Электромеханические, электромагнитные, реверсивные привода Автоматизация

Электромагнитный клапан — это современный вид запорной арматуры, устанавливаемый на трубопроводы отопления, водоснабжения, мелиорации, технические водопроводы на промышленных предприятиях. Устройство основано на электромагнитной катушке — соленоиде, которая принимает импульс из внешнего устройства (датчика или контроллера) и перекрывает либо открывает поток рабочей среды.

Назначение и принцип работы устройства

Главный принцип и преимущество использования этого устройства — автоматизм. Конструкция клапана была задумана таким образом, чтобы перекрывать поток воды или другой жидкости/газа при изменении определенных параметров системы — температуры, давления, скорости и силы потока — без участия человека. Происходит это за счет электромагнитного поля в области действия сердечника (плунжера) клапана. При возникновении напряжения он опускается или поднимается, в зависимости от предусмотренных условий.

Рабочая энергия, приводящая в действие плунжер, возникает при движении электронов по медной обмотке катушки. Магнетизм, появляющийся при подаче импульса с внешнего устройства, преобразуется в поступательное движение, которое опускает плунжер. Последний перекрывает поток воды, позволяя избежать больших технологических потерь. Как только ситуация нормализуется, напряжение исчезает и плунжер поднимается, позволяя воде далее двигаться по трубам.

Важно! Другое преимущество соленоидного клапана — высокая скорость срабатывания. Благодаря этому устройство может перекрыть поток воды при аварии на участке трубопровода за 2-3 секунды после срабатывания датчика. За счет этого клапаны незаменимы в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, в технических трубопроводах на промышленных предприятиях.

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение.

Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку.

Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид. Эти виды и не только вы можете найти и приобрести на Алиэкспресс.

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода. Эта катушка проволоки становится « электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита.

Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

Конструктивные особенности

Устройство клапана состоит из полимерного или металлического корпуса, внутри которого находится соленоид, плунжер, шток и мембрана.

Материалом для исполнения корпуса служит пластик, либо нержавеющая сталь, латунь или чугун, что определяется сферой использования клапана. Например, металлический корпус используется в системах с химически агрессивными или высокотемпературными средами, тогда как пластиковые применяются для простой водопроводной питьевой или технической пресной воды. Мембраны и уплотнители клапана производятся из полимерных материалов на основе каучука и полиэтилена.

Разновидности соленоидных электромагнитных клапанов

Описываемые устройства классифицируются по следующим основным признакам:

• материал, на основе которого изготовлен корпус;
• особенности конструкции клапана;
• его положение при снятом с катушки напряжении (в обесточенном состоянии);
• принцип срабатывания;
• особенности подключения к трубопроводам.

Важно! От правильности выбора клапана по некоторым из этих признаков зависит, долго ли он проработает в среде с заданными параметрами.

Корпус этих изделий изготавливается из традиционных латуни, пластика или нержавейки. Правильный выбор материала в значительной мере определяет возможность использования клапана в критических условиях. Для бытовых водопроводных отопительных систем подойдет любая из указанных выше разновидностей.

По особенностям конструкции клапаны делятся на поршневые, мембранные и золотниковые. Самый дешевый и достаточно надежный вариант – золотниковое устройство, которое хорошо справляется со своими функциями. Поэтому такие клапаны традиционно устанавливаются в быту.

Виды и сфера применения

Область применения соленоидного клапана не ограничивается хозяйственно-бытовой деятельностью. Наряду с централизованным отоплением и водоснабжением квартир и домов запорное оборудование можно увидеть в различных технологических системах, где они работают за счет срабатывания датчиков и таймеров.

Широко используется в следующих системах:

• мелиорация (полив) газонов, садово-огородных участков, оранжерей — в таких клапанах плунжер находится в нормально закрытом положении и открывается при срабатывании таймера, запрограммированного на определенный временной интервал полива;
• общественные туалеты, душевые, автомойки, моечные системы в сфере автосервиса — аналогичный принцип работы клапана, основанный на периодическом срабатывании таймера, открывающего поток воды;
• отопительные системы — используются как защитные устройства, предотвращающие технологические потери при порыве труб, а также восполняющие объем воды в системе при ее испарении;
• в промышленности — устройства служат своего рода дозаторами для подачи жидкости для смешивания различных материалов и сырья.

Основной задачей соленоидного клапана является равномерное и дозированное распределение и подача воды. Это обеспечивает точный контроль расхода и позволяет предотвратить потери основных ресурсов предприятия.

Другая цель использования клапана — регулирование основных гидравлических параметров трубопровода. Например, в системах отопления и горячего водоснабжения соленоид устанавливается для точного контроля движения и подачи воды.

Для этого устройство подключается к датчикам, запрограммированным на определенное давление или температуру. При наполнении системы водой температура труб и радиаторов естественно повышается до критической отметки, что может быть чревато аварией. Для предотвращения нежелательной ситуации клапан срабатывает, перекрывая приток горячей воды до тех пор, пока температура в систем не выровняется.

