Устройство соленоидного клапана: устройство, виды, назначение и принцип работы

Надежность в деталях: как выбрать соленоидные клапаны

Надежность

Общая надежность любой системы на производственном предприятии не может превышать надежность последнего звена в цепочке управления. Во многих случаях таким звеном является соленоидный клапан с дистанционным управлением, который запускает или останавливает производственный процесс.

По сути, соленоидный клапан — это устройство для электрического прерывания или отвода потока рабочей среды в трубе. Существует множество типов соленоидных клапанов, однако все они основаны на одном принципе: отверстие закрывается или открывается для того, чтобы регулировать поток. Области применения таких клапанов разнообразны. С одной стороны, их можно использовать для управления стандартными отсечными и регулирующими клапанами или же специальными клапанами — например, клапанами систем повышенной надежности для защиты от превышения давления (High Integrity Pressure Protection System, HIPPS) и клапанами аварийного отключения (Emergency Shutdown, ESD). С другой, они подходят и для непосредственного управления рабочими средами при контроле пожаротушения или управления системами обеспечения паром, водой и воздухом. Соленоидные клапаны также широко используются в пневматических системах и элементах управления. Во всех этих случаях надежность работы оборудования имеет первостепенное значение.

Для сокращения издержек некоторые предприятия приобретают соленоидные клапаны, основываясь только на их цене. Однако ошибочно полагать, что все клапаны одинаковы и мало что может пойти не так с этими, казалось бы, простыми устройствами, которые обычно состоят из катушки, плунжера и седла. Разработанный на высоком техническом уровне соленоидный клапан может стоить дороже, но расходы в течение срока его службы будут значительно ниже, чем у более дешевых эквивалентных клапанов.

Для подтверждения этого тезиса о ложной экономии рассмотрим традиционный соленоидный клапан. Чтобы уплотнить шток для предотвращения утечки, в них обычно используются специальные кольца. Такая конструкция имеет множество недостатков. Герметизирующая способность уплотнительного кольца со временем снижается из-за износа резины, что приводит к утечкам рабочей среды. Из-за этого рабочая среда или присутствующие в ней загрязнения могут накапливаться на штоке клапана, увеличивая трение. Кроме того, в некоторых конструкциях требуется вентиляционное отверстие, чтобы обеспечить плавное движение штока клапана. Однако из-за такого отверстия внутренние части клапана становятся уязвимыми к загрязнениям из атмосферы, которые также могут откладываться на штоке.

Все эти факторы могут привести к замедлению срабатывания и потенциальным сбоям клапана, а, например, в HIPPS и системах аварийного отключения важна каждая доля секунды. Чтобы справиться с повышенным трением, некоторые поставщики используют более упругую пружину, которая позволит клапану по-прежнему работать при увеличении трения. Для преодоления такой упругости пружины требуется большее значение FFR (Force Friction Ratio — соотношение силы и трения). Соответственно, необходим соленоид большей мощности, а при увеличении мощности выделяется больше тепла. Повышение температуры, в свою очередь, может отрицательно сказаться на сроке службы соленоида. Помимо этого, катушка с повышенным энергопотреблением может повысить расходы на установку клапана, поскольку могут потребоваться провода большего сечения или инженеры будут вынуждены использовать меньше клапанов в одном контуре управления.

Отказы соленоидных клапанов приводят к простоям оборудования со всеми сопутствующими проблемами и затратами. А если клапан заклинит в ситуации, когда требуется аварийное отключение, то результат может быть фатальным.

Надежность можно определять по-разному, однако в инженерной терминологии она характеризует степень доверия к оборудованию, т. е. способность системы или компонента работать в заявленных условиях в течение указанного периода без неполадок и отказов. Надежность, безусловно, тесно связана с безопасностью системы: для анализа обоих показателей применяются общие методы и они зависят друг от друга. Кроме того, данный параметр оказывает влияние на стоимость сбоев, которая состоит из стоимости простоя системы, запасных частей, оборудования для ремонта, труда персонала и затрат на претензии по гарантиям.

