Электромагнитный клапан назначение. Как работает электромагнитный соленоидный клапан
Основная задача электромагнитных клапанов – перекрытие или же открытие подачи жидкости, газа в трубопроводе, за счет передачи на него электрического сигнала. Электромагнитные клапаны обрели значительную популярность в современных системах трубопровода, благодаря возможности автоматизировать контроль процесса перемещения носителей по трубам.
Электроклапаны - это устройства, которые работают очень просто. Каждое устройство имеет специальный поршень, который открывает и закрывает путь к внутренней части клапана. Этот процесс можно контролировать в соответствии с потребностями вашего устройства. Электромагнитная катушка соленоида отвечает за настройку поршня. В то время, когда катушка находится вне напряжения, электромагнитный клапан установлен на «нормальный». В зависимости от того, что вам нужно, мы подготовили электромагнитные клапаны с одной или двумя катушками.
Все зависит от ваших потребностей. Если у вас есть проблема с выбором конкретного продукта, мы можем помочь. И наши квалифицированные специалисты помогут вам подобрать идеальный электромагнитный клапан. Мы всегда хотели, чтобы предлагаемое нами предложение было обширным и оправдало ожидания каждого клиента. Именно поэтому мы постоянно расширяем ассортимент и работаем с лучшими производителями решений для пневматической и санитарной арматуры. Проверьте наше предложение и посмотрите, сколько мы подготовили для вас.
Электромагнитный клапан может применяться в перемещении агрессивных жидкостей и пара, работать в самых различных диапазонах температуры и давления.
Cодержание статьи
Назначение и применение электромагнитных клапанов
Электромагнитный клапан выполняет роль в дистанционном управлении транспортировкой потоков жидкостей, воздуха, газа и других носителей. При этом процесс его использования может быть как ручным, так и полностью автоматизированным.
Мы гарантируем, что цена и разнообразие предлагаемых нами продуктов удивят вас положительно. Обернутая эмалевая медная проволока, которая производит концентрированное магнитное поле, когда она протекает через электрический ток. Доступны катушки переменного и постоянного тока.
Точное тело, реагирующее на магнитное поле, генерируемое катушкой, в которой течет ток. Ядро притягивается к катушке, пока ток течет. Когда ток остановлен, сила пружины заставляет поршень возвращаться в исходное положение. Требованиями являются низкий магнитный остаток, низкий магнитный эффект памяти, высокая стойкость к истиранию, а также высокая химическая стойкость.
Наибольшую популярность получил соленоидный , 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.
Высокие требования к однородности и гладкости поверхности секундомера и сердечника обеспечивают высокую удерживающую способность и отсутствие вибрации. Большой дорожный просвет между поверхностями значительно уменьшает гравитационную силу магнитного поля. Магнитная проницаемость воздуха намного меньше, чем проницаемость железа.
Материал наполнителя классифицирует катушку. Материал поверхности катушки должен обеспечивать хорошую теплоотдачу при облучении с поверхности. Химическая стойкость защищает электрические компоненты от вредных внешних воздействий, таких как пыль, грязь и влажность.
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.
Он определяет поверхность, на которой будет проходить среднее давление, и отверстие, через которое среда течет при открытии клапана. Уплотнение выполнено из мягкого материала, постоянно прикрепленного к сердечнику. Он останавливает поток носителей с одной стороны на другую, когда он прижимается к сиденью.
Соленоидный клапан представляет собой клапан, предназначенный для обрезания или регулирования потока жидких или газообразных сред, в которых управляющий элемент представляет собой электромагнитную катушку. Изменение электромагнитного сигнала, управляющего клапаном, изменяет положение элемента закрытия потока. Во время потока электрического тока создается магнитное поле, которое притягивает ядро или движущийся якорь к упору. Когда ток теряется, магнитное поле исчезает, и замыкающий элемент возвращается в исходное положение из-за пружины.
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 нашел свое применение в поддержании уровня воды в водных резервуарах.
