Соленоидный вентиль принцип работы: Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Содержание

Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Соленоидный клапан

Запорный элемент электромеханического действия, выполняющий функцию дистанционного автоматического контроля направлений движения жидкой и газообразной рабочей среды внутри трубопровода. С помощью электромагнитной катушки происходит дозированная подача необходимых объемов потока в определенный момент времени.

Широко применяется на бытовом уровне и в крупных промышленных конструкциях в широком диапазоне рабочих температур. В трубопроводах жилищно-коммунального хозяйства клапан выполняет регулирование среды внутри водопроводной или канализационных систем, центрального отопления. Используется на технологических линиях химических и нефтеперерабатывающих предприятиях, фильтрационных гидропроводах. Применим в сельском хозяйстве: поливочных конструкциях, системах дозирования и смешения.

Принцип работы электромагнитного клапана

Для производства электромагнитных клапанов используются материалы, соответствующие требованиям ГОСТ и международным стандартам.

Электромагнитный клапан состоит из нескольких основных элементов:

  • Корпус. Может изготавливаться из нержавеющей стали, чугуна, коррозионностойкой латуни, химических полимеров.

  • Индукционная катушка с сердечником (соленоид). Располагается в герметичном корпусе, обмотка выполнена из высокопрочной технической меди.

  • Уплотнитель. Для обеспечения максимальной герметичности используется полимер политетрафторэтилен (тефлон), термостойкая резина, силикон, каучук, фторопласт.

  • Функциональные элементы: плунжер, пружина, шток из нержавеющей маркированной стали.  

Как работает электромагнитный клапан

Принцип работы электромагнитного клапана основан на работе элемента управления - электромагнитной катушки. При отсутствии постоянного или переменного тока под механическим давлением пружины, мембрана (поршень) клапана расположены в седле устройства.

При подаче электрического напряжения различной мощности к клеммам соленоида, сердечник вовлекается внутрь катушки, обеспечивая открытие или закрытие протокового отверстия. Обесточивание соленоида приводит к закрытию створок. Конструктивные особенности устройства соленоидного клапана могут меняться, в зависимости от его типа.

Типы электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны распределены на несколько категорий.

По типу рабочего положения выделяют:

  • Нормально-открытые клапаны. По умолчанию, затворный элемент находится в открытом положении и не создает препятствий движению потоков.




  • Нормально-закрытые клапаны. Отсутствие напряжения на катушке характеризуется закрытой позицией затвора.




По принципу действия электромагнитные клапаны разделяют на:

  • Клапан прямого действия. смена положений затворного компонента осуществляется под воздействием движения сердечника, при подаче электронапряжения.

  • Клапан непрямого действия. Воздействие энергии рабочей среды приводит к открытию и закрытию условного прохода. Управляется дистанционно, под действием пилотного клапана, срабатывающего при подаче электрического тока к катушке.



По типу присоединения к трубопроводу:

  • Муфтовые. Монтаж производится при помощи внутренней трубной резьбы цилиндрической формы, с различным диаметром условного прохода и резьбовым шагом. Условное обозначение диаметра соленоидного клапана указывается в техническом паспорте изделия.
  • Фланцевые. Присоединение к трубопроводу с помощью парных фланцев с отверстиями для болтов и шпилек. Применяется в трубопроводах крупного диаметра. При монтаже используется уплотнительное кольцо или прокладка из паронита.

По типу уплотнительной мембраны:

  • Мембрана FKM (фтористый каучук). Стандартное уплотнение, применяется для большинства неагрессивных рабочих сред.

  • Мембрана NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Используется в средах продуктов нефтепереработки: бензин, масла, керосин, диз.топливо.

  • Мембрана EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Характеризуется повышенной устойчивостью к температурам, работает в среде химических растворов и соединений: щелочей, спиртов, гликолей, кетона, воды и др.

Правила монтажа и эксплуатации

Любые монтажные работы с клапаном проводятся при отсутствии рабочей среды в системе и обесточивании электрической цепи. Перед началом работ следует очистить трубопровод от механических частиц и взвесей.

Как подключить электромагнитный клапан соленоидный. Подключение электромагнитных клапанов в системе производится в горизонтальном положении, катушкой вверх.

  • Для правильной работы устройства направление движения среды должно соответствовать указательной стрелке на корпусе.

  • Установка электромагнитного клапана производится в месте, доступном для последующего ремонта или обслуживания.

  • Запрещена установка клапана в местах с высокими показателями конденсации или вибрации, участках с возможным обледенением трубы, вблизи течей и порывов.

  • Установка дополнительных сетчатых фильтров подходящего типоразмера защитит клапан от попадания загрязнений, и, как следствие, снижения его гидравлических характеристик.

Преимущества электромагнитных клапанов
  • Автоматический тип работы

  • Высокое быстродействие

  • Возможность удаленного управления

  • Компактность (малые габаритные и весовые показатели)

  • Длительный срок эксплуатации

  • Простота монтажа и обслуживания

Причины поломок и методы устранения

Правильная эксплуатация и соблюдение технических параметров, указанных в паспорте изделия обеспечат надежную и длительную работу устройства. В некоторых случаях преждевременные неисправности электромагнитного клапана возможны по нескольким причинам.

  • Снижение герметичности изделия может быть вызвано попаданием механических частиц на седло устройства. Рекомендуется демонтаж и чистка устройства с последующей установкой в системе сетчатого фильтра до клапана.

  • Выход из строя индукционной катушки может быть обусловлен неправильной мощностью напряжения, подаваемого к клеммам или превышением граничных параметров температуры и давления внутри трубопровода. Следует провести демонтаж устройства и заменить катушку. Попадание влаги на катушку может вызвать короткое замыкание и поломку устройства.

  • Неполное открытие/закрытие клапана может стать следствием загрязнения управляющего отверстия, дефектами мембраны или прокладки, остаточным напряжением на соленоиде и др.

Ремонт электромагнитного клапана должен производиться квалифицированным специалистом, имеющим допуск к работе с электрическими сетями.


Производство соленоидных клапанов осуществляется на специализированных заводах трубной арматуры, расположенные практически в каждой стране Европы. Одни из ведущим мировым производителем электромагнитных клапанов являются SMART HYDRODYNAMIC SYSTEMS. Стоимость электромагнитного клапана зависит от его функций, конструктивного типа, диаметра резьбы и фирмы- производителя электромагнитных (соленоидных) клапанов. Для определения необходимого вида устройства можно проконсультироваться со специалистами или посмотреть видео электромагнитного клапана.


В нашем магазины вы можете купить электромагнитный клапан по выгодной цене оптом и в розницу со склада в Москве с доставкой по России. Быстрые отгрузки в города: Санкт-Петербург, Екатеринбург, Казань, Краснодар, Самара, Воронеж, Нижний Новгород, Волгоград, Ростов-на-Дону, Челябинск, Новосибирск, Омск, Уфа, Красноярск, Пермь.

какой выбрать? Особенности, отличия, эксплуатационные ограничения

Введение

При управлении потоками жидких и газообразных сред на современных промышленных предприятиях наиболее часто используются два типа клапанов: соленоидные клапаны и клапаны с пневмоприводом. Огромное количество различных моделей клапанов обоих типов, предназначенных для самых разнообразных задач, привело к тому, что выбор между соленоидным (электромагнитным) клапаном и клапаном с пневмоприводом перестал быть очевидным.

В данной статье рассмотрены конструктивные особенности клапанов обоих типов и то, как эти особенности влияют на выбор клапанов и их эксплуатацию. Описываемые явления и полученные выводы справедливы практически для всех клапанов, независимо от модели или производителя, поскольку причины этих явлений сосредоточены в самом принципе действия клапанов рассматриваемых типов.

1. Виды, принцип работы и особенности эксплуатации электромагнитных клапанов

1.1. Конструкция соленоидных клапанов прямого действия

Устройство наиболее простого соленоидного клапана представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция соленоидного клапана прямого действия

Катушка (1) установлена на трубке сердечника (2), внутри которой расположен сердечник (3), прижимаемый к седлу клапана (5) пружиной (4). При подаче напряжения на катушку, внутри неё и, соответственно, внутри трубки сердечника создаётся электромагнитное поле, в результате воздействия которого сердечник поднимается, открывая проход жидкости через седло клапана.

Таким образом, клапаны данного типа работают за счет электромагнитного поля, создаваемого катушкой. Саму же катушку часто называют соленоидом, отсюда и название клапана - "соленоидный" или "электромагнитный". Поскольку электромагнитное поле катушки воздействует напрямую на сердечник, перекрывающий проходное отверстие клапана, такие электромагнитные клапаны называют клапанами прямого действия.

Сложность при создании электромагнитных клапанов прямого действия проявляется по мере увеличения их размера для обеспечения большего расхода жидкости. Это связано с резким увеличением силы втягивания катушки, необходимой для подъёма сердечника и открытия клапана.

Пример расчёта усилия, необходимого для втягивания сердечника

В общем случае, для любой однородной жидкой или газообразной среды, давление связано с силой следующим образом:

P=FS,P= {F} over {S}, (1)

где:
Р – давление среды;
F — усилие, оказываемое средой на поверхность;
S — площадь поверхности. 2} times {{A} over {2 times %mu_0}, (6)

где:
I – ток, потребляемый катушкой;
N — число витков провода внутри катушки;
µr — магнитная проницаемость сердечника;
µ0 — магнитная постоянная, равная 4π·10-7 Гн/м;

L — длина намотки провода внутри катушки;
A — площадь поперечного сечения сердечника.

Мощность W, потребляемая катушкой из электрической сети, равна:

где:
R – сопротивление катушки.

Выражая квадрат тока из формулы (7) и подставляя его значение в формулу (6), получим:

F=W×(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RF= W times (8)

Обозначим совокупность всех коэффициентов, определяемых конструкцией узла клапана "катушка-сердечник" как Kcc

Kcc=(N×μr×μ0)2×A2×L2×μ0×RK_cc= { ( N times %mu_r times %mu_0 )}^2 times A over { 2 times L^2 times %mu_0 times R } (9)

Тогда формула, втягивающего усилия катушки примет следующий вид

F=W×KccF=W times K_cc (10)

Формула (10), показывает что втягивающее усилие катушки зависит от конструкции узла клапана "катушка-сердечник" и пропорционально электрической мощности, потребляемой катушкой.