 

Предполагаемый срок службы катушки солиноидного клапана

Рис. 1. Предполагаемый срок службы катушки

Особенности катушки

Одной из важнейших частей соленоидного клапана является электромагнитная катушка, которая существенно влияет на его надежность. Задача катушки — создавать электромагнитное поле, которое будет поднимать сердечник/шток, чтобы открыть нормально закрытый клапан (НЗ) или закрыть нормально открытый (НО). Без нее внутренние компоненты клапана просто не смогут перемещаться при подаче напряжения.

Некоторые поставщики соленоидных клапанов приобретают катушки у сторонних производителей, зачастую не имеющих собственного интереса в их оптимизации. Им предоставляется чертеж и технические характеристики, и они поставляют продукт, отвечающий этим требованиям. В свою очередь, собственное производство катушек позволяет отслеживать каждый аспект производственного процесса, совершенствовать его и внедрять новые технологии, а не просто разрабатывать конструкцию, которая будет использоваться без изменений в течение длительного времени.

Для изготовления надежной электромагнитной катушки производитель должен соблюдать стандарты IEC 335 для электрических устройств. Также нужно установить класс изоляции: у стандартных катушек это E, F или H. Класс изоляции определяет максимальную рабочую температуру катушки в течение конкретного срока службы (рис. 1). Например, в соответствии с европейским стандартом IEC 335 катушки класса H должны выдерживать 20 000 ч при +180 °C, а катушки класса F — 20 000 ч при +155 °C. Однако по требованиям американского стандарта UL катушки должны выдерживать 30 000 ч как в классе H (при +180 °C), так и в классе F (при +155 °C). Оптимизированный соленоидный клапан будет содержать проводник из меди высокой чистоты, отвечающей более строгим международным стандартам, а также изолирующее покрытие класса H по UL, которое обеспечит длительный срок службы.

При производстве катушки одной из важных целей является «идеальная обмотка»: чтобы витки катушки были абсолютно однородны и каждый последующий слой идеально ложился на предыдущий (рис. 2). Такая обмотка приближается к 100%-ной эффективности, а также уменьшает риск возникновения горячих участков, которые являются потенциальными точками отказа.

Идеальная обмотка

Рис. 2. «Идеальная обмотка»

После намотки проводника катушку следует заключить в оболочку, чтобы обеспечить изоляцию и защиту от повреждения и влаги. Эпоксидная литая оболочка имеет лучшие характеристики, поскольку является прекрасным изолятором и негигроскопична. В конечном счете, каждая катушка, предназначенная для использования в соленоидном клапане, должна быть спроектирована и испытана для непрерывной службы, а также отвечать требованиям стандарта IEC 216 к термостойкости.

 

Оптимальная конструкция

Как уже отмечалось выше, традиционные конструкции клапана, в которых используются уплотнительные кольца и вентиляционные отверстия, не соответствуют требованиям безопасности и надежности.

Необходим иной подход к разработке соленоидного клапана — без уплотнения, с низким коэффициентом трения и без заедания. Для этого между штоком и корпусом клапана можно использовать специальное двухслойное динамическое уплотнение, не содержащее никаких резиновых компонентов, которые, как уже говорилось, со временем разрушаются. Внутренний слой уплотнения (U-образное кольцо), находящийся в соприкосновении со штоком клапана, может быть изготовлен из PTFE и поддерживаться уплотнительным кольцом из эластомера. Для таких колец используется эластомер, устойчивый к воздействию окружающей среды. Он создает преднагрузку для U-образного кольца из PTFE и обеспечивает статическое уплотнение. В сочетании со штоком клапана, поверхность которого отполирована с точностью до микрона, такая конструкция эффективно предотвращает любое заедание и сводит к минимуму трение штока.

Риск заедания также снижается за счет устранения необходимости в вентиляционных отверстиях. Клапан с «недышащей» конструкцией не допускает проникновения грязи из окружающей среды.

Представленная конструкция имеет низкое значение FFR, что позволяет избежать потребности в мощной пружине и использовать катушку с пониженным энергопотреблением (1,8 Вт, 0,5 Вт IS). У такого решения множество преимуществ. Например, при модернизации завода можно устанавливать новые соленоидные клапаны без замены кабелей или добавления источников питания. Катушка с пониженным энергопотреблением позволяет выполнять больше работы в той же инфраструктуре — например, питать большее количество устройств. Дополнительным преимуществом является то, что меньшая мощность означает меньшую температуру: это приводит к более длительному сроку службы катушки с сокращением эксплуатационных расходов.

