- Навіщо потрібен електромагнітний клапан?
- Як працює вентиль з соленоїдом?
- Різновиди соленоїдних електроклапанів
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Крім звичайних ручних вентилів в магазині також можна побачити соленоїдний електромагнітний клапан автоматичної дії. Він дозволяє не тільки управляти струмом рідин і газів в трубопроводах на відстані, але і автоматизувати цей процес.
Такі пристрої розрізняються по внутрішній конструкції і призначенню. Однак принцип роботи у всіх них однаковий - закриття / відкриття крана відбувається за рахунок спрацьовування електромагніту.
У цій статті розглянемо, навіщо потрібен такий клапан і як він працює. Також поговоримо про основні різновиди соленоїдних електроклапанів.
Навіщо потрібен електромагнітний клапан?
Соленоїдниє вентилі - категорія сучасної запірної арматури для трубопроводів самого різного призначення. У побуті подібні електроклапани застосовуються в автомашинах, спецтехніки, водопроводах і системах автополива і опалення.
Також вони широко використовуються в промисловості для регулювання струму і контролю транспортування різноманітних рідин і газів.
Соленоїдний електроклапан відноситься до енергозалежних обладнання, для спрацьовування на відкриття або закриття йому потрібно електроживлення
Усередині електромагнітний клапан для води або газу будь-яких датчиків не має. З його допомогою можна лише регулювати або повністю перекривати потік робочого середовища. Якщо потрібно автоматизація даних процесів, то доведеться додатково ставити зовнішні вимірювальні прилади, зав'язуючи роботу електроклапана вже на них.
Наприклад, використовувати додатково в зв'язці контролер і датчик протікання води, щоб в момент виявлення протікання соленоїдний клапан отримав відповідну команду від контролера і перекрив трубопровід.
Серед достоїнств використання соленоїдних клапанів числяться:
- швидке регулювання струму робочого середовища по трубопроводу;
- універсальність і надійність пристрою;
- тривалий термін експлуатації;
- невеликі розміри і малу вагу;
- різноманіття різновидів приладу.
Спрацьовування клапана відбувається буквально за частки секунди після подачі на це сигналу. Він розрахований на роботу з рідинами під різним тиском, від 0 до 25 бар, і з мінливою температурою, від -20 до +120 ° С. При цьому в знеструмленому стані такої електроклапан може залишатися як в закритому положенні, так і відкритому - все залежить від модифікації приладу.
Найчастіше в побуті соленоїдний електромагнітний клапан застосовується в системах водопостачання і опалення, де з його допомогою дистанційно регулюється водотік
У водопроводах він дозволяє автоматично перекрити подачу води при пориві труб. А в опалювальних системах такий вентиль використовується в якості пристрою регулювання потоку теплоносія.
Тут він за зовнішнім датчику температури самостійно зменшує або збільшує струм нагрітої рідини від котла до радіаторів.
Як працює вентиль з соленоїдом?
Складається соленоїдний електроклапан з:
- корпусу сталевого, чавунного, латунного або полімерного;
- індукційної котушки з сердечником (соленоїда);
- робочого запірного елемента;
- ущільнювача;
- демпфирующей пружини.
Індукційна котушка з міді всередині запірного пристрою розташована в герметичному корпусі, куди воді доступ закритий. Перекриття або відкриття каналу струму робочого середовища відбувається за рахунок висувається під дією соленоїда штока і мембрани.
Підключення електроживлення до соленоїдних клапанів проводиться за допомогою клем зверху на корпусі приладу поруч з індукційної котушкою
У знеструмленому стані під впливом пружини вентиль повністю перекриває канал струму або залишає його повністю відкритим. Далі, після подачі напруги на котушку, відбувається зміщення сердечника зі штоком, в результаті чого поперечний переріз даного протоки збільшується / зменшується.
Загальний принцип роботи даного електромагнітного клапана простий - рух штока відбувається в ньому за рахунок електромагнітної індукції. При протіканні електричного струму по котушці, на що знаходиться в її центрі сердечник впливає електромагнітне поле, сила і напрямок якого залежать від прикладеної напруги в вольтах.
В результаті і відбувається зміщення запірного елемента і зміна прохідного перетину вентиля.
Котушка соленоїдного клапана в залежності від модифікації приладу може працювати від напруги 5-36 В постійного струму або 220 В змінного
Електроклапани з низьким керуючою напругою розраховані на роботу в трубопроводах малого діаметра і з малим напором робочого середовища. Сфера їх застосування досить обмежена.
Зате такі вентилі простіше вбудовувати в систему управління на низьковольтних напівпровідникових пристроях і підключати до різних мікроконтролерів. У водопроводах і контурах опалення приватних будинків зазвичай використовують саме їх.
Різновиди соленоїдних електроклапанів
Існує кілька різновидів даного пристрою. Класифікуються такі прилади за матеріалом виготовлення корпусу, конструкції і стану в знеструмленому стані запору всередині, типу ущільнювача і способу підключення до труб.
Кожен з цих варіантів розрахований на роботу з певним середовищем за складом, температурі і тиску. Підбирати соленоїдний електроклапан треба уважно. Якщо взяти невідповідний вимогам прилад, то довго він не прослужить.
Перше і основне поділ електромагнітних клапанів - по типу електроструму. Так, вони можуть працювати від змінного, або постійного струму
За способом приєднання соленоїдні електроклапани діляться на:
- фланцеві;
- муфтові;
- Штуцерна.
А за розміром вони можуть бути від 6 до 150 DN (від 1/8 до 6 дюймів). Варіант знайдеться для будь-якого трубопроводу.
