В первом случае, пока на соленоид не подано питание, сердечник опускается под действием давления пружины, и ток воды отсутствует. Во втором случае, когда устройство обесточено, канал полностью открыт и закрывается только при подаче питания.
Электромагнитный клапан: где используется + типы и принцип работы
Помимо обычных ручных клапанов, в торговых точках можно встретить автоматические электромагнитные клапаны. Они не только управляют потоками жидкостей и газов в трубопроводах на расстоянии, но и автоматизируют этот процесс.
Эти устройства отличаются по своей внутренней конструкции и принципу работы. Однако принцип работы у всех одинаковый – закрытие/открытие клапана происходит за счет приведения в действие электромагнита.
В этой статье мы рассмотрим, зачем нужен такой клапан и как он работает. Давайте также поговорим об основных типах электромагнитных клапанов.
Зачем нужен соленоидный клапан?
Электромагнитные клапаны – это категория современной запорной арматуры самого разного назначения. В быту такие электромагнитные клапаны используются в автомобилях, спецтехнике, водопроводах, системах орошения и отопления.
Они также широко используются в промышленности для регулирования тока и контроля транспортировки различных жидкостей и газов.
Электромагнитные клапаны являются энергозависимыми и требуют питания от сети для открытия или закрытия.
Электромагнитный клапан для воды или газа не оснащен какими-либо внутренними датчиками. Они могут использоваться только для управления или перекрытия потока рабочей среды. Если требуется автоматизация этих процессов, необходимо дополнительно установить внешние измерительные приборы, связав с ними работу электромагнитного клапана.
Например, дополнительное использование контроллера и датчика утечки воды, так что электромагнитный клапан получает соответствующую команду от контроллера и закрывает трубу при обнаружении утечки.
Преимущества использования электромагнитных клапанов включают:
- быстрое управление потоком рабочей среды по трубопроводу;
- универсальность и надежность устройства
- длительный срок службы
- небольшие размеры и малый вес;
- многообразие разновидностей устройства.
Клапан приводится в действие за доли секунды при подаче сигнала. Он предназначен для работы с жидкостями при различных давлениях, от 0 до 25 бар, и при различных температурах, от -20 до +120°C. В обесточенном состоянии электромагнитный клапан может находиться в закрытом или открытом положении, в зависимости от исполнения устройства.
Где необходим электромагнитный клапан
Электромагнитный клапан – это тип запорной арматуры, которая может работать автоматически, без вмешательства человека. Он обеспечивает участок трубопровода, по которому протекают как жидкие, так и газообразные среды. В случае аварии на определенном участке линии клапан перекрывает поток.
Механизм также может быть запрограммирован в обратном направлении. При определенных условиях он откроет путь для жидких или газообразных сред. Различные датчики программируются на выполнение необходимых задач. Это датчики, которые передают сигнал на магнитную катушку (соленоид).
Основные области применения электромагнитного клапана:
- Бытовая сфера.
- Мелиорация.
- Промышленность.
- Отопительные системы.
Основное назначение электромагнитного клапана – равномерное распределение воды, которая в большинстве случаев является дозированной. Открытие системы задается обычным таймером. В бытовом секторе этот механизм устанавливается в общественных туалетах, автоматических душах и различных моечных системах. Например, в автомойках.
Электромагнитные соленоиды таймера широко используются для полива теплиц и газонов, а также садовых участков и полей, засеянных сельскохозяйственными культурами. Такие механизмы используются не только в засушливых регионах для мелиорации. Их устанавливают в системах водоснабжения жилых домов. Каждый район города получает дефицитную жидкость по установленному графику.
А вот в системах отопления клапан выполняет защитную функцию. Его основная функция – перекрытие подачи горячей воды в случае прорыва трубы. Однако главное назначение электромагнитного клапана – предотвращение возможных аварий. В этом ему помогают контрольные датчики.
Принцип работы электромагнитного клапана
Преимущество электромагнитного клапана перед другими запорными клапанами заключается в его полной автоматизации. Без вмешательства человека поток жидкости или газа в трубопроводе открывается или закрывается. Это происходит с помощью электромагнитного поля, создаваемого в электрической катушке. Именно это поле приводит в действие запорный механизм.
Конструкция электромагнитного клапана:
- Металлический или пластиковый корпус.
- Индукционная катушка с сердечником.
- Уплотнения из полимерной или технологической резины.
- Функциональные компоненты в виде поршня, пружины и стального штока.
Металлические корпуса используются в приложениях с высокой внутренней температурой. В контурах с холодной жидкостью используются пластиковые устройства. Корпус всегда очень плотный, чтобы защитить индукционную катушку.
