Соленоидный клапан электромагнитный: фото, виды, характеристики, сфера применения

Строение стандартной конструкции нормально закрытого соленоидного клапана (220В)

Клапаны с простейшей конструкцией обычно содержат одно входное и одно выходное отверстие, хотя существуют варианты и с несколькими портами.

Большинство запорных устройств включает следующие детали:

• пружину якоря;
• отверстие, отвечающее за регулировку;
• катушку;
• тарелку клапана;
• основное отверстие;
• диафрагму;
• отверстие, отвечающее за выравнивание.

   
Большинство соленоидных клапанов включает следующие детали: пружину якоря, катушку, тарелку клапана, диафрагму.

Электромагнитные соленоидные клапаны нормально закрытые 220в имеют множество полезных преимуществ, среди которых удобство, высокая скорость срабатывания, возможность контролировать работу системы удаленно. Они более точны, чем устройства с ручным управлением, позволяют экономить время и усилия, повышают безопасность и эффективность бытовых приборов.

В конструкции отсутствуют червячные и зубчатые передачи. В отличие от редуктора и электромотора клапаны имеют упрощенное строение и минимальное количество подвижных компонентов, поэтому они более надежны, обладают длительным сроком эксплуатационной службы и подвергаются минимальному износу.

Высокая надежность нормально закрытых соленоидных клапанов для воды обусловлена и другими конструкционными особенностями. Если выходит из строя пульт дистанционного управления или отключается электричество, все равно остается возможность использовать устройство, которое в этом случае будет действовать как обычный водопроводный кран. Для этого достаточно повернуть управляющий соленоид на ¼ оборота в положение «выключить» или «включить».

На заметку! Чем меньше расстояние между электромагнитным сердечником и стопором, тем сильнее электромагнитное поле. Причем это утверждение остается неизменным, независимо от вида напряжения и его величины.
Электромагнитные клапаны имеют упрощенное строение и минимальное количество подвижных деталей.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода. Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее. Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I 2 R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Классификация клапанов: что такое соленоид, основные виды механизмов

Соленоидные вентили – это запорные и регулирующие устройства, которые используются для включения и отключения системы, внутри которой движется жидкость или газ. Они позволяют контролировать работу коммуникаций дистанционно. В конструкции этих устройств присутствуют электрические магниты, именуемые соленоидами. Этим и объясняется их название.

Электромагнитные клапаны — это запорные устройства, которые применяются для включения и отключения системы

Электромагнитный клапан имеет практически такое же строение, что и стандартный вариант запорного устройства. Отличие заключается лишь в том, что срабатывание механизма происходит, когда на катушку соленоидного клапана поступает электрический заряд. Для его открытия и закрытия не требуется прилагать физические усилия.

В промышленности с помощью таких клапанов контролируется процесс транспортировки различных сред и жидкостей, а также регулируется сила тока. Кроме этого, они широко применяются в быту.

Соленоидный электромагнитный клапан: классификация устройств

Существует несколько разновидностей соленоидных запорных устройств. Эти приборы классифицируются по разным признакам:

• типу конструкции;
• материалу, из которого изготовлена корпусная часть;
• виду уплотнителя;
• положению запора внутри, когда система находится в обесточенном состоянии;
• способу подключения.

Каждая разновидность прибора рассчитана на работу в различных условиях, при определенном давлении и температуре. Устройства разного типа контролируют свою среду. Различают водяные клапаны, газовые, воздушные, паровые. Существуют устройства, регулирующие работу систем, внутри которых перемещаются нефть, бензин и другие виды топлива.

Соленоидный электромагнитный клапан классифицируется по типу конструкции, способу подключения, положению запора

По способу подключения электромагнитные приборы бывают муфтовыми, фланцевыми и штуцерными. Их размер варьируется в пределах 6-150 DN, что позволяет подобрать запорный механизм для любого трубопровода. Для изготовления корпусной части приборов производители используют нержавеющую сталь, чугун, латунь, а также различные виды пластика, обладающие повышенным запасом прочности.

Перекрытие жидкости клапаном осуществляется благодаря мембране, установленной внутри него. А также в этом процессе принимает участие уплотнитель, который изготавливается из эластичных полимеров:

• этилен-пропиленового эластомера;
• фторэластомера;
• бутадиен-нитрильного каучука.