Кроме того, качественные клапаны поставляются с соответствующими целевому назначению руководствами по установке и обслуживанию. Эти документы также содержат рекомендации по достижению «чистой» среды и обеспечению максимальной защиты с помощью фильтров и выхлопных устройств, которые позволят избежать попадания в клапан любых загрязнений, способных нарушить его нормальную работу и/или снизить долговечность.

 

Экстремальные рабочие условия

Надежность соленоидных клапанов становится еще важнее в экстремальных рабочих условиях. Например, рассмотрим управление приводом клапана при очень низкой температуре.

Существует множество документальных свидетельств того, что уровень надежности соленоидных клапанов уменьшается по мере понижения температуры. Решение такой проблемы — сертифицированные соленоидные клапаны, работающие при температурах –60…+90 °C.

При работе в коррозионных средах, например содержащих сернистый газ, где часто происходит сульфидное растрескивание под напряжением, все материалы внутренних и внешних компонентов клапана должны отвечать требованиям NACE.

В целом, для любых экстремальных рабочих условий рекомендуется подбирать соленоидные клапаны, защищенные от коррозии и имеющие долгий срок службы, а также сертифицированные признанными в отрасли органами, такими как Exida и TÜV.

Наконец, для потенциально взрыво­опасных сред инженерам следует остановить свой выбор на соленоидных клапанах с широким ассортиментом вариантов взрывозащиты и сертификацией, делающей их пригодными для использования в опасных средах, — ТР ТС 012/2011, ATEX, IECEx, NEMA/UL/CSA, NEPSI, PESO, INMETRO и KOSHA.

 

Решение Emerson

Клапаны ASCO серии 327 от компании Emerson (рис. 3, табл.) — это универсальные соленоидные клапаны 3/2 прямого действия (со сбалансированной тарелкой), доступные в различных исполнениях по материалам, мощности, пропускной способности и сертификации. Они подходят для различных задач, например для управления приводом, разгрузки компрессора и контроля над средствами обеспечения, и могут использоваться в составе широкого диапазона инженерных решений, среди которых системы управления приводом, системы управления с резервированием и байпасные панели.

 Соленоидные клапаны ASCO серии 327

Рис. 3. Соленоидные клапаны ASCO серии 327

Благодаря уникальной конструкции и заверенному сертификатами соответствию требованиям безопасности, клапаны серии 327 являются проверенным, безопасным, надежным и адаптируемым решением, подходящим для использования в жестких промышленных условиях. Такой клапан обладает взрывозащитой и превосходит строгие требования нефтегазовой отрасли.

Таблица. Технические характеристики клапанов ASCO серии 327

Материал корпуса клапана

Нержавеющая сталь 316L / латунь / алюминий

Размер

1/4″, 1/2″

Пропускная способность (Kv)

До 1,5 м3

Давление

ΔP 0–10 бар

Рабочая температура

–60…+120 °С

Класс SIL

До 3 (Exida и TÜV)

Энергопотребление

от 0,5 Вт

Материал корпуса / оболочки /  катушки

Алюминий / нержавеющая сталь 316L / заливка эпоксидной смолой

Дополнительные возможности

Ручное управление, ручной сброс, съемное ручное управляющее устройство

Международная сертификация Ex

CU TR (ТР ТС), ATEX, IECEx, NEMA/ UL/CSA, NEPSI, PESO, INMETRO, KOSHA и т. д.

Сертификаты безопасности

Exida, TÜV

Клапаны обладают прочной «недышащей» конструкцией, специальным устройством уплотнения и катушкой с увеличенным сроком службы. Все катушки проектируются и изготавливаются на собственных заводах Emerson.

Также клапаны серии 327 позволяют значительно сократить время технического обслуживания и расходы на ввод в эксплуатацию. Например, устройство для управления клапаном при недостаточном давлении можно извлечь вручную, без демонтажа клапана или выключения пневматической системы оборудования.