Рассмотрим два электромагнитных клапана с катушками разной мощности, но имеющих одинаковую конструкцию катушки и сердечника. Тогда втягивающее усилие F1 и F2 и потребляемые мощности W1 и W2 будут соотносится следующим образом:

F1W1=F2W2{F_1} over {W_1} = {F_2} over {W_2} (11)

Выражая из данного равенства W2 получим:

W2=W1F2F1{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} (12)

Подставив в формулу (12) значения необходимых минимальных усилий втягивания F1, рассчитанного по формуле (4), F2, рассчитанного по формуле (5) и паспортного значения мощности катушки AMISCO EVI 5P/13 W1 = 17 Вт, получим:

W2=W1F2F1=17Вт1962,5Н11,8Н=2827Вт≈3кВт{ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} =17Вт {1962,5Н} over {11,8Н} =2827Вт approx 3 кВт (13)

Таким образом, мы рассчитали мощность катушки, необходимую для обеспечения работы электромагнитного клапана прямого действия с диаметром седла 50 мм и рабочим давлением 10 бар. Разумеется, эти расчеты носят приблизительный характер, однако, порядок полученных значений верный. Очевидно, что применение катушек такой мощности неоправданно.

Тем не менее, существуют электромагнитные клапаны, удовлетворяющие условиям задачи, но с катушками мощность которых не превышает 10 – 20 Вт. Дело в том, что эти клапаны имеют другую конструкцию, описанную ниже.

1.2 Устройство соленоидных клапанов непрямого действия

Для уменьшения энергопотребления соленоидных клапанов больших диаметров и для работы с большими давлениями была разработана конструкция электромагнитного клапана непрямого действия, представленная на рисунке 2а.

Рисунок 2 – Конструкция и принцип действия соленоидных клапанов с плавающей мембраной

В таких электромагнитных клапанах основное проходное сечение перекрывается мембраной, которая прижата к седлу. Открытие клапана осуществляется за счет подъема мембраны, вызванного перераспределением величины давления рабочей среды в зонах над мембраной и под мембраной.

В исходном состоянии (см. рисунок 2а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход электромагнитного клапана, через небольшое перепускное отверстие в мембране, проникает в область над мембраной. Площадь поверхности мембраны, с которой взаимодействует жидкость, в зоне над мембраной больше, чем в зоне под мембраной. При равенстве давлений над и под мембраной, это приводит к возникновению силы, прижимающей мембрану к седлу клапана. Одним из ключевых элементов конструкции, оказывающих влияние на работу электромагнитного клапана, является перепускное отверстие. Его расположение на схеме и фотография показаны на рисунке 2б.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 2в) вызывает подъём сердечника. В результате этого жидкость из области над мембраной через пилотное отверстие начинает поступать на выход электромагнитного клапана. Диаметр пилотного отверстия больше диаметра перепускного отверстия, поэтому давление над мембраной уменьшается, а сама мембрана поднимается, открывая основной проход клапана.

Подъём мембраны осуществляется за счет давления жидкости, поступающей на вход клапана, поэтому клапаны такой конструкции не могут работать при низком давлении среды. Разница давлений между входом и выходом, как правило, должна составлять не менее 0.3 – 0.5 бар. Этот параметр указывается в технических характеристиках электромагнитного клапана.

До тех пор, пока катушка находится под напряжением (см. рисунок 2г), сердечник поднят и пилотное отверстие открыто. Это приводит к тому, что давление над мембраной и сила упругости сжатой пружины становится меньше давления жидкости под мембраной. В результате чего мембрана остается поднятой, а клапан открытым.

При снятии напряжения с катушки (см. рисунок 2д), сердечник под действием пружины опускается и перекрывает пилотное отверстие электромагнитного клапана. Жидкость перестает выходить из области над мембраной, в результате чего давление в этой зоне растет и становится равным давлению жидкости под мембраной (на входе клапана). Под действием силы упругости сжатой пружины мембрана начинает опускаться, перекрывая проход жидкости через клапан.

После закрытия клапана (см. рисунок 2е) мембрана плотно прижимается к седлу за счет силы, вызванной давлением жидкости и разной площадью смоченной поверхности мембраны.

В вышеописанном процессе при открытии электромагнитного клапана мембрана поднимается под действием жидкости – "всплывает", поэтому клапаны такой конструкции часто называют соленоидными клапанами с плавающей мембраной.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Описанный принцип действия справедлив для нормально закрытых (НЗ) электромагнитных клапанов. Нормально открытые (НО) электромагнитные клапаны устроены аналогичным образом, но пилотное отверстие открыто в нормальном состоянии и закрывается при подаче напряжения на катушку. Мембрана этих клапанов также поднимается в результате воздействия на неё давления жидкости. Таким образом, если перепад давления ΔP меньше минимально допустимого ΔPмин, то мембрана будет закрывать основной проход клапана, но пилотное отверстие будет открыто. Поэтому при ΔP мин НО клапан будет открыт, но расход через него будет значительно меньше, чем в рабочем режиме, когда ΔP > ΔPмин.

Электромагнитные клапаны с плавающей мембраной корректно работают при ΔPмин макс. При ΔP мин клапаны работают, но расход рабочей среды через них намного меньше номинального.

Существует ещё одна распространённая конструкция электромагнитных клапанов непрямого действия – клапаны с мембраной принудительного подъёма. Она изображена на рисунке 3. Принцип действия этих клапанов аналогичен ранее рассмотренным.

Рисунок 3 – Конструкция и принцип действия электромагнитных клапанов с мембраной принудительного подъем

В исходном состоянии (см. рисунок 3а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход клапана через небольшое перепускное отверстие, проникает в область над мембраной и прижимает мембрану к седлу клапана.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 3б) вызывает подъем сердечника. Через пилотное отверстие жидкость начинает поступать на выход клапана и давление над мембраной падает.

Мембрана поднимается за счет разности давлений над и под ней, открывая основное проходное сечение соленоидного клапана (см. рисунок 3в).

В отличии от ранее рассмотренных клапанов, электромагнитные клапаны с мембраной принудительного подъёма могут работать без перепада давления (ΔP = 0 бар). В такой ситуации подъем мембраны осуществляется за счет усилия электромагнитной катушки, втягивающей сердечник. Он поднимает мембрану, связанную с сердечником пружиной.

Способность этих клапанов работать без перепада давления привела к тому, что их часто ошибочно называют клапанами прямого действия. Более правильное название – соленоидные клапаны с мембраной принудительного подъема – обусловлено тем что при отсутствии давления, мембрана поднимается принудительно (не зависимо от рабочей среды) за счет усилия, создаваемого электромагнитным полем катушки.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Выше были рассмотрены три наиболее распространенные конструкции клапанов с электромагнитным приводом. Однако, все они имеют следующие общие особенности:

  • рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана, внутри трубки сердечника;
  • внутри имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы клапана;
  • большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия, имеют мембрану из гибкого материала. Как правило, это одна из разновидностей резины: NBR – нитрилбутадиеновая, EPDM – этилен-пропиленовая или FPM – фтористая.

1.3. Факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов

1.3.1 Рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана и внутри трубки сердечника

Если через клапан проходит чистая и однородная среда без каких-либо примесей, она практически не влияет на работу самого соленоидного клапана. Однако, если среда загрязнена и содержит в себе мелкодисперсные элементы (например, вода с примесями ржавчины), эти частицы со временем оседают на сердечнике и стенках трубки сердечника. Загрязнение трубки сердечника может привезти к заклиниванию сердечника внутри неё, что вызывает залипание клапана (см. рисунок 4). При этом электромагнитный клапан может остаться как в открытом, так и в закрытом состоянии.

Рисунок 4 – Заклинивание сердечника клапана вследствие загрязнения

Также прямой контакт рабочей жидкости с трубкой сердечника обеспечивает хороший теплообмен между ними. Поэтому если через электромагнитный клапан проходит горячая среда (пар или горячая вода), то сердечник будет нагреваться, вызывая нагрев катушки и ускоренное старение межвитковой изоляции. Как правило, катушки соленоидных клапанов, рассчитанных на работу с паром, имеют высокий класс нагревостойкости изоляции (F или H). Несмотря на это, перегрев и дальнейшее перегорание катушки парового клапана не яв- ляется чем-то необычным и встречается достаточно часто.

В случаях, когда через соленоидный клапан проходит холодная среда (например, охлажденный раствор пропиленгликоля), трубка сердечника охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды. Это приводит к выпадению конденсата, под действием которого ржавеют металлические части катушки и нарушается целостность изоляционной оболочки (см. рисунок 5). В итоге, влага проникает внутрь катушки, вызывает повышенное токопотребление, а со временем, и пробой изоляции.

Рисунок 5 – Повреждение катушки под воздействием агрессивной окружающей среды

Для защиты от этого явления следует исключить выпадение конденсата на клапанах (например, уменьшением влагосодержания цехового воздуха). Если полностью исключить конденсат не удаётся, то можно добиться существенного уменьшения его негативного влияния, воспользовавшись клапанами, катушка которых имеет влагозащиту, например, электромагнитными клапанами GEVAX серии 1901R-KBN. Если же и это невозможно, то следует вручную герметизировать уязвимые узлы катушки, защитив их от попадания конденсата.

1.3.2 Внутри клапана имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы всего клапана

Для соленоидных клапанов прямого действия – основное проходное сечение, имеющее малый диаметр; для соленоидных клапанов непрямого действия – перепускное и пилотное отверстия. Дело в том что засорение перепускного или пилотного отверстия приводит к нарушению нормальной работы соленоидного клапана. Как правило, это не вызывает необратимых разрушений конструкции, и подобные неисправности могут быть легко устранены путем чистки клапана. Однако, очистка внутренних частей клапана требует его разборки и, как следствие, невозможна во время его работы.

Таким образом, чистота рабочей среды является одним из наиболее важных факторов, позволяющих обеспечить длительную и безотказную работу соленоидных клапанов.

1.3.3 Большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия имеют мембрану из гибкого материала

Ранее было отмечено, что соленоидные клапаны рассчитаны на работу с чистыми средами. Наличие в среде крупных загрязнений может привести не только к засорам клапана, но и к разрыву мембраны, после чего потребуется её замена.

При возникновении в системе гидроударов также возможно повреждение мембраны из-за кратковременного превышения допустимого давления.

Энергия среды, проходящей через клапан, является одним из основных факторов, обеспечивающих как открытие клапана, так и его герметичность в закрытом состоянии. Поэтому соленоидные клапаны непрямого действия являются однонаправленными – корректная работа обеспечивается только при протекании среды от входа к выходу. Верное направление подачи среды показано на рисунке 6. Если при монтаже клапана вход и выход будут перепутаны, то рабочая среда будет поступать только в зону под мембраной, в результате чего "передавит" пружину и откроет клапан (см. рисунок 7).