По типу подключения электромагнитные клапаны бывают муфтовыми, штуцерными и фланцевыми

Изделия из фторэластомера способны выдерживать высокие температуры, а также контакт с бензином и маслами. Каучуковые уплотнители имеют промышленное назначение, поскольку проявляют стойкость к воздействию нефтепродуктов. В электрических клапанах для воды используются изделия из этилен-пропиленового эластомера. Они могут контактировать с кислотами, солями и щелочами, которые присутствуют в составе жидкости.

Классификация электроклапанов для воды по принципу функционирования

Функциональные возможности запорных устройств зависят от внутреннего строения, количества патрубков и отверстий. По принципу действия электромагнитные клапаны делятся:

• на одноходовые;
• двухходовые;
• трехходовые.

Одноходовые изделия подключаются к трубопроводной системе посредством одного патрубка. Эти устройства выполняют защитную функцию. Если в системе повышается уровень давления, они просто выпускают лишнюю воду или пар. В соленоидных клапанах 2/2 (двухходовых) имеется два отверстия – входное и выходное.

Трехходовые устройства подключаются к трубам с помощью трех патрубков. Они имеют два входных отверстия и перенаправляют носитель из одного трубопровода в другой. Такие приборы обычно устанавливаются в системах отопления. Функциональные возможности соленоидных электромагнитных клапанов (220В) с тремя патрубками позволяют смешивать рабочую среду путем перегонки теплового носителя между двумя контурами. В результате происходит изменение температуры воды в системе. При этом трубопровод продолжает работать в том же режиме.

Перекрытие движения жидкости осуществляется с помощью мембраны, установленной внутри клапана

По принципу работы соленоидные клапаны бывают прямыми и непрямыми. В устройствах прямого действия сердечник перемещается исключительно под влиянием электромагнита. Непрямые клапаны реагируют еще и на давление рабочей среды.

Общее устройство и принцип действия электромагнитных клапанов

Все электромагнитные клапаны, независимо от типа и назначения, имеют принципиально одинаковую конструкцию, и в них есть несколько основных компонентов:

— Электромагнит (соленоид) с якорем той или иной конструкции; — Управляющий/запорный элемент (или элементы), соединенные с якорем электромагнита; — Полости и каналы для потоков рабочей среды, соединенные со штуцерами или патрубками на корпусе; — Корпус.

Также клапан может нести на себе различные вспомогательные элементы — устройства для регулировки натяжения пружин или хода управляющего устройства, сливные штуцеры, рукоятки для ручного управления потоками рабочей среды, выключатели для управления другими устройствами в зависимости от состояния клапана, фильтры и т.д.

Клапаны делятся на три группы по типу и конструкции управляющего элемента:

— Золотниковые — управляющий элемент выполнен в виде золотника, который может распределять потоки рабочей среды по каналам; — Мембранные — управляющий элемент выполнен в виде эластичной мембраны; — Поршневые — управляющий элемент выполнен в виде поршня, прилегающего к седлу.

При этом в клапане может быть один, два или более управляющих элементов, соединенных с одним якорем электромагнита.

Принцип работы электромагнитного клапана очень прост. Рассмотрим работу наиболее простого двухходового мембранного нормально закрытого клапана, используемого в системах подачи топлива. Когда клапан обесточен, якорь под действием пружины прижат к мембране, которая перекрывает канал и предотвращает поступление жидкости дальше по системе. При подаче тока на электромагнит в его обмотке возникает магнитное поле, за счет чего якорь втягивается внутрь — в этот момент мембрана, которая больше не прижимается якорем, под действием давления рабочей среды поднимается и открывает канал. При последующем снятии тока с электромагнита якорь под действием пружины вернется в первоначальное положение, прижмет мембрану и перекроет канал.

Двухходовые клапаны работают аналогичным образом, однако в них вместо мембраны используются либо золотники, либо управляющие элементы поршневого типа. Для примера рассмотрим конструкцию и работу клапана ЭПХХ карбюраторных автомобилей. При обесточенном электромагните якорь под действием пружины поднят вверх, и запорным элементом закрывает верхний штуцер, соединяя боковой и нижний (атмосферный) штуцеры — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается атмосферное давление, он закрыт и система холостого хода карбюратора не работает. При подаче тока на электромагнит якорь втягивается, преодолевая усилие пружины, закрывает нижний штуцер, одновременно открывая верхний, который связан с впускной трубой двигателя (где наблюдается пониженное давление) — в этом случае на пневмоклапан ЭПХХ подается разрежение, он открывается и включает в работу систему холостого хода.

