Электромагнитные клапаны (электроклапаны)

Электромагнитные (соленоидные) клапаны

Электроклапан (соленоидный клапан) – запорно-регулирующая арматура, устанавливаемая на трубопроводы разного назначения. Функции приводного механизма в этом устройстве выполняет электрическая катушка. Изделие предназначено для магистралей, где движение рабочей среды внутри трубы происходит автоматически. Устанавливается на трубопроводы гидравлических, пневматических систем.

Срабатывает такой клапан дистанционно, когда оператор нажимает на кнопку. Процесс происходит и автоматически при получении специального сигнала от контроллера, запрограммированного на определенный алгоритм работы. Назначение устройства заключается в открытии или перекрытии рабочей среды (например, газ, жидкость), когда в этом есть необходимость.

Особенности конструкции

Соленоидный клапан получил такое название, потому что в нем присутствуют соленоиды (электрические магниты). Открытие и закрытие клапана происходит путем подачи напряжения на него. По принципу работы электроклапан похож на обычный вентиль. Главное отличие в том, что запорным механизмом в нем управляет индукционная катушка. Сама конструкция состоит из нескольких важных узлов.

Цельнолитой корпус устройства делается из латуни, алюминия, пластика, нержавеющей стали. В зависимости от материала он способен выдерживать давление до 100 бар. Рабочий температурный диапазон широкий – от -40 до +180. Под конкретный тип субстрата или жидкости, что протекает по трубе, подбирается мембрана. Приводной механизм с сердечником соединяется с помощью плунжера.

За передачу кинетической энергии к плунжеру мембраны отвечает шток. Он выполняет роль передаточного элемента. Соленоид, за счет которого клапан получил такое название, представляет собой катушку из электротехнической меди или эмалированного провода. Внутри электромагнитного клапана нет никаких датчиков. Он предназначен только для регулирования или остановки потока рабочей среды. Для автоматизации процессов понадобится внешнее измерительное оборудование.

Например, этот тип запорной арматуры хорошо работает в связке с датчиком протечки и контроллером. Если будет нарушена герметичность трубопровода, появится протекание, контроллер передаст соленоидному клапану соответствующую команду. В итоге поток будет перекрыт.

Принцип действия

Медная индукционная катушка находится внутри запорного механизма в герметичном корпусе, надежно защищенном от воды. Когда под воздействием мембраны и штока выдвигается соленоид, канал рабочей среды открывается или закрывается. Клапан относится к энергонезависимой арматуре. Его подключают к электричеству с помощью клемм на корпусе.

Когда устройство обесточено, вентиль полностью открывает канал тока или перекрывает его. При получении катушкой напряжения сердечник и шток смещаются. В итоге поперечное сечение протока становится больше или меньше. Движение штока происходит за счет электромагнитной индукции. Ее направление и сила бывают разные в зависимости от показателей напряжения. Таким способом и смещается запорный элемент, а также меняется проходное сечение.

В зависимости от принципа работы соленоидные клапаны делятся на три типа.

Прямого действия

В этих моделях отверстие открывается или закрывается посредством перемещения плунжера с прокладкой. Такие клапаны очень просты по своему устройству и применению. Они герметичные, надежные. Если применять их для трубопроводов, где течет жидкость под большим давлением, тогда понадобится мощная катушка. Она будет потреблять больше электричества, увеличит строительную высоту оборудования.

Непрямого действия

В таких моделях прижимание запирающего механизма к седлу происходит, когда давление на входном и выходном патрубке отличается. При появлении на катушке электрического поля сбрасывающий канал открывается. Это приводит к снижению давления на мембрану, и она выталкивается из седла. Клапан открывается.

Через него вещество, что находится в трубе, попадает в верхнюю часть магистрали. Когда соленоид больше не получает ток, канал для сброса закрывается. Давление под мембраной снижается, а высокое сверху снова прижимает ее к седлу. Такие электромагнитные клапаны больше подходят для рабочих сред с сильным направлением потока и высоким давлением. Они нормально функционируют, когда разница входного и выходного давления составляет 0,1–0,9 бар, не больше и не меньше.

Комбинированные

По своей структуре эти модели похожи на клапаны непрямого действия. Но в такой арматуре запорный механизм воздействует и на мембрану, а не только на затвор канала. Комбинированные модели стабильно работают даже там, где давление на выходе и входе сильно отличается.

