Соленоидный электромагнитный клапан: сфера применения и основные виды

Как управлять запорной арматурой трубопровода, расположенного в труднодоступном месте? Что делать, если нет возможности регулировать ее в ручном режиме? В такой ситуации помогут клапаны соленоидные. Потратьте несколько минут, чтобы узнать, что это такое, для чего они предназначены, и какие виды доступны на текущий момент времени.

Назначение соленоидного клапана

Трубопроводы. Они везде. По ним перекачивают нефть и газ, топливо в автомобилях, фреон или аммиак в холодильных установках. И не всегда есть возможность управлять потоком в ручном режиме из-за сложности или удаленности системы. В такой ситуации к запорной арматуре подключается электрический привод. Ему-то и надлежит открывать и закрывать рабочий просвет в трубе при поступлении соответствующего управляющего сигнала. Непосредственно электромагнитные клапаны не оснащаются датчиками для измерения давления или иных параметров перекачиваемой среды. Их задача — регулирование потока. Если же необходимо увязать процессы перекрытия с физическим состоянием жидкости или газа, электроклапан подключают к внешним измерительным приборам. Например, в случае, если срабатывает датчик протечек, сигнал передается на соленоид. Запорная арматура срабатывает, рабочий просвет в трубе перекрывается. Преимущества клапанов с соленоидами:

• Мгновенное срабатывание. От момента поступления управляющего сигнала до регулировки потока проходят доли секунды.
• Длительные сроки использования при условии, что при установке учтены рекомендации производителя, касающиеся совместимости, рекомендованной к перекачке среды.

Немаловажно и то, что модификацию можно подобрать для любого типа трубопровода. Давление может достигать 25 бар и более, а температура окружающей среды — от -400С до +1500С.

Принцип работы соленоидного клапана и его конструкция     

В составе электроклапана выделяют:

• Корпус. Для его изготовления применяют сталь (нержавеющую, композитную), чугун, латунь и особые виды пластика. Последний вариант применяют в несложных системах с небольшой пропускной способностью.
• Индукционную катушку с сердечником.
• Уплотнитель.
• Пружину, прижимающую затвор к седлу.

Индукционная катушка помещается в прочный корпус, закрытый для доступа воды или иной среды. Если требуется перекрытие рабочего просвета, при поступлении внешнего сигнала выдвигаются шток и мембрана. Рядом с индукционной катушкой на корпусе расположены клеммы, к которым подключаются провода электропитания. Если на определенном этапе отключается электроэнергия, внутренний просвет трубы полностью открывается или перекрывается. Конкретный вариант зависит от модификации вентиля. Клапаны соленоидные работают по очень простому алгоритму. На катушку подается напряжение, вокруг сердечника создается электромагнитное поле определенной силы и направленности. Как следствие, запорная мембрана смещается, открывая или перекрывая рабочий просвет. В зависимости от заложенных технических параметров на катушку можно подавать либо постоянный ток напряжением 5-36 В, либо переменный 220 В. Катушки с низким входным напряжением предназначены для трубопроводов с небольшим сечением и пропускной способностью. Их преимущество — возможность подключения микроконтроллеров, встраивания в системы управления, работающих на низковольтных полупроводниках. Это в полной мере относится к контурам отопления и водоснабжения небольших объектов.

Клапаны соленоидные: классификация

Запорную арматуру данного типа классифицируют по материалу основы и уплотнителя, типу тока (переменный постоянный), конструкции, способу присоединения к трубам. Помимо этого, вентили рассчитаны на перекачку определенных жидкостей или газов, отличающихся температурой и рабочим давлением.

Материал корпуса

Помимо нержавеющей стали и чугуна, для изготовления клапанов используют:

• пластик (PPA, PVC, нейлон);
• латунь;
• бронзу.

Прежде чем купить соленоидный клапан электромагнитный, необходимо учесть диаметр трубопровода, температуру перекачиваемой жидкости или газа.

Внутреннее устройство

Для перекрытия рабочего просвета трубопровода в клапане может быть установлен:

• золотник;
• поршень;
• мембрана.

Последний вариант считается самым простым и дешевым. Мембранные клапаны применяют для перекрытия воды в квартирах, небольших офисах.

Подключение соленоидного клапана

Чаще всего применяются следующие типы вентилей:

• фланцевые;
• муфтовые;
• штуцерные.

Сварка востребована, если речь идет о подключении стального клапана в сеть из такого же материала. Главная проблема — сложности с заменой при необходимости.

Положение запорного механизма при отключении электропитания

Если по разным причинам на сердечник не подается электроэнергия, клапан может остаться в открытом или полностью закрытом положении. По этому признаку запорная арматура может быть:

• нормально закрытой (НЗ). Просвет полностью перекрывается;
• нормально открытой (НО). Работа трубопровода не приостанавливается;
• бистабильной. В этом случае клапан может оставаться в любом положении.

Типы соленоидных клапанов  с учетом количества патрубков

Соленоидный клапан может быть:

• Одноходовым. Для подключения к трубопроводу предусмотрен только один патрубок. Оборудование данного типа применяется для выпуска пара или воды, если давление в трубе превышает определенный уровень.

• Двухходовыми. Этот вариант применяется чаще всего. Для установки труба разрезается поперек.
• Трехходовыми. Модификация врезается в точках, где перекачиваемую жидкость или газ необходимо перенаправить в иную ветку трубопровода.

Помимо этого, клапаны могут быть прямого и непрямого действия. Первые срабатывают при подаче тока. Во-вторых перекачиваемая жидкость может способствовать смещению сердечника.

Материал уплотнительной прокладки

Устройство соленоидного клапана предполагает наличие мембраны для перекрытия рабочего просвета. Чтобы катушка не касалась патрубка, между ними прокладывается специальный уплотнитель. Для изготовления уплотнителя и мембраны применяют следующие материалы:

• Фтор-эластомеры. Маркируются, как FPM (FKM, VITON). Выдерживают температуру в пределах от -300С до +1500С.
• Этилен-пропиленовые эластомеры. Обозначаются EPDM. Не разрушаются при температуре от -400С до +1400С.
• Бутадиен-нитрильный каучук. В сопроводительной документации обозначается NBR. Рекомендованная температура рабочей среды — от -100С до +800С.

Фтор-эластомеры устойчивы к высоким температурам, маслам, продуктам переработки нефти. Этилен-пропилены не разрушаются под воздействием растворов кислот, щелочей, солей металлов. Каучук применяется в топливных системах автотранспорта, в промышленном оборудовании. Холодильный соленоидный клапан может быть прямого действия или с сервоприводом. Устанавливается в компрессорно-конденсаторных агрегатах. Еще один способ применения — монтаж в системе кондиционирования при условии, что она заправлена хладагентами на основе фтора. Могут быть и нормально-открытыми, и нормально-закрытыми. В отдельных случаях дополнительно предусмотрено ручное управление.