Электромагнитные клапаны очень надежны и неприхотливы в работе, они обладают значительным ресурсом (до нескольких сотен тысяч срабатываний), и, как правило, не требуют специального обслуживания. Однако при возникновении неисправности любой клапан необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будут обеспечиваться необходимые эксплуатационные характеристики и безопасность транспортного средства.

Еще в этом разделе

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.

Соленоидные электромагнитные клапаны Danfoss

Клапанами Данфосс оснащаются различные виды оборудования – начиная с насосов, установленных на автозаправочных станциях, оканчивая машинами, которые можно встретить в химчистках. Небольшой размер этих устройств совершенно не сказывается на уровне их надежности. Компания Данфосс выпускает обширный диапазон клапанов. Благодаря этому в магазинах можно найти такие модификации, которые другие производители изготавливают исключительно по спецзаказу.

Соленоидные электромагнитные клапаны Danfoss имеют небольшие размеры, но это совершенно не влияет на уровень их надежности.

Преимущества соленоидных клапанов Данфосс:

• обширная номенклатура устройств общего назначения;
• даже стандартные модификации могут решить множество задач, с которыми сталкивается промышленность;
• ассортимент продукции позволяет подобрать приборы, способные контактировать с очень агрессивными средами, например, клапаны, корпус которых изготовлен из нержавеющей стали и обеспечен защитой класса IP67.

 При необходимости компания Данфосс может модифицировать продукцию с учетом технического задания покупателя. Благодаря этому можно найти оптимальные решения для любых промышленных задач. Причем в процессе разработки могут принимать участие представители компании-покупателя.

К запорным устройствам прилагается полный пакет технической документации, а также предоставляются упрощенные руководства, позволяющие покупателям выбрать клапан с подходящими характеристиками. В производственном процессе задействованы специалисты, являющиеся экспертами в области регулирования газа, пара и жидкостей. Поэтому продукция отличается высокой функциональностью, надежностью и безопасностью.

Компания Danfoss производит электромагнитные клапана как прямого действия, так и укомплектованные сервоприводом.

В продаже можно встретить электромагнитные запорные устройства прямого действия и укомплектованные сервоприводом. Особым спросом пользуются двухходовые соленоидные клапаны Danfoss EV220B, которые рассчитаны на регулировку нейтральных газов, воды, воздуха, масел. Некоторые модификации из этой линейки могут контролировать пар и слабоагрессивные среды.

Область применения

Область применения напрямую зависит от материала клапаны. Деталь, основной материал которой латунь, не применяется в агрессивных средах, скажем, для контроля дизельного топлива, жидкости с кислотной основой.

Электромагнитные клапаны используются в для контроля гидравлики и пневматических систем, для управления цилиндрами или крупных промышленных клапанов с большим диаметром.

Фото — Двухходовой соленоидный клапан

Чаще всего производство использует клапан для механизмов и устройств, где необходимо ограниченное поступление воды, газа, воздуха, т.д. – стиральная машина, посудомоечная установка, контроль системы отопления. Импульсный клапан двойного типа действия используется как устройство для подачи воздуха и воды в стоматологических кабинетах, для полива земли, подпитки разнообразных приборов при помощи дизтоплива, контроля работы машины с газовой мини-установкой и даже для холодильника.

Как проверить работоспособность

Проводник, имеющий форму спирали, в котором возникает магнитное поле, называется соленоидом. Применяется в автомобилях и предназначен для переключения датчиков и клапанов на расстоянии. Таким образом, если клапан или какой-либо датчик перестал функционировать, то, прежде всего, проверке подвергают соленоид.

Для проверки потребуется следующее:

• компрессор;
• оборудование для диагностики;
• различные инструменты – отвертки, ключи и другие.