Катушка электроклапана функционирует от постоянного или переменного тока. В первом случае показатель напряжения составляет 5–36 В, во втором – 220 В. Прибор с низкими показателями напряжения рассчитан на трубопроводы небольшого диаметра со слабым напором жидкости. Такие модели отлично работают вместе с микроконтроллерами и низковольтными полупроводниковыми устройствами. Они больше подходят для бытовых сетей (например, для отопления и водоснабжения).

Сферы применения

Электромагнитные клапаны универсальны. Они могут использоваться в разных сферах деятельности. Востребованы как в быту, так и в промышленности. Их устанавливают на автомобилях, спецтехнике. Такие устройства обязательно присутствуют в системах водоснабжения, отопления, автополива.

Электромагнитный клапан позволит организовать простое и быстрое дистанционное управление потоками разных рабочих сред – субстрата, воздуха, воды, газа. Конструкция устройства разработана так, чтобы с его помощью управлять жидкостью, газом, паром или водой одинаково эффективно.

Такая автоматизированная система может использоваться:

• на газовых, нефтеперерабатывающих предприятиях;
• в системах вентиляции и кондиционирования;
• в стерилизаторах;
• в оросительных системах.

Конструкция каждого типа рассчитана на определенную сферу эксплуатации. Есть модели, подходящие для агрессивных жидкостей, растворителей, кислот, щелочей. На нефтеперерабатывающих предприятиях устанавливают клапаны со специальной защитой от взрывов.

Если подключить электроклапан к программатору или контроллеру, он будет срабатывать только в определенные моменты времени, чтобы дистанционно и в определенной дозировке подавать жидкость, пар, газ, другую рабочую среду. По такой схеме обустраивают оросительные, поливные системы, отопительные контуры в котельных.

Какие есть разновидности по начальному положению затвора

В зависимости от этого показателя соленоидные клапаны делятся на две большие группы.

Нормально закрытые

Это устройства в виде соленоида или электромагнитной неподвижной катушки с плунжером. Последний втягивается в катушку, когда на него воздействует электричество. Таким образом, открывается отверстие, куда проходит рабочая среда. В некоторых моделях его размер меняется в зависимости от силы тока. Это позволяет регулировать количество расходуемого вещества. Некоторые запорные элементы управляются вручную.

Мембрана и дополнительное проточное отверстие выравнивают направление потока и обеспечивают оптимальную герметизацию.

Нормально открытые

Работают по противоположному принципу. Когда электричества нет, устройство открыто, а при подаче тока проходное отверстие перекрывается сердечником. В некоторых моделях эти положения можно менять посредством управляющего импульса. Перед тем как купить и установить электромагнитный клапан, нужно учесть направление, по которому движется рабочая среда. Большинство устройств предполагает строгую ориентацию по этому показателю без обратного тока.

Если клапан установить неправильно, он не будет эффективным, его герметичность сильно снизится.

Материалы корпуса

От них зависят назначение электромагнитного клапана и его совместимость с разными типами рабочих сред. Для производства корпуса используют такие материалы:

• латунь. Такие изделия подходят для трубопроводов, через которые проходят пар, вода, газ, инертные жидкости. Предназначены для бытовых систем защиты от протечек. Применяются и в промышленности;
• нержавеющая сталь. Выдерживает воздействие агрессивных веществ, поэтому подходит для химических и пищевых предприятий, фармацевтики;
• алюминий. Такие модели делаются с анодированным покрытием. Это узкоспециализированные изделия, предназначенные для медицинской отрасли, лабораторий. Имеют небольшой рабочий температурный диапазон и малое допустимое значение давления;
• стойкий к полимерам пластик. Этот материал хорошо справляется с высокими температурами (более 260 градусов), прекрасно выдерживает удары, воздействия химикатов.

В качестве уплотнителя в клапанах используют разные виды резины. Для нейтральной и слабоагрессивной жидкости подходит термостойкая, для нефтепродуктов – маслобензостойкая. Применяются также тефлон, полиуретан, фторэластомер.

Соленоидные клапаны позволяют точно и быстро управлять потоками жидкости или другой среды в трубах на расстоянии. Это универсальные, надежные устройства, подходящие для быта и разных отраслей промышленности. Они компактные, имеют небольшой вес, рассчитаны на длительную эксплуатацию.

В интернет-магазине Armatura представлен широкий ассортимент клапанов по доступным ценам для разных задач. Заказать их можно с доставкой по Киеву и Украине.

Часто задаваемые вопросы