Соленоидный клапан принцип работы

Назначение и применение электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан выполняет роль регулирующего и запорного устройства в дистанционном управлении транспортировкой потоков жидкостей, воздуха, газа и других носителей. При этом процесс его использования может быть как ручным, так и полностью автоматизированным.

Наибольшую популярность получил соленоидный клапан Esbe, имеющий в качестве основного устройства соленоидный вентиль. Клапан соленоид состоит из электрических магнитов, которые в народе еще называют соленоидами. По своему устройству электромагнитный клапан напоминает обыкновенный запорный, но в данном случае управление положением рабочего органа происходит без применения физических усилий. Катушка принимает на себя электрическое напряжение, тем самым приводя в работу соленоидный вентиль и всю систему.

Электромагнитный клапан работает как в сложных технологических процессах на производстве, или же в коммунальных предприятиях, так и в быту. Используя такое устройство, мы можем самостоятельно регулировать объемы подачи воздуха или жидкости в конкретный момент времени. Вакуумный клапан же может работать в системах разреженного воздуха.

В зависимости от условий, где применяется электромагнитный клапан, корпус может изготавливаться обычный и взрывозащищенный. Такое устройство используется преимущественно на точках нефте- и газодобычи, а также на автомобильных заправках и складах топлива.

Водяные клапаны применяются для автоматизации систем очистки воды. Кроме этого, электромагнитный водопроводный клапан нашел свое применение в поддержании уровня воды в водных резервуарах.

Устройство клапана

Основные конструктивные элементы электромагнитного клапана это:

• корпус;
• крышка;
• мембрана (или же поршень);
• пружина;
• плунжер;
• шток;
• электрическая катушка, которую еще называют соленоид.

Схема устройства клапана

Корпус и крышка могут быть изготовлены из металлических материалов (латунь, чугун, нержавеющая сталь), либо же из полимерных (полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, нейлон и др.). Для создания плунжеров и штоков используют специальные магнитные материалы. Катушки необходимо прятать под пылезащищенный и герметичный корпус, дабы исключить внешнее воздействие на тонкую работу соленоида. Обмотка катушек выполняется эмалированным проводом, который сделан из электротехнической меди.

К трубопроводу устройство подсоединяется резьбовым или фланцевым способом. Чтобы подключить клапан к электросети применяют штекер. Для изготовления уплотнений и прокладок используют термостойкую резину, каучук и силикон.

В комплектации с изделием поставляют приводы с примерным рабочим напряжением 220В. Отдельными компаниями выполняются заказы на поставку приводов с напряжением 12В и 24В. Привод комплектуется встроенной схемой форсированного управления СФУ.

Принцип работы электромагнитных систем

Электромагнитная катушка индуктивности работает во всех известных напряжениях переменного и постоянного тока (220В АС, 24 AC, 24 DC, 5 DC и др.). Соленоиды помещают в специальные корпуса, защищенные от воды. За счет низкого потребления энергии, особенно для небольших электромагнитных систем, возможно управление с помощью полупроводниковых схем.

Чем меньше воздушный зазор между стопором и электромагнитным сердечником, тем сильнее возрастает напряженность магнитного поля, вне зависимости от вида и величины подаваемого напряжения. Электромагнитные системы с переменным током имеют куда большую величину штока и силу магнитного поля, чем системы с постоянным током.

Когда подается напряжение и воздушный зазор имеет максимальную протяженность, системы переменного тока, потребляя большое количество энергии, поднимают шток и зазор закрывается. Благодаря этому увеличивается мощность выходного потока и создается перепад давления. Если же подается постоянный ток, то увеличение скорости потока происходит довольно медленно, до тех пор, пока значение напряжения не станет фиксированным. По этой причине клапаны могут регулировать системы только низкого давления, за исключением тех, что оснащены небольшими проходными отверстиями.

Иначе говоря, в статическом положении, при условии, что катушка обесточена и устройство находится в закрытом/открытом положении (в зависимости от типа), поршень находится в герметичном соединении с седлом клапана. При подаче напряжения, катушка передает импульс на привод и шток открывается. Это возможно потому, что катушка формирует магнитное поле, которое в свою очередь воздействует на плунжер и втягивается в него.

