Як працює електромагнітний (соленоїдний) клапан - правила вибору та монтажу

Електромагнітний клапан - це сучасний вид запірної арматури, що встановлюється на трубопроводи опалення, водопостачання, меліорації, технічні водопроводи на промислових підприємствах. Пристрій заснований на електромагнітній котушці - соленоїді, яка приймає імпульс із зовнішнього пристрою (датчика або контролера) і перекриває або відкриває потік робочого середовища.

Призначення та принцип роботи пристрою

Головний принцип та перевага використання цього пристрою – автоматизм. Конструкція клапана була задумана таким чином, щоб перекривати потік води або іншої рідини/газу при зміні певних параметрів системи - температури, тиску, швидкості та сили потоку - Без участі людини. Відбувається це за рахунок електромагнітного поля в ділянці дії сердечника (плунжера) клапана. У разі виникнення напруги він опускається чи піднімається, залежно від передбачених умов.

Робоча енергія, що приводить у дію плунжер, виникає під час руху електронів по мідній обмотці котушки. Магнетизм, що з'являється при подачі імпульсу із зовнішнього пристрою, перетворюється на поступальний рух, який опускає плунжер. Останній перекриває потік води, що дозволяє уникнути великих технологічних втрат. Як тільки ситуація нормалізується, напруга зникає і плунжер піднімається, дозволяючи воді рухатися далі по трубах.

Важливо! Інша перевага соленоїдного клапана – висока швидкість спрацьовування. Завдяки цьому пристрій може перекрити потік води під час аварії на ділянці трубопроводу за 2-3 секунди після спрацювання датчика.За рахунок цього клапани незамінні в системах опалення, гарячого та холодного водопостачання, у технічних трубопроводах на промислових підприємствах.

Конструктивні особливості

Пристрій клапана складається з полімерного або металевого корпусу, усередині якого знаходиться соленоїд, плунжер, шток та мембрана.

Матеріалом для виконання корпусу служить пластик або нержавіюча сталь, латунь або чавун, що визначається сферою використання клапана. Наприклад, металевий корпус використовується в системах з хімічно агресивними або високотемпературними середовищами, тоді як пластикові застосовуються для простої питної водопровідної або технічної прісної води. Мембрани та ущільнювачі клапана виготовляються з полімерних матеріалів на основі каучуку та поліетилену.
Назад до змісту

Види та сфера застосування

Область застосування соленоїдного клапана не обмежується господарсько-побутовою діяльністю. Поряд із централізованим опаленням та водопостачанням квартир та будинків запірне обладнання можна побачити у різних технологічних системах, де вони працюють за рахунок спрацьовування датчиків та таймерів.

Широко використовується у таких системах:

• меліорація (полив) газонів, садово-городніх ділянок, оранжерей - у таких клапанах плунжер знаходиться в нормально закритому положенні і відкривається при спрацьовуванні таймера, запрограмованого на певний часовий інтервал поливу;
• громадські туалети, душові, автомийки, мийні системи у сфері автосервісу — аналогічний принцип роботи клапана, що ґрунтується на періодичному спрацьовуванні таймера, що відкриває потік води;
• опалювальні системи - використовуються як захисні пристрої, що запобігають технологічним втратам при пориві труб, а також заповнюють об'єм води в системі при її випаровуванні;
• у промисловості - пристрої служать свого роду дозаторами для подачі рідини для змішування різних матеріалів та сировини.

Основним завданням соленоїдного клапана є рівномірний та дозований розподіл та подача води. Це забезпечує точний контроль витрати та дозволяє запобігти втратам основних ресурсів підприємства.

Інша мета використання клапана – регулювання основних гідравлічних параметрів трубопроводу. Наприклад, в системах опалення та гарячого водопостачання соленоїд встановлюється для точного контролю руху та подачі води.

Для цього пристрій підключається до датчиків, які запрограмовані на певний тиск або температуру. При наповненні системи водою температура труб і радіаторів природно підвищується до критичної позначки, що може спричинити аварію. Для запобігання небажаній ситуації клапан спрацьовує, перекриваючи приплив гарячої води до тих пір, поки температура системи не вирівняється.

За видами можна класифікувати соленоїдні клапани на кілька категорій:

• за принципом дії – нормально відкриті, нормально закриті та бістабільні;
• за типом роботи - одноходові, двоходові, триходові;
• по виду соленоїда - постійного та змінного струму;
• за типом з'єднання - різьбові та фланцеві;
• за способом роботи механізму - прямої та пілотної дії.

Нормально закриті клапани встановлюються таким чином, що плунжер перебуває у стані "закрито". У разі виникнення електромагнітного поля він відкривається, дозволяючи воді рухатися трубами. Такі пристрої можна побачити у системах поливу газонів, садів, оранжерей.

Нормально відкриті клапани в режимі очікування знаходяться в положенні "відкрито" і не перешкоджають струму води. Як тільки виникає напруга індукційної котушки, плунжер перекриває воду. Такі пристрої зазвичай встановлюються у системах опалення, водопостачання, каналізації.

Одноходові клапани - прості пристрої, що працюють або на перекриття, або пропуск робочого середовища по трубах. Двоходові моделі можуть використовуватися для запобігання зворотному струму робочого середовища. Триходові пристрої - найскладніші за конструкцією - використовуються для змішування потоків води різних температур, наприклад, при підключенні системи "тепла підлога" до централізованого опалення.
Назад до змісту

Як вибрати соленоїдний клапан

Універсальна рада при виборі запірної арматури – уважно вивчати описи та специфікації, які пропонує виробник. За ними можна визначити, чи допускається використання тієї чи іншої моделі клапана в різних системах, в яких можуть бути різні показники температури, тиску, швидкості струму та хімічного складу рідини.