Рисунок 6 – Верное направление подачи жидкости в клапан Рисунок 7 – Не верное направление подачи жидкости в клапан

Определить правильное положение при монтаже можно по стрелке на корпусе клапана (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Стрелка на корпусе клапана для определения направления подачи среды

Однако, даже при правильном направлении потока жидкости, мембранная конструкция может вызывать проблемы при эксплуатации. Они проявляются в момент подачи жидкости на вход клапана или при резких изменениях давления газообразных сред.

Дело в том, что перепускное отверстие в мембране имеет небольшой размер. Жидкость, проходящая через него, не может сразу заполнить всю полость над мембраной клапана (см. рисунок 9а). В этот момент времени давление жидкости под мембраной больше, чем давление жидкости над ней. Это вызывает подъем мембраны и самопроизвольное открытие электромагнитного клапана. Клапан будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока жидкость не заполнит область над мембраной через перепускное отверстие (см. рисунок 9б). После завершения этого процесса давление над и под мембраной клапана уравновешивается и клапан закрывается (см. рисунок 9в).

Рисунок 9 – Последовательность возникновения эффекта самопроизвольного открытия соленоидного клапана с плавающей мембраной при подаче жидкости

Время открытия клапана в описанном переходном процессе зависит от многих факторов, но даже для больших клапанов оно не превышает 1. ..2 с. Однако, за это время через клапан может пройти несколько литров жидкости.

Несмотря на то, что давление среды, как правило, не выходит за пределы рабочего диапазона, клапан подвергается повышенным ударным нагрузкам. Частое повторение данного явления при эксплуатации приводит к повышенному износу мембраны и пружины клапана, а со временем и к их поломке.

1.4. Ключевые особенности эксплуатации соленоидных клапанов

  • Соленоидные клапаны предназначены для работы с чистыми, гомогенными средами. Загрязненная среда вызывает нарушение работы клапана, а иногда и его поломку.
  • Использование соленоидных клапанов для управления потоком среды, температура которой сильно отличается от температуры окружающей среды, имеет свои особенности и требует особой внимательности при выборе клапана и его эксплуатации.
  • Направление подачи среды в электромагнитный клапан является критически важным. Соленоидный клапан следует считать однонаправленным, если иное не указано в технической документации.

Несмотря на то, что были рассмотрены лишь наиболее часто встречающиеся факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов, может сложиться впечатление, что соленоидный клапан является источником проблем и частых неполадок. На самом деле это не так. Электромагнитные клапаны являются надежным устройством управления потоком жидкости или газа при соблюдении условий эксплуатации.

2. Принцип работы и особенности эксплуатации клапанов с пневмоприводом

2.1. Устройство угловых седельных клапанов с пневмоприводом

Конструкция седельного клапана с пневматическим приводом показана на рисунке 10.

Рисунок 10 – Конструкция седельного клапана с пневмоприводом

Внутри корпуса пневмопривода (1) находится поршень (2), герметично прилегающий к стенкам пневмопривода за счет уплотнения (3). Под действием пружины (4) поршень занимает положение, соответствующее начальному состоянию пневмоклапана (закрытому для НЗ клапанов и открытому для НО клапанов). На поршне жестко закреплён шток (5) с диском (6). В закрытом состоянии диск надежно прижимается к седлу (7) и обеспечивает герметичность клапана. Большая часть клапанов с пневмоприводом имеет визуальный индикатор (8), механически связанный с поршнем клапана.

Для открытия клапана (см. рисунок 11) необходимо подать сжатый воздух в пневмопривод. Пневмоклапан открывается под действием сжатого воздуха, перемещающего поршень вместе со штоком вверх, что также приводит к сжатию пружины.

Рисунок 11 – Клапан с пневмоприводом в открытом состоянии

Для закрытия клапана достаточно сбросить воздух из пневмопривода. Поршень под действием пружины опускается вниз, прижимая диск к седлу.

Открытие клапана с пневмоприводом осуществляется только за счет давления сжатого воздуха, а закрытие – за счет мощной пружины. Таким образом, работа клапанов с пневмоприводом существенно меньше зависит от параметров среды, проходящей через него, в отличии от соленоидных клапанов.

Примеры угловых клапанов с пневмоприводом

2.2.

Схема управления клапанами с пневмоприводом

Для управления пневмоклапанами используются специальные электромагнитные клапаны, называемые пилотными или распределительными клапанами. Эти клапаны называются так, потому что они не просто перекрывают подачу рабочей среды, но и перераспределяют её между различными входными и выходными портами.

Для управления клапанами с пневмоприводом используются распределительные клапаны типа 3/2, схема работы которых показана на рисунке 12.

Рисунок 12 – Пневматическая схема распределителя 3/2

Порт 1 соединяется со входным портом пневмопривода, к порту 2 подключается подвод сжатого воздуха, а порт 3 остается открытым и используется для выхлопа – выпуска воздуха из пневмопривода в атмосферу при закрытии клапана с пневмоприводом.

До тех пор, пока катушка распределительного клапана обесточена, порт 1 соединен с портом 3, а порт 2 перекрыт. Таким образом, сжатый воздух в пневмопривод не поступает, а сам пневмопривод соединен с атмосферой – клапан с пневмоприводом закрыт.

При подаче напряжения на катушку порт 1 соединяется с портом 2, а порт 3 перекрывается. Сжатый воздух поступает в пневмопривод, за счет чего пневмоклапан открывается.

На рисунке 13 показаны распределительные электромагнитные клапаны 3/2 различной конструкции.

Рисунок 13 – Распределительные клапаны 3/2 различных конструкций

У клапана, изображенного слева, выхлоп в атмосферу проходит сквозь трубку сердечника. У клапана, изображенного справа, порты подачи воздуха и выхлопа находятся сверху и снизу клапана.

На рисунке 14 показана обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом.

Рисунок 14 – Обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом

Электрический сигнал из системы управления поступает на распределительный клапан (2), который осуществляет управление потоком сжатого воздуха, подавая его в пневмоклапан (1). Требуемая степень очистки воздуха и стабилизация давления обеспечивается фильтром-регулятором (3).

Распределительные клапаны могут быть установлены непосредственно на клапане с пневмоприводом (см. рисунок 15) или отдельно в шкафу управления (см. рисунок 16).

Рисунок 15 – Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомРисунок 16 – Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления

Каждый из этих способов монтажа имеет свои преимущества и недостатки.

Установка распределителей на клапанах с пневмоприводом

Преимущества

  1. +  Меньше время срабатывания клапанов (так как воздух поступает сразу в пневмопривод).
  2. +  Выше энергоэффективность за счет экономии сжатого воздуха (при каждом срабатывании клапана с пневмоприводом весь воздух после распределительного клапана сбрасывается в атмосферу; при монтаже распределителя непосредственно на привод клапана между ними отсутствует пневмотрубка, следовательно расходуемый объем сжатого воздуха ниже).

Недостатки

  1. -  Необходимость прокладки двух линий до клапана: пневматической и электрической.
  2. -  Распределитель находится возле клапана с пневмоприводом, где может подвергаться негативному воздействию окружающей среды.

Установка распределителей в шкафу управления

Преимущества

  1. +  Упрощение разводки электрических цепей (все распределители в одном шкафу, до клапана с пневмоприводом прокладывается только одна линия – пневматическая).
  2. +  Все распределители легко доступны для обслуживания, так как находятся в шкафу управления.
  3. +  Все распределители надежно защищены от воздействия окружающей среды (повышенная температура, запыленность, мойка оборудования химическими реагентами и так далее).

Недостатки

  1. -  Больше время срабатывания клапанов с пневмоприводом.
  2. -  Повышенный расход воздуха.

3. Сравнение клапанов с пневмоприводом с соленоидными клапанами

Основным преимуществом клапанов с пневмоприводом перед электромагнитными клапанами является их повышенная устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды и среды, проходящей через клапан. Это обусловлено тем, что клапаны с пневмоприводом:

  • приводятся в действие сжатым воздухом, а не средой, проходящей через клапан;
  • не имеют дополнительных перепускных отверстий, которые легко забиваются малейшими загрязнениями;
  • менее подвержены влиянию окружающей среды, так как имеется возможность вынести распределительный клапан в шкаф управления, где он будет защищен от вредных воздействий.

Каким же образом система, построенная на клапане с пневмоприводом, может оказаться надежнее системы, основанной на соленоидных клапанах? Ведь любой клапан с пневмоприводом требует своего распределителя, что увеличивает количество последовательно соединенных элементов системы. Это должно приводить к уменьшению общей надежности системы. Данное замечание справедливо при эксплуатации клапанов в идеальных условиях.

Однако, при неблагоприятных условиях запаса устойчивости соленоидного клапана может оказаться недостаточно. Это вытекает из особенностей его конструкции, описанных выше.

Следующим фактором, говорящим в пользу клапанов с пневмоприводом, является их меньшее гидравлическое сопротивление и, как следствие, больший расход среды при том же давлении на входе. Это достигается благодаря угловой (наклонной) конструкции клапана. Проходящий через него поток существенно меньше отклоняется от прямолинейного движения, следовательно расходует меньше энергии на преодоление сопротивления клапана. Для примера в таблице 1 приведены данные коэффициента расхода Kv для электромагнитных клапанов GEVAX серии 1901R-KBN и клапанов с пневмоприводом VALMA серии ASV.

Таблица 1 – Сравнение коэффициента расхода Kv клапанов разных конструкций
Тип клапана Электромагнитный клапан Клапан с пневмоприводом
Схема движения потока жидкости
Размер клапана Коэффициент расхода Kv, л/мин
DN 15 65 70 (+ 8%)
DN 20 110 150 (+ 36%)
DN 25 180 308 (+ 71%)
DN 32 250 608 (+ 143%)
DN 40 390 700 (+ 79%)
DN 50 575 910 (+ 58%)

В отличии от соленоидных клапанов, клапаны с пневматическим приводом преимущественно являются двунаправленными, то есть могут пропускать среду как в прямом, так и в обратном направлении (см. рисунок 17). Направление, показанное на изображении слева, называют "вход под диском", на изображении справа – "вход над диском".

Рисунок 17 – Допустимые направления движения жидкости для клапанов с пневмоприводом

Очевидно, что при подаче рабочей среды "над диском", её давление препятствует открытию клапана. Этот эффект приводит к снижению рабочего давления клапана, однако в некоторой мере он может быть скомпенсирован увеличением управляющего давления воздуха.

Пример изменения рабочего давления при подаче среды над и под диском

На рисунке 18 изображен шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL063.

Рисунок 18 – Шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL080-U

Рабочее давление пневмоклапана при подаче среды "под диском" составляет 6 бар, при подаче среды "над диском" – 5 бар. Эти данные указаны для давления управляющего воздуха 6 бар. Однако, изменением давления управления возможно увеличить рабочее давление клапана при подаче среды "над диском". Данная зависимость показана на рисуноке 19.