Виды и особенности

Магнитные газовые клапана “Lovato” серии ВН очень разнообразны по принципам работы и особенностям своего применения. Существует несколько видов и способов классификации данного устройства.

• нормально открытые (НО). Данная группа клапанов, после отключения подачи тока остается в открытом положении. Их используют на тех трубопроводах, где топливо должно подаваться постоянно и перекрываться лишь в экстренных случаях;
• нормально закрытые (НЗ). Такие устройства прямо противоположны предыдущей подгруппе. Из задача перекрыть подачу газа после исчезновения электрического импульса. Их удобно устанавливать на бытовые газовые приборы, к примеру, водонагревательные колонки;
• универсальные – после отключения электричества могут оставаться как в закрытом, так и в открытом положении.

Внутреннее устройство клапана Принципы движения затворов:

• прямое действие предусматривает приведение в действие затвора исключительно движением сердечника;
• непрямое действие предполагает, что затвор может быть приведен в действие не только движением сердечника, но и ходом самого газа. Такой подвид дросселей Lovato серии ВН выгодно для систем с большим потоком прохождения топлива.

Количество ходов:

• двухходовые – клапана, в которых есть лишь два отверстия: входное и выходное. Данный тип используют в тех случаях, если требуется лишь подавать или перекрывать подачу газа в трубопроводе;
• трехходовые – устройства с тремя отверстиями: одним входным и двумя выходными. Он удобен в тех случаях, когда нужно не только перекрывать, но и перенаправить поток газа в системе;
• четырехходовые клапана имеют одно входное и три выходных отверстия. Они позволяют не только перекрыть или перераспределить газовый поток, но и подключиться к дополнительным системам.

Как выбрать электромагнитный газовый клапан?

Чтобы выбрать электромагнитный газовый клапан “Lovato” серии ВН, нужно определиться, где он будет использоваться и, следовательно, какими свойствами должен обладать.

Отсекающие клапана с пневмоприводом

При выборе данного устройства обращаем внимание на следующие характеристики:

Электрообслуживание. Лучше выбирать клапана с малой мощностью и искробезопасностью, или с дополнительной ручной регулировкой.
Давление

При выборе клапана нужно обратить внимание на трубопроводе. Оно не должно быть выше, чем номинальное давление дополнительного оборудования

Высокое давление может повредить механизм.
Окружающая среда. Не стоит пренебрегать внешними условиями, в которых будет эксплуатироваться клапан. Характеристики самого устройства должны обязательно совпадать с условиями окружающей среды, такими как влажность, перепады температур, вибрация, попадание прямых солнечных лучей и прочие условия, отличные от нормальных. Внешняя среда может пагубно влиять как на весь механизм в.целом, так и на его отдельные элементы.
Напряжение в сети. На этот параметр стоит обратить особое внимание, так как высокое или низкое напряжение может привести к неправильной работе или, даже, выходу из строя механизма клапана.

Цены на электромагнитные клапана “Lovato” серии ВН колеблются в зависимости от размера, типа и области применения. К примеру, цена оборудования для газовой колонки находится в пределах 4-10 долларов, а для ГБО автомобиля – от 10 до 15 долларов.

Электромагнитные газовые клапаны отличаются способом подключения, эксплуатационного давления, а также средой установки и мощностью электропитания привода

Аналогичные устройства, предназначенные для промышленной сферы, обходятся в несколько раз дороже.

Нюансы монтажа

Электромагнитный клапан “Lovato” серии ВН устанавливают в помещениях после газового вентиля

Перед ним рекомендуется установить фильтр во избежание засорения самого клапана.
При установке оборудования следует обратить внимание на стрелку на корпусе. Она должна показывать направление движения газа.
Газовый трубопровод, на котором устанавливается дроссель, должен располагаться строго вертикально или горизонтально.
На трубопроводы с малым диаметром клапана устанавливаются посредством резьбы, с большим – с использованием фланцев.