Також слід звертати увагу на розмір вхідного та вихідного отвору, який має збігатися з параметрами трубопроводу. В іншому випадку будуть порушені гідравлічні параметри системи, оскільки рідина на ділянці установки клапана може уповільнюватися, що позначиться на температурі та тиску води.

Важливо! При виборі клапана необхідно в першу чергу враховувати хімічні властивості робочого середовища, оскільки різні метали руйнуються при дії кислот (наприклад, латунь).Пластикові моделі не можна використовувати у високотемпературних системах.

Правила встановлення та експлуатації

Завдяки вказівкам виробника на корпусі пристрою, установка соленоїдного клапана максимально проста. Людині з навичками роботи з інженерним обладнанням легко встановити клапан на ділянці трубопроводу. Ключові рекомендації щодо встановлення пристрою:

• розташувати клапан потрібно строго відповідно до стрілок на корпусі пристрою, що вказують напрям струму води;
• на ділянці, що подає труби перед самим клапаном рекомендується встановити грязьовий фільтр для уловлювання частинок (вони не повинні потрапляти в пристрій клапана, тому що від них пристрій швидко виходить з ладу);
• підключення пристрою до джерела живлення відбувається тільки після встановлення його в трубопровід та перевірки герметичності з'єднання;
• важливо стежити, щоб на пристрій не було вагового навантаження труб;
• під час встановлення на відкритому повітрі необхідно ізолювати пристрій або вибирати модель відповідного рівня IP.

В іншому встановлення клапана за принципом не відрізняється від інших видів запірної арматури. Наприклад, при використанні пристрою з різьбовим з'єднанням необхідно зробити різьблення на трубі за допомогою спеціального інструменту. Безпосередньо перед установкою трубу потрібно підготувати - зачистити від забруднень і задирок, знежирити за допомогою розчинників.

Важливо! При установці електромагнітного клапана не можна покладати на нього основну функцію, що регулює. Він використовується як допоміжний пристрій, а як основний запірний пристрій на ділянці трубопроводу повинен бути встановлений кульовий кран або вентиль.

Соленоїдний клапан

Електромагнітний (соленоїдний) клапан - це пристрій для керування робочим середовищем під тиском у трубопроводі. Його дія полягає в тому, щоб відкривати/закривати прохідний отвір плунжером, на який впливає магнітне поле електромагнітної котушки або посиленням за рахунок тиску робочого середовища та мембрани.

Принцип дії електромагнітного (соленоїдного) клапана

Клапан оснащений соленоїдом, який є електричною котушкою з рухомим феромагнітним сердечником у центрі. Це ядро ​​називається плунжером. У положенні спокою плунжер закриває невеликий отвір. Електричний струм через котушку створює магнітне поле. Магнітне поле надає силу на плунжер, в результаті плунжер тягне до центру котушки так, що отвір відкривається. Це основний принцип, який використовується для відкриття та закриття електромагнітних клапанів.

Пристрій електромагнітного клапана

1. Корпус клапана, який складається з впускного та випускного отвору, а також сідла.
2. Арматурна трубка із сердечником, на яку встановлюється котушка.
3. Плунжер, який ковзає всередині арматурної трубки та в деяких випадках служить ущільненням.
4. Котушка електромагнітна, яка створює магнітне поле, необхідне переміщення плунжера.

Основні типи електромагнітних клапанів

Електромагнітний клапан непрямої дії

Даний вид клапанів доступний з приєднувальними розмірами 1/4". 3". При великих діаметрах статичний тиск робочого середовища збільшується, і необхідно, щоб магнітне поле, створюване котушкою, здатне було впоратися з ним. Це досягається за рахунок використання сервокерованої дії в клапані.У цьому варіанті конструкції тиск середовища допомагає утримувати ущільнення головного клапана.

Нормально закритий клапан (2/2 NC) має впускний та випускний отвір у корпусі. Коли соленоїд не знаходиться під напругою, потік блокується основним ущільненням, яке може бути діафрагма, або поршень. У цьому режимі середовище тече через невеликий отвір у діафрагмі або поршні та допомагає утримувати клапан закритим. Коли електромагнітну котушку подається напруга, відкривається пілотний отвір, що дозволяє середовищі вийти з порожнини над основним ущільненням і відкрити головний клапан.

Цей тип вимагає мінімального перепаду тиску для роботи, інакше потік середовища через клапан буде мінімальним або клапан просто не відкриється.

Нормально відкритий клапан непрямої дії (2/2 NO) має впускний та випускний отвір у корпусі. При великих діаметрах статичний тиск робочого середовища збільшується і все ще необхідно, щоб магнітне поле, створюване соленоїдною котушкою, здатне було справлятися з ним. У цій конструкції тиск середовища допомагає утримувати відкритим основний клапан. Коли котушка без напруги, потік не перекривається основним ущільненням, яке може бути діафрагмою, або поршнем. У цьому режимі середовище тече через невеликий отвір у діафрагмі або поршні та допомагає утримувати клапан відкритим. Коли на котушку подається напруга, пілотний отвір закривається і робоче середовище із порожнини над основною мембраною перестає потрапляти у вихідний трубопровід, що призводить до закривання мембрани головного клапана.

Електромагнітний клапан прямої дії

Нормально закритий клапан прямої дії (2/2 NC).
При цьому варіанті робоче середовище не протікає через клапан, а перекрито плунжером, який притиснутий пружиною. При включенні напруги електромагнітна котушка піднімає плунжер і рухається середовище до випускного отвору.