Однако само устройство бесполезно. Поэтому оно всегда работает в сочетании с управляющим датчиком. Самые популярные из них – таймер и датчик температуры. Именно они при срабатывании подают ток на катушку. В результате электромагнитное поле закрывает или открывает клапан.
Как работает электромагнитный клапан
Принцип действия электромагнитного клапана основан на управляющем элементе – электромагнитной катушке. В отсутствие постоянного или переменного тока под давлением механической пружины мембрана (поршень) клапана находится в седле устройства. Когда на клеммы соленоида подается электрическое напряжение различной силы, сердечник включается внутри соленоида, позволяя отверстию открыться или закрыться. Отключение питания соленоида приводит к закрытию створок. Конструкция соленоидного клапана может отличаться в зависимости от типа соленоидного клапана.
Типы соленоидных клапанов
Электромагнитные клапаны делятся на несколько категорий.
Они различаются в зависимости от типа рабочего положения:
- Нормально открытые клапаны . По умолчанию обтюратор находится в открытом положении и не перекрывает поток.
- Нормально закрытые клапаны . Отсутствие напряжения на катушке характеризуется закрытым положением обтюратора.
- Бистабильные клапаны . Они могут переключаться в открытое или закрытое положение под воздействием электрического импульса.
По принципу действия электромагнитные клапаны делятся на:
- Клапан прямого действия . Изменение положения запорного элемента происходит за счет движения сердечника при подаче электрического напряжения.
- Клапан непрямого действия . Энергия рабочей среды заставляет плунжер открывать и закрывать отверстие. Клапан с дистанционным управлением, приводимый в действие электрическим током, подаваемым на катушку.
Типы электромагнитных клапанов
Описываемые устройства классифицируются по следующим основным признакам:
- материал, из которого изготовлен корпус;
- конструктивные особенности клапана
- его положение, когда соленоид обесточен (разряжен);
- принцип его работы;
- особенности присоединения к трубопроводам;
- Рабочее напряжение (220 В или 24 В).
Важно! От правильного выбора клапана по некоторым из этих признаков зависит, будет ли он долго работать в среде с заданными параметрами.
Корпус этих изделий изготавливается из традиционной латуни, пластика или нержавеющей стали. От правильного выбора материала во многом зависит возможность использования клапана в критических условиях. Каждый из вышеперечисленных типов подходит для бытовых водонагревательных систем.
Читайте также: Для чего нужен пирометр и как измерить температуру бесконтактным способом
Клапаны делятся на поршневые, мембранные и золотниковые. Самым дешевым и достаточно надежным вариантом является золотник, который хорошо выполняет свою функцию. Поэтому такие клапаны традиционно устанавливаются в бытовых приложениях.
В зависимости от положения поршня и штока в момент обесточивания соленоида они делятся на следующие типы:
- нормально закрытый (NC)
- открытый (NO);
- с двумя устойчивыми положениями.
В первом типе, когда соленоид отключен от питания, сердечник клапана надежно отсекается благодаря упругости возвратной пружины. Во втором случае при отключении напряжения эффект обратный. Под действием той же пружины шток полностью вдвигается в катушку, и провод остается открытым. В третьем случае при снятии напряжения клапан может находиться в любом положении (закрывать канал или оставлять его свободным). Это зависит от используемой схемы.
Как подключить электромагнитный клапан
Перед установкой и подключением электромагнитного клапана необходимо учесть, что этот механизм имеет очень низкую устойчивость к гидравлическим ударам, часто встречающимся в трубах с густыми жидкостями. Если он не защищен должным образом, срок его службы будет недолгим. Функцию такой защиты выполняет либо редукционный клапан, который позволяет снизить давление в момент удара, либо резиновые трубки, установленные непосредственно перед защищаемым устройством.
Кроме того, необходимо учитывать следующие важные моменты
- Перед установкой электромагнитного клапана необходимо провести подготовительные работы, которые включают в себя очистку труб и их маркировку;
- Клапан должен быть расположен так, чтобы к нему всегда был легкий доступ; (В случае замены или ремонта);
- Установка должна производиться при полностью отключенном от сети электромагнитном клапане.
Важно! Перед электромагнитным клапаном рекомендуется установить фильтр грубой очистки для улавливания мелких частиц грязи.
Процесс механической установки и электрического подключения состоит из следующих этапов в указанном ниже порядке:
- Сначала корпус устройства устанавливается с помощью фланцев с прокладками в трубопровод.
- Затем подключается электрическая часть, представленная магнитной катушкой с тремя контактами.
- Два из этих контактов являются + и – 24 В постоянного тока или фаза и ноль для соленоидов 220 В, а третий контакт заземлен.
Для соединения заземления с корпусом клапана используется толстый медный провод, который приваривается к установленному защитному контуру.