Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиля

Во время создания надежного трубопровода, специалистам приходится тратить немало физических сил. Используя соленоидный вентиль можно сэкономить большую долю денег и облегчить монтаж.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 1. Соленоидный вентиль

Что это такое

Управляющее устройство электромеханического типа называют соленоидным вентилем. Они необходимы для регулировки объемов потока рабочей среды (газ, вода). В его основе лежит специальная катушка электромагнитного вида, называемая соленоидом. Конструкция вентиля ничем не отличается от других видов запорной арматуры, поэтому принцип работы не отличается сложной системой. Иногда встречается альтернативное название – электромагнитный вентиль, поскольку для изготовления штоков и плунжеров используют магнитный материал.

Характеристики:

  • Компактные размеры и малый вес, что облегчает монтаж
  • Соленоиды способны быть взаимозаменяемыми на постоянный или переменный ток
  • Стойко переносит перепады температуры
  • Максимально допустимый показатель давления над мембраной оценивается в 16 Бар
  • Выносит температурные колебания в диапазоне -30 до +60
  • Срабатывает за 0,2с.

Конструктивные особенности

Устройство клапана состоит из полимерного или металлического корпуса, внутри которого находится соленоид, плунжер, шток и мембрана.

детали электромагнитного клапана

Материалом для исполнения корпуса служит пластик, либо нержавеющая сталь, латунь или чугун, что определяется сферой использования клапана. Например, металлический корпус используется в системах с химически агрессивными или высокотемпературными средами, тогда как пластиковые применяются для простой водопроводной питьевой или технической пресной воды. Мембраны и уплотнители клапана производятся из полимерных материалов на основе каучука и полиэтилена.

Конструкция соленоидного клапана

Как и любой элемент запорной арматуры, соленоидный клапан помещен в корпус. Прочный металлический корпус изделия производится из чугуна или латуни. Современные запорные элементы также не редко комплектуются корпусом, выполненным из высокопрочных полимеров. В качестве такого материала может выступать нейлон, эколон (экологически чистый, современный полимер) и традиционный полипропилен. Из таких же материалов производят и крышки клапанов.

Кроме корпуса в составе соленоидного клапана присутствуют следующие комплектующие:

  • катушка;
  • штекер;
  • шток;
  • пружина;
  • плунжер;
  • крепеж;
  • мембрана.

Основным двигательным элементом клапана выступает мембрана, сконструированная в виде поршня. Соленоидная катушка выступает в качестве основного устройства, на базе которого реализовано автоматическое управление запорного элемента. Электромагнитными клапаны называют по той причине, что плунжеры и штоки, присутствующие в их конструкции, производятся из магнитных материалов.

Следует отметить, что сама катушка также имеет свой собственный корпус. Обмотка изготавливается из электротехнической меди с эмалированным покрытием. Защитный верхний слой катушки, обычно, имеет пылезащитное напыление, а сама она выполняется в герметичном исполнении. Таким образом, уплотнительные детали в составе прочного металлического корпуса способны выдержать высокое давление рабочих сред. Именно поэтому соленоидные клапаны от известных и надежных производителей пользуются широкой популярностью для применения не только в водных трубопроводных системах, но и для систем, в которых перекачиваются другие среды с высоким рабочим давлением.

Классификация электромагнитных клапанов

Первая и самая распространенная классификация электромагнитных клапанов делит их в зависимости от количества и пропорций ходов. По этому критерию клапаны соленоидные разделяют на:

  • запорные (2/2 ходовых);
  • распределяющие (3/2 ходовых);
  • переключающие (2/3 ходовых).

По основному положению запорного механизма, электромагнитные клапаны классифицируют на:

  • нормально открытые (НО);
  • нормально закрытые (НЗ);
  • бистабильные (БС).