К другим преимуществам данных клапанов относятся:

  • модели с пониженным энергопотреблением, которые уменьшают размеры источников питания и кабелей;
  • отвечающие требованиям NACE материалы, снижающие риск коррозии;
  • катушки класса H с эпоксидной оболочкой для долгого срока службы;
  • внутренняя устойчивость к вибрациям;
  • наличие постоянного воздушного зазора (даже при подаче питания), который снижает любые риски заедания (рис. 4), вызванные остаточным магнетизмом.
    Конструкция солиноидного клапана для снижения риска заедания

    Рис. 4. Конструкция для снижения риска заедания

 

Пример применения

Чтобы подчеркнуть преимущества высококачественных соленоидных клапанов, рассмотрим управление клапаном ESD на нефтеперерабатывающем заводе. При нормальной работе на такие клапаны подается питание для поддержки технологического клапана в открытом состоянии. Соответственно, в случае аварийной ситуации соленоидный клапан должен быть обесточен и быстро закрыться, чтобы перекрыть технологический клапан. Поскольку соленоид такого типа обычно подолгу работает в режиме ожидания, разрушение уплотнительного кольца и повышенное трение значительно замедлят его отклик при закрытии.

Чтобы измерить время отклика соленоидного клапана после работы в режиме ожидания, было проведено испытание. Оно показало, что клапан ASCO 327 срабатывал значительно быстрее, чем изделие конкурента, которое, помимо прочего, имело большее усилие возврата пружины. Таким образом, клапаны ASCO демонстрируют более стабильное и надежное поведение по прошествии долгого времени, чем аналогичные устройства (рис. 5).

Быстро закрывающийся соленоидный клапан повышает безопасность применения

Рис. 5. Быстро закрывающийся соленоидный клапан повышает безопасность применения

 

Заключение

Покупка недорогого соленоидного клапана на первый взгляд может показаться выгодной. Для многих инженеров клапаны — это простые устройства для прерывания или отвода потока в трубе. Однако если необходимо быть уверенным в том, что соленоидный клапан мгновенно откроется или закроется, когда это потребуется, даже после длительного периода ожидания, единственным вариантом являются высококачественные инженерные решения.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Устройство клапана — компания Москлапан

ustr1.jpgЭлектромагнитный клапан (клапан соленоидный) состоит из следующих основных деталей: корпуса, крышки, мембраны (поршня), пружины, плунжера, штока и электрической катушки (соленоида).  Корпуса и крышки клапанов отливают из латуни, нержавеющей стали, чугуна или полимеров: полипропилена, эколона, нейлона и др. Клапаны рассчитаны для использования при различных рабочих средах, давлениях и температурах. Для плунжеров и штоков применяют специальные магнитные материалы. Электрокатушки (соленоиды) для клапанов изготовливают в пылезащищенном или герметичном корпусе. Обмотка катушек выполнена высококачественным эмаль проводом из электротехнической меди. Присоединение к трубопроводу резьбовое или фланцевое. Для подключения к электрической сети используется штекер. Управление осуществляется подачей напряжения (или импульса) на катушку. 

Напряжения питания:
Переменного тока, AC: 24В, 110В, 220В;
Постоянного тока, DC: 12В, 24В; 
Допуск по напряжению: ± 10%.
Класс защиты: IP65. 

Основные рабочие положения:
Клапаны электромагнитные по исполнениям бывают: «НЗ» – нормально закрытые клапаны, «НО» – нормально открытые клапаны и «БС» – бистабильные (импульсные) клапаны, переключающиеся с открытого на закрытое положение по управляющему импульсу.

По принципу действия:
Для различных условий эксплуатации применяют клапаны прямого действия, срабатывающие при нулевом перепаде давлении и пилотные клапаны (непрямого действия) – срабатывающие только при минимальном перепаде давления. Так же электромагнитные клапаны подразделяются на запорные (2/2 ходовые), распределяющие трехходовые (3/2 ходовые), и переключающие клапаны (2/3 ходовые).

Мембраны и уплотнения:
Мембраны клапанов изготовлены из эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава – EPDM, NBR, FKM, а уплотнения из PTFE или TEFLON. Так же в конструкции клапанов используются новейшие составы силиконовых резин – VMQ и другие полимеры.

Свойства материалов:

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и атмосферным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу и углеводородами. Температура применения −40… +140 °С. 

NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Температурный диапазон −30… +100 °С. Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.

FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара низкого давления при температуре −30… +150 °С. Разрушается эфирами, органическими кислотами.   

PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к  бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон −50… +200 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.  

TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50… +250 °С. 

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана

ustr2.jpgКлапан нормально закрытый 
В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электро клапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером. Давление в верхней полости клапана (над мембраной) поддерживается через перепускное отверстие в мембране (или через канал в поршне) и равно давлению на входе в клапан. Клапан электромагнитный находится в закрытом положении, пока катушка не окажется под напряжением. 
ustr3.jpg

Для открытия клапана напряжение подается на катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.

Клапан нормально открытый
Принцип действия нормально открытого клапана наоборот – в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.

Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP – разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.

Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия

ustr4.jpgУ электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. При закрытии (отсутствии магнитного поля), подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности. 

Для клапана электромагнитного прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin=0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других местах, где давление минимально или отсутствует.

Принцип действия бистабильного клапана

Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: «Открыто» и «Закрыто». Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока. Для удержания открытого или закрытого положения подавать напряжение на катушку не требуется!  Конструктивно, бистабильные импульсные клапаны выполнены как пилотные клапаны, т.е. необходим минимальный перепад давления.

Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) – это функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра, давления и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.

Страница не найдена — ManRem

Конструкции

Какое положение лучше при перевозке холодильника Производители агрегатов указывают, что перевозку лучше всего осуществлять

Работы

Общие положения резки труб из стали В зависимости от поставленной задачи исполнителем может быть

Конструкции

Монтаж спутниковой тарелки Телекарта 1.Первым делом необходимо настроить тарелку на цетнральный спутник, в нашем

Работы

Назначение и принцип работы УЗО Прежде всего, рассмотрим, зачем нужно это устройство, и с

Применение обрешетки Обрешетка для гипсокартона на стену требует как физических, так и денежных затрат,

Материалы

Централизованное или автономное газоснабжение? Схемы устройства газового автономного отопления Принципиально отличающихся схем организации автономного

описание, виды, применение :: SYL.ru

Большая часть современных водопроводных запорных арматур функционирует за счет вложения человеком физического труда. Трубопровод перекрывают способом поворота крана либо клапана. Однако в хитроумных системах такой метод проверки объективно считается медленным, сложным и неудобным. Монтаж базовых электроприводов не всегда оправдан, потому что обходится очень дорого. Подобную трудность можно преодолеть, если на участке установить клапан соленоидный.

клапан соленоидный

Для чего он необходим

Электромагнитные вентили широко применяются в системах водоподготовки, подачи холодной воды в экструдерах, снабжения работы парогенераторов и котельных объектов, соединения разных сред, а также для наполнения и опустошения сосудов с системами автоматического управления. Использование таких установок делает технологическую процедуру более удобной и надежной.

Особенности

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.

клапан соленоидный электромагнитный

Назначение

Особенность работы такого прибора понятна и проста. 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

Особенность действия данной установки — несложность и производительность. В сравнении с громоздкими кранами, имеющими электроприводы, 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. К примеру, в фармакологической либо химической промышленности, где нужно обладать правами, чтобы распоряжаться всеми процедурами с четкостью до секунды.

соленоидный клапан

Преимущества клапанов

Существует, конечно, немало плюсов таких приборов, а именно:

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

Недостатки

Однако, помимо достоинств, клапан (соленоидный) имеет еще и минусы:

  • 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.нормально закрытый соленоидный клапан

Виды

По типу устройства клапаны бывают:

  • простые на полипропиленовые трубы, имеющие 2 входа и являющиеся стереотипной запорной арматурой;
  • трехходовые – выполняющие предназначение смесителя, так как отличаются 3 входами и могут их проверять;
  • комбинированные модели являются самыми сложными установками с ненормированными характеристиками и механизмами (делят такие изделия по классу рабочей среды и монтируют в системы определенных функций по заказу).

На заметку

Самый востребованный и популярный – это клапан соленоидный электромагнитный для воды. Он же является и самым дешевым. Более дорогие экземпляры можно использовать с нефтью, агрессивной химией, бензином, газом и другими веществами.