Рисунок 19 – График зависимости давлений рабочей и управляющей среды

По графику видно, что увеличение управляющего давления до 8 бар позволяет увеличить давление рабочей среды (при входе "над диском") до 10 бар, а увеличение управляющего давления до 9 бар позволяет увеличить давление рабочей среды до 12 бар.

Однако, соленоидные клапаны тоже имеют преимущества перед клапанами с пневмоприводом. Системы, построенные на основе соленоидных клапанов, как правило, проще и дешевле систем, построенных на основе клапанов с пневмоприводом, поскольку состоят из меньшего числа компонентов.

Электромагнитные клапаны могут применяться на объектах, в составе которых отсутствует пневмосистема. Установка оборудования для сжатия воздуха и его очистки на таких объектах приводит к сильному удорожанию и усложнению системы в целом.

Заключение

В данной статье описана конструкция электромагнитных клапанов и седельных клапанов с пневмоприводом, рассмотрены их преимущества и недостатки. Вся информация, изложенная в статье, основана на конструктивных особенностях клапанов обоих типов и может быть применима к клапанам указанных конструкций независимо от конкретных моделей или изготовителей клапанов.

Обобщенные преимущества и недостатки электромагнитных клапанов и клапанов с пневмоприводом приведены ниже.

Электромагнитные клапаны

  • +  Подключаются напрямую к электрической системе управления
  • +  Не требуют подвода сжатого воздуха
  • +  Системы на основе данных клапанов, как правило, проще и дешевле
  • -  Имеют особые требования к чистоте рабочей среды
  • -  Однонаправленные

Клапаны с пневмоприводом

  • +  Устойчивы к загрязнениям рабочей среды
  • +  Давление, вязкость, скорость потока и другие параметры рабочей среды не влияют на работу клапана
  • +  Как правило, двунаправленные
  • -  Для подключения к системе управления, требуют установки распределительных (пилотных) электромагнитных клапанов
  • -  Для работы требуют подключение сжатого воздуха

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Быков А. Ю.

Читайте также:

9.7. Соленоидные вентили | Промышленные холодильные установки

Соленоидные вентили являются двухпозиционными исполнительными механизмами. Они устанавливаются на трубопроводах для воздуха, пресной воды, хладоносителя, аммиака, хладона-12 и хладона-22, смешанных с маслом в качестве автоматических запорных устройств. Промышленностью выпускаются также вентили, предназначенные только для какого-либо определенного рабочего вещества, например хладона.
    Принцип действия соленоидных вентилей. По конструкции соленоидные вентили бывают прямого и непрямого действия.
    Соленоидные вентили прямого действия (рис. 112) открываются при прохождении тока через катушку и закрываются при отключении катушки, поскольку клапан прибора непосредственно связан с сердечником.

Соленоидные вентили непрямого действия типа СВМ работают за счет разности давлений на входе и выходе из прибора (рис. 113). При отсутствии тока в катушке сердечник опущен, и вспомогательный клапан закрыт. Давления под мембраной и над ней одинаковы и равны давлению конденсации, поскольку полости сообщаются через калиброванное отверстие. Основной клапан закрыт за счет собственной массы и вспомогательной пружины. При прохождении тока через катушку сердечник поднимается, открывая вспомогательный клапан. Хладагент из надмембранной полости уходит по каналу, высверленному в корпусе прибора. Давление над мембраной уменьшается, поскольку сечение перепускного канала и вспомогательного клапана значительно больше сечения калиброванного отверстия. За счет разности давлений под мембраной и над ней основной клапан открывается.

Монтаж соленоидных вентилей. Соленоидные вентили, предназначенные для поддержания заданного уровня хладагента в испарительной системе, устанавливаются перед регулирующим вентилем на горизонтальном участке трубопровода катушкой вверх. Подача хладагента должна осуществляться сверху, над клапаном. Для правильной установки прибора на его корпусе имеется стрелка.
    Основные неполадки прибора. Это перегорание катушки, обрыв мембраны, засорение калиброванного отверстия.
    Перегорание катушки происходит у соленоидных вентилей, работающих в условиях высокой влажности. Замена катушки производится на месте без удаления хладагента, но при этом обязательно надо отключить электроэнергию.
    Обрыв мембраны СВМ происходит только вследствие некачественного материала, из которого она изготовлена. Обычно применяют маслобензостойкую резину или прорезиненную ткань. Если дополнительно с обеих сторон мембраны установить прокладки из полиэтиленовой пленки по форме самой мембраны, то это увеличивает срок ее службы.
    Засорение калиброванного отверстия приводит к тому, что СВМ не закрывается после отключения катушки. Очистка отверстия должна производиться проволокой, но не из стали.
    Характеристики соленоидных вентилей. Соленоидные вентили прямого действия выпускаются для труб с условным диаметром прохода до Dy10.
    Соленоидные вентили непрямого действия для уменьшения габаритов катушек выполняются больших размеров:

 

Конструкция соленоидных клапанов Kipvalve

Описание конструкции соленоидных клапанов KIPVALVE

Назначение и применение

Соленоидные клапаны предназначены для управления потоками жидкости или пара, как в сложных технологических процессах, так и в быту. С их помощью можно дистанционно включить и отключить подачу жидкости или пара в нужный момент времени.
Клапаны KIPVALVE широко используются для подачи воды в поливочных системах, системах водоснабжения и пожаротушения, управления отопительными процессами, подачи охлаждающей жидкости в экструдерах, обеспечения работы котельных объектов и парогенераторов, смешивания различных сред, а также для заполнения и опустошения емкостей в системах автоматического контроля уровня. Использование соленоидных клапанов делает технологический процесс более удобным и надежным.

Принцип работы

Серия WTR220 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны серии WTR220 по принципу работы относятся к клапанам прямого действия. Они не имеют пилотных и перепускных отверстий, а запорная втулка вмонтирована в сердечник соленоида, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом и обеспечивает быстродействие работы клапана.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, пружина сжатия, воздействуя на сердечник соленоида сверху, прижимает запорную втулку к седлу, закрывая тем самым клапан.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, преодолевая сопротивление пружины сжатия, поднимает запорную втулку вверх, и клапан открывается.

 

 

а

б

 

Рисунок 1 - Принцип работы соленоидного клапана серии WTR220 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR223 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые) :

 

Клапаны серии WTR223 по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной принудительного подъема. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида соединен с мембраной при помощи пружины растяжения, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в центре мембраны. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Под давлением среды, действующим на мембрану снизу, и усилием пружины растяжения мембрана поднимается вверх, открывая клапан.

 

 

а

б

 

Рисунок 2 - Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR224B NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 3 – Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

 

 

Серия WTR224B NO (нормально открытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке, сердечник соленоида поднят вверх, а пилотное отверстие в корпусе клапана открыто. Давление рабочей среды постоянно стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, оставляя клапан открытым. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, клапан находится в открытом состоянии только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.

При подаче напряжения питания на катушку, соленоид закрывает пилотное отверстие, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Далее из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

a

б

Рисунок 4 - Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NO (нормально открытый, 2/2 ходовой)
а) клапан открыт; б) клапан закрыт

Серия WTR223B NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

 

Клапаны серии WTR223B по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 3 - Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223B NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

 

 

Серия WTR223B NO (нормально открытые, 2/2 ходовые):

Нормально открытые клапаны серии WTR223B по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной и поднят пружиной сжатия (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке, сердечник соленоида поднят вверх, а пилотное отверстие в корпусе клапана открыто. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, оставляя клапан открытым. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, клапан находится в открытом состоянии только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.

При подаче напряжения питания на катушку, соленоид закрывает пилотное отверстие, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

a

б

Рисунок 4 - Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223B NO (нормально открытый, 2/2 ходовой)
а) клапан открыт; б) клапан закрыт

Серия STM423 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

 

Клапаны серии STM423 по принципу работы аналогичны клапанам серии WTR223B. Но в отличии от серии WTR223B клапаны серииSTM423 имеют латунный поршень вместо гибкой мембраны, что позволяет применять их при более высоких температурах рабочей среды. Клапаны серии STM423 снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с поршнем (поршень прижат к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над поршнем, уравновешивая давление с двух сторон поршня. Однако из-за разности площадей поршня, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к поршню давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к поршню давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, поршень плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над поршнем на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху поршня. Давление среды, действующее на поршень снизу, поднимает его вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи поршня с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 5 - Принцип работы соленоидного клапана серии STM423 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Модельный ряд:

    • WTR220
      Быстродействующие клапаны прямого действия
    • WTR223
      Универсальные клапаны для любого применения
    • WTR223B
      Для систем под давлением
    • STM423
      Клапан для горячей воды или пара

 

Комплектующие для клапанов KIPVALVE

Электромагнитный соленоидный клапан KIPVALVE сертифицирован и имеет разрешительную документацию. Вы можете узнать больше об электромагнитных клапанах KIPVALVE, связавшись с представителями KIPVALVE в вашем регионе.

Особенности конструкции клапанов KIPVALVE

Прочный материал корпуса

КОВАНАЯ ЛАТУНЬ. Основные свойства этого материала - высокая прочность и пластичность, которые позволяют выдерживать клапану (в отличие от распространенных на рынке дешевых корпусов из прессованной латуни) повышенные механические нагрузки, удары, а также сохраняют резьбу при усиленном затягивании и обеспечивают надежное соединение клапана с трубопроводом. Корпуса из кованой латуни имеют большую толщину стенок, что придает им дополнительную прочность.
НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ. Корпуса из этого материала используются для работы в агрессивных средах, а также при взаимодействии с пищевыми продуктами и т.п.

Особый конструктив мембран для надежного запирания клапанов

В сериях WTR223 и WTR223B устанавливаются мембраны с металлической опорной шайбой. Такой конструктив мембраны повышает ее жесткость и обеспечивает надежное прилегание к седлу, а также предотвращает деформацию мембраны клапана при высоких давлениях и температурах. В серии STM423 устанавливается латунный поршень с фторопластовым уплотнением седла и графитовыми кольцами скольжения.

Надежный конструктив и материал трубки сердечника катушки

Трубка сердечника надежно приварена к стальному основанию, что обеспечивает ее механическую прочность (в сравнении с распространенными на рынке более простыми конструкциями, где трубка сердечника завальцована в мягкое латунное основание, что может привести к поломке трубки).

Высокопрочный материал катушки

Изготавливается из термостойкой эпоксидной смолы, способной длительно выдерживать температуру +200 °С (в отличие от пластика, температура которого не должна превышать 80 °С).