К наиболее важным компонентам электромагнитного клапана относятся. Корпус клапана, который имеет входной и выходной порт и отверстие номинального диаметра для потока среды, короткое замыкающее устройство, в котором установлен запорный элемент штока на оправке, на котором создается катушка, которая создает электромагнитное поле, которое вызывает замыкающий элемент. Из-за отдельных компонентов и использования электромагнитных клапанов основными параметрами являются.
При выборе клапана необходимо учитывать два параметра: - работа, включая давление, температуру, расход - конструкцию, включая диаметр трубы и тип среды. Конструкция соленоидного клапана зависит от типа среды для работы, если она не является агрессивной средой, обычно используются латунные клапаны корпуса, тогда как в агрессивных случаях клапаны должны быть изготовлены из нержавеющей стали.
Обзор различных моделей (видео)
Устройство клапана
Основные конструктивные элементы электромагнитного клапана это:
- корпус;
- крышка;
- мембрана (или же поршень);
- пружина;
- плунжер;
- шток;
- электрическая катушка, которую еще называют соленоид.
При выборе размера клапана убедитесь, что он не слишком мал или слишком большой. Использование небольшого клапана может способствовать: неспособности достичь желаемого расхода, смены жидкости в газе на выходе из клапана, уменьшения выходного давления и образования нежелательных потерь давления в системе.
С другой стороны, большой клапан может влиять: переменный поток через клапан или ошибочное управление потоком, сокращая срок службы некоторых клапанов из-за внутренней вибрации, вызванной отсутствием потока, и в результате получается требуемое внутреннее дифференциальное давление.
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.
Большинство соленоидных клапанов предназначены для работы с чистыми средами, рекомендуется устанавливать клапаны с катушками в вертикальном положении, чтобы предотвратить образование грязи вблизи магнитного сердечника. В случае высокой вероятности загрязнения установите фильтр или экран перед входом в клапан и часто выполняйте обычный осмотр. В дополнение к примесям отсутствие достаточного напряжения может препятствовать правильной работе клапана.
Как правило, электромагнитные клапаны предназначены для работы при номинальном напряжении, если источник питания слишком слаб, это может привести к неправильному закрытию и открыванию клапана, чрезмерному шуму, вибрации и уменьшению срока службы клапана.
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.
В зависимости от режима работы имеются два типа клапанов. Это клапаны прямого действия и сервоприводы. В клапанах прямого действия уплотнение сидения расположено непосредственно на магнитном сердечнике. При изменении положения сердечника открывается или закрывается клапан. Эти клапаны подходят для небольших значений расхода или давления. Их основной особенностью является быстрое время отклика, обычно измеряемое в миллисекундах. С другой стороны, клапаны сервопривода используют дифференциальное давление в клапане, чтобы вызвать усилие открытия клапана и поддерживать его в этом положении.
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.
Давление на запорный элемент увеличивается с большими диаметрами седла клапана. Чтобы преодолеть это, вам нужна более высокая магнитная сила. Эти типы клапанов используются на широких диаметрах, и их характерная особенность - широкий диапазон рабочих давлений. Небольшие поперечные сечения каналов управления вызывают чувствительность к загрязнению, а время превышения времени больше, чем при использовании клапанов прямого действия.
В зависимости от количества возможных путей потока электромагнитные клапаны делятся на двухсторонние, трехсторонние и многоходовые. С другой стороны, в зависимости от назначения клапанов различаются различные конфигурации: количество возможных соединений, количество положений покоя, положение покоя, тип управления потоком.
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.
Прямоходные двухходовые электромагнитные клапаны имеют входное и выходное соединение в корпусе клапана, нормально закрытый вариант, отличающийся тем, что после подачи напряжения на катушку клапана клапан открывается и течет. Нормально открытая версия состоит из свободного потока среды, пока напряжение не будет подано на катушку, затем клапан закрывается. В обоих случаях закрытие и открытие вызваны электромагнитным полем, создающим катушку соленоида.