Немаловажной характеристикой такого устройства считается нижний и внешний диаметр. Эти цифры указываются в дюймах либо миллиметрах. Дюймовое определение устанавливают двумя показателями. К примеру, закрытый клапан (соленоидный) ¾ дюйма в диаметре пригоден для труб с такими же параметрами. При счете в миллиметрах можно заметить, что эта установка обладает диаметром по высоте 19-20 мм.

Электромагнитный клапан

Электромеханический клапан — электромеханический клапан для работы с жидкостью или газом. Клапан управляется электрическим током через соленоид: в случае двухходового клапана поток включается или выключается; в случае трехходового клапана поток переключается между двумя выпускными отверстиями. На коллекторе можно разместить несколько соленоидных клапанов.

Электромагнитные клапаны — наиболее часто используемые элементы управления в жидкостной технике. Их задачи — отключать, выпускать, дозировать, распределять или смешивать жидкости.Их можно найти во многих областях применения. Соленоиды обеспечивают быстрое и безопасное переключение, высокую надежность, длительный срок службы, хорошую совместимость со средой используемых материалов, низкую мощность управления и компактную конструкцию.

Помимо приводов плунжерного типа, которые используются наиболее часто, также используются приводы с поворотным якорем и коромысла.

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). Этот управляемый диафрагмой клапан умножает этот небольшой 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 облегчения управления. Пружина может использоваться для удержания клапана в открытом или закрытом состоянии, когда клапан не активирован.

A- Сторона входа
B- Диафрагма
C- Напорная камера
D- Труба сброса давления
E- Соленоид
F- Выходная сторона

На схеме справа показана конструкция базового клапана. 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. Функция этой пружины пока не имеет значения, поскольку клапан останется закрытым даже без нее.В центре диафрагмы имеется отверстие, 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 чистую направленную вниз силу. Пружина слабая и может закрыть входное отверстие только потому, что давление воды уравновешено с обеих сторон диафрагмы.

В предыдущей конфигурации небольшой канал D был заблокирован штифтом, который является якорем соленоида E и который сжимается пружиной.Если соленоид активируется путем вытягивания штифта вверх под действием магнитной силы от тока соленоида, вода в камере C будет течь через этот трубопровод D к выходной стороне клапана. Давление в камере C упадет, и входящее давление поднимет диафрагму, тем самым открыв главный клапан. Теперь вода течет напрямую из A в F .

Когда соленоид снова деактивируется и трубопровод D снова закрывается, пружине требуется очень небольшое усилие, чтобы снова толкнуть диафрагму вниз, и основной клапан закрывается.На практике часто нет отдельной пружины, эластомерная диафрагма 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 давление на входе всегда должно быть больше давления на выходе, чтобы он работал. Если давление на выходе по какой-либо причине превысит давление на входе, клапан откроется независимо от состояния соленоида и пилотного клапана.

В некоторых соленоидных клапанах соленоид воздействует непосредственно на главный клапан. Другие используют небольшой соленоидный клапан в сборе, известный как пилот, для приведения в действие большего клапана. Хотя второй тип на самом деле представляет собой соленоидный клапан в сочетании с клапаном с пневматическим приводом, они продаются и упаковываются как единый блок, называемый соленоидным клапаном. Управляемые клапаны требуют гораздо меньше энергии для управления, но они заметно медленнее. Управляемым соленоидам обычно требуется полная мощность в любое время, чтобы открываться и оставаться открытыми, тогда как соленоиду прямого действия может потребоваться полная мощность только в течение короткого периода времени, чтобы открыть его, и только небольшая мощность, чтобы удерживать его.

Типы

Возможны многие варианты базового одностороннего электромагнитного клапана, описанного выше:

Общее использование

Электромагнитные клапаны используются в пневматических и гидравлических системах гидравлического привода, для управления цилиндрами, гидравлическими двигателями или более крупными промышленными клапанами. В автоматических оросительных системах также используются электромагнитные клапаны с автоматическим контроллером. В бытовых стиральных и посудомоечных машинах используются электромагнитные клапаны для регулирования поступления воды в машину.В пейнтбольной индустрии соленоидные клапаны обычно называют просто «соленоидами». Они обычно используются для управления большим клапаном, используемым для управления пропеллентом (обычно сжатым воздухом или CO 2 ). Электромагнитные клапаны используются в стоматологических креслах для управления потоком воздуха. В промышленности [ указывает ] «соленоид» может также относиться к электромеханическому соленоиду, обычно используемому для приведения в действие шептала.