Гарантия - 24 месяца

Электромагнитный (соленоидный) клапан

Электромагнитные (соленоидные) клапаны –  это электромеханические управляющие устройства, используемые для контроля и управления потоком различных сред, таких например, как вода или газ, а также многих других. Электромагнитным клапан называется потому, что для активации управляющего устройства используется электромагнитная катушка (соленоид).

Как работает электромагнитный клапан?

Когда возникает нужда в перекрытии потока среды  (закрытии клапана) с управляющего устройства на электромагнитную катушку подается электрическое напряжение. Под действием электричества сердечник опускается, (или поднимается - в зависимости от конструкции клапана), и перекрывает поток среды. Когда напряжение пропадает, сердечник возвращается в исходное состояние.

 

В чем заключаются преимущества и недостатки электромагнитного клапана?

ПреимуществаНедостатки
Быстрая работаВ случае исчезновения управляющего сигнала (например в случае обрыва сети), клапан становится неработоспособным.
Высокая надежность
Длительный срок службы
Компактность

Применение электромагнитных клапанов.

Электромагнитные клапаны используются в различных отраслях промышленности. Они используются в машиностроении, химической и нефтегазовой промышленности, системах очистки, холодильном оборудовании, системах центрального отопления, системах автоматического пожаротушения и многих других областях

Виды электромагнитных клапанов и их механизмов работы

В зависимости от состояния клапана до подачи на него напряжения, клапаны делятся на нормально закрытые клапаны, и нормально-открытые клапаны. Нормально-закрытые клапаны в нерабочем состоянии закрыты, а при подаче напряжения – открываются. Нормально-открытые клапаны открыты в рабочем состоянии, и закрываются при подаче напряжения. 

В зависимости от степени воздействия на поток, клапаны могут быть отсечными – они используются тогда, когда нужно мгновенное перекрытие потока, например при возможной аварии, и регулирующими – они предназначены для постепенного изменения мощности потока, а также для их смешивания

По способу подключения к трубопроводу, клапаны могут быть муфтовыми (крепится при помощи резьбового соединения), фланцевыми (с использованием фланцев), межфланцевыми  (клапан находится между фланцами, стягивающихся специальными шпильками) и приварными (присоединеие осуществляется при помощи электросварки)

По характеру действия клапаны бывают одноходовые, двухходовые, трехходовые, и четырехходовые,

Механизмов работы таких клапанов тоже два:

  • Прямого действия, использующийся на небольших расходах – то есть, регулировка происходит исключительно при подаче напряжения на катушку и приведению в движение сердечника;
  • Пилотного действия, использующийся на больших расходах – подача напряжения воздействует на пилотный, а открытие основного клапана происходит посредством использования  энергии потока воды. Такой механизм работы требует обязательного наличия перепад давления около 0,2 атм. По такому принципу работает электромагнитный обратный клапан для воды, предотвращающий обратный поток в трубопроводе.

Какие материалы используются в электромагнитных клапанах?

Электромагнитные клапаны используются в самых разных комбинациях оборудования, в том числе и для контроля сред с высокой  агрессивностью. Корпус клапана должен быть изготовлен из высокопрочного материала, для того, чтобы предотвратить его преждевременный выход из строя. Наиболее важными компонентами тут являются материалы уплотнения.

Как подобрать уплотнение для клапана?

Подбор уплотнения – наиболее сложный аспект подбора электромагнитного клапана. Тут нужно учитывать химические свойства среды, температуру и давление. Наиболее распространенными уплотнительными материалами  являются  бутадиен-нитрильный каучук (NBR), этилен-пропиленовый каучук (EPDM), фторкаучук VITON  и политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Материалы уплотнений для клапанов

МатериалНаиболее распространенные средыХорошая сопротивляемостьПлохая сопротивляемость
NBR

 

  • Вода
  • Воздух
  • Различные виды топлива
  • Масла, газы

 

 

  • Алифатические углеводороды
  • Нефть
  • Топливо
  • Минеральное масло
  • Растительное масло
  • Гидравлические жидкости
  • Алкоголь
  • Кислоты 

 

  • Озон
  • Ацетон
  • Метилэтилкетон
  • Хлорированные углеводороды
  • Простые и сложные эфиры

 

EPDM

 

  • Горячая / холодная вода
  • Фреон
  • Воздух

 

  • Тепло
  • Озон
  • Окислительные химикаты
  • Кислоты средних классификаций
  • Щелочи
  • Противопожарные гидравлические жидкости
  • Кетоны и спирты 

 

  • Масла и топливо
  • Углеводороды
  • Ароматические и алифатические углеводороды
  • Галогенированные растворители
  • Концентрированные кислоты 
Viton

 

  • Горячая вода
  • Кислота
  • Щелочь
  • Масло
  • Углеводороды
  • Растворы солей 

 

  • Углеводороды
  • Агрессивные химикаты
  • Разбавленные кислоты
  • Слабые щелочи
  • Минеральные масла
  • Алифатические и ароматические углеводороды
  • Хлорированные углеводороды
  • Озон 
  • Кетоны
  • Ацетоны 

 

 

Как работают электромагнитные клапаны (видео)

Принцип действия электромагнитных клапанов

Данное устройство получило свое название по принципу создания управляющего усилия. Электромагнитный клапан — это, по сути, запорный вентиль, в котором плунжер поднимается (в нормально закрытых моделях) или опускается (в нормально открытых моделях) при помощи силы электромагнитного поля, которое создается посредством катушки (соленоида).

Рассмотрим принцип работы электромагнитного клапана ODE нормально закрытого типа, то есть который при отсутствии напряжения на катушке закрыт. При подаче напряжения сердечник катушки втягивается и поднимает, преодолевая усилие пружины, жестко закрепленный с ним плунжер. Освободившись от плунжера, поршень (мембрана) под действием давления среды поднимается, открывая проход.

При обесточивании катушки, плунжер, толкаемый пружиной, давит на мембрану и тем самым перекрывает проход.

Принцип действия электромагнитного клапана ODE нормально открытого исполнения точно такой же. Единственное отличие — при подаче напряжения на катушку, плунжер наоборот, преодолевая сопротивление пружины, опускается вниз, давит на мембрану, которая перекрывает отверстие.

Существует несколько видов конструкций электромагнитных клапанов ODE, у которых различен принцип действия с точки зрения гидравлики. Рассмотрим их.

Принцип работы соленоидного клапана ODE прямого действия

Его схема работы абсолютно идентична вышеописанной. То есть открытие (закрытие в нормально открытых моделях) происходит ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО благодаря силе электромагнитного поля соленоида. Плюс такого решения — простота конструкции, в которой минимальное число деталей. А значит высокая надежность и более низкая цена по сравнению с моделями непрямого действия.

Принцип работы электромагнитного клапана ODE непрямого действия

В отличие от моделей прямого действия, в данном варианте мембрана, перекрывающая проход, находится между двумя полостями – надмембранной и подмембранной. В закрытом состоянии в них давление среды одинаково. Но за счет того, что мембрана выполнена таким образом, что со стороны надмембранной полости имеет большую площадь, результирующее усилие прижимает мембрану к седлу. Также в таком клапане имеется перепускной канал, соединенный с надмембранной полостью, и который закрывается плунжером, связанным с соленоидом. При подаче на него напряжения, плунжер открывает перепускной канал. Давление в надмембранной полости падает, и результирующее усилие поднимает мембрану, и рабочая среда может свободно идти через клапан.

Для нормальной работы такого вида устройства необходима разность давления на его входе и выходе, которая указывается в паспорте. Обычно она составляет 0,1-0,9 атм.

Принцип работы соленоидного клапана ODE комбинированного действия

В этих клапанах, как и в моделях непрямого действия также имеется перепускной канал, закрываемый плунжером. Но есть особенность. Конструктивно выполнено так, что плунжер может непосредственно воздействовать на мембрану, как в клапанах прямого действия. Поэтому клапан комбинированного действия может работать:

  • при разности давления равной нулю по принципу прямого действия;
  • при отличной от нуля разности давления по принципу непрямого действия.

Демонстрация работы электромагнитного клапана.

Информация о материале
Опубликовано: 15 апреля 2016
Просмотров: 4081

Соленоидный клапан принцип работы

Устройство клапана

Соленоидный клапан по составу основных деталей и узлов во многом совпадает с обычным устройством с ручным управлением:

  • Корпус с подводящим и отводящим патрубком.
  • Рабочая камера с седлом.
  • Тарельчатый, шаровой или лепестковый запорный элемент.
  • Возвратная пружина.
  • Шток, соединенный с запорным элементом и сердечником соленоида
  • Соленоид.

Корпус магнитного клапана изготавливается из металлических немагнитных сплавов или прочных пластиков.

Высокая герметичность корпуса позволяет применять клапан в различных средах, в том числе и активных.

Соленоидные клапана для воды в качестве уплотняющих прокладок используют резину, для более активных сред выбирают фторопласт.

Открывать и закрывать клапан соленоид за время службы должен тысячи или даже десятки тысяч раз, поэтому для обмоток берут самые высококачественные медные провода, покрытые изолирующей эмалью.

Область использования

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

Клапан соленоидный - принцип работы

Соленоидный клапан представляет собой маленькую конструкцию, которая действует за счет электромагнитных напряжений.

У простых запорных арматур устройство совсем легкое, и состоит оно из небольшого элемента, который перекрывает поток.

Такой составляющей может быть шар с пробоиной либо диск.

Но для закрытия трубопровода следует повернуть дополнительную ручку на кране, тогда как соленоидные установки требуется лишь подключить к электричеству, а все остальное они произведут самостоятельно.

Во внутренней части механизма имеется катушка, которая реагирует на электромагнитные толчки.

При действии на нее электромагнитного поля она дает напряжение на маленький плунжер.

Запорная часть вжимается поршнем или простым устройством из нескольких пружинок, как пластиковая труба.

Процесс определенной работы зависит от того, какой клапан соленоидный будет вмонтирован.

В одном оборудовании при подаче электричества закрепляющий диск приподнимается, а в другом, совсем наоборот, опускается для полного перекрытия потока.

Принцип работы

Этот прибор нуждается в минимальном приложении человеческих усилий.

Просто достаточно подать короткий электрический толчок, чтобы клапан соленоидный электромагнитный начал свою работу.

По этой причине аналогичное устройство применяется в непростых системах трубопроводов. 

Преимущества клапанов

  • практичность;
  • функциональность;
  • возможность точно следить за всеми процессами и настраивать порядок системы;
  • надежность;
  • отсутствие трудностей с установкой;
  • сравнительная легкость конструкции.

Недостатки

  • требуется подключение прибора к электричеству;
  • стоимость такой установки порядком выше средней цены простой запорной арматуры;
  • при неверном использовании деталь способна поломаться.