По видам можно классифицировать соленоидные клапаны на несколько категорий:

• по принципу действия — нормально открытые, нормально закрытые и бистабильные;
• по типу работы — одноходовые, двухходовые, трехходовые;
• по виду соленоида — постоянного и переменного тока;
• по типу соединения — резьбовые и фланцевые;
• по способу работу механизма — прямого и пилотного действия.

Нормально закрытые клапаны устанавливаются таким образом, что плунжер находится в состоянии “закрыто”. При возникновении электромагнитного поля он открывается, позволяя воде двигаться по трубам. Такие устройства можно увидеть в системах полива газонов, садов, оранжерей.
Нормально открытые клапаны в ждущем режиме находятся в положении “открыто” и не препятствуют току воды. Как только возникает напряжение на индукционной катушке, плунжер перекрывает воду. Такие устройства обычно устанавливаются в системах отопления, водоснабжения, канализации.

Одноходовые клапаны — простые устройства, работающие либо на перекрытие, либо пропуск рабочей среды по трубам. Двухходовые модели могут использоваться для предотвращения обратного тока рабочей среды. Трехходовые устройства — самые сложные по конструкции — используются для смешения потоков воды разных температур, например, при подключении системы “теплый пол” к централизованному отоплению.

Виды и особенности

Магнитные газовые клапана “Lovato” серии ВН очень разнообразны по принципам работы и особенностям своего применения. Существует несколько видов и способов классификации данного устройства.

• нормально открытые (НО). Данная группа клапанов, после отключения подачи тока остается в открытом положении. Их используют на тех трубопроводах, где топливо должно подаваться постоянно и перекрываться лишь в экстренных случаях;
• нормально закрытые (НЗ). Такие устройства прямо противоположны предыдущей подгруппе. Из задача перекрыть подачу газа после исчезновения электрического импульса. Их удобно устанавливать на бытовые газовые приборы, к примеру, водонагревательные колонки;
• универсальные – после отключения электричества могут оставаться как в закрытом, так и в открытом положении.

Внутреннее устройство клапана
Принципы движения затворов:

• прямое действие предусматривает приведение в действие затвора исключительно движением сердечника;
• непрямое действие предполагает, что затвор может быть приведен в действие не только движением сердечника, но и ходом самого газа. Такой подвид дросселей Lovato серии ВН выгодно для систем с большим потоком прохождения топлива.

Количество ходов:

• двухходовые – клапана, в которых есть лишь два отверстия: входное и выходное. Данный тип используют в тех случаях, если требуется лишь подавать или перекрывать подачу газа в трубопроводе;
• трехходовые – устройства с тремя отверстиями: одним входным и двумя выходными. Он удобен в тех случаях, когда нужно не только перекрывать, но и перенаправить поток газа в системе;
• четырехходовые клапана имеют одно входное и три выходных отверстия. Они позволяют не только перекрыть или перераспределить газовый поток, но и подключиться к дополнительным системам.

Как выбрать электромагнитный газовый клапан?

Чтобы выбрать электромагнитный газовый клапан “Lovato” серии ВН, нужно определиться, где он будет использоваться и, следовательно, какими свойствами должен обладать.

Отсекающие клапана с пневмоприводом

При выборе данного устройства обращаем внимание на следующие характеристики:

Электрообслуживание. Лучше выбирать клапана с малой мощностью и искробезопасностью, или с дополнительной ручной регулировкой. Давление

При выборе клапана нужно обратить внимание на трубопроводе. Оно не должно быть выше, чем номинальное давление дополнительного оборудования

Высокое давление может повредить механизм. Окружающая среда. Не стоит пренебрегать внешними условиями, в которых будет эксплуатироваться клапан. Характеристики самого устройства должны обязательно совпадать с условиями окружающей среды, такими как влажность, перепады температур, вибрация, попадание прямых солнечных лучей и прочие условия, отличные от нормальных. Внешняя среда может пагубно влиять как на весь механизм в.целом, так и на его отдельные элементы. Напряжение в сети. На этот параметр стоит обратить особое внимание, так как высокое или низкое напряжение может привести к неправильной работе или, даже, выходу из строя механизма клапана.

Цены на электромагнитные клапана “Lovato” серии ВН колеблются в зависимости от размера, типа и области применения. К примеру, цена оборудования для газовой колонки находится в пределах 4-10 долларов, а для ГБО автомобиля – от 10 до 15 долларов.

Электромагнитные газовые клапаны отличаются способом подключения, эксплуатационного давления, а также средой установки и мощностью электропитания привода

Аналогичные устройства, предназначенные для промышленной сферы, обходятся в несколько раз дороже.