Наиболее широкое распространение получили именно бистабильные клапаны. Этот вид электромагнитных клапанов управляется посредством электрического импульса, передаваемого с удаленного пульта управления. Импульс регулирует положение клапана в системе (открытое или закрытое).

Следующая классификация разделяет изделия по типу материала, из которого изготовлены уплотнители и мембрана. К таким материалам относят:

  • FKM;
  • EPDM;
  • NBR;
  • TEFLON;
  • PTFE;
  • VMQ и другие.

Все перечисленные материалы относятся к группе эластичных полимеров, изготовленных по специальной технологии с уникальным химическим составом. Более совершенные полимерные сплавы содержат в своем составе силикон и резину. Материалы отличаются прочностью и могут выдерживать максимальную температуру рабочей среды от минус 40 до плюс 250 градусов Цельсия.

По напряжению питания, клапаны соленоидного типа разделяют на:

  • клапаны переменного тока AC (24, 110 или 220 Вольт);
  • клапаны постоянного тока AD (12 или 24 Вольт).

Все клапаны по напряжению питания имеют допуск плюс минус 10%. Современный класс защиты запорной арматуры соответствует стандарту IP65.

Самая обширная классификация соленоидных клапанов относится к принципу действия трубопроводной арматуры. По данному параметру, клапаны делят на:

  • клапаны прямого действия;
  • клапаны непрямого действия (или пилотные).

Клапаны прямого действия применяются в средах с полным отсутствием давления или при минимальных его значениях. Они применяются, в основном, в бытовых трубопроводах, сливных, накопительных ресиверах.

Клапаны непрямого или пилотного действия оснащены «пилотным элементом», который срабатывает автоматически при минимальных различиях в давлении рабочих сред на входе и выходе. Это означает, что помимо электромагнитного импульса для открытия и закрытия клапана также необходимо соблюдение условия хотя бы минимального перепада давления.

Из чего состоит

Каждый вентиль, независимо от особенностей строения помещен в специальный корпус. Он изготавливается из прочного металла: латуни или чугуна. Чтобы облегчить вес конструкции, в современном производстве иногда используют синтетические полимеры, не уступающие по прочности. Среди самых распространенных материалов можно выделить нейлон, полипропилен или эколон. Их еще применяют для производства крышек.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 2. Устройство вентиля

Конструкция соленоидного вентиля состоит из следующих элементов:

  • Катушки
  • Штекера
  • Плунжера
  • Пружины
  • Штока
  • Мембраны
  • Крепежа.

Мембрана является основным двигательным элементом, которая построена в виде специального поршня. Особенностью конструкции выступает катушка, выполняющая управление устройством в автоматическом режиме.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 3. Из чего состоит клапан

Кроме основного корпуса, катушка снабжена отдельной защитной конструкцией. С помощью меди с эмалированным покрытием изготавливают обмотку. Верхний слой выступает в качестве защитного, что позволяет избежать скорой неисправности катушки. Благодаря прочной металлической оболочке, механизм способен выдержать высокое давление. Модели от зарекомендованных производителей популярны при разработках системы трубопровода и других конструкций, где подразумевается работа с высокими показателями давления.

Правила установки и эксплуатации

Благодаря указаниям производителя на корпусе устройства установка соленоидного клапана максимально простая. Человеку с навыками работы с инженерным оборудованием будет легко установить клапан на участке трубопровода. Ключевые рекомендации по установке устройства:

  • расположить клапан нужно строго в соответствии со стрелками на корпусе устройства, указывающими направление тока воды;
  • на подающем участке трубы перед самим клапаном рекомендуется установить грязевой фильтр для улавливания частиц (они не должны попадать в устройство клапана, т.к. от них устройство быстро выходит из строя);
  • подключение устройства к источнику питания происходит только после установки его в трубопровод и проверки герметичности соединения;
  • важно следить, чтобы на устройство не было весовой нагрузки труб;
  • при установке на открытом воздухе необходимо изолировать устройство или выбирать модель соответствующего уровня IP.