Прямой трехходовой электромагнитный клапан имеет входное и выходное отверстия в корпусе соленоида и вентиляционное отверстие, расположенное над оправкой. В нормально закрытой версии закрытие клапана предотвращает поток среды. Вентиляционные отверстия и входной порт соединены вместе.
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.
Клапан открывается, когда напряжение подается на катушку, среда течет между выходным портом и входным портом, а вентиляционное отверстие закрыто. В нормально открытой версии возможен поток среды, и вентиляционное отверстие закрывается при отсутствии напряжения на катушке соленоида. Когда катушка соленоида активируется, входной порт закрывается, вентиляционное отверстие открывается одновременно и среда течет из выходного порта.
Они имеют резьбовые соединения, которые допускают прямое применение клапанов и монтаж на крыше клапана.
- Они доступны исключительно для монтажа на пластинах и универсальных версий.
- Они обычно открыты и нормально закрыты в зависимости от их потребностей.
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.
Первоначально эти элементы использовались для управления насосами в гидравлических системах водоснабжения, но сегодня электромагнитный клапан высокого давления используется во многих применениях для работы различных неагрессивных и нейтральных жидких сред.
Мы предлагаем электромагнитный клапан высокого давления для воды, инертного газа, пара, минерального масла. В клапанах этого типа закрывающий элемент перемещается непосредственно электромагнитной системой. Запирающий элемент поднимается от сиденья, противоположного направлению давления, с помощью электромагнитной силы. В случае сбоя питания закрывающие пружины закрывают мембранный клапан. Непосредственно управляемые электромагнитные клапаны из-за отсутствия контрольных отверстий устойчивы к загрязнению.
О разновидностях изделий
Регулирующие устройства применяют для изменения расхода проходящего через них потока рабочей среды. Управление происходит извне и условно разделяется на две категории , в зависимости от того, закрытый или открытый клапан при отсутствии давления в трубопроводе: нормально закрытый электромагнитный клапан и нормально открытый электромагнитный клапан.
Соленоид переключается между 0 и максимальным давлением, перепад давления не требуется. Направление возврата регулируется силой пружин. Материал уплотнения зависит от среды. Особенность электромагнитных клапанов высокого давления - прочная и компактная конструкция. Благодаря своему латунному материалу, нержавеющей стали, эти электромагнитные клапаны выделяются среди других мембранных электроклапанов, доступных на рынке.
В настоящее время все чаще используются клапаны, управляемые с помощью вспомогательных систем, а не напрямую управляемые задвижки. Когда соленоид находится под напряжением, дифференциальное давление ограничено со стороны вторичного закрывающего поршня через сервоусилительную систему. Эффективное дифференциальное давление поднимает плунжер от седла клапана. Чтобы гарантировать эффективную работу бустерной системы, минимальный перепад давления должен быть постоянным. Привод диафрагменного клапана обеспечивает только предварительный контроль в этом случае, так что основное отсечение выгружается.
Нормально закрытый клапан – наиболее часто применяемый, так как его функциональная особенность позволяет предотвратить утечку агрессивных веществ. Нормально открытый клапан используется реже, преимущественно в тех случаях, когда при пропадании питания требуется вскрыть трубопровод.