Нюансы монтажа

Электромагнитный клапан “Lovato” серии ВН устанавливают в помещениях после газового вентиля. Перед ним рекомендуется установить фильтр во избежание засорения самого клапана

При установке оборудования следует обратить внимание на стрелку на корпусе. Она должна показывать направление движения газа

Газовый трубопровод, на котором устанавливается дроссель, должен располагаться строго вертикально или горизонтально. На трубопроводы с малым диаметром клапана устанавливаются посредством резьбы, с большим – с использованием фланцев.

Правила установки и эксплуатации

Благодаря указаниям производителя на корпусе устройства установка соленоидного клапана максимально простая. Человеку с навыками работы с инженерным оборудованием будет легко установить клапан на участке трубопровода. Ключевые рекомендации по установке устройства:

• расположить клапан нужно строго в соответствии со стрелками на корпусе устройства, указывающими направление тока воды;
• на подающем участке трубы перед самим клапаном рекомендуется установить грязевой фильтр для улавливания частиц (они не должны попадать в устройство клапана, т.к. от них устройство быстро выходит из строя);
• подключение устройства к источнику питания происходит только после установки его в трубопровод и проверки герметичности соединения;
• важно следить, чтобы на устройство не было весовой нагрузки труб;
• при установке на открытом воздухе необходимо изолировать устройство или выбирать модель соответствующего уровня IP.

В остальном установка клапана по принципу не отличается от других видов запорной арматуры. Например, при использовании устройства с резьбовым соединением необходимо сделать резьбу на трубе при помощи специального инструмента. Непосредственно перед установкой трубу нужно подготовить — зачистить от загрязнений и заусенцев, обезжирить с помощью растворителей.

Важно! При установке электромагнитного клапана нельзя возлагать на него основную регулирующую функцию. Он используется как вспомогательное устройство, а в качестве основного запорного устройство на участке трубопровода должен быть установлен шаровой кран или вентиль.

Соленоидный клапан, его назначение и устройство

Грамотная автоматизация процесса управления потока пара, воды или воздуха ‒ это сложная задача, которая требует применения специальных приборов. Одним из таких устройств является электромагнитный или соленоидный клапан. Его активно устанавливают на трубопроводах пресной воды, хладона или воздуха.

Для чего нужен соленоидный клапан

Главной функцией соленоида является дистанционное управление транспортировки воздуха, жидкости или газа. Процесс можно производить как вручную, так и полностью автоматизировать. Благодаря вышеперечисленным аспектам такой электромагнит приобрел большую популярность для регулирования современных трубопроводных систем. Соленоидный клапан, характеристики которого отличаются особой прочностью и надежностью, может применяться как для выполнения сложных технологических задач, так и для бытового использования. Каждый человек сможет самостоятельно выполнять настройку объемов воздуха или жидкости в определенный момент времени.

Соленоидный клапан ‒ описание механизма

Электромагнитный клапан представляет собой устройство, которое состоит из следующих составляющих:

• Корпус, который может быть обычным или взрывозащитным;
• Соленоид или электрическая катушка, которая должна быть надежно защищена герметичным, пылезащитным корпусом;
• Крышка;
• Шток;
• Поршень;
• Плунжер;
• Пружина.

Чтобы обеспечить правильное функционирование детали необходимо следить за состоянием каждой из перечисленных выше частей. Устройство соленоидного клапана следует тщательно изучить, это поможет в случае поломки определить первопричину неисправности.

Преимущества и недостатки

Прибор имеет ряд основных достоинств, к которым относят следующие аспекты:

• Сравнительно несложный тип конструкции;
• Возможность самостоятельно выполнять управление и регулировку всех процессов;
• Устройство имеет хороший характеристики надежности, практичности и функциональности;
• Довольно простой монтаж.

Но для получения полной информации, необходимо рассмотреть и недостатки, которые оказывают свое влияние на основное назначение соленоидного клапана.

• Приспособление нуждается в подключении к электрической сети;
• Высокая вероятность поломки, в случае неправильного обращения;
• Более высокая стоимость, чем у запорной арматуры с ручным управлением.

Покупая подобное устройство, необходимо внимательно ознакомиться с вышеперечисленными плюсами и минусами. Таким образом, вы сможете сделать по-настоящему правильный выбор.

Клапан с электромагнитным приводом — это современный вид запорной арматуры. Они позволяют на расстоянии управлять потоками жидкости или газа в трубопроводных системах. Такие затворы хорошо встраиваются в автоматизированные системы управления технологическими процессами, позволяют экономить дефицитные человеческие ресурсы и делают работу предприятий более безопасной. Существует большое количество различных видов клапанов для разных сред, различаются они и по своему устройству и назначению.