Характеристики

Электромагнитные клапаны выпускают в разных вариантах.

Каждая дополнительная разновидность определена для осуществления тех или иных целей.

По качествам работы их разделяют на несколько видов.

  1. Нормально закрытый соленоидный клапан. В неподвижном положении он перекрыт. Это означает, что откроется он лишь в том случае, если подадут на катушку электрический импульс.
  2. Нормально открытый. Такой прибор, наоборот, все время находится в открытом состоянии. А сам поток перекрывается только после звонка.
  3. Регулируемый на квадратные трубы. Такую разновидность установок можно индивидуально настраивать из одной позиции в другую, что очень выгодно.
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Как работает электромагнитный клапан

Что такое электромагнитный клапан?

Определение электромагнитного клапана - это электромеханический клапан, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа. Существуют различные типы электромагнитных клапанов, но основные варианты - с пилотным или прямым действием. Клапаны с пилотным управлением, наиболее широко используемые, используют давление в трубопроводе системы для открытия и закрытия главного отверстия в корпусе клапана.

В то время как соленоидные клапаны прямого действия напрямую открывают или закрывают отверстие главного клапана, которое является единственным каналом потока в клапане. Они используются в системах, требующих низкой пропускной способности, или в приложениях с низким перепадом давления на отверстии клапана.

Принцип действия электромагнитных клапанов

Принцип действия электромагнитного клапана заключается в управлении потоком жидкостей или газов в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме. Их часто используют для замены ручных клапанов или для дистанционного управления.Функция электромагнитного клапана включает открытие или закрытие отверстия в корпусе клапана, что позволяет или предотвращает прохождение потока через клапан. Плунжер открывает или закрывает отверстие, поднимаясь или опускаясь внутри гильзы за счет подачи питания на катушку.

Электромагнитные клапаны состоят из змеевика, плунжера и втулки в сборе. В нормально закрытых клапанах возвратная пружина плунжера прижимает плунжер к отверстию и препятствует потоку. Когда на катушку соленоида подано напряжение, результирующее магнитное поле поднимает плунжер, обеспечивая поток.Когда на катушку соленоида подается напряжение в нормально открытом клапане, плунжер закрывает отверстие, что, в свою очередь, предотвращает поток.

Почему используется электромагнитный клапан?

В большинстве приложений управления потоком необходимо запускать или останавливать поток в контуре для управления жидкостями в системе. Для этого обычно используется электромагнитный клапан с электронным управлением. Электромагнитные клапаны, приводимые в действие соленоидом, могут быть расположены в удаленных местах и ​​могут управляться с помощью простых электрических переключателей.

Электромагнитные клапаны - наиболее часто используемые элементы управления в жидкостной технике. Они обычно используются для отключения, выпуска, дозирования, распределения или смешивания жидкостей. По этой причине они используются во многих областях. Соленоиды обычно обеспечивают быстрое и безопасное переключение, длительный срок службы, высокую надежность, низкую мощность управления и компактную конструкцию.

Где используется электромагнитный клапан?

Электромагнитные клапаны применяются в широком диапазоне промышленных настроек, включая общее двухпозиционное управление, контуры управления заводом, системы управления технологическим процессом и различные приложения производителей оригинального оборудования, и это лишь некоторые из них.

Электромагнитные клапаны можно найти во многих различных секторах, в том числе:

  • Водоснабжение
  • Очистка питьевой воды
  • Очистка сточных вод
  • Очистка / очистка серой и черной воды
  • Машиностроение
  • Охлаждение смазка и дозирование
  • Строительные услуги
  • Крупные системы отопления, климат-контроль
  • Техника безопасности
  • Системы защиты водопроводов и пожаротушения
  • Компрессоры
  • Сброс давления и дренаж
  • Подача топлива
  • Транспортные и резервуарные помещения
  • Пожары системы
  • Управление мазутом и газом
  • Газовая хроматография
  • Регулировка газовой смеси
  • Приборы для анализа крови
  • Управление процессами очистки

Как заменить электромагнитные клапаны

Для правильного и точного управления работой, электромагнитные клапаны должны быть настроены и выбраны в соответствии с конкретным приложением.Наиболее важными параметрами для выбора электромагнитного регулирующего клапана являются значение Kv (выраженное в кубических метрах в час) и диапазон давления в приложении.

Чем ниже отверстие клапана или чем прочнее змеевик, тем выше давление, при котором клапан может закрыться. На основе рассчитанного значения Kv и диапазона давления для планируемого применения можно определить соответствующий тип клапана и его требуемое отверстие.

Что такое электромагнитный клапан NAMUR?

NAMUR - это аббревиатура от User Association of Automation Technology in Process Industries, которая служит стандартом для технологии автоматизированных клапанов.Стандартные интерфейсы полезны для монтажа приводов, поскольку они помогают снизить затраты на изготовление и установку соленоидов. Bürkert предлагает для покупки широкий выбор электромагнитных клапанов NAMUR. Посетите наш веб-сайт сегодня, чтобы просмотреть полный ассортимент электромагнитных клапанов.

Где купить электромагнитный клапан

Клапаны Bürkert можно найти практически во всех отраслях промышленности. От сварочных роботов до гидротехнических сооружений, от пылеудаления при добыче полезных ископаемых до контроля давления в кабине самолета - все возможно с нашими клапанами в качестве надежного компонента вашей системы.Независимо от того, нужен ли вам отдельный клапан, клапанные блоки или индивидуальные решения, вся наша линейка продуктов ориентирована на обеспечение контролируемого обращения с жидкостями и газами.

Наша продукция предназначена для предоставления:

  • Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
  • Разнообразный выбор материалов
  • Высокая надежность и длительный срок службы
  • Низкое воздействие на окружающую среду

Приобретите высококачественные электромагнитные клапаны в интернет-магазине Burkert прямо сегодня . Или, чтобы получить дополнительную информацию, позвоните нам по телефону +44 1285 648 720, по электронной почте[email protected] или заполните нашу контактную форму.

Содержание Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert

Не все электромагнитные клапаны одинаковы. Да, здесь, в Bürkert, мы регулярно разрабатываем невероятно инновационные соленоиды - это то, что мы делаем! Однако часто требуется прочная, надежная рабочая лошадка соленоида, которая, как вы можете быть уверены, многократно выполнит свою работу в течение длительного и выдающегося жизненного цикла. Следующие три электромагнитных клапана Bürkert являются воплощением надежности.

5 типов электромагнитных клапанов и принцип их работы

Источник: http://www.solenoidsupplier.com

Электромагнитный клапан регулирует поток жидкости в трубке или воздуховоде. Для управления средой используются различные механизмы, что означает широкий спектр этих клапанов, позволяющих удовлетворить различные вариации.

В дополнение к конструкции эти клапаны поставляются с различными механизмами управления. Здесь мы рассмотрим 5 типов электромагнитных клапанов и принципы их работы.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

Источник: http://www.heatingandprocess.com

Эти типы клапанов используют самые простые операции. Электромагнитный клапан прямого действия состоит из плунжера, который закрывает небольшое отверстие напрямую, не полагаясь на внешнюю силу.

Электромагнитные клапаны этого типа быстродействующие. Они также могут работать при разном давлении, от минимального до максимально допустимого.

Электромагнитный клапан прямого действия может быть NO (нормально открытый) или NC (нормально закрытый).Когда клапан NO, отверстие закрывается при приложении электрического тока.

В нормально закрытом клапане прямого действия диафрагма остается закрытой и открывается при подаче напряжения на обмотки электромагнитной катушки.

Вариантом клапана прямого действия является трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан. Он работает аналогично 2/2 клапану, с отличием только в способе отвода жидкости. Это можно сделать с помощью печати в верхней или нижней части поршня.

Использование электромагнитных клапанов прямого действия имеет преимущества и недостатки.Эти клапаны быстродействующие и точные. Еще одно преимущество - что эти типы клапанов могут работать с различным давлением в трубопроводе, от низкого до высокая.

Недостатки электромагнитных клапанов прямого действия в основном заключаются в их прочности и размерах. Поскольку клапаны зависят от силы закрытия, обеспечиваемой электромагнитной катушкой, для их работы обычно требуется большой ток.

Это часто означает большую конструкцию соленоида, особенно если системы являются крупномасштабными.

2. Электромагнитный клапан с пилотным управлением

Источник: http: // www.globalsources.com

Также называемый непрямого действия , пилотный соленоидный клапан использует перепад давления на портах клапана для закрытия или открытия отверстия. Работа этих типов клапанов несколько сложнее, чем у клапанов прямого действия и состоит из нескольких дополнительных частей.

Вот как работает пилотный электромагнитный клапан.

Мембрана разделяет впускные и выпускные отверстия этих типов соленоидные клапаны. На диафрагме есть небольшое отверстие, через которое среда течет. в верхнюю камеру.Небольшой канал соединяет эту камеру с системой низкого давления. порт.

Давление в системе и небольшая пружина удерживают клапан в закрытом состоянии. Когда соленоид находится под напряжением, пилотное отверстие открывается, в результате чего давление в верхней камере падает.

В результате диафрагма поднимается, и среда теперь свободно течет от входа к выходному отверстию.

Камера давления в электромагнитном клапане с пилотным управлением служит для увеличения сил закрытия и открытия. Это позволяет небольшим соленоидам работать на линии с большим расходом.

Из-за такого увеличения давлений этот тип электромагнитного клапана в большинстве случаев не требует большого количества тока для работы.

Несмотря на свою мощную работу, пилотные электромагнитные клапаны имеют несколько ограничений. Это односторонний электромагнитный клапан , способный регулировать среду, которая течет только в одном направлении.

Пилотные электромагнитные клапаны также работают медленнее, чем клапаны прямого действия, к тому же им необходим минимальный уровень рабочего давления, в отличие от электромагнитных клапанов прямого действия, которые могут работать с контурами 0 бар.

Пилотные электромагнитные клапаны

подходят для систем с достаточным перепадом давления, таких как системы орошения и оборудование для мойки автомобилей.

Чаще всего они используются в приложениях с высокими расходами или производительностью. К ним относятся системы, контролирующие поток воды, такие как краны.

3. Двухходовые электромагнитные клапаны

Источник: http://www.zoro.com

Эти типы клапанов используют два порта для закрытия или открытия потока жидкости. 2-ходовой электромагнитный клапан классифицируется как нормально открытый, если диафрагма позволяет среде течь, когда катушка обесточена и нормально закрыта, если возбуждение змеевика позволяет жидкости течь через любой порт.NC или нормально закрытый соленоидный клапан более распространен, чем тип NO.