Перечень взрывозащищенных клапанов фирмы Burkert представлен следующими моделями:
- модель 2/2 ходовой взрывозащищенный нормально закрытый клапан со встроенным сервоуправлением через мембрану. Такой используется в нейтральных средах, для жидкостей и воздуха. Максимальное рабочее давление 16 бар. Температурный диапазон от -40 до +120 градусов. Сечение 1,3-6,5 сантиметра;
- модель 5282. 2/2 ходовой взрывозащищенный клапан снабженный изолирующей мембраной. Используется в слабоагрессивных средах давлением до 16 бар. Сечение клапана – 1,3-5 сантиметров. Возможно преобразование в нормально открытый тип;
- модель 5404. 2/2 ходовой нормально закрытый взрывозащищенный клапан с поршнем. Применяется в нейтральных средах, например для транспортировки воздуха, при давлении до 50 атмосфер. Изготавливается из латуни с сечением до 2,5 сантиметра;
- модель 6013. 2/2 ходовой взрывозащищенный клапан прямого действия нормально закрытый. Может применяться как в нейтральных, так и агрессивных жидкостях и газах до 25 бар. Сечение клапана 2-6 миллиметра. Может поставляться обезжиренным;
- модель 6014. 3/2 ходовой электромагнитный взрывозащищенный клапан прямого действия. Может применяться для жидкостей и сжатого воздуха. Максимальное рабочее давление составляет 16 бар, а сечение от 1,5 до 2,5 миллиметра.
Вакуумный клапан входит в состав целого семейства вакуумных систем. Основная цель его применения – герметизация и отсечение определенных элементов, которые предусматривает вакуумный трубопровод. клапан предусматривает автоматическое регулирование работы в разреженном воздухе.
По сравнению с затвором, его конструкция довольно проста. Вакуумный клапан имеет тарелку, которая проходит вдоль оси седла, а также оси газового потока. Это сильно уменьшает его проводимость. Потому электромагнитный вакуумный клапан имеет ограничение диаметра фланца до 40 мм.
Используют для регулирования потоков сжатого воздуха с помощью дистанционного управления. Исключением можно назвать двухходовый пневматический клапан типа КЭМ 32-20 и 32-23, который предназначен для работы в моторном масле. Электромагнитный пневматический клапан абсолютно безопасен для людей и животных, имеет все подтвержденные экологические требования.
Для воды предназначен для регулировки прохождения жидкости. Устройство работает по электромеханическому принципу. Для изготовления корпуса выбираются стойкие и универсальные, а также высокопрочные материалы по типу литейного чугуна, латуни, нержавеющей стали. Что касается мембран и уплотнителей, то они выполняются из высокоэластичных полимеров. Помимо прочего, в составе может быть
Подобное устройство устанавливается в той части системы трубопровода, к которой будет обеспечен легкий доступ.
Устройство соленоидного клапана
Еще называется соленоидным. Он имеет в составе основные детали по типу мембраны, корпуса, пружины, крышки, штока, а также электрической катушки, которая является соленоидом. Крышка и корпус клапанов отливаются из нержавеющей стали, латуни, полимеров или чугуна. Данные устройства рассчитаны для эксплуатации при самых разных рабочих средах, температурах и давлениях.
Для штоков и плунжеров используются магнитные материалы. Электрокатушки, которые называются соленоидами, изготавливаются в пылезащищенном или герметичном корпусе. Высококачественный эмальпровод идет на обмотку катушек. Он изготавливается из электротехнической меди. Соединение с системой трубопровода может производиться по сланцевому или резьбовому методу. Для подключения к электрической сети применяется штекер. Управление производится методом подачи напряжения на катушку.
Ведущие рабочие положения
Если рассматривать вышеописанные устройства по исполнению, то они могут быть нормальнозакрытыми или нормальнооткрытыми. Среди разновидностей можно выделить еще и бистабильные клапаны, которые называются импульсными. Управляющий принцип способствует переключению с закрытого на открытое положение.
Принцип действия
Электромагнитный клапан для воды может использоваться при различных условиях, это предполагает применение устройств прямого действия, а также приборов, срабатывающих при нулевом перепаде давления. В продаже можно встретить клапаны непрямого действия, которые являются пилотными. Они срабатывают исключительно при самом малом перепаде давления.
Подобные устройства можно подразделить на распределяющие трёхходовые, запорные и переключающие клапаны.
Информация об уплотнителях и мембранах
Электромагнитный клапан для воды имеет в составе мембраны, которые могут изготавливаться из эластичных полимерных материалов. Последние обладают специальной конструкцией и химическим составом. Помимо прочего, в конструкции клапанов применяются самые последние составы силиконовых резин, а также другие полимеры.