Для проверки соленоида его необходимо переключить в режим “омметра”. Отыскать соленоид в автомобиле можно посредством технической документации, которая идет с каждым транспортным средством. Соленоид должен быть подключен к бортовому компьютеру

Обратить внимание и на то, в каком состоянии находится клапан. Он может быть закрытым или открытым

Следующим этапом следует проверка электрического сопротивления соленоида. В работе потребуется применить омметр, который следует подключить к клеммам компонента. О том, каким сопротивлением должен обладать соленоид в горячем и холодном состоянии, указано в технической документации. Проверить контур компонента на замыкание. Необходимо каждый контакт через корпус автомобиля замкнуть. В течение долгого периода эксплуатации в соленоиде скапливается большое количество загрязняющих компонентов. По возможности следует промыть соленоид в бензине. Возможно, что приходится иметь дело с неразборным компонентом. Тогда придется заменить старый соленоид на новый, и можно быть уверенным в том, что проблема устранена.
Соленоид является источником мощного магнитного поля. В результате этого внутри скапливается большое количество металлических микрочастиц. Они оседают на стенках каналов и вскоре начинают препятствовать нормальной работе клапана. Подвижные части работают с перебоями. Удалять металлические микрочастицы можно посредством компрессора. Высокое давление воздуха удалит весь мусор, скопившийся за несколько лет или месяцев эксплуатации

Не забыть обратить внимание на то, в каком состоянии должен находиться клапан в обычном состоянии.
Если соленоид закрыт в нормальном положении, то выполнить простой тест. Отключить устройство от источника питания

После этого направить струю воздуха, которая должна задерживаться внутри, а не выходить через выходной канал. Подать напряжение на соленоид. В данной ситуации воздушная струя должна начать выходить через выходной канал. Если условия выполняются, то можно сказать, что компонент находится в пригодном состоянии.
С иной ситуацией придется столкнуться в случае с нормально открытым соленоидом. Как только компонент был обесточен, воздух должен начать выходить через выходной клапан. При подаче тока канал запирается, и воздух остается внутри.

Электромагнитный клапан.

Наличие короткого замыкания становится причиной низкого сопротивления. Его можно измерить и для этого необходимо отыскать электродвижущую силу, а также ее внутреннее сопротивление. На основании полученных сведений выполнить требуемые расчеты. Для расчета короткого замыкания потребуется лишь тестер.

Электрические аппараты

Токоприемник Т-5М1 (П-5.)
Быстродействующий выключатель БВП-5-02
Электропневматнческне контакторы ПК
Электромагнитные контакторы МК-ЗГбА н МК-310В
Электромагнитный контактор МК-15-01
Электромагнитные контакторы МКП-23Д и МКП-23Е
Быстродействующий контактор БК-78Т
Переключатель кулачковый групповой ПКГ-040
Переключатели ПКД-043, ПКД-047 и ТК-042
Переключатель вентиляторов ПВ-048
Блок аппаратов с ножевым Переключателем
Разъединитель высоковольтный наружной установки РВН-004Т
Разъединитель высоковольтный однополюсный РВО-010
Переключатель ПН-024
Разрядник РМВУ-3
Дроссель ДР-027 н индуктивный шунт ИШОБЗ
Электрнческне печн ПЭТ-1 УЗ
Резисторы
РеЛе повышенного напряжения РПН496
Реле низкого напряжения РНН-497
Реле перегрузки РТ-500
Реле перегрузки РТ-502
Реле тока РТ-067
Промежуточные реле РП-280, РП-282 и РП-287
Реле рекуперации РР-498
Реле дифференциальной защиты РДЗ-068 и РДЗ-068-01
Датчик боксования ДБ-018
Реле оборотов РКО-28
Реле времени РЭВ-294
Контроллер машиниста КМЭ-013
Электромагнитные контакторы ТКПМ
Кнопочные выключатели КУ
Выключатель ВУ-223А
Штепсельное соединение и розетка низковольтная РН-1
Аккумуляторная батарея 40К.Н-125
Агрегат панели управления АПУ-287
Электромагнитные вентили
Электромагнитные защитные вентили ВЗ-1 и ВЗ-57-02
Электропневматический клапан КП-41
Клапан КП-39
Электропневматический клапан КП-53
Клапаны продувки КП-100-03 и КП-110
Электроблокировочный клапан КПЭ-99
Пневматические выключатели управления ПВУ-2, ПВУ-3, ПВУ-7
Регулятор давления РД-012
Регулятор давления АК-11Б
Прожекторы

Хладоновые соленоидные вентили

Соленоидные вентили используют в качестве запорного механизма на трубопроводах холодильных установок рассольной системы. Хладоновые вентили устанавливают на трубопроводах жидкого хладона, байпасных линиях и трубопроводах оттаивания снеговой «шубы» на воздухоохладителе.

Хладоновый соленоидный вентиль СВМ-15 (рис. 4, а), применяемый в 5-вагонных секциях БМЗ на жидкостной и байпасной линиях (проходной, мембранный, бессальниковый, с разгрузочным золотником, с условным проходом 15 мм), рассчитан на рабочее давление 15,7·105 Па. Он состоит из корпуса (1), запорного механизма с мембраной, электромагнитного и ручного приводов. Запорный механизм включает в себя золотник (2), в кольцевой паз которого завулканизирован резиновый вкладыш (3), фильтрующую шайбу (4) с мембраной (5) из прорезиненного капрона и грибок (6), который прикреплен к фильтрующей шайбе. Электромагнитный привод вентиля состоит из катушки (7), кожуха (8), прикрепленного к резиновой шайбе на корпусе гайкой-колпачком, сердечника, разделительной трубки (10), сваренной с упором (11) и предохраняющей катушку от действия хладона. Ручной привод представляет собой винт (12), помещенный с сальником (13) в штуцер корпуса и закрытый колпачком (14).

Для работы соленоидного вентиля необходимо, чтобы давление на входе в вентиль было больше давления на выходе, т. е. чтобы был перепад давлений. В первоначальном положении, когда электромагнит не включен, разгрузочное отверстие в золотнике (2) закрыто резиновым уплотнением сердечника (9). Давление хладона, поступающее через отверстие в фильтрующей шайбе (4) и грибке (6) в надмембранную полость, прижимает золотник (2) к седлу – вентиль закрыт.

Рис. 4 – Хладоновые соленоидные вентили типа СВМ (а) и типа EV1D-10 (б)

При включении тока электромагнит притянет сердечник (9), разгрузочное отверстие откроется и хладон из надмембранной полости через золотник перейдет в подзолотниковую полость. На мембрану будет действовать разность давлений, благодаря чему она поднимется вместе с золотником (2) до упора и откроет основной проход. При выключении тока сердечник электромагнита перекроет разгрузочное отверстие, давление в надмембранной полости повысится, и разность давлений начнет действовать в обратную сторону – вентиль закроется.

Хладоновый соленоидный вентиль EV1D-10 (рис. 4, б), применяемый в рефрижераторных вагонах постройки ГДР, также работает за счет перепада давлений. При подаче напряжения на катушку (7) сердечник (9) втягивается, поднимая клапан (15). Давление в полости над мембраной понижается. Мембрана поднимается вверх и открывает основной проход. Короткозамкнутое медное кольцо (16), находящееся в головке, обхватывает часть магнитопровода и устраняет вибрацию (гудение) сердечника в верхнем положении. При отключении электромагнита сердечник (9) опускается и закрывает разгрузочное отверстие (19). Давление над мембраной благодаря капиллярным отверстиям (17) в ней повышается, и мембрана плотно садится на гнездо (18).

Общая характеристика соленоидных клапанов Tork

Производителем клапанов, выпускаемых под наименованием торговой марки Tork, является компания SMS. Высокое качество продукции оценили многие страны Азии, Америки и Европы, поэтому около 40% товаров экспортируется. Производственный процесс полностью автоматизирован. При изготовлении клапанов практически не используется ручной труд, что исключает вероятность брака, причиной которого может служить человеческий фактор.

Производственный ассортимент компании включает клапаны следующих видов:

При изготовлении клапанов Tork исключается вероятность брака, так как в производстве не используется ручной труд.

• бистабильные и моностабильные;
• для газов и жидкостей, оказывающих агрессивное и нейтральное воздействие;
• для воды и пара повышенной температуры;
• для светлых нефтепродуктов и бензина;
• для вакуума;
• для компрессоров поршневого типа и т.д.

Перед поступлением в продажу арматура исследуется на предмет протечек, тестируются прочностные характеристики корпуса (для этого изделие подвергается воздействию пятикратного давления). С помощью бесконтактного тестера проверяется работоспособность соленоидных катушек.

Все перечисленные компании, занимающиеся производством электромагнитных клапанов, выпускают продукцию высочайшего качества. Благодаря этим устройствам процесс эксплуатации оборудования и коммуникационных систем становится полностью контролируемым и безопасным. Срок службы арматуры и ее эффективность будут зависеть от того, насколько правильно подобрана модель клапана, а также от его характеристик.