Электромагнитные приводы клапанов – типы и принцип работы

Содержание статьи:

Электромагнитные приводы противопожарных клапанов Типы огнезащитных клапанов с электромагнитным приводом Типы электромагнитных приводов Принцип работы электромагнитного привода Сравнение характеристик с электроприводом Достоинства и недостатки по сравнению с электромеханическими приводами

Электромагнитные приводы противопожарных клапанов

Электромагнитный привод – устройство пружинного действия с электромагнитной защёлкой, которые необходимы для управления работой огнезадерживающих и противодымных клапанов. Главные компоненты привода ЭМ – крутящая (возвратная) пружина и электрический магнит, который фиксирует заслонку в исходном состоянии (для дымовых клапанов в закрытом, для огнезащитных – в открытом). В механизме применяются магниты постоянного тока, рассчитанные на напряжение 12В или 24В, и устройства, оснащённые 2-полупериодным выпрямителем, функционирующие от обычной электросети переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 220В.
Электромагнитные приводы огнезадерживающих и дымовых клапанов оборудованы микровыключателями, чтобы управлять их состоянием. Концевые выключатели (КВ1/КВ2) сигнализируют о текущем положении заслонки, которая может быть открыта или закрыта. Диапазон силы тока в сети управления – от 0.1 до 2А (в случае активной нагрузки), от 0.25 до 4А (в случае индуктивной нагрузки с постоянным током), от 0.3 до 2А (при индуктивной нагрузке с переменным током).

Управляющим сигналом на срабатывание заслонки клапана с электромагнитным приводом служит подача питания на э/магнит. Затем необходимо снять напряжение с электромагнита (220В), чтобы обезопасить обслуживающий персонал от удара током.

Типы огнезащитных клапанов с электромагнитным приводом

В зависимости от назначения и места установки, огнезащитные клапаны с приводом ЭМ, можно разделить на три группы:
• Нормально-открытые (НО) с пределом огнестойкости EI – применяются в системах общеобменной вентиляции приточного типа;
• Нормально-закрытые (НЗ) с пределом огнестойкости EI – рассчитаны на установку в каналы приточной противодымной вентиляции;
• Нормально-закрытые (НЗ) с пределом огнестойкости E – для дымоудаления, устанавливаются в шахты или воздуховоды вытяжной противодымной вентиляции.

Пружинный привод с электромагнитной защелкой и тепловым замком поставляются вместе с нормально-открытыми (НО) противопожарными клапанами, которые противостоят свободному прохождению огня по вентиляционным воздуховодам, т.е. выполняют огнезащитную функцию.

Тепловой замок (ТЗ) – термочувствительный элемент, применяемый для дублирования автоматического срабатывания в условиях пожара.

Аналогичное устройство, но без датчика температуры, устанавливается на огнезадерживающие ОЗК с нормально-закрытой заслонкой.

Электромагнитные приводы дымоудаления устанавливаются на дымовые клапаны, у которых заслонка в режиме по умолчании находится в закрытом состоянии.

Пример применения – КЛОП ВИНГС-М

Клоп 1 НОПрямоугольный Нормально открытый огнезащитный

Клоп 2 НЗПрямоугольный Нормально закрытый огнезащитный

Клоп 1 EI60/90Круглый Противопожарный для круглого воздуховода

Клоп 3Двойная заслонка Противопожарный с меньшей длиной

Типы электромагнитных приводов

Основным различием между регулирующими устройствами с магнитной защёлкой является напряжение питания: 12В, 24В и 220В. Степень защиты корпуса может различаться, в зависимости от модели, от минимальных IP10 до максимальных IP54 (защита от влаги и пыли). Так же отдельные модификации могут иметь встроенную функцию автоматического отключения и проверки работоспособности (например М183).

Сравнение характеристик с электроприводом

Электромеханические противопожарные электроприводы подключаются в сети переменного тока 230В или постоянного тока 24В, приводы с электромагнитной защёлкой имеют такие же параметры, но ещё и возможность подключения 12В (постоянного тока).

Принцип работы электромагнитного привода

Вращение заслонки происходит при подаче напряжения на магнит или при разрыве теплового замка (обычно настроены на 72°С). Рычажок магнита высвобождает заслонку, а пружина перемещает заслонку из изначального положения в рабочее. В этом состоянии заслонка закрепляется ригелем. Таким образом, перевод состояния из исходного происходит автоматически (для клапанов НО и НЗ), при работе теплового замка (для НО), дистанционно с пульта управления либо от рычага, кнопки на самом клапане. Обратно – из рабочего состояния в изначальное – исключительно ручным способом, с помощью ключа либо рукоятки.

Достоинства и недостатки по сравнению с электромеханическими приводами

Преимущества:
• Оперативное (по времени – не более 2 секунд) установка заслонки клапана в рабочее состояние, при том, что у электромеханических электроприводов это значение достигает 30-150 секунд для двигателя и 20-30 секунд для возвратной пружины;
• Компактные габаритные размеры;
• Низкая цена по сравнению с электромеханическими аналогами.

Основные недостатки:
• Необходимость возвращения заслонки после её срабатывания в изначальное состояние в ручном режиме;
• При подсоединении клапанов в группу, управление сигнализирует на работу всех входящих в неё клапанов. Поэтому при проектировании требуется более тщательно группировать клапаны по управлению;
• Большое энергопотребление – 30Вт-60Вт, в то время как у электромеханических – 5-10 Вт для двигателя, удержание пружины – от 2 до 5 Вт.

И несмотря на небольшие размеры, вес вполне сопоставим с электроприводами – 1.4-2 кг. По данному параметру разницы нет.

Назначение и применение электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан предназначен для управления потоками жидких и газообразных продуктов на расстоянии. Он может быть запорным и регулирующим. Управление при этом может осуществляться как вручную, так и с помощью систем автоматики. По своей конструкции и назначению электромагнитный затвор весьма похож на обычный, с той разницей, что в движение запорный элемент приводится в движение не мускульной силой, а соленоидом, электромагнитом с подвижным сердечником. При подаче напряжения на катушку индуктивности соленоида, она, в зависимости от полярности, втягивает или выталкивает сердечник, соединенный со штоком клапана.

Такие запорные и регулирующие устройства используются как в сложных промышленных установках, так и в домашних системах отопления, водоснабжения, в бытовой технике. Применяются они и в транспортных средствах, работающих на жидком топливе.

Сферы применения устройства

С помощью данного привода решаются задачи силового механического обеспечения разного уровня. В наиболее ответственных и сложных системах для управления электромагнитными устройствами применяется бессальниковая арматура, повышающая степень надежности и производительности оборудования. В такой комбинации агрегаты используются в транспортных и коммуникационных трубопроводных сетях, при обслуживании хранилищ с нефтепродуктами, в химической промышленности, на перерабатывающих станциях и комбинатах в разных отраслях производства. Если же говорить о простых устройствах, то в бытовой сфере распространен электромагнитный привод вентилятора приточных и вытяжных систем. Мелкоформатные механизмы также находят свое место в сантехнической арматуре, насосах, компрессорах и т.д.

Принцип работы электромагнитных систем

Принцип работы электромагнитного запорного клапана основан на физическом явлении электромагнитной индукции. При протекании тока по катушке индуктивности внутри нее возникает магнитное поле, воздействующее на сердечник из магнитных материалов силой, приложенной в продольном направлении. Эта сила, в зависимости от полярности приложенного напряжения, пытается втянуть сердечник внутрь катушки либо вытолкнуть его. При этом происходит открытие либо закрытие затворного элемента.

Катушки соленоидных клапанов могут работать как на постоянном токе напряжением от 5 до 36 вольт, так и на переменном токе напряжением 220 В.

Устройства с низким управляющим напряжением обладают небольшой мощностью и ограниченным усилием, передаваемым на запорный элемент. Это позволяет использовать для управления ими низковольтные полупроводниковые схемы. Применяются такие устройства в системах низкого напора рабочей среды, на трубопроводах малых диаметров.

Приводы, работающие на переменном токе, развивают гораздо большие усилия и могут применяться на магистральных трубопроводах высокого давления и больших диаметров.

Зачем нужен электромагнитный клапан?

Соленоидные вентили – категория современной запорной арматуры для трубопроводов самого разного назначения. В быту подобные электроклапаны применяются в автомашинах, спецтехнике, водопроводах и системах автополива и отопления.

Также они широко используются в промышленности для регулировки тока и контроля транспортировки разнообразных жидкостей и газов.

Соленоидный электроклапан относится к энергозависимому оборудованию, для срабатывания на открытие либо закрытие ему требуется электропитание

Внутри электромагнитный клапан для воды или газа каких-либо датчиков не имеет. С его помощью можно лишь регулировать либо полностью перекрывать поток рабочей среды. Если требуется автоматизация данных процессов, то придется дополнительно ставить внешние измерительные приборы, завязывая работу электроклапана уже на них.

К примеру, использовать дополнительно в связке контроллер и датчик протечки воды, чтобы в момент обнаружения протечки соленоидный клапан получил соответствующую команду от контроллера и перекрыл трубопровод.

Среди достоинств использования соленоидных клапанов числятся:

• быстрая регулировка тока рабочей среды по трубопроводу;
• универсальность и надежность устройства;
• длительный срок эксплуатации;
• небольшие размеры и малый вес;
• многообразие разновидностей прибора.

Срабатывание клапана происходит буквально за доли секунды после подачи на это сигнала. Он рассчитан на работу с жидкостями под разным давлением, от 0 до 25 бар, и с меняющейся температурой, от -20 до +120 °С. При этом в обесточенном состоянии такой электроклапан может оставаться как в закрытом положении, так и открытом – все зависит от модификации прибора.

Чаще всего в быту соленоидный электромагнитный клапан применяется в системах водоснабжения и отопления, где с его помощью дистанционно регулируется водоток

В водопроводах он позволяет автоматически перекрыть подачу воды при порыве труб. А в отопительных системах такой вентиль используется в качестве устройства регулировки потока теплоносителя.

Здесь он по внешнему датчику температуры самостоятельно уменьшает либо увеличивает ток нагретой жидкости от котла к радиаторам.

О разновидностях изделий

Классификация изделий проводится по нескольким параметрам.

Исходя из положения запорного элемента в отсутствие напряжения на катушке различают:

• Нормально открытые, или НО. Проход для жидкости или газа открыт, а при подаче напряжения- он закрывается.
• Нормально закрытые, или НЗ. Проход для среды перекрыт, а при подаче напряжения он открывается.

Некоторые модели выпускаются универсальными, а нормально положение запорного элемента настраивается при установке и подключению к управляющей сети. Такие переключаемые устройства называют бистабильными.

В зависимости от рабочей среды запорную арматуру выпускают для:

• Воздуха.
• Воды.
• Пара.
• Активных сред.
• Горюче-смазочных материалов.

Приборы для работы в радиоактивных средах отличаются специальным подбором материалов с повышенной радиационной стойкостью. Вакуумный электромагнитный клапан должен обеспечивать особо высокую герметичность

Исходя из характеристик внешней среды, исполнение прибора может быть:

• Обычное
• Для влажных помещений.
• Термостойкие (для высоких температур).
• Морозостойкие (для экстремально низких температур).
• Взрывозащищенное. Такие устройства не должны искрить при включении либо выключении. Для этого в них применяются специальные конструктивные решения и материалы.

По типу питающего напряжения катушки делятся на

• Переменного тока, высокого напряжения. Развивают большие усилия, используются на магистральных трубопроводах высокого давления и больших диаметров.
• Постоянного тока, низкого напряжения. Применяются на трубах небольшого сечения и низкого напора.

Есть отдельный класс электромагнитных отсечных клапанов высокого давления. Их называют отсечными. Они предназначены для моментального перекрытия трубопроводов или герметизации емкостей в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций.

И, наконец, по типу функционирования клапаны делятся на

• Одноходовые. Такой затвор имеет только входящий патрубок. Обычно они нормально закрытые и открывают путь водяному или воздушному потоку во внешнюю среду. Используются в качестве предохранительных.
• Двухходовые. Самый распространенный вид, имеют входящий и выходящий патрубки и монтируется в разрыве трубопровода. Применяются для управления потоком в одном из контуров трубопроводной системы.
• Трехходовые. Могут иметь один входной и два выходных патрубка либо два входных и один выходной.

Трехходовые клапаны первого типа применяются для перенаправления потоков из одного контура в другой (например, в системе отопления). Это позволяет поддерживать температуру рабочей среды постоянной без изменения параметров работы источника тепла. Устройства второго типа используются для смешения двух потоков, имеющих разную температуру. Характерным примером служит однорычажный шаровой смеситель на кухне или в ванной.

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях). Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Будет интересно➡ Диодный мост – что это такое?

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ° до +45 ° или от 0 ° до -45 °, а также фиксация в 2 положениях.

Соленоид в металлическом корпусе.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Схема устройства соленоида.

Область использования

Применение электромагнитных клапанов осуществляется в самых разных областях человеческой деятельности, везде, где возникает необходимость управлять потоками жидкостей и газов дистанционно. Сюда входит:

• Бытовые системы отопления.
• Системы водоснабжения и водоподготовки.
• Технологические установки.
• Трубопроводный транспорт.
• Генерация и распределение тепла.
• Бытовые приборы.
• Канализация.
• Орошение.
• Транспортные средства.

Использование электромагнитных клапанов на транспорте понемногу снижается, поскольку все больше видов транспортных средств переходят на электрические источники энергии и отказываются от жидкого топлива и гидравлики, заменяя их на более надежные электрические приводы. Сходные перспективы просматриваются и в системах отопления. Но в водоснабжении, канализации и других отраслях роль электромагнитных затворов будет только возрастать.

Электромагнитная арматура

Исполнительные органы привода могут работать в разных конфигурациях, совершая те или иные действия, требующиеся для эксплуатации конкретной рабочей инфраструктуры. Но в любом случае одной лишь функции сердечника или силового элемента будет недостаточно для оказания достаточного эффекта с точки зрения выполнения конечной задачи за редкими исключениями. В большинстве случаев требуется и переходное звено – своего рода транслятор генерируемой механической энергии от непосредственно приводной механики к целевому устройству. Например, в системе полного привода электромагнитная муфта выступает не просто передатчиком усилия, а двигателем, который жестко соединяет две части вала. В асинхронных механизмах предусматривается даже собственная катушка возбуждения с выраженными полюсами. Ведущая часть таких муфт выполняется по принципам роторной обмотки электродвигателя, что и вовсе наделяет этот элемент функциями преобразователя и транслятора усилия.

В более простых системах с прямым действием задачи трансляции усилия выполняют стандартные шарикоподшипниковые устройства, шарнирные и распределительные агрегаты. Конкретное исполнение и конфигурация действия, а также взаимосвязь с приводной системой реализуется по-разному. Нередко разрабатываются индивидуальные схемы сопряжения компонентов между собой. В той же муфте электромагнитного привода организуется целая инфраструктура с собственным металлическим валом, контактными кольцами, коллекторами и медными брусками. И это не считая параллельного устройства электромагнитных каналов с полюсными наконечниками и контурами направления линий магнитного поля.

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Главным преимуществом устройства является возможность удаленного и быстрого регулирования потоков рабочей среды. Без электромагнитных затворов становится невозможной работа сложных технологических установок и простых бытовых приборов, таких, как кофеварка и стиральная машина.

Кроме того, электропривод позволяет:

• Подключать соленоидный клапан к централизованной и автоматизированной системе управления. Это многократно повышает точность и оперативность регулировок параметров по сравнению с ручным управлением.
• Снижать трудозатраты на управление технологическими процессами.
• Повышать безопасность производства и исключать воздействие на оператора вредных факторов производственной среды.
• Повышать эффективность работы бытовых приборов и производственных установок за счет точного и быстрого управления потоками рабочих сред и их параметров.

Важным достоинством соленоидного привода по сравнению с электромотором и редуктором является отсутствие зубчатых и червячных передач, исключительная простота устройства и минимум подвижных частей.

Это обеспечивает высокую надежность оборудования, минимальный износ и долгий срок его службы.

Устройство и принцип работы электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан, также называемый экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) – неотъемлемая составляющая любого карбюратора современных автомобилей. Начало активного использования этого узла приходится на 80-е годы прошлого столетия, когда «битва» между инжекторными и карбюраторными агрегатами обострилась. Во многом это связано с тем, что первые имели заметно меньший расход топлива, а это уже подкупало большее количество автолюбителей.

Дабы минимизировать расход карбюраторных моторов автомобильные инженеры принялись за их активную электронизацию. В нескольких словах, суть последней заключалась в том, чтобы посредством использования электронных устройств понизить показатели расхода горючего. В итоге, электронизация вылилась в появлении электромагнитного клапана карбюратора, а также ряда других электрических девайсов в конструкции данного узла

Но зачем это было нужно и как помогло конкуренции карбюраторных моторов с инжекторными? Для того чтобы ответить на такой вопрос, стоит обратить внимание на принцип работы ЭПХХ

Итак, электромагнитный клапан карбюратора – это устройство, работающее от электрического тока и выполняющее вполне конкретные функции. Точнее, работает оно для организации стабильного и оптимального холостого хода в, так называемом, принудительном режиме работы мотора. Суть оптимизации заключается в том, что при работе двигателя в режимах, не требующих потребления топлива (переход на передачу пониже, качение по инерции и т.п.), ЭПХХ отключает его подачу, совершенно не привлекая к движению дроссельную заслонку. Происходит это посредством передачи топлива по специальным каналам на холостом ходу. В ходе данной транспортировки функционирует лишь жиклёры холостого хода, клапана и некоторые пути в карбюраторе, то есть его камеры и дроссельная заслонка совершенно бездействуют.

В итоге, удаётся:

• во-первых, экономить топливо при работе мотора в ранее отмеченном режиме принудительного хода;
• во-вторых, организовать стабильный и оптимизированный холостой ход;
• в-третьих, обеспечить качественный и беспроблемный для водителя прогрев двигателя при запуске (посредством усиления подачи топлива тем же ЭПХХ);
• в-четвёртых, исключить лишнее функционирование дроссельной заслонки и ряда других узлов в карбюраторе;
• и в-пятых, оптимизировать работу мотора целиком, что существенно продлевает срок его службы.

Отметим, что работает экономайзер под контролем специального узла, который называется «блок управления электромагнитным клапаном карбюратора». Данное устройство постоянно анализирует работу мотора, основываясь на показаниях датчиков (оборотов, температуры двигателя и т.п.), после чего подавая соответствующие указания непосредственно ЭПХХ, а он, в свою очередь, посредством движения штока (небольшой иглы) либо перекрывает до нужного положения каналы подачи топлива на холостом ходу, либо наоборот их открывает. В целом, особых сложностей в работающим экономайзере нет, что наглядно показывает представленное выше описание устройства. Для ещё большей наглядности всего описанного рекомендуем ознакомиться со следующими картинками:

Схема подключения типового ЭПХХ:

Принцип работы клапана совместно с блоком управления:

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

Прежде чем приступать к установке, необходимо определить тип подключения. Наиболее часто применяемыми являются:

• Резьбовое. Входной и выходной патрубки снабжены внешней либо внутренней резьбой, через соответствующие фитинги арматура встраивается в разрыв трубопровода. Наиболее удобное для самостоятельной установки, лучше выбрать подключение такого типа.
• Фланцевое. Патрубки оборудованы фланцами, на концах труб также должны быть фланцы соответствующего типоразмера, они стягиваются между собой болтами. Обеспечивают высокое давление и интенсивность потока, чаще применяются на магистралях высокого и среднего давления.