Классификация электромагнитных клапанов в зависимости от особенностей устройства

Электромагнитные клапаны отличаются значительным разнообразием конструктивных особенностей, в связи с чем существует обширное поле для классифицирования.

Они различаются по рабочей среде, используемой в системах, где устанавливают устройства:

• воде;
• воздуху;
• газу;
• пару;
• топливу, например, бензину.

В сложным условиях, где есть вероятность возникновения ЧС, применяют взрывозащищенные модели клапанов

Состав рабочей среды и особенности помещения определяют особенности исполнения:

• обычного;
• взрывозащищенного. Приспособления такого рода принято устанавливать на объектах, которые относятся к взрывопожароопасным.

По особенностям управления существует разделение электромагнитных клапанов на устройства:

• прямого действия. Это наиболее простая конструкция, для которой характерны надежность и быстродействие. В ней нет пилотного канала. При мгновенном подъеме мембраны происходит открывание устройства. В отсутствие действия магнитного поля происходит опускание подпружиненного плунжера, прижимающего мембрану. Клапану прямого действия не требуется минимального перепада давления, он создает необходимое воздействие на шток золотника благодаря тяговому усилию катушки, расположенной вверху устройства;
• имеющие мембранное (поршневое) усиление. В отличие от устройств прямого действия ими используется для функционирования как дополнительный поставщик энергии сама транспортируемая среда. У таких клапанов два золотника. Предназначением основного золотника является непосредственно перекрывать отверстие, для размещения которого отведено седло корпуса. Управляющим золотником перекрывается разгрузочное отверстие (отверстия), через которое сбрасывается давление с полости над мембраной (поршнем). Это приводит к подъему основного золотника и открытию основного прохода.

По местоположению запорного механизма в момент, когда катушка находится в обесточенном состоянии, принято разделять так называемые пилотные устройства, как относящиеся к определенному типу:

• нормально закрытому (НЗ). У клапанов НЗ при обесточенном состоянии соленоида проход для рабочей среды закрыт. То есть, статичное положение предполагает отсутствие напряжения на соленоиде, закрытое состояние приспособления. Ввиду разницы в значениях диаметра между пилотным и перепускным каналами в пользу первого происходит понижение давления над мембраной. Разницей давлений обеспечивается подъем мембраны (поршня) и открывание клапана, остающегося в таком положении, пока на катушку подается напряжение;
• нормально открытому (НО). Напротив, в клапанах, относящихся к нормально открытому типу, при пребывании катушки в обесточенном состоянии рабочая среда может совершать перемещение по проходу в заданном направлении. Поддерживая клапан НО закрытым, следует обеспечить постоянную подачу напряжения на катушку.

Нормально закрытый клапан перекрывает подачу рабочей среды в обесточенном состоянии

Существуют также модели устройства, в которых предусматривается при подаче на катушку управляющего импульса переключение с открытого положения на закрытое и в обратном направлении. Такой электроклапан получил наименование бистабильного. Для обеспечения функционирования такое соленоидное устройство нуждается в наличии перепада давления и источника постоянного тока. В зависимости от количества трубных соединений принято называть электромагнитные клапаны:

• двухходовыми. У таких устройств по одному впускному и выпускному трубному соединению. Двухходовые устройства бывают как НЗ, так и НО;
• трехходовыми. Оснащены тремя соединениями и двумя проходными сечениями. Могут выпускаться как НЗ, НО или универсальные. Трехходовые клапаны используют для поочередной подачи давления/разрежения к распределительным клапанам, цилиндрам с односторонним действием, автоматическим приводам;
• четырехходовыми. Четырьмя-пятью трубными соединениями (одним — для давления, одним-двумя – для разрежения, двумя – для цилиндра) обеспечивается работа двусторонне-действующих цилиндров, автоматических приводов.

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.

Для чего глушат клапан ЕГР

При длительной эксплуатации дизеля, оснащенного системой EGR, автовладельцы часто ощущают снижение мощности и появление дымления выхлопа. Любители тюнинга двигателя утверждают, что рециркуляция газов «душит» силовой агрегат, не позволяя ему проявить весь потенциал мощности. Основываясь на подобных доводах, многие водители решают заглушить систему ЕГР. Подобная процедура представляет собой отключение системы рециркуляции, что теоретически должно прибавить мощности.

Существует мнение, что быстрое образование нагара на клапане ЕГР и впуск выхлопных газов во впускной коллектор провоцируют усиленное нагарообразование и закоксовывание камеры сгорания. Неисправность системы ЕГР, связанная с выходом из строя клапана, приводит к перерасходу топлива и неустойчивой работе двигателя. В камеру сгорания попадают смолы и сажа, из-за которых дизельное масло быстро окисляется, а общий моторесурс силового агрегата снижается.

Необходимость отключения ЕГР появляется при пробеге 80-120 тыс. км, потому как наличие такого пробега обуславливает определенный износ двигателя. Выхлопные газы, перенаправленные вовнутрь, имеют высокую степень загрязнения. После их дальнейшего смешивания с картерными газами, появляется толстый слой смолистых отложений в коллекторе впуска, клапане ЕГР и клапанах головки двигателя. Забитая система вызывает появление ошибок и может спровоцировать резкий переход автомобиля в аварийный режим.

Как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле

Правильное отключение EGR на дизеле предполагает:

1. Механический способ глушения клапана.
2. Отключение при помощи блока управления.

На первом этапе устанавливают механическую заглушку клапана, после чего систему отключают на электронном оборудовании. Следует знать, что только физически заглушить клапан бывает достаточно лишь на некоторых автомобилях. После осуществления механического блокирования клапана требуется его программное отключение в ЭБУ, иначе на панели приборов будет гореть лампа «check» по причине ошибки системы рециркуляции, а двигатель задействует аварийный режим, при котором ограничивается отдаваемая мощность.

Самый простой вариант заглушки клапана осуществляется следующим образом:

Клапан, который чаще всего располагают возле впускного коллектора, снимают, открутив несколько болтов. Если необходимо, демонтируют впускной коллектор и чистят его каналы от загрязнений. Извлекают прокладку, расположенную на месте крепления клапана. Снятая прокладка используется в роли шаблона, по которой вырезают из стального листа прокладку-заглушку, и проделывают в ней отверстия под болты. Нередко заглушку под некоторые модели автомобилей можно встретить в продаже. Обратная установка клапана с применением прокладки и заглушки

Затяжка болтов производится с особой осторожностью из-за их хрупкости. Отключают вакуумные шланги, так как они в системе открытия клапанов больше не задействуются

Внесение изменения в прошивку ЭБУ, чтобы избавиться от ошибки EGR.

Источник

Как выбрать

Перед приобретением определённого варианта вентиля, рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками. Некоторые конструкции способны работать с максимальной отдачей только в одном направлении. Если не учитывать данный аспект, то через короткий промежуток времени устройство может выйти из строя, что предполагает дополнительные материальные расходы на ремонт или приобретение новой модели.

Второй аспект, который необходимо учитывать при выборе — это среда, в которой планируется использовать соленоидный вентиль. В технических характеристиках должны быть указаны два диаметра: внутренний и наружный.

Внимание, некоторые заграничные производители указывают информацию в дюймах. Большинство современных моделей способны выдержать давление до 10Б. Анализируя отечественный рынок, наибольшим спросом пользуется устройство Danfoss

Производителем представлена целая линейка вентилей:

Анализируя отечественный рынок, наибольшим спросом пользуется устройство Danfoss. Производителем представлена целая линейка вентилей:

1. Если нужна модель, обладающая гибкостью и повышенной надежностью, то EVR – лучший выбор. Линейка предполагает прямое воздействие и подойдет для морозильных или холодильных камер.
2. EVRA актуальна для эксплуатации в трубопроводах с горячим газом.
3. STF для климатических установок, способных поддерживать оптимальную температуру в любое время года.

Широкую популярность Danfoss приобрел благодаря высокому качеству товара.

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

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.