Системы с двухходовым электромагнитным регулирующим клапаном, в которых требуется только выпуск и ограничение среды. К ним относятся машины для сжатия воздуха и подобное оборудование.

4. Трехходовой электромагнитный клапан

Источник: http://www.ebay.com

Трехходовой электромагнитный клапан обычно оснащен тремя портами и двумя разными отверстиями. Оба отверстия открываются попеременно в зависимости от состояния катушки соленоида.

Обычно эти типы клапанов имеют два впускных отверстия и одно выпускное отверстие. При использовании в этой конструкции трехходовой электромагнитный клапан в основном смешивает две разные жидкости.

В некоторых трехходовых соленоидных клапанах используются два выхода и один входной порт. Такая конструкция позволяет клапану управлять потоком среды в одном из выпускных отверстий, направляя его в другое. Трехходовые электромагнитные клапаны можно найти в обычной бытовой технике, например, в посудомоечной машине.

5.Четырехходовой электромагнитный клапан

Источник: http://www.ebay.com

Этот тип клапана использует четыре порта; два входа давления и два выхода выхлопа. 4-ходовые клапаны обычно используются для работы с приводами соленоидных клапанов двойного действия.

Впускные отверстия обеспечивают поступающее давление в привод или цилиндр, а выпускные трубы представляют собой выпускные отверстия под давлением.

Заключение

Электромагнитные клапаны бывают разных типов, с разными рабочими механизмами и конструкциями.

Тип использования зависит от многих факторов. В основном требуемое действие диктует конструкцию и принцип работы.

Электромагнитные клапаны прямого действия и двухходовые электромагнитные клапаны подходят для систем, в которых требуется только отключение. Сложные системы, которые смешивают или направляют жидкости, требуют большего, чем простое действие.

В этих цепях требуются дополнительные порты.

В целом, каждый тип электромагнитного клапана подходит для определенных областей применения.

5 типов электромагнитных клапанов и принцип их работы2019-11-2019-11-25https: // startersolenoid.net / wp-content / uploads / 2017/02 / tx-logo1.pngT & X https://startersolenoid.net/wp-content/uploads/2019/11/5-types-of-solenoid-valve-and-their-working- Princip-banner.png200px200px

Принцип работы электромагнитного клапана

- электротехническое руководство

Клапаны - это механические устройства, предназначенные для управления потоком жидкости и газов. Многие клапаны управляются вручную. Клапаны с электрическим приводом известны как соленоидные клапаны.

Электромагнитный клапан состоит из двух основных блоков: сборки соленоида (электромагнита) и плунжера (сердечника) и клапана, содержащего отверстие (отверстие), в котором расположен диск или заглушка для управления потоком жидкости.
  • Клапан открывается или закрывается движением магнитного плунжера.
  • Когда катушка находится под напряжением, плунжер втягивается в соленоид (электромагнит), и поток через отверстие разрешается.
  • Клапан автоматически возвращается в исходное положение, когда ток прекращается из-за давления пружины и поток через отверстие ограничен.
  • Корпус клапана обычно представляет собой специальную латунную поковку, которая тщательно проверяется и испытывается, чтобы гарантировать отсутствие утечки из-за пористости.Якорь, или плунжер, изготовлен из высококачественной нержавеющей стали.
  • Эффект остаточного магнетизма устраняется за счет использования начального штифта и пружины, которые предотвращают заедание якоря.
  • Затеняющая катушка обеспечивает полное уплотнение якоря с плоской поверхностью над ним для устранения шума и вибрации.
  • Чтобы гарантировать, что клапан всегда будет правильно сидеть, следует использовать сетчатые фильтры, чтобы предотвратить попадание песка или грязи в отверстие.Грязь в этих местах вызовет утечку.
  • Входной и выходной патрубки клапана нельзя перепутать. Герметичность клапана в некоторой степени зависит от давления, действующего на уплотнительный диск вниз. Это давление возможно только тогда, когда впускное отверстие подключено к правильной точке, как указано на клапане.

Работа электромагнитного клапана в цепи наполнения бака


Электромагнитные клапаны обычно используются как часть процессов наполнения и опорожнения резервуаров.Принципиальная схема операции заполнения бака показана на рисунке.

Схема управления работает следующим образом:

  • Предполагая, что уровень жидкости в резервуаре находится на отметке пустого уровня или ниже, кратковременное нажатие кнопки FILL активирует реле управления 1CR.
  • Контакты 1CR1 и 1CR2 закроются для уплотнения в катушке 1CR и активируют нормально закрытый электромагнитный клапан A, чтобы начать заполнение резервуара.
  • Когда жидкость достигает полного уровня, нормально замкнутый переключатель датчика полного уровня размыкается, чтобы размыкать цепь с катушкой реле 1CR и переключать электромагнитный клапан A в закрытое состояние обесточивания.
  • Кнопка остановки может быть нажата в любое время, чтобы остановить процесс.


Спасибо за то, что прочитали о принципе работы электромагнитного клапана.

Читайте также

© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы электромагнитного клапана.

Основные операции с электромагнитным клапаном | Паркер

Электромагнитным клапанам прямого действия требуется значительное количество электроэнергии для перехода из нормально закрытого состояния в открытое или приведенное в действие состояние.Когда клапан полностью приведен в действие, количество электроэнергии, необходимое для поддержания этого состояния, значительно ниже, чем начальная энергия, необходимая для инициирования срабатывания. Следовательно, в приложениях с соленоидными клапанами прямого действия, где важны срок службы батареи и / или выделение тепла, использование электрического сигнала «удар и удержание» может привести к значительной экономии энергии и снижению нагрева при сохранении требуемой пневматической функции. В этой статье объясняются основы теории соленоидных клапанов прямого действия, методы испытаний для определения параметров тока срабатывания и отключения, методология удержания ШИМ-управления и общие рекомендации / типичные примеры для поддержки конечных пользователей в снижении потребления энергии и тепловыделения в их приложениях.

Этот блог является первой частью серии из трех частей, включающей полный технический документ «Эффективное и эффективное управление электромагнитным клапаном прямого действия: преимущества использования электрического управления« нажми и удерживай »на электромагнитных клапанах прямого действия». Скачать копию здесь.


Основная работа электромагнитного клапана

Чтобы понять теорию и преимущества электрического управления нажатием и удержанием, мы должны сначала получить базовое представление о конструкции и работе электромагнитного клапана прямого действия.Типичный соленоидный клапан прямого действия состоит из следующих компонентов: (См. Рисунок-1).

  • Изолированная медная катушка
  • Полюс, флюсовая втулка, флюсовая втулка, якорь
  • Плунжерное уплотнение, шток, уплотнительное кольцо, корпус
  • Возвратная пружина

Рисунок 1: 2-ходовой / 2-позиционный электромагнитный клапан прямого действия.

Примечание. Компоненты железного сердечника / соленоида показаны синим цветом. Пневматические компоненты отмечены зеленым цветом, а возвратная пружина - оранжевым.

Когда к катушке прикладывается электрический потенциал и по медному проводнику течет ток, компонент катушки превращается в магнит или соленоид. Магнитное поле, создаваемое соленоидом, затем улавливается и направляется через компоненты с железным сердечником клапана, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Магнитное поле, захваченное и направленное через компоненты железного сердечника

По мере установления магнитного поля между якорем и подкомпонентами полюса формируются противоположные магнитные полюса, как показано на рисунке 3.(Также показаны линии магнитной силы или плотности потока, соединяющие полюса зеленым и синим цветом).

Рисунок 3: Расположение магнитных полюсов

Результирующая магнитная сила, генерируемая между этими компонентами, обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя компонентами, как показано на рисунке 4. Это расстояние называется магнитным зазором.

Рисунок 4: Магнитная сила на якоре

Когда магнитная сила на якоре превышает установленную нагрузку возвратной пружины (и любую дополнительную пневматическую дифференциальную силу), якорь срабатывает / перемещается для контакта с полюсом, как показано на рисунке 5.В частности, для 2-ходового / 2-позиционного соленоидного клапана, показанного на Рисунке 5, как только происходит срабатывание, канал текучей среды открывается между портами клапана.

Рисунок-5: Состояние сработавшего клапана (открытый путь текучей среды)

Чтобы закрыть жидкостный тракт и вернуть клапан в нормально закрытое состояние, источник напряжения снимается / отсоединяется от катушки. После удаления источника питания магнитное поле разрушается, и пружина возвращает якорь в нормально закрытое положение.

Важно понимать, что соленоидные клапаны - это устройства, управляемые током, где напряженность магнитного поля соленоида пропорциональна величине тока, проходящего через катушку. Следовательно, два состояния клапана, описанные выше (срабатывание и отпускание), в конечном итоге будут определяться эффективным током, проходящим через катушку.

Теперь, когда у вас есть представление об основных принципах работы электромагнитного клапана, прочтите вторую часть этой серии из трех блогов, озаглавленную: Использование механики клапана.Эта вторая часть дает глубокое понимание того, как эти принципы связаны с сокращением потребления и тепловыделения внутри электромагнитного клапана.

Этот блог является первой частью серии из трех частей, включающей полный технический документ «Эффективное и эффективное управление электромагнитным клапаном прямого действия: преимущества использования электрического управления« нажми и удерживай »на электромагнитных клапанах прямого действия». Скачать копию здесь.

Paker Precision Fluidics разрабатывает и производит электромагнитные клапаны более 25 лет.Наши инженеры специализируются на помощи OEM-производителям в обновлении оригинальных клапанов с низким выходом. Наша команда разработчиков приложений всегда готова предоставить рекомендации и настроить оборудование в соответствии с требованиями заказчика. Чтобы узнать больше о миниатюрных клапанах, контроллерах потока, насосах и принадлежностях Precision Fluidics, посетите наш веб-сайт или позвоните по телефону 603-595-1500 , чтобы поговорить с инженером.

Эта статья предоставлена ​​Филом Доджем, старшим инженером Parker Precision Fluidics.

Связанное содержание:

Важные советы при выборе клапанов для аналитических приборов

Основные советы при выборе клапанов для аналитических приборов

Новый миниатюрный тарельчатый электромагнитный клапан увеличивает срок службы батареи

Принцип работы cpu flash animation_HD animation Вы раскрываете принцип работы соленоидного клапана, он оказался таким

HD анимация вы раскрываете принцип работы электромагнитного клапана, он оказался таким

Электромагнитный клапан - это базовый компонент автоматики, используемый для управления жидкостью.Он относится к приводу и не ограничивается гидравлическим и пневматическим. Различные электромагнитные клапаны играют роль в разных положениях системы управления. Чаще всего используются обратные клапаны, предохранительные клапаны, гидрораспределители и клапаны регулирования скорости.