До начала монтажа устройства следует выполнить ряд подготовительных операций. Трубы должны быть размечены, обрезаны под размер и зачищены. Место для установки электромагнитного устройства должно давать свободный доступ к устройству для его монтажа, обслуживания и ремонта. Опытные мастера сформулировали также несколько рекомендаций:

• Все работы по установке или снятию прибора можно проводить только в отключенном от сети виде.
• Трубопроводную систему необходимо дополнить фильтром механической очистки. Это предотвратит загрязнение и повреждение деталей посторонними включениями, такими ка песок, чешуйки ржавчины и известковые отложения.
• Корпус устройства не должен принимать на себя вес участка трубопровода.
• Следует подключать устройство в соответствии с нанесенными на корпусе стрелками. Они указывают направление потока.
• При уличной установке следует защитить клапан от воздействия природных явлений. Обычно бывает достаточно водонепроницаемого кожуха. При работе в условиях низких температур нужно обеспечить подогрев кожуха.
• Резьбовые соединения нужно обязательно уплотнять лентой ФУМ или сантехнической нитью.
• Кабель для подключения к управляющей системе следует выбирать медный. Он должен иметь достаточное поперечное сечение не менее 2 мм 2 .

Подбор конкретной модели осуществляется на основе расчетов параметров трубопроводной системы.

Следует учитывать напор, сечение труб, необходимую скорость срабатывания и характеристики управляемой среды.

Принцип работы

Принцип работы электромагнитного клапана для воды пилотного (непрямого) действия можно понять по приложенным схемам устройства. Независимо от типа применяемой модели электрического клапана (нормально закрытая, нормально открытая или с бистабильным управлением), эта работа электрически управляемого клапана будет выглядеть примерно в следующем порядке:

1. Электромагнитный клапан первоначально закрыт и на катушку еще не поступал электросигнал. Вода заперта во входной части клапана штоком с прокладкой;
2. При поступлении электросигнала на катушку, в соленоиде возникае.т электромагнитная сила, которая втягивает шток (плунжер) во внутрь катушки, тем самым создавая пространство между штоком и пространством над мембраной. Давление под мембраной пересиливает давление сверху и открывается проход для перелива жидкости через тело клапана.

При открытом кране этот же процесс протекает в обратном порядке – плунжер выталкивается из тела соленоида и открывает доступ давления воды над мембраной и совместно с усилием пружины закрывает проход воды через тело клапана.

Самая простая схема работы электромагнитного клапана прямого действия:

1. При подачи сигнала (электроцепь замкнута) на соленоид, шток втягивается во внутрь катушки и открывает проход жидкости из-за разницы давления от входной части на выход из клапана;
2. при прекращении подачи сигнала на катушку соленоида (электроцепь разомкнута) пружина возвращает шток на свое место и седло клапана перекрывает проток жидкости через тело клапана.

Электромагнитный клапан может быть выполнен в разных видах конструкций:

• соленоидный клапан седельчатого вида;
• клапан с использованием мембранного плавающего усилителя;
• клапан с использованием мембранного усилителя с принудительным подъемом;
• электроклапан поршневого вида;
• клапан шиберного вид;а
• клапаны шарнирные;
• клапаны рычажные;
• соленоидные клапаны тарельчатого вида;
• клапаны золотниковые.

По виду подаваемого тока на индукционные катушки соленоидные клапаны могут быть разделены на:

• установки с постоянным током в сети, что характерно для изделий, где нет больших давлений и нет надобности в создании большой силы электромагнитного излучения;
• изделия для сетей с большими давлениями используют переменный сетевой ток для создания электромагнитного поля большой величины действия на шток или мембрану, чтобы преодолеть большие нагрузки сопротивления водной или газовой среды.

Также, электромагнитные клапаны подразделяются по рабочему положению штока на:

1. Нормально закрытые;
2. Нормально открытые;
3. Бистабильные – с переключением положения штока в зависимости от поступающего сигнала электроимпульса.

Нормально закрытые

Электромагнитный нормально закрытый клапан для воды имеет при обесточенной катушке закрытый штоком клапан, перекрывающий поток жидкости. При подаче электросигнала на катушку соленоида, шток с клапаном открывают этот проход.

Нормально открытые

Соленоидные клапаны для воды нормально открытые как, например, UNIPUMP серии BOX при обесточенной катушке селеноида находятся в открытом положении и жидкость имеет свободный проток по телу клапана. При подаче электросигнала, клапан со штоком перекрывают этот проход и поток жидкости останавливается.

Признаки неисправности электромагнитного клапана карбюратора

В карбюраторах последних моделей применяется соленоидный привод управления подачей топлива. Как проверить электромагнитный клапан на исправность?

Его поломку определяют по следующим признакам:

• Двигатель неустойчиво работает на низких оборотах.
• Мотор глохнет при использовании наката.
• После выключения двигателя наблюдается детонация рабочей смеси.

Косвенными признаками неисправности также является снижение оборотов при подключении мощных потребителей электроэнергии, таких, как магнитола, ближний или дальний свет, подогрев стекол.