Помимо управления потоком воздуха и жидкостей, соленоиды используются в фармакологических экспериментах, особенно для патч-зажима, который может контролировать нанесение агониста или антагониста. [1]

Список литературы

.Миниатюрные электромагнитные клапаны

FAS — Norgren


Миниатюрные электромагнитные клапаны

Мы предлагаем полный ассортимент двухпозиционных (цифровых) электромагнитных клапанов IMI FAS, включая наш самый маленький клапан IMI FAS 6,5 мм FLEXISOL. Наши соленоидные клапаны идеально подходят для приложений, где решающее значение имеют производительность, надежность и простота интеграции.


6.5 мм FLEXISOL

Представляя собой прорыв с точки зрения производительности и интеграции, мы разработали FLEXISOL для точного контроля газов в портативных медицинских устройствах и диагностических приборах. FLEXISOL разработан для легкой интеграции в компактных средах.

  • Превосходное соотношение потока к размеру
  • Расход до 0,26 кв
  • Низкое энергопотребление: 0,8 Вт

Дополнительная информация

CAD / Configure


8-миллиметровый CHIPSOL

CHIPSOL обладает характеристиками 10-миллиметрового электромагнитного клапана в 8-миллиметровом корпусе.Лучшее в отрасли соотношение потока к размеру, потребляемая мощность 0,5 Вт, крепление для картриджа и отличная повторяемость делают его идеальным для интеграции в портативные устройства. Платформа CHIPSOL включает двухпозиционные, пропорциональные клапаны и клапаны с разделением среды.

  • 2/2, 3/2 и NC / NO
  • Низкое энергопотребление
  • Длительный срок службы до 100 миллионов циклов

Просмотреть техническое описание (PDF)

CAD / Configure


10 мм PICOSOL

Прецизионные миниатюрные электромагнитные клапаны PICOSOL сочетают в себе малый размер и малую мощность с высоким расходом, высокой воспроизводимостью и длительным сроком службы.Они хорошо подходят для адаптации к спецификациям OEM. Платформа PICOSOL включает двухпозиционные клапаны и клапаны с разделением среды.

  • 2/2, 3/2 и NC / NO / UNI
  • Высокое соотношение потока к размеру
  • Лучшая воспроизводимость

Просмотреть техническое описание (PDF)

CAD / Configure


15 мм MICROSOL

MICROSOL, первоначально разработанный как первый в мире соленоидный клапан 15 мм, имеет модульную конструкцию и может быть спроектирован для соответствия широкому спектру технических требований OEM.Он установил отраслевой стандарт для 15-миллиметровых клапанов и получил множество наград за дизайн и технологии. Платформа MICROSOL включает двухпозиционные клапаны и клапаны разделения среды.

  • 2/2, 3/2 и NC / NO / UNI
  • Высокий расход
  • Отверстие до 3,6 мм

Просмотреть техническое описание (PDF)


22 мм MINISOL

MINISOL отличается высокой скоростью потока, разнообразными схемами основания и длительным сроком службы.Клапаны представляют собой отличное соотношение цены и качества для диапазона давления до 40 бар. Платформа MINISOL включает двухпозиционные клапаны и клапаны с разделением среды.

  • Электромагнитный клапан 2/2 или 3/2
  • Диапазоны давления до 40 бар
  • Модели с НЗ, НР, с фиксацией и универсальным клапаном

См. Техническое описание (PDF)


32 мм BACOSOL

Ассортимент BACOSOL включает высокопроизводительные электромагнитные клапаны для пневматических или гидравлических систем с высоким рабочим давлением, высоким вакуумом и чрезвычайно низким уровнем утечки.Платформы BACOSOL включают двухпозиционные клапаны и клапаны с разделением среды.

  • 2/2 или 3/2 электромагнитный клапан
  • прямого или пилотного действия
  • NC, NO, с фиксацией и универсальный клапан модели

Смотреть техническое описание (PDF)

.