Корпус розглянутих електроклапанів виконується з:
- пластика (посиленого PPA, PVC, нейлону);
- нержавіючої сталі;
- латуні;
- чавуну.
У кожного з цих варіантів свої характеристики по тиску і температурі робочого середовища. Дані цифри слід уважно вивчати в паспорті приладу, щоб не помилитися з вибором. При цьому для водопроводу або опалення в приватному будинку підійде будь-яка з перерахованих вище варіацій.
Класифікація # 1 - за внутрішньою будовою
Клапани по конструкції керуючого елемента діляться на три групи:
- Золотникові.
- Мембранні.
- Поршневі.
Електромагнітні клапани в побутовому виконанні зазвичай робляться з мембраною. Це дешевий і надійний варіант, який без проблем справляється з регулюванням потоку води в побутових системах опалення та водопостачання.
Внутрішні елементи - пружина, плунжер і сердечник, практично завжди робляться з нержавіючої сталі, яка відрізняється високою стійкістю до перепадів температури і тиску води
Основне поділ соленоїдних клапанів здійснюється за матеріальним становищем запірного механізму при знеструмленому електромагніт.
За цим параметром соленоїдні електроклапани діляться на:
- нормально закриті, клапан закритий (НЗ);
- нормально відкриті, клапан відкритий (ПЗ);
- бістабільні.
У першому випадку, поки на соленоїд не подали напругу, сердечник за рахунок тиску пружини опущений вниз і струму води немає. У другому випадку, при знеструмленому стані приладу, канал навпаки повністю відкритий, а закриття його відбувається тільки після подачі живлення.
Третій варіант - положення може бути як відкритим, так і закритим.
Класифікація # 2 - за принципом функціонування
Функціонально соленоїдні електроклапани для води на 220 В і іншого вольтажу бувають:
- одноходовой;
- Двоходові;
- триходовими.
Перші мають лише один патрубок приєднання до трубопроводу. Це запобіжні пристрої, розраховані на випуск пари або води при високому тиску повітря в трубах.
Двоходові соленоїдні вентилі - найбільш поширені і затребувані. Вони мають два патрубка - вхід і вихід, і встановлюються в розрив трубопроводу
Триходові пристрою йдуть з трьома патрубками для під'єднання до труб. Такі варіанти призначені для перенаправлення потоку з одного трубопроводу в інший.
Найбільш широко триходові клапани застосовують в опалювальних системах. Подібні прилади дозволяють легко зробити перетікання теплоносія з одного контуру в інший для змішування робочої середовища.
У підсумку, температура води в системі змінюється, а джерело теплової енергії продовжує працювати без зміни режиму.
Також електромагнітні клапани бувають:
- прямої дії;
- непрямої дії.
У перших сердечник пересувається виключно під впливом електромагніту. По друге - на його переміщення також впливає тиск робочого середовища.
Класифікація # 3 - за матеріалом ущільнювача і мембрани
Усередині корпусу електромагнітного клапана розташована мембрана, яка перекриває струм води. Плюс, між котушкою і основним з патрубками розташований ущільнювач. Обидва ці елементи робляться з полімерних матеріалів.
Найчастіше в побутових електромагнітних клапанах для води ущільнювачі і мембрани робляться з EPDM, який відрізняється високою стійкістю до солей і низьких температур
Ущільнювач в електроклапанів може бути виконаний з:
- FPM (FKM, VITON) - фтореластомера;
- EPDM - етилен-пропіленова еластомеру;
- NBR - бутадієн-нитрильного каучуку.
Перший варіант відрізняється високою максимальною температурою робочого середовища і стійкістю до масел і бензинів. Другий - дешевий і стійкий до впливу розчинених у воді солей, лугів і кислот. Третій - спокійно переносить контакт з нафтопродуктами, зазвичай застосовується в промисловості і автомобілях.
На ціну електромагнітного клапана даний матеріал впливає не сильно. Деталі з нього занадто малі в розмірі. Вибирати тип ущільнювача і мембрани слід виходячи виключно з характеристик робочого середовища.
Термічні властивості ущільнювачів представлені в наступній таблиці:
| позначення ущільнювача | FPM | EPDM | NBR |
| Назва матеріалу | фторкаучук | Етилен-пропіленовий каучук | Бутадієн-нітрил-каучук |
| Діапазон робочих температур, ° С | -30 … + 150 | -40 … + 140 | -10 … + 80 |
При цьому в будь-якому випадку особливу увагу при експлуатації електроклапана слід приділити відсутності домішок у воді.
Пісок і іржа в трубах рано чи пізно зіпсують будь-яку мембрану, незалежно від матеріалу її виконання. Встановлювати розглядається пристрій можна тільки при наявності в трубопроводі фільтра.
Висновки і корисне відео по темі
Огляд пристрою соленоїдного клапана:
Як влаштований і працює електроклапан на 220 В прямої дії:
Види електромагнітних клапанів за принципом спрацьовування:
Соленоїдний вентиль дистанційного керування невибагливий і надійний в роботі. Він розрахований на кілька десятків тисяч спрацьовувань (справно пропрацює 20-25 років) і не вимагає спеціалізованого обслуговування.
Коштує такий пристрій під воду в межах 3-6 тисяч рублів, але допомагає вирішити багато проблем. При цьому самостійно змонтувати його не складно, треба лише правильно вибрати подібний клапан по характеристикам і матеріалами.
Хочете доповнити викладений вище матеріал корисними відомостями або вказати на невідповідність або помилку? Або хочете дати рекомендації щодо вибору оптимальної моделі соленоїдного електроклапана? Пишіть, будь ласка, свої поради і зауваження в блоці коментарів.
Якщо у вас залишилися питання по темі статті, задавайте їх нашим експертам внизу під цією публікацією.