В остальном установка клапана по принципу не отличается от других видов запорной арматуры. Например, при использовании устройства с резьбовым соединением необходимо сделать резьбу на трубе при помощи специального инструмента. Непосредственно перед установкой трубу нужно подготовить — зачистить от загрязнений и заусенцев, обезжирить с помощью растворителей.

Важно! При установке электромагнитного клапана нельзя возлагать на него основную регулирующую функцию. Он используется как вспомогательное устройство, а в качестве основного запорного устройство на участке трубопровода должен быть установлен шаровой кран или вентиль.

Виды и сфера применения

Область применения соленоидного клапана не ограничивается хозяйственно-бытовой деятельностью. Наряду с централизованным отоплением и водоснабжением квартир и домов запорное оборудование можно увидеть в различных технологических системах, где они работают за счет срабатывания датчиков и таймеров.

Широко используется в следующих системах:

  • мелиорация (полив) газонов, садово-огородных участков, оранжерей — в таких клапанах плунжер находится в нормально закрытом положении и открывается при срабатывании таймера, запрограммированного на определенный временной интервал полива;
  • общественные туалеты, душевые, автомойки, моечные системы в сфере автосервиса — аналогичный принцип работы клапана, основанный на периодическом срабатывании таймера, открывающего поток воды;
  • отопительные системы — используются как защитные устройства, предотвращающие технологические потери при порыве труб, а также восполняющие объем воды в системе при ее испарении;
  • в промышленности — устройства служат своего рода дозаторами для подачи жидкости для смешивания различных материалов и сырья.

Основной задачей соленоидного клапана является равномерное и дозированное распределение и подача воды. Это обеспечивает точный контроль расхода и позволяет предотвратить потери основных ресурсов предприятия.

Другая цель использования клапана — регулирование основных гидравлических параметров трубопровода. Например, в системах отопления и горячего водоснабжения соленоид устанавливается для точного контроля движения и подачи воды.

Для этого устройство подключается к датчикам, запрограммированным на определенное давление или температуру. При наполнении системы водой температура труб и радиаторов естественно повышается до критической отметки, что может быть чревато аварией. Для предотвращения нежелательной ситуации клапан срабатывает, перекрывая приток горячей воды до тех пор, пока температура в систем не выровняется.

По видам можно классифицировать соленоидные клапаны на несколько категорий:

  • по принципу действия — нормально открытые, нормально закрытые и бистабильные;
  • по типу работы — одноходовые, двухходовые, трехходовые;
  • по виду соленоида — постоянного и переменного тока;
  • по типу соединения — резьбовые и фланцевые;
  • по способу работу механизма — прямого и пилотного действия.

виды клапановНормально закрытые клапаны устанавливаются таким образом, что плунжер находится в состоянии “закрыто”. При возникновении электромагнитного поля он открывается, позволяя воде двигаться по трубам. Такие устройства можно увидеть в системах полива газонов, садов, оранжерей.

Нормально открытые клапаны в ждущем режиме находятся в положении “открыто” и не препятствуют току воды. Как только возникает напряжение на индукционной катушке, плунжер перекрывает воду. Такие устройства обычно устанавливаются в системах отопления, водоснабжения, канализации.

Одноходовые клапаны — простые устройства, работающие либо на перекрытие, либо пропуск рабочей среды по трубам. Двухходовые модели могут использоваться для предотвращения обратного тока рабочей среды. Трехходовые устройства — самые сложные по конструкции — используются для смешения потоков воды разных температур, например, при подключении системы “теплый пол” к централизованному отоплению.

Какие бывают

Существует несколько распространенных классификаций. В основе первой лежат пропорциональные показатели ходов и их количество. Виды:

  • Запорный;

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 4. Запорный

  • Распределяющий;
  • Переключающий.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 5. Переключащий

Второй тип классификации зависит от того, каким образом располагается механизм и клапаны:

  • Бистабильный;
  • Нормально открытый (если подается напряжение, автоматически закрываются);
  • Нормально закрытый (в рабочем состоянии закрыты и открываются после подачи напряжения).