Принцип работы пилотного клапана
Электромагнитный клапан для воды своими руками может быть установлен достаточно быстро. Если речь идет о нормальнозакрытом устройстве, то в статическом положении напряжение отсутствует, при этом клапан находится в закрытом состоянии. Поршень, который является запорным органом, герметично прижат, он расположен у седла уплотнительной поверхности. Пилотный канал находится в закрытом состоянии. Давление в верхней полости поддерживается с помощью перепускного отверстия в мембране.
Клапан такого типа находится в закрытом состоянии до тех пор, пока катушка не подвергнется напряжению. Для того чтобы он открылся, напряжение должно подаваться на катушку. Под воздействием магнитного поля плунжер поднимается, открывая канал. По той причине, что диаметр канала значительно больше перепускного, давление верхней полости понижается. Разница давлений воздействует на подъем поршня или мембраны, что способствует открытию клапана. Электромагнитный клапан подачи воды будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока катушка будет подвергаться напряжению.
Принцип действия нормальнооткрытого клапана
Работает такое устройство по обратному принципу: в статичном положении прибор находится в открытом виде, а вот при повышении напряжения клапан закрывается. Для того чтобы удержать прибор в закрытом состоянии, напряжение будет подаваться на катушку достаточно долго. Для того чтобы любые пилотные клапаны работали правильно, нужно обеспечить малый перепад давления.
Подобные устройства называются клапанами непрямого действия по той причине, что кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия, которое заключается в перепаде давления. Использовать такое приспособление можно для систем отопления, водоснабжения, ГВС, а также пневмоуправления. Агрегат подходит для тех условий, где давление в трубопроводе присутствует.
Работа клапана прямого действия
Электромагнитный клапан, схема которого дает возможность понять принцип работы, может обладать прямым действием. У такого устройства пилотный канал отсутствует. В центральной части находится эластичная мембрана, которая обладает металлическим кольцом. Сквозь пружину она соединена с плунжером. Когда на катушку воздействует магнитное поле, клапан открывается, плунжер поднимается и снимает усилие с мембраны. Последняя поднимается и способствует открыванию клапана. В тот момент, когда происходит закрытие, магнитное поле отсутствует, плунжер опускается и воздействует на мембрану.
Для такого прибора минимальный перепад давления не требуется. Электромагнитный клапан, фото которого представлены в статье, может использоваться в системах с давлением, а также на сливных емкостях. Установить прибор можно и в условиях накопительных ресиверов. Монтировать такое устройство можно в тех местах, где давление отсутствует или находится на минимальном уровне.
Особенности работы бистабильного клапана
Этот клапан может находиться в двух устойчивых положениях: в закрытом и открытом. Переключение осуществляется последовательно методом подачи импульса на катушку. Такие устройства работают исключительно от источника постоянного тока. Для того чтобы удержать клапан в закрытом или открытом положении, не требуется подавать напряжение. По конструкции такие приспособления изготавливаются как пилотные, это указывает на необходимость минимального перепада давления.
Электромагнитный соленоидный клапан представляет собой надежную и функциональную арматуру для системы трубопровода. Если речь идет о специальных электромагнитных катушках, то ресурс их работы очень велик. До момента выхода из строя прибор способен работать, пока число включений не достигнет 1 миллиона. Время, которое требуется для срабатывания магнитного клапана, может составить от 30 до 500 миллисекунд. Конечная цифра будет зависеть от давления, диаметра и исполнения.
Заключение
Устройство электромагнитного клапана было представлено выше, как и принцип его действия. Подобные приборы можно использовать в качестве запорного устройства дистанционного управления. Они незаменимы для безопасности в роли отсечных, отключающих и переключающих электроклапанов. Эти особенности необходимо учесть перед приобретением клапана и его установкой в определенных условиях.