В принципе, электромагнитные клапаны делятся на три категории: прямого действия, ступенчатого прямого действия и пилотные.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

принцип: Когда нормально закрытый тип находится под напряжением, электромагнитная катушка генерирует электромагнитную силу, чтобы поднять открытую часть от седла клапана, и клапан открывается; при отключении питания электромагнитная сила исчезает, и пружина прижимает открытую часть к седлу клапана, и клапан открывается.(Нормальный открытый тип противоположен этому)

Характеристики: Он может нормально работать в условиях вакуума, отрицательного давления и нулевого давления, но диаметр обычно не превышает 25 мм.

2. Пошаговый электромагнитный клапан прямого действия

Принцип: Это комбинация принципа прямого действия и принципа пилотного управления. Когда нет разницы давлений между впуском и выпуском, электромагнитная сила по очереди поднимает небольшой пилотный клапан и запорный элемент основного клапана, и клапан открывается.Когда впускной и выпускной патрубки достигают начального перепада давления, после включения электромагнитная сила управляет маленьким клапаном, давление в нижней камере главного клапана повышается, а давление в верхней камере падает, так что перепад давления толкает главный клапан вверх; когда питание отключено, пилотный клапан использует пружину. Сила или среднее давление толкает запорную деталь и перемещается вниз, чтобы закрыть клапан.

Характеристики: Он также может работать при нулевом перепаде давления, вакууме или высоком давлении, но мощность большая, и его необходимо устанавливать горизонтально.

Три управляющих электромагнитных клапана непрямого действия

Принцип: При включении электромагнитная сила открывает пилотное отверстие, давление в верхней камере быстро падает, и вокруг открытой части образуется большая разница давлений. Давление жидкости толкает открытую часть вверх, и клапан открывается; когда питание отключено, сила пружины открывает пилотное отверстие, входное давление быстро проходит через байпасное отверстие, образуя более низкий и высокий перепад давления вокруг запорного элемента клапана, а давление жидкости подталкивает открывающий элемент к перемещению вниз, открывая клапан.

Характеристики: Малый размер, низкая мощность, верхний предел диапазона высокого давления жидкости, может быть установлен произвольно (необходимо настроить), но должен соответствовать условиям перепада давления жидкости

Электромагнитные клапаны прямого действия | Электромагнитные клапаны с пилотным управлением

Основное различие между соленоидами прямого действия и пилотными соленоидами заключается в том, что электромагнитные клапаны прямого действия имеют прямое соединение с открывающим и закрывающим якорем, тогда как пилотные клапаны используют технологическую жидкость для помощи в пилотировании работы клапан.Оба типа электромагнитных клапанов имеют свои особые достоинства, которые мы рассмотрим здесь более подробно.

Электромагнитные клапаны прямого действия

Электромагнитные клапаны прямого действия соответствуют простым принципам работы. В них не используется диафрагма - их уплотнение является частью движущегося сердечника - и они останутся закрытыми даже при отсутствии давления. В этом отличие от клапана с пилотным управлением, которому требуется некоторое давление, чтобы клапан оставался закрытым.Основными компонентами двухходового плунжерного клапана прямого действия, такого как тип 6013, являются спираль, закрывающая пружина, крышка корпуса клапана и корпус клапана с седлом.

В нормально закрытом соленоидном клапане прямого действия путь к выпускному отверстию заблокирован, когда на катушку не подается ток, поскольку замыкающая пружина прижимает плунжер к седлу клапана. Ток, протекающий через катушку, создает начальную силу, которая натягивает плунжер и уплотнение против силы пружины и тянет среду вверх.Таким образом, канал открыт для прохождения среды через клапан прямого действия .

Недорогие двухходовые плунжерные клапаны прямого действия используются в универсальных применениях для нейтральных и чистых жидкостей, газов и паров. Версии со специальными высококачественными материалами также позволяют использовать в слабокислых и щелочных растворах. Таким образом, они могут использоваться для широкого спектра применений, таких как перекрытие, дозирование, наполнение и вентиляция. Благодаря подпружиненному уплотнению седла эти типы клапанов имеют длительный срок службы, а также увеличенные циклы переключения и срок службы за счет подшипников скольжения.

Преимущества электромагнитных клапанов прямого действия

  • Подходит для контуров отрицательного давления.
  • Разработан, чтобы справляться с мусором.
  • Доступны в очень экономичных компактных размерах.
  • 2/2 и 3/2 ходовые нормально открытые или нормально закрытые версии.
  • Доступны миниатюрные версии для очень высокого давления.

Электромагнитные клапаны с пилотным управлением

Управляющие электромагнитные клапаны используют перепад давления среды над портами клапана для открытия и закрытия.Эти клапаны, также известные как сервоуправляемые соленоиды, обеспечивают высокую скорость потока и могут работать в более высоких диапазонах давления и температуры с меньшим энергопотреблением. Мембранный соленоидный клапан с сервоуправлением и пилотным управлением использует небольшую камеру непосредственно над диафрагмой для облегчения работы клапана. Технологическая жидкость может поступать в камеру через небольшое отверстие во впускном отверстии, а в нормально закрытом клапане она сжимается относительно диафрагмы, и силы прилагаются к седлу для сохранения закрывающего уплотнения.

Как только ток подается на пилотный соленоид , диафрагма вытягивается вверх против давления пружины, и управляющая жидкость в камере вытесняется обратно через отверстие во впускном отверстии, где она снова присоединяется к основному потоку через корпус клапана.

Основными областями применения мембранных соленоидных клапанов с пилотным управлением являются жидкие или газообразные среды (например, сжатый воздух, вода и гидравлические масла) в замкнутых контурах, в которых имеется небольшой перепад давления для открытия и закрытия или отсутствует.Тип 290 имеет функцию мягкого толчка для увеличения срока службы, а все версии постоянного тока имеют энергосберегающее снижение мощности. С другой стороны, модель 6213 EV использует пружину в качестве муфты для «безопасного для диафрагмы» открытия основного седла при частых рабочих циклах.

Преимущества пилотных электромагнитных клапанов

  • Отлично подходит для очень большого расхода.
  • Давление поддерживает работу клапана.
  • Требуется минимальный перепад давления.
  • Более экономичный для более высоких значений расхода
  • Более низкий уровень электрической мощности.

Электромагнитные клапаны с прямым и пилотным управлением от Bürkert

Компания Bürkert разрабатывает и производит электромагнитные клапаны более 70 лет. При этом мы используем передовые технические принципы и инновационные технологии с общей целью: удовлетворить ваши требования. Мы настраиваем наши клапаны в соответствии с вашими требованиями и поэтому предлагаем вам оптимальное решение для ваших нужд.

Сервоуправляемый 2/2-ходовой мембранный клапан

Тип 0290

  • Сервоуправляемый мембранный клапан до DN50
  • Мембрана с фиксированным соединением открывается без перепада давления
  • Виброзащищенная система змеевиков с блочным винтом
  • Энергия -снижение энергопотребления для всех вариантов постоянного тока

Плунжерный клапан 2/2 ходовой прямого действия

Тип 6013

  • Компактный клапан прямого действия до диаметра DN 6.0
  • Виброзащищенная система змеевиков с болтовым соединением
  • Повышенная герметичность с приварной направляющей трубкой плунжера
  • Взрывозащищенные версии
  • Энергосберегающие импульсные версии

Двухходовой мембранный клапан с сервоуправлением

Тип 6213

  • Мембрана с сервоприводом диаметром до DN40
  • Пружинная диафрагма открывается без перепада давления
  • Демпфированная конструкция для бесшумного закрытия
  • Компактная конструкция с высоким расходом
  • Энергосберегающая технология двойного змеевика с конструкцией «толчок и падение»

Если вам нужна дополнительная информация о наших соленоидных клапанах или есть какие-либо проекты, в которых мы можем помочь, позвоните нам по адресу +1 800 325-1405, свяжитесь с отделом продаж по электронной почте[email protected]

Как работает электромагнитный клапан с пилотным управлением?

Основы электромагнитных клапанов с пилотным управлением

Электромагнитный клапан состоит из двух основных частей: соленоида и клапана. Соленоид преобразует электрическую энергию в механическую, которая, в свою очередь, механически открывает или закрывает клапан.

Клапан прямого действия имеет только небольшой контур потока, показанный в разделе E этой схемы (этот раздел упоминается ниже как пилотный клапан).В этом примере диафрагменный пилотный клапан умножает этот небольшой пилотный поток, используя его для управления потоком через гораздо большее отверстие.

Электромагнитные клапаны

могут использовать металлические или резиновые уплотнения, а также могут иметь электрические интерфейсы для упрощения управления. Пружина может использоваться для удержания клапана в открытом (нормально открытом) или закрытом (нормально закрытом) состоянии, когда клапан не активирован.

A- Входная сторона
B- Мембрана
C- Напорная камера
D- Канал сброса давления
E- Электромеханический соленоид
F- Выходная сторона

На схеме справа показана конструкция основного клапана, регулирующего поток воды в этом примере.На верхнем рисунке клапан в закрытом состоянии. Вода под давлением поступает на A . B представляет собой эластичную диафрагму, над которой находится слабая пружина, толкающая ее вниз.

Диафрагма имеет отверстие в центре, через которое проходит очень небольшое количество воды. Эта вода заполняет полость C на другой стороне диафрагмы, так что давление одинаково с обеих сторон диафрагмы, однако сжатая пружина создает результирующую силу, направленную вниз.Пружина слабая и может закрыть входное отверстие только потому, что давление воды уравновешено с обеих сторон диафрагмы.

Когда диафрагма закрывает клапан, давление на выходной стороне ее дна уменьшается, и большее давление выше удерживает его закрытым еще сильнее. Таким образом, пружина не имеет отношения к удерживанию клапана в закрытом состоянии.

Все вышеперечисленное работает, потому что малый сливной канал D был заблокирован штифтом, который является якорем соленоида E и который сжимается пружиной.Если ток проходит через соленоид, штифт выводится под действием магнитной силы, и вода в камере C стекает через канал D быстрее, чем точечное отверстие может заполнить его.

Давление в камере C падает, и входящее давление поднимает диафрагму, тем самым открывая главный клапан. Теперь вода течет напрямую из A в F .

Когда соленоид снова деактивируется и канал D снова закрывается, пружине требуется очень небольшое усилие, чтобы снова толкнуть диафрагму вниз, и основной клапан закрывается.На практике часто нет отдельной пружины; диафрагма из эластомера отформована так, что она функционирует как собственная пружина, предпочитая иметь закрытую форму.

Из этого объяснения видно, что этот тип клапана зависит от разницы давлений между входом и выходом, поскольку для его работы давление на входе всегда должно быть больше давления на выходе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *