максимальную протяженность, системы переменного тока, потребляя большое количество энергии, поднимают шток и зазор закрывается. Благодаря этому увеличивается мощность выходного потока и создается перепад давления. Если же подается постоянный ток, то увеличение скорости потока происходит довольно медленно, до тех пор, пока значение напряжения не станет фиксированным. По этой причине клапаны могут регулировать системы только низкого давления, за исключением тех, что оснащены небольшими проходными отверстиями.

Иначе говоря, в статическом положении, при условии, что катушка обесточена и устройство находится в закрытом/открытом положении (в зависимости от типа), поршень находится в герметичном соединении с седлом клапана. При подаче напряжения, катушка передает импульс на привод и шток открывается. Это возможно потому, что катушка формирует магнитное поле, которое в свою очередь воздействует на плунжер и втягивается в него.

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