БС (бистабильный) получил наибольшую популярность, поскольку управляется с помощью электрического импульса, передача которого происходит через пульт. С его помощью определяется положение устройства: закрытое или открытое.

В зависимости от используемого материала для уплотнителей и мембраны выделяют:

  • EPDM;
  • FKM;
  • NBR;
  • PTFE;
  • TEFLON;
  • VMQ.

Они отличаются высокими показателями эластичности с применением редких технологий для изготовления и химических составов. Последние модели содержат в составе резину и силикон. Благодаря усовершенствованному составу выносливость увеличивается до 250 градусов.

В зависимости от выдерживаемого напряжения клапаны можно разделить:

  • С переменным током AC;
  • С постоянным током AD.

Каждый вид допускает погрешность +10%. Последний разработанный стандарт имеет обозначение IP65. По классификации можно обозначить:

  • Пилотные (воздействие не осуществляется напрямую).

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 6. Пилотный

  • Действуют напрямую.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 7. Прямой

Такие вентили воздействуют при наличии минимального давления либо при его отсутствии. Как правило, используется для реализации бытовых нужд, ресиверов накопительных или сливных. В пилотном варианте есть автоматический элемент управления. Механизм срабатывает при минимальном различии в показателях давления.

Где используется

Применение электромагнитных вентилей актуально:

  • В обустройстве канализаций. При использовании таймера можно организовать бесперебойное водоснабжение. Зачастую специалисты рассчитывают определенные промежутки подачи воды в соответствии с установленным графиком;
  • Дозировании. Необходимы в промышленной, фармацевтической или химическом производстве. Специальные клапаны для воды способствуют нормализации в сфере изготовления продуктов;
  • Орошении. Организация достаточного полива сельскохозяйственных угодий является основой для получения высокого урожая. Должен соблюдаться определенный интервал между поливами;
  • При подключении агрегатных котлов. Посредством соленоидного вентиля осуществляется присоединение к основному трубопроводу;
  • Помогают организовать нормальную работу холодильного оборудования.

Преимущества

Благодаря оптимальным техническим характеристикам, можно выделить следующие преимущества в эксплуатации:

  • Допускается процесс установки в среде, где полностью отсутствует давление;
  • Обширный ассортимент производственных материалов;
  • Отличаются эксплуатацией без замены комплектующих;
  • Катушки имеют широкий спектр подачи токового импульса в вариативности 12-400В;
  • Выбор клапанов с различным количеством ходов;
  • Множество подсоединительных элементов;
  • Автоматическое управление;
  • Простота в процессе установки;
  • Минимальные материальные затраты.

На рынке есть много моделей. От успешного выбора зависит срок эксплуатации устройства и насколько эффективно будет реализована промышленная деятельность.

Несколько рекомендаций по установке

Чтобы установить вентиль, предварительно необходимо подготовить систему трубопровода, очистить от грязи и пыли во избежание преждевременной неисправности прибора. Осуществляется установка специального фильтра, помогающего избежать попадания крупных инородных частиц.

Технические особенности и сфера использования соленоидного вентиляРис 8. Монтаж вентиля

Показатель стрелки, зафиксированный на корпусе устройства должен быть идентичен направлению движения потока среды. Иначе это также может привести к серьезной поломке. Еще потребуется максимально плотно закрепить концы вентилей. На практике актуально использование двух гаечных ключей. Монтаж осуществляется сварочными работами, либо при помощи соединений, которые предусматривают разборку.

Обязательно нужно изолировать участки, где будет подключение. Для поставленной цели используются герметик или обычная изолента. Перед тем, как подключить устройство, важно проверить технические характеристики катушек на требования.


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий