Соленоид это электромагнитный клапан: Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Содержание

Принцип работы электромагнитного клапана | ValveSale

Соленоидный клапан

Запорный элемент электромеханического действия, выполняющий функцию дистанционного автоматического контроля направлений движения жидкой и газообразной рабочей среды внутри трубопровода. С помощью электромагнитной катушки происходит дозированная подача необходимых объемов потока в определенный момент времени.

Широко применяется на бытовом уровне и в крупных промышленных конструкциях в широком диапазоне рабочих температур. В трубопроводах жилищно-коммунального хозяйства клапан выполняет регулирование среды внутри водопроводной или канализационных систем, центрального отопления. Используется на технологических линиях химических и нефтеперерабатывающих предприятиях, фильтрационных гидропроводах. Применим в сельском хозяйстве: поливочных конструкциях, системах дозирования и смешения.

Принцип работы электромагнитного клапана

Для производства электромагнитных клапанов используются материалы, соответствующие требованиям ГОСТ и международным стандартам. Электромагнитный клапан состоит из нескольких основных элементов:

  • Корпус. Может изготавливаться из нержавеющей стали, чугуна, коррозионностойкой латуни, химических полимеров.

  • Индукционная катушка с сердечником (соленоид). Располагается в герметичном корпусе, обмотка выполнена из высокопрочной технической меди.

  • Уплотнитель. Для обеспечения максимальной герметичности используется полимер политетрафторэтилен (тефлон), термостойкая резина, силикон, каучук, фторопласт.

  • Функциональные элементы: плунжер, пружина, шток из нержавеющей маркированной стали.  

Как работает электромагнитный клапан

Принцип работы электромагнитного клапана основан на работе элемента управления — электромагнитной катушки. При отсутствии постоянного или переменного тока под механическим давлением пружины, мембрана (поршень) клапана расположены в седле устройства. При подаче электрического напряжения различной мощности к клеммам соленоида, сердечник вовлекается внутрь катушки, обеспечивая открытие или закрытие протокового отверстия. Обесточивание соленоида приводит к закрытию створок. Конструктивные особенности устройства соленоидного клапана могут меняться, в зависимости от его типа.

Типы электромагнитных клапанов

Электромагнитные клапаны распределены на несколько категорий.

По типу рабочего положения выделяют:

  • Нормально-открытые клапаны. По умолчанию, затворный элемент находится в открытом положении и не создает препятствий движению потоков.




  • Нормально-закрытые клапаны. Отсутствие напряжения на катушке характеризуется закрытой позицией затвора.




По принципу действия электромагнитные клапаны разделяют на:

  • Клапан прямого действия. смена положений затворного компонента осуществляется под воздействием движения сердечника, при подаче электронапряжения.

  • Клапан непрямого действия. Воздействие энергии рабочей среды приводит к открытию и закрытию условного прохода. Управляется дистанционно, под действием пилотного клапана, срабатывающего при подаче электрического тока к катушке.



По типу присоединения к трубопроводу:

  • Муфтовые. Монтаж производится при помощи внутренней трубной резьбы цилиндрической формы, с различным диаметром условного прохода и резьбовым шагом. Условное обозначение диаметра соленоидного клапана указывается в техническом паспорте изделия.
  • Фланцевые. Присоединение к трубопроводу с помощью парных фланцев с отверстиями для болтов и шпилек. Применяется в трубопроводах крупного диаметра. При монтаже используется уплотнительное кольцо или прокладка из паронита.

По типу уплотнительной мембраны:

  • Мембрана FKM (фтористый каучук). Стандартное уплотнение, применяется для большинства неагрессивных рабочих сред.

  • Мембрана NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Используется в средах продуктов нефтепереработки: бензин, масла, керосин, диз.топливо.

  • Мембрана EPDM (этилен-пропиленовый каучук). Характеризуется повышенной устойчивостью к температурам, работает в среде химических растворов и соединений: щелочей, спиртов, гликолей, кетона, воды и др.

Правила монтажа и эксплуатации

Любые монтажные работы с клапаном проводятся при отсутствии рабочей среды в системе и обесточивании электрической цепи. Перед началом работ следует очистить трубопровод от механических частиц и взвесей.

Как подключить электромагнитный клапан соленоидный. Подключение электромагнитных клапанов в системе производится в горизонтальном положении, катушкой вверх.

  • Для правильной работы устройства направление движения среды должно соответствовать указательной стрелке на корпусе.

  • Установка электромагнитного клапана производится в месте, доступном для последующего ремонта или обслуживания.

  • Запрещена установка клапана в местах с высокими показателями конденсации или вибрации, участках с возможным обледенением трубы, вблизи течей и порывов.

  • Установка дополнительных сетчатых фильтров подходящего типоразмера защитит клапан от попадания загрязнений, и, как следствие, снижения его гидравлических характеристик.

Преимущества электромагнитных клапанов
  • Автоматический тип работы

  • Высокое быстродействие

  • Возможность удаленного управления

  • Компактность (малые габаритные и весовые показатели)

  • Длительный срок эксплуатации

  • Простота монтажа и обслуживания

Причины поломок и методы устранения

Правильная эксплуатация и соблюдение технических параметров, указанных в паспорте изделия обеспечат надежную и длительную работу устройства. В некоторых случаях преждевременные неисправности электромагнитного клапана возможны по нескольким причинам.

  • Снижение герметичности изделия может быть вызвано попаданием механических частиц на седло устройства. Рекомендуется демонтаж и чистка устройства с последующей установкой в системе сетчатого фильтра до клапана.

  • Выход из строя индукционной катушки может быть обусловлен неправильной мощностью напряжения, подаваемого к клеммам или превышением граничных параметров температуры и давления внутри трубопровода. Следует провести демонтаж устройства и заменить катушку. Попадание влаги на катушку может вызвать короткое замыкание и поломку устройства.

  • Неполное открытие/закрытие клапана может стать следствием загрязнения управляющего отверстия, дефектами мембраны или прокладки, остаточным напряжением на соленоиде и др.

Ремонт электромагнитного клапана должен производиться квалифицированным специалистом, имеющим допуск к работе с электрическими сетями.


Производство соленоидных клапанов осуществляется на специализированных заводах трубной арматуры, расположенные практически в каждой стране Европы. Одни из ведущим мировым производителем электромагнитных клапанов являются SMART HYDRODYNAMIC SYSTEMS. Стоимость электромагнитного клапана зависит от его функций, конструктивного типа, диаметра резьбы и фирмы- производителя электромагнитных (соленоидных) клапанов. Для определения необходимого вида устройства можно проконсультироваться со специалистами или посмотреть видео электромагнитного клапана.


В нашем магазины вы можете купить электромагнитный клапан по выгодной цене оптом и в розницу со склада в Москве с доставкой по России. Быстрые отгрузки в города: Санкт-Петербург, Екатеринбург, Казань, Краснодар, Самара, Воронеж, Нижний Новгород, Волгоград, Ростов-на-Дону, Челябинск, Новосибирск, Омск, Уфа, Красноярск, Пермь.

принцип действия, устройство, виды || ИТАЛГАЗ

 

 

  Электромагнитный (соленоидный) клапан — это устройство для управления рабочей средой под давлением в трубопроводе. Его действие заключается в том, чтобы открывать / закрывать проходное отверстие плунжером, на который воздействует магнитное поле электромагнитной катушки или усилением за счет давления рабочей среды и мембраны.

 

 

Принцип действия электромагнитного (соленоидного) клапана


Клапан оснащен соленоидом, который представляет собой электрическую катушку с подвижным ферромагнитным сердечником в центре. Это ядро называется плунжером. В положении покоя плунжер закрывает небольшое отверстие. Электрический ток через катушку создает магнитное поле. Магнитное поле оказывает силу на плунжер, в результате плунжер тянет к центру катушки так, что отверстие открывается. Это основной принцип, который используется для открытия и закрытия электромагнитных клапанов.

 

 

Устройство электромагнитного клапана


 

Основные компоненты:


1. Корпус клапана, который состоит из впускного и выпускного отверстия, а также седла.
2. Арматурная трубка с сердечником, на которую устанавливается катушка.

3. Плунжер, который скользит внутри арматурной трубки и в некоторых случаях служит уплотнением.
4. Катушка электромагнитная, которая создает магнитное поле, необходимое для перемещения плунжера.

 

 


 

Основные типы электромагнитных клапанов


 

Электромагнитный клапан непрямого действия

 

Данный вид клапанов доступен с присоединительными размерами 1/4″… 3″. При больших диаметрах статическое давление рабочей среды увеличивается, и необходимо, чтобы магнитное поле, создаваемое катушкой, способно было справится с ним. Это достигается за счет использования сервоуправляемого действия в клапане. При этом варианте конструкции давление среды помогает удерживать уплотнение главного клапана.

 

 

Нормально-закрытый клапан (2/2 NC) имеет впускное и выпускное отверстие в корпусе. Когда соленоид не находится под напряжением, поток блокируется основным уплотнением, которое может быть либо диафрагма, либо поршень. В этом режиме среда течет через небольшое отверстие в диафрагме или поршне и помогает удерживать клапан закрытым. Когда на электромагнитную катушку подается напряжение, открывается пилотное отверстие, позволяющее среде выйти из полости над основным уплотнением и открыть главный клапан.

 

Этот тип требует минимального перепада давления для работы, иначе поток среды через клапан будет минимальным или клапан просто не откроется.

 

 

 

 

 

Нормально-открытый клапан непрямого действия (2/2 NO) имеет впускное и выпускное отверстие в корпусе. При больших диаметрах статическое давление рабочей среды увеличивается, и все еще необходимо, чтобы магнитное поле, создаваемое соленоидной катушкой, способно было справляться с ним. В этой конструкции давление среды помогает удерживать открытым основной клапан. Когда катушка без напряжения, поток не перекрывается основным уплотнением, которое может быть либо диафрагмой, либо поршнем. В этом режиме среда течет через небольшое отверстие в диафрагме или поршне и помогает удерживать клапан открытым. Когда на катушку подается напряжение, пилотное отверстие закрывается и рабочая среда из полости над основной мембранной перестает попадать в выходной трубопровод, что приводит к закрыванию мембраны главного клапана.

 

Эта конструкция требует минимального перепада давления для работы, иначе клапан просто не закроется.

 

 

 

Электромагнитный клапан прямого действия

 

Двухходовой клапан имеет впускное и выпускное присоединительное отверстие в корпусе.

 

 

Нормально-закрытый клапан прямого действия (2/2 NC)

.
При этом варианте рабочая среда не протекает через клапан, а перекрыта плунжером, который прижат пружиной. При включении напряжения электромагнитная катушка поднимает плунжер и среда двигается к выпускному отверстию.

 

 

 

 

Нормально-открытый клапан прямого действия (2/2 NO).

При этом варианте отверстие открыто, рабочая среда направляется от впускного отверстия к выпускному. При подаче напряжения отверстие закрывается. Операция в обоих случаях зависит только от магнитного поля, создаваемого соленоидной катушкой.

 

Эти клапаны способны работать при нулевом давлении.

 

 

 

Клапан с принудительным подъемом мембраны

 

Нормально-закрытый клапан (2/2 NC) с принудительно поднимаемой диафрагмой, имеет впускное и выпускное отверстие в корпусе. В этих моделях плунжер механически прикреплен к диафрагме и управляет центральным пилотным отверстием и ходом основного уплотнения, что позволяет ему работать при нулевом перепаде давления.

 

 

Трехходовой электромагнитный клапан прямого действия

 

Трехходовой клапан имеет впускное и выпускное присоединительное отверстие в корпусе, а третье присоединительное отверстие находится в арматурной трубке («выхлоп»).

 

 

Нормально-закрытый трехходовой клапан (3/2 NC).
При этом варианте среда не пропускается через впускное отверстие, так как плунжер прижат к седлу пружиной. Но среда из выходного трубопровода выводится через «выхлоп». При подключении к электросети впускное отверстие открывает подачу рабочей среды, а «выхлоп» закрывается.

 

 

 

Нормально-открытый трехходовой клапан (3/2 NO).
В этом исполнении отверстие открыто, рабочая среда направляется от впускного отверстия к выпускному, а «выхлоп» закрыт. При подключении к электросети впускное отверстие закрывается, в то же время «выхлоп» открывается и соединяется с выходным трубопроводом. В обоих случаях операция зависит только от магнитного поля, создаваемого соленоидной катушкой.

 

Трехходовые электромагнитные клапаны могут работать при нулевом давлении.

 

 

 

Соленоидный клапан является одним из наиболее используемых компонентов в газовых и жидкостных системах, количество применений почти бесконечно. Вот некоторые примеры использования: системы отопления, технология сжатого воздуха, промышленная автоматизация, бассейн, стиральные машины, стоматологическое оборудование, системы мойки и оросительные системы.

 

Надеемся, что данная статья окажется Вам полезной и поможет разобраться в теме — электромагнитный клапан.

 

 

 

Электромагнитные соленоидные клапаны — устройство, принцип работы

Электромагнитный соленоидный клапан — это комбинация двух функциональных узлов: соленоид (электромагнит) с сердечником и клапан с проходным отверстием, в котором установлен диск или поршень. Клапан открывается (закрывается) движением магнитного сердечника (он втягивается в соленоид), когда на катушку подается электропитание. Если проще, это запорный кран для моментального автоматического перекрытия потока рабочей среды, который управляется с помощью электричества. Существуют двухходовые клапаны (2 порта для управления электроприводом) и трехходовые (3 порта).

Корпус соленоидного клапана изготовляется из латуни, литейного чугуна, нержавеющей стали или бронзы. Катушка — это электрическая часть, которая создает магнитный поток при подаче напряжения, состоит из бобины с изолированным медным проводом. Металлическая оболочка катушки служит для электрической и механической защиты, от воды и пыли.

Соленоидные клапана для воды, воздуха и других рабочих сред производятся с уплотнительными материалами: EPDM (этилен-пропилен), NBR (нитрил-бутадиеновая резина), FPM (Фторэластомер), PTFE (политетрафторэтилен), VITON (фторкаучук, фтористая резина).

Соленоидные клапаны прямого и непрямого действия 

В клапане прямого действия сердечник соленоида механически соединен с диском и открывает/закрывает проходное отверстие при вкл/выкл соленоида. Его работа не зависит от рабочего давления в трубопроводной системе. Клапаны непрямого действия используют для работы давление в трубопроводе (разность давления между входом и выходом). Он оснащен пилотным перепускным отверстием. При подаче электрического напряжения на соленоид, пилотное отверстие открывается и сбрасывает давление с верха поршня на выход клапана. При этом давление рабочей среды поднимает поршень (мембрану) с седла клапана, тем самым открывая его. При отключении питания от соленоида пилотное отверстие закрыто и всё давление прикладывается к поршню или мембране сверху — происходит герметичное закрытие.

Основные сферы применения

Клапаны применяются во многих отраслях промышленности: канализация, котельные агрегаты, расширительные системы, моечные системы, поливочные системы, пищевое производство, другие гидравлические системы. Основные производители: Danfoss, Dendor, Tork (АДЛ), ASCO, АСТА, СЕМЕ. Область использования клапана напрямую связана с материалом, из которого он изготовлен и уплотнением. Соленоидные клапаны DENDOR прямого действия могут работать при нулевом давлении, без учета перепада давления среды. Клапаны непрямого действия при нулевом давлении неработоспособны. Так, муфтовый соленоидный клапан Dendor серии VG может эксплуатироваться при температуры рабочей среды до +180°C, в условиях высокого давления (до PN 25).

какой выбрать? Особенности, отличия, эксплуатационные ограничения

Введение

При управлении потоками жидких и газообразных сред на современных промышленных предприятиях наиболее часто используются два типа клапанов: соленоидные клапаны и клапаны с пневмоприводом. Огромное количество различных моделей клапанов обоих типов, предназначенных для самых разнообразных задач, привело к тому, что выбор между соленоидным (электромагнитным) клапаном и клапаном с пневмоприводом перестал быть очевидным.

В данной статье рассмотрены конструктивные особенности клапанов обоих типов и то, как эти особенности влияют на выбор клапанов и их эксплуатацию. Описываемые явления и полученные выводы справедливы практически для всех клапанов, независимо от модели или производителя, поскольку причины этих явлений сосредоточены в самом принципе действия клапанов рассматриваемых типов.

1. Виды, принцип работы и особенности эксплуатации электромагнитных клапанов

1.1. Конструкция соленоидных клапанов прямого действия

Устройство наиболее простого соленоидного клапана представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция соленоидного клапана прямого действия

Катушка (1) установлена на трубке сердечника (2), внутри которой расположен сердечник (3), прижимаемый к седлу клапана (5) пружиной (4). При подаче напряжения на катушку, внутри неё и, соответственно, внутри трубки сердечника создаётся электромагнитное поле, в результате воздействия которого сердечник поднимается, открывая проход жидкости через седло клапана.

Таким образом, клапаны данного типа работают за счет электромагнитного поля, создаваемого катушкой. Саму же катушку часто называют соленоидом, отсюда и название клапана — «соленоидный» или «электромагнитный». Поскольку электромагнитное поле катушки воздействует напрямую на сердечник, перекрывающий проходное отверстие клапана, такие электромагнитные клапаны называют клапанами прямого действия.

Сложность при создании электромагнитных клапанов прямого действия проявляется по мере увеличения их размера для обеспечения большего расхода жидкости. Это связано с резким увеличением силы втягивания катушки, необходимой для подъёма сердечника и открытия клапана.

Пример расчёта усилия, необходимого для втягивания сердечника

В общем случае, для любой однородной жидкой или газообразной среды, давление связано с силой следующим образом:

P=FS(1),P= {F} over {S}, ~( 1 )

где:
Р – давление среды;
F — усилие, оказываемое средой на поверхность;
S — площадь поверхности.2 times %mu_0 times R } ~( 9 )

Тогда формула, втягивающего усилия катушки примет следующий вид

F=W×Kcc(10)F=W times K_cc ~( 10 )

Формула (10), показывает что втягивающее усилие катушки зависит от конструкции узла клапана «катушка-сердечник» и пропорционально электрической мощности, потребляемой катушкой.

Рассмотрим два электромагнитных клапана с катушками разной мощности, но имеющих одинаковую конструкцию катушки и сердечника. Тогда втягивающее усилие F1 и F2 и потребляемые мощности W1 и W2 будут соотносится следующим образом:

F1W1=F2W2(11){F_1} over {W_1} = {F_2} over {W_2} ~( 11 )

Выражая из данного равенства W2 получим:

W2=W1F2F1(12){ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} ~( 12 )

Подставив в формулу (12) значения необходимых минимальных усилий втягивания F1, рассчитанного по формуле (4), F2, рассчитанного по формуле (5) и паспортного значения мощности катушки AMISCO EVI 5P/13 W1 = 17 Вт, получим:

W2=W1F2F1=17Вт1962,5Н11,8Н=2827Вт≈3кВт(13){ {W_2} = W_1 {F_2} over {F_1} =17Вт {1962,5Н} over {11,8Н} =2827Вт approx 3 кВт ~( 13 )

Таким образом, мы рассчитали мощность катушки, необходимую для обеспечения работы электромагнитного клапана прямого действия с диаметром седла 50 мм и рабочим давлением 10 бар. Разумеется, эти расчеты носят приблизительный характер, однако, порядок полученных значений верный. Очевидно, что применение катушек такой мощности неоправданно.

Тем не менее, существуют электромагнитные клапаны, удовлетворяющие условиям задачи, но с катушками мощность которых не превышает 10 – 20 Вт. Дело в том, что эти клапаны имеют другую конструкцию, описанную ниже.

1.2 Устройство соленоидных клапанов непрямого действия

Для уменьшения энергопотребления соленоидных клапанов больших диаметров и для работы с большими давлениями была разработана конструкция электромагнитного клапана непрямого действия, представленная на рисунке 2а.

Рисунок 2 – Конструкция и принцип действия соленоидных клапанов с плавающей мембраной

В таких электромагнитных клапанах основное проходное сечение перекрывается мембраной, которая прижата к седлу. Открытие клапана осуществляется за счет подъема мембраны, вызванного перераспределением величины давления рабочей среды в зонах над мембраной и под мембраной.

В исходном состоянии (см. рисунок 2а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход электромагнитного клапана, через небольшое перепускное отверстие в мембране, проникает в область над мембраной. Площадь поверхности мембраны, с которой взаимодействует жидкость, в зоне над мембраной больше, чем в зоне под мембраной. При равенстве давлений над и под мембраной, это приводит к возникновению силы, прижимающей мембрану к седлу клапана. Одним из ключевых элементов конструкции, оказывающих влияние на работу электромагнитного клапана, является перепускное отверстие. Его расположение на схеме и фотография показаны на рисунке 2б.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 2в) вызывает подъём сердечника. В результате этого жидкость из области над мембраной через пилотное отверстие начинает поступать на выход электромагнитного клапана. Диаметр пилотного отверстия больше диаметра перепускного отверстия, поэтому давление над мембраной уменьшается, а сама мембрана поднимается, открывая основной проход клапана.

Подъём мембраны осуществляется за счет давления жидкости, поступающей на вход клапана, поэтому клапаны такой конструкции не могут работать при низком давлении среды. Разница давлений между входом и выходом, как правило, должна составлять не менее 0.3 – 0.5 бар. Этот параметр указывается в технических характеристиках электромагнитного клапана.

До тех пор, пока катушка находится под напряжением (см. рисунок 2г), сердечник поднят и пилотное отверстие открыто. Это приводит к тому, что давление над мембраной и сила упругости сжатой пружины становится меньше давления жидкости под мембраной. В результате чего мембрана остается поднятой, а клапан открытым.

При снятии напряжения с катушки (см. рисунок 2д), сердечник под действием пружины опускается и перекрывает пилотное отверстие электромагнитного клапана. Жидкость перестает выходить из области над мембраной, в результате чего давление в этой зоне растет и становится равным давлению жидкости под мембраной (на входе клапана). Под действием силы упругости сжатой пружины мембрана начинает опускаться, перекрывая проход жидкости через клапан.

После закрытия клапана (см. рисунок 2е) мембрана плотно прижимается к седлу за счет силы, вызванной давлением жидкости и разной площадью смоченной поверхности мембраны.

В вышеописанном процессе при открытии электромагнитного клапана мембрана поднимается под действием жидкости – «всплывает», поэтому клапаны такой конструкции часто называют соленоидными клапанами с плавающей мембраной.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Описанный принцип действия справедлив для нормально закрытых (НЗ) электромагнитных клапанов. Нормально открытые (НО) электромагнитные клапаны устроены аналогичным образом, но пилотное отверстие открыто в нормальном состоянии и закрывается при подаче напряжения на катушку. Мембрана этих клапанов также поднимается в результате воздействия на неё давления жидкости. Таким образом, если перепад давления ΔP меньше минимально допустимого ΔPмин, то мембрана будет закрывать основной проход клапана, но пилотное отверстие будет открыто. Поэтому при ΔP мин НО клапан будет открыт, но расход через него будет значительно меньше, чем в рабочем режиме, когда ΔP > ΔPмин.

Электромагнитные клапаны с плавающей мембраной корректно работают при ΔPмин макс. При ΔP мин клапаны работают, но расход рабочей среды через них намного меньше номинального.

Существует ещё одна распространённая конструкция электромагнитных клапанов непрямого действия – клапаны с мембраной принудительного подъёма. Она изображена на рисунке 3. Принцип действия этих клапанов аналогичен ранее рассмотренным.

Рисунок 3 – Конструкция и принцип действия электромагнитных клапанов с мембраной принудительного подъем

В исходном состоянии (см. рисунок 3а) напряжение на катушку клапана не подано. Жидкость, поступающая на вход клапана через небольшое перепускное отверстие, проникает в область над мембраной и прижимает мембрану к седлу клапана.

Подача напряжения на катушку (см. рисунок 3б) вызывает подъем сердечника. Через пилотное отверстие жидкость начинает поступать на выход клапана и давление над мембраной падает.

Мембрана поднимается за счет разности давлений над и под ней, открывая основное проходное сечение соленоидного клапана (см. рисунок 3в).

В отличии от ранее рассмотренных клапанов, электромагнитные клапаны с мембраной принудительного подъёма могут работать без перепада давления (ΔP = 0 бар). В такой ситуации подъем мембраны осуществляется за счет усилия электромагнитной катушки, втягивающей сердечник. Он поднимает мембрану, связанную с сердечником пружиной.

Способность этих клапанов работать без перепада давления привела к тому, что их часто ошибочно называют клапанами прямого действия. Более правильное название – соленоидные клапаны с мембраной принудительного подъема – обусловлено тем что при отсутствии давления, мембрана поднимается принудительно (не зависимо от рабочей среды) за счет усилия, создаваемого электромагнитным полем катушки.

Примеры клапанов с плавающей мембраной

Выше были рассмотрены три наиболее распространенные конструкции клапанов с электромагнитным приводом. Однако, все они имеют следующие общие особенности:

  • рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана, внутри трубки сердечника;
  • внутри имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы клапана;
  • большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия, имеют мембрану из гибкого материала. Как правило, это одна из разновидностей резины: NBR – нитрилбутадиеновая, EPDM – этилен-пропиленовая или FPM – фтористая.

1.3. Факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов

1.3.1 Рабочая жидкость, проходящая через клапан, находится вокруг сердечника клапана и внутри трубки сердечника

Если через клапан проходит чистая и однородная среда без каких-либо примесей, она практически не влияет на работу самого соленоидного клапана. Однако, если среда загрязнена и содержит в себе мелкодисперсные элементы (например, вода с примесями ржавчины), эти частицы со временем оседают на сердечнике и стенках трубки сердечника. Загрязнение трубки сердечника может привезти к заклиниванию сердечника внутри неё, что вызывает залипание клапана (см. рисунок 4). При этом электромагнитный клапан может остаться как в открытом, так и в закрытом состоянии.

Рисунок 4 – Заклинивание сердечника клапана вследствие загрязнения

Также прямой контакт рабочей жидкости с трубкой сердечника обеспечивает хороший теплообмен между ними. Поэтому если через электромагнитный клапан проходит горячая среда (пар или горячая вода), то сердечник будет нагреваться, вызывая нагрев катушки и ускоренное старение межвитковой изоляции. Как правило, катушки соленоидных клапанов, рассчитанных на работу с паром, имеют высокий класс нагревостойкости изоляции (F или H). Несмотря на это, перегрев и дальнейшее перегорание катушки парового клапана не яв- ляется чем-то необычным и встречается достаточно часто.

В случаях, когда через соленоидный клапан проходит холодная среда (например, охлажденный раствор пропиленгликоля), трубка сердечника охлаждается до температуры ниже температуры окружающей среды. Это приводит к выпадению конденсата, под действием которого ржавеют металлические части катушки и нарушается целостность изоляционной оболочки (см. рисунок 5). В итоге, влага проникает внутрь катушки, вызывает повышенное токопотребление, а со временем, и пробой изоляции.

Рисунок 5 – Повреждение катушки под воздействием агрессивной окружающей среды

Для защиты от этого явления следует исключить выпадение конденсата на клапанах (например, уменьшением влагосодержания цехового воздуха). Если полностью исключить конденсат не удаётся, то можно добиться существенного уменьшения его негативного влияния, воспользовавшись клапанами, катушка которых имеет влагозащиту, например, электромагнитными клапанами GEVAX серии 1901R-KBN. Если же и это невозможно, то следует вручную герметизировать уязвимые узлы катушки, защитив их от попадания конденсата.

1.3.2 Внутри клапана имеется не менее одного небольшого отверстия, критически важного для работы всего клапана

Для соленоидных клапанов прямого действия – основное проходное сечение, имеющее малый диаметр; для соленоидных клапанов непрямого действия – перепускное и пилотное отверстия. Дело в том что засорение перепускного или пилотного отверстия приводит к нарушению нормальной работы соленоидного клапана. Как правило, это не вызывает необратимых разрушений конструкции, и подобные неисправности могут быть легко устранены путем чистки клапана. Однако, очистка внутренних частей клапана требует его разборки и, как следствие, невозможна во время его работы.

Таким образом, чистота рабочей среды является одним из наиболее важных факторов, позволяющих обеспечить длительную и безотказную работу соленоидных клапанов.

1.3.3 Большая часть электромагнитных клапанов непрямого действия имеют мембрану из гибкого материала

Ранее было отмечено, что соленоидные клапаны рассчитаны на работу с чистыми средами. Наличие в среде крупных загрязнений может привести не только к засорам клапана, но и к разрыву мембраны, после чего потребуется её замена.

При возникновении в системе гидроударов также возможно повреждение мембраны из-за кратковременного превышения допустимого давления.

Энергия среды, проходящей через клапан, является одним из основных факторов, обеспечивающих как открытие клапана, так и его герметичность в закрытом состоянии. Поэтому соленоидные клапаны непрямого действия являются однонаправленными – корректная работа обеспечивается только при протекании среды от входа к выходу. Верное направление подачи среды показано на рисунке 6. Если при монтаже клапана вход и выход будут перепутаны, то рабочая среда будет поступать только в зону под мембраной, в результате чего «передавит» пружину и откроет клапан (см. рисунок 7).

Рисунок 6 – Верное направление подачи жидкости в клапан Рисунок 7 – Не верное направление подачи жидкости в клапан

Определить правильное положение при монтаже можно по стрелке на корпусе клапана (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Стрелка на корпусе клапана для определения направления подачи среды

Однако, даже при правильном направлении потока жидкости, мембранная конструкция может вызывать проблемы при эксплуатации. Они проявляются в момент подачи жидкости на вход клапана или при резких изменениях давления газообразных сред.

Дело в том, что перепускное отверстие в мембране имеет небольшой размер. Жидкость, проходящая через него, не может сразу заполнить всю полость над мембраной клапана (см. рисунок 9а). В этот момент времени давление жидкости под мембраной больше, чем давление жидкости над ней. Это вызывает подъем мембраны и самопроизвольное открытие электромагнитного клапана. Клапан будет находиться в открытом состоянии до тех пор, пока жидкость не заполнит область над мембраной через перепускное отверстие (см. рисунок 9б). После завершения этого процесса давление над и под мембраной клапана уравновешивается и клапан закрывается (см. рисунок 9в).

Рисунок 9 – Последовательность возникновения эффекта самопроизвольного открытия соленоидного клапана с плавающей мембраной при подаче жидкости

Время открытия клапана в описанном переходном процессе зависит от многих факторов, но даже для больших клапанов оно не превышает 1…2 с. Однако, за это время через клапан может пройти несколько литров жидкости.

Несмотря на то, что давление среды, как правило, не выходит за пределы рабочего диапазона, клапан подвергается повышенным ударным нагрузкам. Частое повторение данного явления при эксплуатации приводит к повышенному износу мембраны и пружины клапана, а со временем и к их поломке.

1.4. Ключевые особенности эксплуатации соленоидных клапанов

  • Соленоидные клапаны предназначены для работы с чистыми, гомогенными средами. Загрязненная среда вызывает нарушение работы клапана, а иногда и его поломку.
  • Использование соленоидных клапанов для управления потоком среды, температура которой сильно отличается от температуры окружающей среды, имеет свои особенности и требует особой внимательности при выборе клапана и его эксплуатации.
  • Направление подачи среды в электромагнитный клапан является критически важным. Соленоидный клапан следует считать однонаправленным, если иное не указано в технической документации.

Несмотря на то, что были рассмотрены лишь наиболее часто встречающиеся факторы, ограничивающие использование соленоидных клапанов, может сложиться впечатление, что соленоидный клапан является источником проблем и частых неполадок. На самом деле это не так. Электромагнитные клапаны являются надежным устройством управления потоком жидкости или газа при соблюдении условий эксплуатации.

2. Принцип работы и особенности эксплуатации клапанов с пневмоприводом

2.1. Устройство угловых седельных клапанов с пневмоприводом

Конструкция седельного клапана с пневматическим приводом показана на рисунке 10.

Рисунок 10 – Конструкция седельного клапана с пневмоприводом

Внутри корпуса пневмопривода (1) находится поршень (2), герметично прилегающий к стенкам пневмопривода за счет уплотнения (3). Под действием пружины (4) поршень занимает положение, соответствующее начальному состоянию пневмоклапана (закрытому для НЗ клапанов и открытому для НО клапанов). На поршне жестко закреплён шток (5) с диском (6). В закрытом состоянии диск надежно прижимается к седлу (7) и обеспечивает герметичность клапана. Большая часть клапанов с пневмоприводом имеет визуальный индикатор (8), механически связанный с поршнем клапана.

Для открытия клапана (см. рисунок 11) необходимо подать сжатый воздух в пневмопривод. Пневмоклапан открывается под действием сжатого воздуха, перемещающего поршень вместе со штоком вверх, что также приводит к сжатию пружины.

Рисунок 11 – Клапан с пневмоприводом в открытом состоянии

Для закрытия клапана достаточно сбросить воздух из пневмопривода. Поршень под действием пружины опускается вниз, прижимая диск к седлу.

Открытие клапана с пневмоприводом осуществляется только за счет давления сжатого воздуха, а закрытие – за счет мощной пружины. Таким образом, работа клапанов с пневмоприводом существенно меньше зависит от параметров среды, проходящей через него, в отличии от соленоидных клапанов.

Примеры угловых клапанов с пневмоприводом

2.2. Схема управления клапанами с пневмоприводом

Для управления пневмоклапанами используются специальные электромагнитные клапаны, называемые пилотными или распределительными клапанами. Эти клапаны называются так, потому что они не просто перекрывают подачу рабочей среды, но и перераспределяют её между различными входными и выходными портами.

Для управления клапанами с пневмоприводом используются распределительные клапаны типа 3/2, схема работы которых показана на рисунке 12.

Рисунок 12 – Пневматическая схема распределителя 3/2

Порт 1 соединяется со входным портом пневмопривода, к порту 2 подключается подвод сжатого воздуха, а порт 3 остается открытым и используется для выхлопа – выпуска воздуха из пневмопривода в атмосферу при закрытии клапана с пневмоприводом.

До тех пор, пока катушка распределительного клапана обесточена, порт 1 соединен с портом 3, а порт 2 перекрыт. Таким образом, сжатый воздух в пневмопривод не поступает, а сам пневмопривод соединен с атмосферой – клапан с пневмоприводом закрыт.

При подаче напряжения на катушку порт 1 соединяется с портом 2, а порт 3 перекрывается. Сжатый воздух поступает в пневмопривод, за счет чего пневмоклапан открывается.

На рисунке 13 показаны распределительные электромагнитные клапаны 3/2 различной конструкции.

Рисунок 13 – Распределительные клапаны 3/2 различных конструкций

У клапана, изображенного слева, выхлоп в атмосферу проходит сквозь трубку сердечника. У клапана, изображенного справа, порты подачи воздуха и выхлопа находятся сверху и снизу клапана.

На рисунке 14 показана обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом.

Рисунок 14 – Обобщенная схема управления клапаном с пневмоприводом

Электрический сигнал из системы управления поступает на распределительный клапан (2), который осуществляет управление потоком сжатого воздуха, подавая его в пневмоклапан (1). Требуемая степень очистки воздуха и стабилизация давления обеспечивается фильтром-регулятором (3).

Распределительные клапаны могут быть установлены непосредственно на клапане с пневмоприводом (см. рисунок 15) или отдельно в шкафу управления (см. рисунок 16).

Рисунок 15 – Монтаж пилотного клапана на клапан с пневмоприводомРисунок 16 – Монтаж распределительных клапанов в шкафу управления

Каждый из этих способов монтажа имеет свои преимущества и недостатки.

Установка распределителей на клапанах с пневмоприводом

Преимущества

  1. +Меньше время срабатывания клапанов (так как воздух поступает сразу в пневмопривод).
  2. +Выше энергоэффективность за счет экономии сжатого воздуха (при каждом срабатывании клапана с пневмоприводом весь воздух после распределительного клапана сбрасывается в атмосферу; при монтаже распределителя непосредственно на привод клапана между ними отсутствует пневмотрубка, следовательно расходуемый объем сжатого воздуха ниже).

Недостатки

  1. Необходимость прокладки двух линий до клапана: пневматической и электрической.
  2. Распределитель находится возле клапана с пневмоприводом, где может подвергаться негативному воздействию окружающей среды.

Установка распределителей в шкафу управления

Преимущества

  1. +Упрощение разводки электрических цепей (все распределители в одном шкафу, до клапана с пневмоприводом прокладывается только одна линия – пневматическая).
  2. +Все распределители легко доступны для обслуживания, так как находятся в шкафу управления.
  3. +Все распределители надежно защищены от воздействия окружающей среды (повышенная температура, запыленность, мойка оборудования химическими реагентами и так далее).

Недостатки

  1. Больше время срабатывания клапанов с пневмоприводом.
  2. Повышенный расход воздуха.

3. Сравнение клапанов с пневмоприводом с соленоидными клапанами

Основным преимуществом клапанов с пневмоприводом перед электромагнитными клапанами является их повышенная устойчивость к воздействию негативных факторов окружающей среды и среды, проходящей через клапан. Это обусловлено тем, что клапаны с пневмоприводом:

  • приводятся в действие сжатым воздухом, а не средой, проходящей через клапан;
  • не имеют дополнительных перепускных отверстий, которые легко забиваются малейшими загрязнениями;
  • менее подвержены влиянию окружающей среды, так как имеется возможность вынести распределительный клапан в шкаф управления, где он будет защищен от вредных воздействий.

Каким же образом система, построенная на клапане с пневмоприводом, может оказаться надежнее системы, основанной на соленоидных клапанах? Ведь любой клапан с пневмоприводом требует своего распределителя, что увеличивает количество последовательно соединенных элементов системы. Это должно приводить к уменьшению общей надежности системы. Данное замечание справедливо при эксплуатации клапанов в идеальных условиях.

Однако, при неблагоприятных условиях запаса устойчивости соленоидного клапана может оказаться недостаточно. Это вытекает из особенностей его конструкции, описанных выше.

Следующим фактором, говорящим в пользу клапанов с пневмоприводом, является их меньшее гидравлическое сопротивление и, как следствие, больший расход среды при том же давлении на входе. Это достигается благодаря угловой (наклонной) конструкции клапана. Проходящий через него поток существенно меньше отклоняется от прямолинейного движения, следовательно расходует меньше энергии на преодоление сопротивления клапана. Для примера в таблице 1 приведены данные коэффициента расхода Kv для электромагнитных клапанов GEVAX серии 1901R-KBN и клапанов с пневмоприводом VALMA серии ASV.

Таблица 1 – Сравнение коэффициента расхода Kv клапанов разных конструкций
Тип клапана Электромагнитный клапан Клапан с пневмоприводом
Схема движения потока жидкости
Размер клапана Коэффициент расхода Kv, л/мин
DN 15 65 70 (+ 8%)
DN 20 110 150 (+ 36%)
DN 25 180 308 (+ 71%)
DN 32 250 608 (+ 143%)
DN 40 390 700 (+ 79%)
DN 50 575 910 (+ 58%)

В отличии от соленоидных клапанов, клапаны с пневматическим приводом преимущественно являются двунаправленными, то есть могут пропускать среду как в прямом, так и в обратном направлении (см. рисунок 17). Направление, показанное на изображении слева, называют «вход под диском», на изображении справа – «вход над диском».

Рисунок 17 – Допустимые направления движения жидкости для клапанов с пневмоприводом

Очевидно, что при подаче рабочей среды «над диском», её давление препятствует открытию клапана. Этот эффект приводит к снижению рабочего давления клапана, однако в некоторой мере он может быть скомпенсирован увеличением управляющего давления воздуха.

Пример изменения рабочего давления при подаче среды над и под диском

На рисунке 18 изображен шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL063.

Рисунок 18 – Шильдик клапана с пневмоприводом VALMA ASV-T-040-AL080-U

Рабочее давление пневмоклапана при подаче среды «под диском» составляет 6 бар, при подаче среды «над диском» – 5 бар. Эти данные указаны для давления управляющего воздуха 6 бар. Однако, изменением давления управления возможно увеличить рабочее давление клапана при подаче среды «над диском». Данная зависимость показана на рисуноке 19.

Рисунок 19 – График зависимости давлений рабочей и управляющей среды

По графику видно, что увеличение управляющего давления до 8 бар позволяет увеличить давление рабочей среды (при входе «над диском») до 10 бар, а увеличение управляющего давления до 9 бар позволяет увеличить давление рабочей среды до 12 бар.

Однако, соленоидные клапаны тоже имеют преимущества перед клапанами с пневмоприводом. Системы, построенные на основе соленоидных клапанов, как правило, проще и дешевле систем, построенных на основе клапанов с пневмоприводом, поскольку состоят из меньшего числа компонентов.

Электромагнитные клапаны могут применяться на объектах, в составе которых отсутствует пневмосистема. Установка оборудования для сжатия воздуха и его очистки на таких объектах приводит к сильному удорожанию и усложнению системы в целом.

Заключение

В данной статье описана конструкция электромагнитных клапанов и седельных клапанов с пневмоприводом, рассмотрены их преимущества и недостатки. Вся информация, изложенная в статье, основана на конструктивных особенностях клапанов обоих типов и может быть применима к клапанам указанных конструкций независимо от конкретных моделей или изготовителей клапанов.

Обобщенные преимущества и недостатки электромагнитных клапанов и клапанов с пневмоприводом приведены ниже.

Электромагнитные клапаны

  • +Подключаются напрямую к электрической системе управления
  • +Не требуют подвода сжатого воздуха
  • +Системы на основе данных клапанов, как правило, проще и дешевле
  • Имеют особые требования к чистоте рабочей среды
  • Однонаправленные

Клапаны с пневмоприводом

  • +Устойчивы к загрязнениям рабочей среды
  • +Давление, вязкость, скорость потока и другие параметры рабочей среды не влияют на работу клапана
  • +Как правило, двунаправленные
  • Для подключения к системе управления, требуют установки распределительных (пилотных) электромагнитных клапанов
  • Для работы требуют подключение сжатого воздуха

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Быков А.Ю.

Читайте также:

Конструкция соленоидных клапанов Kipvalve

Описание конструкции соленоидных клапанов KIPVALVE

Назначение и применение

Соленоидные клапаны предназначены для управления потоками жидкости или пара, как в сложных технологических процессах, так и в быту. С их помощью можно дистанционно включить и отключить подачу жидкости или пара в нужный момент времени.
Клапаны KIPVALVE широко используются для подачи воды в поливочных системах, системах водоснабжения и пожаротушения, управления отопительными процессами, подачи охлаждающей жидкости в экструдерах, обеспечения работы котельных объектов и парогенераторов, смешивания различных сред, а также для заполнения и опустошения емкостей в системах автоматического контроля уровня. Использование соленоидных клапанов делает технологический процесс более удобным и надежным.

Принцип работы

Серия WTR220 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны серии WTR220 по принципу работы относятся к клапанам прямого действия. Они не имеют пилотных и перепускных отверстий, а запорная втулка вмонтирована в сердечник соленоида, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом и обеспечивает быстродействие работы клапана.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, пружина сжатия, воздействуя на сердечник соленоида сверху, прижимает запорную втулку к седлу, закрывая тем самым клапан.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, преодолевая сопротивление пружины сжатия, поднимает запорную втулку вверх, и клапан открывается.

 

 

а

б

 

Рисунок 1 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR220 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR223 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые) :

 

Клапаны серии WTR223 по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной принудительного подъема. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида соединен с мембраной при помощи пружины растяжения, что обеспечивает гарантированную работоспособность клапана при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в центре мембраны. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Под давлением среды, действующим на мембрану снизу, и усилием пружины растяжения мембрана поднимается вверх, открывая клапан.

 

 

а

б

 

Рисунок 2 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Серия WTR224B NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 3 – Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

 

 

Серия WTR224B NO (нормально открытые, 2/2 ходовые):

Клапаны WTR224B по принципу работы относятся к клапанам непрямого действия с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке, сердечник соленоида поднят вверх, а пилотное отверстие в корпусе клапана открыто. Давление рабочей среды постоянно стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, оставляя клапан открытым. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, клапан находится в открытом состоянии только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.

При подаче напряжения питания на катушку, соленоид закрывает пилотное отверстие, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Далее из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

a

б

Рисунок 4 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR224B NO (нормально открытый, 2/2 ходовой)
а) клапан открыт; б) клапан закрыт

Серия WTR223B NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

 

Клапаны серии WTR223B по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 3 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223B NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

 

 

Серия WTR223B NO (нормально открытые, 2/2 ходовые):

Нормально открытые клапаны серии WTR223B по принципу работы относятся к клапанам с плавающей мембраной. Они снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с мембраной и поднят пружиной сжатия (мембрана прижата к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке, сердечник соленоида поднят вверх, а пилотное отверстие в корпусе клапана открыто. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над мембраной на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху мембраны. Давление среды, действующее на мембрану снизу, поднимает ее вверх, оставляя клапан открытым. В виду отсутствия непосредственной механической связи мембраны с сердечником соленоида, клапан находится в открытом состоянии только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.

При подаче напряжения питания на катушку, соленоид закрывает пилотное отверстие, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над мембраной, уравновешивая давление с двух сторон мембраны. Однако из-за разности площадей мембраны, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к мембране давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к мембране давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, мембрана плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

a

б

Рисунок 4 — Принцип работы соленоидного клапана серии WTR223B NO (нормально открытый, 2/2 ходовой)
а) клапан открыт; б) клапан закрыт

Серия STM423 NC (нормально закрытые, 2/2 ходовые):

 

Клапаны серии STM423 по принципу работы аналогичны клапанам серии WTR223B. Но в отличии от серии WTR223B клапаны серииSTM423 имеют латунный поршень вместо гибкой мембраны, что позволяет применять их при более высоких температурах рабочей среды. Клапаны серии STM423 снабжены пилотным отверстием и меньшим по диаметру перепускным отверстием, а сердечник соленоида не имеет непосредственной связи с поршнем (поршень прижат к седлу пружиной сжатия).

При отсутствии напряжения питания на катушке соленоида, рабочая среда через перепускное отверстие попадает в полость над поршнем, уравновешивая давление с двух сторон поршня. Однако из-за разности площадей поршня, на которые действует давление рабочей среды, усилие, приложенное к поршню давлением среды сверху, чуть больше усилия, приложенного к поршню давлением среды снизу. Благодаря давлению пружины сжатия и дополнительному усилию, создаваемому давлением среды, поршень плотно прижимается к седлу клапана, закрывая его.

При подаче напряжения питания на катушку соленоида, сердечник соленоида втягивается, открывая пилотное отверстие в корпусе клапана. Давление рабочей среды стравливается через это отверстие из полости над поршнем на выход клапана, уменьшая тем самым давление сверху поршня. Давление среды, действующее на поршень снизу, поднимает его вверх, открывая клапан. В виду отсутствия непосредственной механической связи поршня с сердечником соленоида, открытие клапана происходит только за счет давления рабочей среды, т.е. при наличии минимального давления между входным и выходным портами клапана.


а

б

Рисунок 5 — Принцип работы соленоидного клапана серии STM423 NC (нормально закрытый, 2/2 ходовой)
а) клапан закрыт; б) клапан открыт

Модельный ряд:

    • WTR220
      Быстродействующие клапаны прямого действия
    • WTR223
      Универсальные клапаны для любого применения
    • WTR223B
      Для систем под давлением
    • STM423
      Клапан для горячей воды или пара

 

Комплектующие для клапанов KIPVALVE

Электромагнитный соленоидный клапан KIPVALVE сертифицирован и имеет разрешительную документацию. Вы можете узнать больше об электромагнитных клапанах KIPVALVE, связавшись с представителями KIPVALVE в вашем регионе.

Особенности конструкции клапанов KIPVALVE

Прочный материал корпуса

КОВАНАЯ ЛАТУНЬ. Основные свойства этого материала — высокая прочность и пластичность, которые позволяют выдерживать клапану (в отличие от распространенных на рынке дешевых корпусов из прессованной латуни) повышенные механические нагрузки, удары, а также сохраняют резьбу при усиленном затягивании и обеспечивают надежное соединение клапана с трубопроводом. Корпуса из кованой латуни имеют большую толщину стенок, что придает им дополнительную прочность.
НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ. Корпуса из этого материала используются для работы в агрессивных средах, а также при взаимодействии с пищевыми продуктами и т.п.

Особый конструктив мембран для надежного запирания клапанов

В сериях WTR223 и WTR223B устанавливаются мембраны с металлической опорной шайбой. Такой конструктив мембраны повышает ее жесткость и обеспечивает надежное прилегание к седлу, а также предотвращает деформацию мембраны клапана при высоких давлениях и температурах. В серии STM423 устанавливается латунный поршень с фторопластовым уплотнением седла и графитовыми кольцами скольжения.

Надежный конструктив и материал трубки сердечника катушки

Трубка сердечника надежно приварена к стальному основанию, что обеспечивает ее механическую прочность (в сравнении с распространенными на рынке более простыми конструкциями, где трубка сердечника завальцована в мягкое латунное основание, что может привести к поломке трубки).

Высокопрочный материал катушки

Изготавливается из термостойкой эпоксидной смолы, способной длительно выдерживать температуру +200 °С (в отличие от пластика, температура которого не должна превышать 80 °С).

Гарантия — 24 месяца

Позволяет ли электромагнитный клапан непрерывно работать в течение очень длительного времени?

Это похоже на ту же часть, что и на серию электромагнитных клапанов CDK 4F0 / 1/2/3 .

Для катушек, указанных в техническом описании, нет предела рабочего цикла. Было бы очень необычно, если бы их не оценивали постоянно. Обратите внимание, что они работают на соленоиде с пилотным управлением, а не на прямом соленоиде, поэтому они будут иметь довольно низкую мощность — 1,8 Вт согласно паспорту. Вы должны быть в состоянии держать руку на катушке, когда они были включены в течение часа.

Пусковой ток и ток удержания

Обратите внимание, что модели переменного тока имеют более высокий пусковой ток, чем ток удержания. Это связано с тем, что индуктивность катушки увеличивается при втягивании соленоида в катушку. Более высокая индуктивность означает более высокое сопротивление и меньший ток. Поскольку постоянный ток не зависит от индуктивности после начального времени нарастания включения, пусковой ток и ток удержания определяются только сопротивлением катушки.

В результате вышеупомянутые соленоиды (и реле / ​​контакторы) с питанием от переменного тока имеют встроенное преимущество в энергосбережении по сравнению с постоянным током. Тем не менее, очень широкое применение напряжения 24 В в качестве стандартного напряжения питания промышленных систем управления означает, что мы живем с понижением энергопотребления.


Трюк снижения мощности соленоида постоянного тока

Просто потому, что это всплыло в комментариях …

смоделировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab

Рис. 1. Цепь энергосбережения для реле постоянного тока или соленоида. Полное напряжение сначала подается на катушку через ее собственный нормально замкнутый (NC) контакт, но когда он включается, прямое соединение разрывается, и подача напряжения на резистор падения напряжения вступает в действие.


Пилотная операция

У меня есть еще один вопрос, который может быть немного не по теме. Я попытался удалить соединительную часть соленоида, которая удерживалась двумя винтами. Все, что я мог видеть кроме двух отверстий для винтов, было маленькими 3 отверстиями. Я думал, что эти электромагнитные клапаны на самом деле имеют некоторые «клапаны», которые открываются в магнитном поле при активации. Я был довольно удивлен, когда заметил, что внутри с соленоидом просто есть 3 отверстия и как он управляет. Когда я попытался подключиться к 24 В постоянного тока, я не увидел никаких видимых движений, кроме щелчка. У вас есть идеи, как это может работать?

Рисунок 2. Анимация электромагнитного клапана 5/2. Источник: ZDSPB.com .

объяснение

Рисунок 3. Аннотированный для справки с текстом ниже.

Этот клапан имеет пять портов (1) — (5) и два положения (слева и справа). Отсюда 5/2 клапана.

  • Давление подается в (1) и выходит в (2), когда соленоид выключен, и (3), когда включено.
  • (4) и (5) — выпускные отверстия. Наличие двух делает конструкцию катушки (11) очень простой.
  • (6) это соленоид. Это перемещает привод (7). Обратите внимание, что он небольшой и требует малой мощности для его перемещения по сравнению с соленоидом прямого действия, который будет непосредственно перемещать катушку (11) и должен преодолевать сопротивление уплотнения и т. Д.
  • Когда пилот отключен от сети, воздух из (1) через (8) подается в (10) для перемещения катушки вправо — нормальное положение. Выход (3) будет под напряжением, а выход (2) вентилируется в (5).
  • Когда на соленоид подается питание, управляющий исполнительный механизм (7) перемещается вправо, чтобы отключить воздух к (10) и выпустить воздух с левой стороны золотника (11) в точке (13) в выпускной канал (4). После этого сетевое давление в (12) перемещает золотник (11) влево, порт (2) запитывается, а порт (3) истощается в (4).
  • Обратите внимание, что хотя давление воздуха подается на оба конца катушки, но площадь поверхности в (10) больше, чем в (12), поэтому катушка движется вправо.

Все это ответит на ваш вопрос: разделение между основным блоком и пилотной секцией в вашем клапане может немного отличаться от анимации. Скорее всего, три отверстия:

  • Подача питающего воздуха пилоту (8).
  • Сам пилот, чтобы толкать катушку (10).
  • Пилот выхлопа (13).

Обратите внимание, что есть много оригинальных вариаций этих клапанов. Некоторые могут просто использовать пружину в (12) и не иметь вспомогательной воздушной помощи. В некоторых случаях соленоид перемещает крошечную мягкую резиновую мембрану, чтобы впустить воздух (10).


Рисунок 4. Нижняя сторона пилотного клапана.

(1) и (2) будет подачей давления управляющего клапана и приводом к золотнику. Откуда нам знать? Поскольку (3) не имеет прокладки уплотнения, и единственное место, где утечки не имеют значения, находится на выхлопе, поэтому (3) должно быть выпускное отверстие (13) на рисунке 3.

Что такое пневматический электромагнитный клапан?

Пневматический электромагнитный клапан — это тип стандартного электромеханического соленоида, который при активации электрической энергией открывает клапан под положительным или отрицательным давлением воздуха. В стандартных промышленных применениях они использовались в течение многих лет в качестве типа выключателя для пневматических систем, таких как дрели с пневматическим приводом. Они также широко используются в системах контроля жидкости, таких как подача горячей и холодной воды в стиральную ванну в автоматической стиральной машине, или в системах полива газонов на открытом воздухе.

Электромагнитный клапан в целом работает, используя процесс электрической индукции. Он состоит из обмотки проволоки вокруг подвижного вала, которая аналогична конструкции электродвигателя в сборе. Когда электрическая энергия проходит через обмотку, она создает магнитное поле, которое толкает вал, который действует как рычаг привода, приводящий в действие переключатель, клапан или другой механический блок. Пневматический электромагнитный клапан отличается от традиционного электромагнитного клапана тем, что привод управляет клапаном, который находится под некоторым уровнем давления. Он может либо сбрасывать давление и пропускать газ или жидкость при подаче электрического тока, либо само давление может активировать клапан в обратном направлении и создавать электрический сигнал, который направляется на станцию ​​мониторинга.

Некоторые пневматические клапаны также представляют собой небольшие блоки управления, которые действуют как триггеры для более крупных соленоидов, и вместе эти типы конструкций пневматических электромагнитных клапанов часто называют управляющим клапаном или пилотным клапаном сжатого воздуха. Пилотные клапаны могут быть штабелируемыми, что означает, что они могут быть расположены последовательно на трубопроводе или другом узле потока жидкости или газа, так что давление и поток можно направлять в ключевые моменты промышленного процесса. Единственный пневматический электромагнитный клапан, который устанавливается в качестве управляющего клапана, также часто имеет ручной уровень управления приводом. Это означает, что функцией соленоида устройства, в котором привод открывает и закрывает клапан, можно управлять вручную, нажимая кнопку или перемещая механический рычаг. Однако в более сложных промышленных системах блок управляющего клапана электрически управляется с помощью ряда программируемых настроек для подачи мощности на соленоид, когда необходимо открыть или закрыть клапан.

В автоматизированных промышленных системах, где существует большое количество недоступных трубопроводов, которыми необходимо управлять дистанционно, часто выбираются пневматические системы электромагнитных клапанов, так как они могут управляться давлением окружающей среды, которое накапливается в самой системе, и им не требуется внешнее питание. Это позволяет им действовать как предохранительный клапан для сброса давления при необходимости, и в процессе механическое движение сброса давления может активировать электромеханическую функцию соленоида, так что короткий электрический сигнал передается на Станция управления, чтобы указать, что состояние клапана изменилось. Они также выполняют функцию реверса, где их можно открывать или закрывать со станции управления, если оператор определяет, что система не работает должным образом.

Части электромагнитных клапанов могут варьироваться от очень маленьких блоков для быстрых систем микроуправления, где они имеют диаметр 0,4 дюйма (10 миллиметров) и могут работать при низком напряжении постоянного тока (DC) напряжением 12 вольт. Мощные клапаны промышленного уровня на противоположном конце спектра изготовлены из упрочненных стальных сплавов. Они могут выдерживать давление до 4500 фунтов на квадратный дюйм (316 кг на сантиметр в квадрате) и температуру до 1200 ° по Фаренгейту (649 ° по Цельсию).

Типы соленоидов, используемых в электромеханических системах, сильно различаются в зависимости от потребностей системы. Пневматический электромагнитный клапан может управлять несколькими впускными и выпускными отверстиями, а их сложность составляет до 5/3 системы воздушного клапана. Пневматический электромагнитный клапан 5/3 имеет 2 выпускных отверстия, через которые регулируется поток газа или жидкости по мере их вытекания, 2 порта питания, которые служат в качестве исполнительных механизмов для системы, и 1 порт подачи давления газа или жидкости на входе. Однако большинство пневматических соленоидов имеют конструкцию 2/2 с впускным, выпускным и управляющим портами, которые служат механизмом переключения для полного открытия или закрытия системы. В зависимости от потребностей оборудования пневматический электромагнитный клапан конструируется с нормально открытым (NO) или нормально закрытым (NC) скрытым состоянием, которое он поддерживает против давления, когда на него не подается питание.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Что такое электромагнитный клапан и как он работает?

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости. Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования. Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

ОБЩЕЕ

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости. Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования.Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости. Привод выполнен в виде электромагнита. При возбуждении создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины. В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.

РАБОТА КЛАПАНА

По режиму срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная особенность — это количество подключений к портам или количество потоков («путей»).

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

В соленоидном клапане прямого действия уплотнение седла прикреплено к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто, которое открывается, когда клапан находится под напряжением.

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 2-ХОДОВЫЕ

Двухходовые клапаны — это запорные клапаны с одним входным и одним выходным отверстиями (рис.1). В обесточенном состоянии пружина сердечника с помощью давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

Рисунок 1

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 3-ХОДОВЫЕ

Трехходовые клапаны имеют три штуцера и два седла клапана.Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой клапан, показанный на рис. 2, выполнен с сердечником плунжерного типа. Различные операции клапана могут выполняться в зависимости от того, как текучая среда соединена с рабочими портами на рис. 2. Давление текучей среды нарастает под седлом клапана. Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости.Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, седло клапана в Порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

фигура 2 В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, клапаны с поворотным якорем имеют все портовые соединения в корпусе клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика. Клапаны с поворотным якорем можно использовать для управления любым трехходовым клапаном.Основной принцип конструкции показан на рис. 3. Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

фигура 3

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления сил давления, соответственно становятся больше. Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае перепад давления жидкости выполняет основную работу по открытию и закрытию клапана.

КЛАПАНЫ 2-ХОДОВЫЕ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены 2- или 3-ходовым пилотным соленоидным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на рис. 4. Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие. Пока существует разность давлений между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы.Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия. Omega также предлагает клапаны с внутренним управлением, спроектированные с соединенным сердечником и диафрагмой, которые работают при нулевом перепаде давления (рис. 5).

фигура 4

МНОГООБХОДИМЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ НАПРАВЛЕНИЕМ

4-ходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия.Эти клапаны имеют четыре патрубка: впускной патрубок P, два патрубка A и B цилиндра и одно патрубок выпускного патрубка R. На рис. 6 показан 4/2-ходовой тарельчатый клапан с внутренним управлением. пилотный клапан открывается при соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P подключено к A, а B может выходить через второй ограничитель через R.

цифра 5

КЛАПАНЫ С ВНЕШНИМ УПРАВЛЕНИЕМ

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рис. 7 показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые 4/2-ходовыми клапанами, не содержат пружины.

фигура 6

МАТЕРИАЛЫ

Все материалы, из которых изготовлены клапаны, тщательно отбираются в соответствии с различными типами применения. Материал корпуса, материала уплотнения и материала соленоида выбирается для оптимизации функциональной надежности, совместимости с жидкостями, срока службы и стоимости.

КУЗОВ

Корпуса клапанов нейтральной жидкости изготовлены из латуни и бронзы.Для жидкостей с высокими температурами, например пара, доступна коррозионно-стойкая сталь. Кроме того, полиамидный материал используется по экономическим причинам в различных пластиковых клапанах.

СОЛЕНОИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Все части электромагнитного привода, контактирующие с жидкостью, изготовлены из аустенитной коррозионно-стойкой стали. Таким образом обеспечивается устойчивость к коррозионному воздействию нейтральных или умеренно агрессивных сред.

МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЯ

Конкретные механические, термические и химические условия в приложении влияют на выбор материала уплотнения.Стандартным материалом для нейтральных жидкостей при температурах до 194 ° F обычно является FKM. Для более высоких температур используются EPDM и PTFE. Материал PTFE универсально устойчив практически ко всем техническим жидкостям.

НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — ДИАПАЗОН ДАВЛЕНИЯ

Все значения давления, приведенные в этом разделе, представляют собой манометрическое давление. Номинальное давление указано в фунтах на квадратный дюйм. Клапаны надежно работают в заданных диапазонах давления. Наши цифры действительны для диапазона пониженного напряжения от 15% до перенапряжения 10%.Если 3/2-ходовые клапаны используются в другом режиме, допустимый диапазон давления изменяется. Более подробная информация содержится в наших технических паспортах.

В случае работы в вакууме необходимо следить за тем, чтобы вакуум был на стороне выхода (A или B), в то время как более высокое давление, то есть атмосферное давление, подключено к входному отверстию P.

ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДА

Скорость потока через клапан определяется конструкцией и типом потока.Размер клапана, требуемый для конкретного применения, обычно определяется номиналом Cv. Этот показатель разработан для стандартных единиц и условий, то есть расхода в галлонах в минуту и ​​использования воды с температурой от 40 ° F до 86 ° F при перепаде давления 1 фунт / кв.дюйм. Приведены значения Cv для каждого клапана. Стандартизированная система значений расхода также используется для пневматики. В этом случае воздушный поток в SCFM вверх по потоку и падение давления 15 фунтов на квадратный дюйм при температуре 68 ° F.

СОЛЕНОИДНЫЙ ПРИВОД

Общей чертой всех электромагнитных клапанов Omega является система соленоидов с эпоксидной изоляцией.В этой системе вся магнитная цепь — катушка, соединения, ярмо и направляющая трубка сердечника — объединены в один компактный блок. Это приводит к тому, что высокая магнитная сила удерживается в минимальном пространстве, обеспечивая первоклассную электрическую изоляцию и защиту от вибрации, а также внешних коррозионных воздействий.

КАТУШКИ

Катушки Omega доступны для всех обычно используемых напряжений переменного и постоянного тока. Низкое энергопотребление, особенно в случае соленоидных систем меньшего размера, означает, что возможно управление через полупроводниковую схему.

рисунок 7 Доступная магнитная сила увеличивается по мере уменьшения воздушного зазора между сердечником и заглушкой, независимо от того, используется ли переменный или постоянный ток. Электромагнитная система переменного тока имеет большую магнитную силу, доступную при большем ходе, чем сопоставимая соленоидная система постоянного тока. Графики характеристического хода в зависимости от силы, показанные на рис. 8, иллюстрируют эту взаимосвязь.

Ток, потребляемый соленоидом переменного тока, определяется индуктивностью. С увеличением хода индуктивное сопротивление уменьшается и вызывает увеличение потребления тока.Это означает, что в момент обесточивания ток достигает максимального значения. Противоположная ситуация применима к соленоиду постоянного тока, где потребление тока зависит только от сопротивления обмоток. Сравнение во времени характеристик включения соленоидов переменного и постоянного тока показано на рис. 9. В момент подачи питания, то есть когда воздушный зазор максимален, электромагнитные клапаны потребляют гораздо более высокие токи, чем когда сердечник полностью заполнен. втянут, т. е. воздушный зазор закрыт.Это приводит к высокой производительности и расширенному диапазону давления. В системах постоянного тока после включения тока поток увеличивается относительно медленно, пока не будет достигнут постоянный ток удержания. Таким образом, эти клапаны могут управлять только более низким давлением, чем клапаны переменного тока, при тех же размерах отверстий. Более высокие давления могут быть получены только за счет уменьшения размера отверстия и, следовательно, пропускной способности.

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ

Когда на катушку соленоида подано напряжение, всегда выделяется определенное количество тепла.Стандартная версия электромагнитных клапанов имеет относительно небольшой подъем температуры. Они предназначены для достижения максимального повышения температуры 144 ° F в условиях непрерывной работы (100%) и при 10% перенапряжении. Кроме того, обычно допустима максимальная температура окружающей среды 130 ° F. Максимально допустимые температуры жидкости зависят от конкретных материалов уплотнения и корпуса. Эти цифры можно получить из технических данных.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ (VDE0580) ВРЕМЯ ОТВЕТА

Небольшие объемы и относительно высокие магнитные силы, связанные с электромагнитными клапанами, позволяют получить быстрое время отклика.Для специальных применений доступны клапаны с разным временем отклика. Время реакции определяется как время между подачей сигнала переключения и завершением механического открытия или закрытия.

ПО ПЕРИОДУ

Период включения определяется как время между включением и выключением тока соленоида.

ПЕРИОД ЦИКЛА

Общее время включенного и выключенного периодов — это период цикла. Предпочтительный период цикла: 2, 5, 10 или 30 минут.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ЦИКЛ

Относительный рабочий цикл (%) — это процентное отношение периода под напряжением к общему периоду цикла. Непрерывная работа (100% рабочий цикл) определяется как непрерывная работа до достижения установившейся температуры.

РАБОТА КЛАПАНА

Кодировка клапана всегда состоит из заглавной буквы. Сводка слева подробно описывает коды различных операций клапана и указывает соответствующие стандартные символы цепи.

ВЯЗКОСТЬ

Технические данные действительны для вязкости до указанного значения.Допускается более высокая вязкость, но в этих случаях диапазон допуска напряжения уменьшается, а время отклика увеличивается.

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР

Температурные пределы для текучей среды всегда подробно описаны. Различные факторы, например однако условия окружающей среды, цикличность, скорость, допуск напряжения, детали установки и т. д. могут влиять на температурные характеристики. Поэтому приведенные здесь значения следует использовать только в качестве общего руководства. В случаях, когда речь идет о работе при экстремальных температурах, вам следует обратиться за советом в технический отдел Omega.

Информация о продукте Техническое обучение

Какие бывают типы электромагнитных клапанов?

Предпочитаемый за низкое энергопотребление, компактный размер, превосходную скорость работы и длительный срок службы, соленоид относится к особой классификации клапана, которая основана на принципе электромагнетизма для приведения в действие рассматриваемого устройства.

Как работает электромагнитный клапан?

Как правило, соленоидный клапан состоит из катушки, отверстия или множества отверстий и линейно работающего элемента, который будет герметично закрывать или оставлять указанное отверстие открытым.

В обесточенном состоянии соленоида вышеупомянутый элемент с линейным управлением, часто называемый ползуном, трубкой или плунжером, находится в своем исходном положении по отношению к отверстию или отверстиям. Однако, когда на соленоидный клапан подается питание, пропуская электрический сигнал через катушку, это действие создает магнитное поле.Ферромагнитная управляющая трубка или плунжер реагирует на это поле и перемещается в свое вторичное положение по отношению к отверстию или отверстиям.

Возможно, более прозрачно, создаваемое магнитное поле притягивает или заставляет скользящий элемент принять это вторичное положение, обычно описываемое как положение под напряжением. Из этой основной предпосылки возникло множество конструкций и конфигураций соленоидов.

Соленоиды прямого действия

Электромагнитный клапан прямого действия указывает на то, что в конструкции используется скользящий плунжер, реагирующий на магнитное поле, для открытия или закрытия основного пути потока среды через клапан.Другими словами, движение элемента контрольной трубки в ответ на генерируемое электромагнитное поле непосредственно воздействует на открытие или закрытие клапана.

Эта конструкция электромагнитного клапана включает приведение в действие клапана в самом клапане без необходимости в отдельном электрическом или пневматическом приводе для открытия или закрытия устройства. Это позволяет получить более компактную конструкцию, чем большинство альтернатив с отдельным приводом. 2-ходовой электромагнитный клапан прямого действия имеет две дополнительные конфигурации: нормально открытый или нормально закрытый.

В нормально закрытой версии соленоида гнездо на скользящем элементе с помощью пружины, удерживающей его на месте, прилегает к отверстию, удерживая путь потока закрытым в этом обесточенном или нормальном состоянии. При возбуждении сила магнитного поля на намагниченном скользящем элементе преодолевает силу сопротивления пружины, и седло поднимается над отверстием, открывая путь для потока. При повторном обесточивании пружина возвращает клапан в нормально закрытое положение.

В нормально открытой ориентации доказывается обратное. Здесь сила пружины удерживает седло от отверстия в обесточенном состоянии, сохраняя путь потока открытым. Когда соленоидный клапан переходит в состояние под напряжением, сила магнитного поля на намагниченном поршне преодолевает силу пружины, притягивает седло к отверстию и, следовательно, закрывает клапан. Когда снова обесточивается, сила пружины возвращает клапан в нормально открытое положение.

Бистабильные соленоиды

Бистабильные соленоиды, также называемые соленоидами с фиксацией или переключением, работают по аналогичному принципу, хотя в них не используется пружина для возврата скользящего элемента в его исходное положение.Вместо этого в этой конструкции вместо пружины используются постоянные магниты, которые удерживают ферромагнитный скользящий элемент на месте в обесточенном состоянии.

Притяжение магнитного поля, создаваемое возбужденным состоянием соленоида, оказывается сильнее, чем притяжение магнитной силы постоянного магнита, удерживающего плунжер в его исходном положении. При подаче энергии сила электромагнитного поля поднимает скользящий элемент из исходного положения, переводя его во вторичное положение. Однако при повторном обесточивании дополнительный постоянный магнит удерживает скользящий элемент в этом вторичном положении.

Чтобы вернуть скользящий элемент в исходное положение, нужно активировать катушку, специально пропуская ток в противоположном направлении, что изменит полярность генерируемого магнитного поля и, таким образом, потянет скользящий элемент из его вторичного положения обратно в исходное положение. исходное положение. Когда снова обесточивается, первый постоянный магнит снова удерживает плунжер в этом исходном положении. Это действие технического переключения между двумя стабильными, обесточенными положениями дает начало термину переключение или бистабильный соленоидный клапан.

Электромагнитные клапаны с пилотным управлением

В то время как традиционный и бистабильный соленоидный клапан прямого действия может оказаться ограниченным с точки зрения размера линии, рабочего давления и пропускной способности, соленоидный клапан с пилотным управлением, иногда называемый соленоидом непрямого действия, может преодолеть эти ограничения и в определенной степени, ограничивая действие самого соленоида ролью управления пилотным отверстием и используя рабочую среду для помощи в открытии и закрытии пути потока основного клапана.

Как и другие клапаны с внутренним или внешним управлением, главный клапан работает в зависимости от расположения пилотного клапана. В типичной конструкции соленоида с пилотным управлением в главном клапане используется диафрагма для уплотнения основного пути потока. Небольшое отверстие в диафрагме позволяет рабочей среде накапливаться как над, так и под этим компонентом. Наличие этого отверстия позволяет выравнивать давление с обеих сторон диафрагмы.

В этом состоянии с уравновешенным давлением легкая пружина оказывает достаточное сопротивление, чтобы давить на диафрагму, удерживающую закрытый путь потока основного клапана.Электромагнитный клапан, выступающий в качестве пилота, управляет вторым отверстием, которое соединяется с полостью на верхней стороне диафрагмы с выходным трактом потока. Важно отметить, что отверстие, управляемое этим пилотным клапаном, оказывается больше, чем отверстие, которое позволяет рабочей среде выравниваться с обеих сторон диафрагмы. Таким образом, когда этот пилотный соленоид открывается, рабочая среда откачивается из полости над диафрагмой с большей скоростью, чем указанная среда может повторно накапливаться через отверстие для выравнивания давления.

Это создает перепад давления, при котором давление рабочей среды под диафрагмой оказывается больше, чем давление, оказываемое оставшейся рабочей средой над мембраной. Следовательно, рабочая среда прижимается к диафрагме и пружине, открывая первичный канал потока в главном клапане. Такие клапаны можно настроить для нормально закрытого или нормально открытого режима.

3-ходовые соленоиды

Хотя соленоидные клапаны обычно имеют два состояния: под напряжением и обесточенное положение, это не обязательно означает, что соленоид может служить только двухходовым двухпозиционным клапаном с одним входом и одним выходом.Например, трехходовой электромагнитный клапан будет иметь либо два входа и один выход, либо один вход и два выхода, в зависимости от желаемой конфигурации.

В приложении для смешивания соленоид будет иметь два входа и один выход. В исходном положении этого трехходового соленоида одно из двух впускных отверстий будет оставаться закрытым, в то же время позволяя среде течь от оставшегося впускного отверстия к общему выпускному отверстию. При перемещении во вторичное положение клапан откроет формально закрытый впускной канал, позволяя среде течь к общему выпускному отверстию, и одновременно перекрывает путь потока от формально открытого впускного отверстия.

В отводящем приложении соленоид будет иметь один общий вход и два выхода. Первоначальное положение этого трехходового устройства позволило бы среде течь от общего входа к одному из двух выходов, в то время как вторичный выход остается закрытым. При перемещении во вспомогательное положение путь потока к ранее открытому выпускному отверстию закрывается, а путь потока к ранее закрытому выпускному отверстию открывается, направляя поток к этому второстепенному пути.

Опорные соленоиды по NAMUR

Электромагнитные клапаны, используемые для управления пневматическими приводами, обязательно должны быть многопортовыми.В то время как традиционный соленоидный клапан можно установить с помощью ниппеля на пневматический привод, соленоидный клапан с креплением NAMUR относится к определенному классу электромагнитных клапанов со стандартизованным монтажным шаблоном, предназначенным для конкретной установки на поворотных пневматических приводах.

Соленоиды с креплением NAMUR могут иметь трехпозиционный / двухпозиционный, четырехходовой / двухпозиционный или пятиходовой / двухпозиционный режимы.

  • Трехходовой соленоид этого типа будет иметь одно впускное отверстие, одно выпускное отверстие и одно выпускное отверстие.
  • Четырехходовой соленоид этого типа будет иметь одно входное, два выходных и одно выпускное отверстие.
  • 5-ходовой соленоид этого типа будет иметь одно входное, два выходных и два выходных отверстия.

Каждый из них будет находиться под напряжением и обесточен, что влияет на прохождение потока воздуха через соленоид. Среди других факторов, таких как классификация опасной зоны, особые разрешения, необходимость контролировать скорость работы клапана в обоих направлениях и выбор пневматического привода двойного действия или с пружинным возвратом, помогут определить необходимый соленоид для крепления по NAMUR.

Нужны рекомендации по выбору подходящего соленоидного клапана для конкретного применения?

У экспертов ValveMan есть знания и опыт, чтобы помочь. Делайте покупки на ValveMan.com сегодня!

Сопутствующие товары


[[1246, 7125, 1438]]

Сравнение электромагнитной катушки, соленоида и электромагнитного клапана

Как основная электрическая часть, соленоид становится обычным явлением в нашей повседневной жизни. Он широко применяется в гидравлических системах, сельском хозяйстве, автомобилях и многих других областях.Фактически, есть несколько сбивающих с толку терминов, таких как соленоидная катушка, соленоид и соленоидный клапан. Как правило, соленоид, катушка соленоида могут использоваться в качестве фитинга электромагнитного клапана. Вы можете запутаться, что это за соленоид? В чем разница между соленоидом, катушкой соленоида и электромагнитным клапаном?

Катушка соленоида

Катушка соленоида относится к цилиндрической катушке с проволокой, при которой через катушку генерируется ток и магнитное поле. Есть специальный тип катушки — катушка с воздушным сердечником, которая наматывается самоклеящимся эмалированным проводом и не требует каркаса.Катушка соленоида не может выполнять одно функциональное движение по отдельности, и ей необходимо работать с другой средой. В инженерной науке соленоидная катушка также означает некоторые преобразователи, которые передают энергию в линейное движение. Катушка соленоида является важной частью электромагнитного клапана. Более того, соленоидная катушка также применяется для управления пневматическим регулирующим клапаном или гидравлическим клапаном.

Соленоид

Соленоид — это привод для переключателя или клапана. Когда через соленоид протекает ток, создается электромагнитное поле.Соленоид состоит из катушки соленоида и железного сердечника. Катушка соленоида создает магнитное поле, а железный сердечник увеличивает магнитную силу. Для немедленного размагничивания соленоида в качестве материалов для соленоида используется мягкое железо или кремнистое железо. Что касается применения, соленоид может использоваться в качестве элемента для различных типов клапанов, таких как двухпозиционный клапан, пропорциональный клапан, взрывозащищенный клапан и т. Д. Общие типы соленоидов включают двухпозиционный соленоид, пропорциональный соленоид и взрывозащищенный соленоид. Кроме того, согласно системе питания, в нашей повседневной жизни есть соленоид переменного тока и соленоид постоянного тока.

Электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан — это промышленное оборудование, которое управляется электромагнетизмом. Это фундаментальный элемент, который используется для управления жидкостной автоматикой. Электромагнитный клапан является последним элементом управления, который используется для регулировки параметров среды, таких как направление, поток, скорость и другие параметры. Электромагнитный клапан может соответствовать плану управления с различными цепями, и точность управления и гибкость могут быть гарантированы. Электромагнитный клапан имеет много типов, разные типы электромагнитных клапанов могут играть свою роль в разных положениях.Чаще всего используются обратный клапан, предохранительный клапан, гидрораспределитель, клапан регулирования скорости.

В электромагнитном клапане есть закрытая полость. Некоторые сквозные отверстия расположены в разных местах, и каждое сквозное отверстие подключается к разным трубам. В середине полости расположены поршень и электромагниты с обеих сторон. Когда электромагнитный клапан какой стороны включен, корпус клапана будет прикреплен к этой стороне. Мы можем включать или выключать выпускные отверстия для масла и, таким образом, контролировать движение клапана.Отверстие для подачи масла нормально открыто. Гидравлическое масло поступает в разные сливные линии, а затем под давлением масла толкает поршень цилиндра, затем поршень цилиндра толкает шток поршня, и шток поршня приводит в действие механизм. Таким образом, электромагнитный клапан управляет механическим движением, заставляя ток электромагнита включаться и выключаться.

Электромагнитный клапан можно разделить на воздушный клапан, водяной клапан, топливный клапан и т. Д.

В заключение

В общем, катушка соленоида является сердечником соленоида, а электромагнитный клапан приводится в движение соленоидом.Все эти компоненты помогают поддерживать гидравлическую систему. Anyang KaiDi — поставщик соленоидов с 70-летним опытом. Мы нацелены на поставку высококачественных соленоидов с использованием передовых технологий и производственного оборудования. Наши популярные продукты включают двухпозиционный соленоид, пропорциональный соленоид, взрывозащищенный соленоид, датчик перемещения. Помимо этого, KaiDi также является постоянным поставщиком для Rexroth, Yuken и Vickers.

типов электромагнитных клапанов — The Hope Group, A SunSource Company

Операция: нормально закрытый vs.Нормально открытый

Нормально закрытый

Клапан остается в положении «Закрыто» при обесточивании и является наиболее распространенным методом работы. Как правило, вы обнаружите, что нормально закрытые клапаны используются для включения / выключения или вентиляции, здесь вы хотите, чтобы процесс остановился при отключении питания. В случае потери мощности клапан закрывается, и жидкость не выходит.

Нормально открытый

Клапан остается в положении «открыто» при обесточивании. Чаще всего нормально открытые клапаны используются в системах безопасности, где технологический процесс прекращается при потере мощности.

Универсальные клапаны

Клапан может быть либо нормально закрытым, либо нормально открытым, в зависимости от того, как клапан подсоединен к трубопроводу. Обычно это наблюдается в 3- и 4-ходовых клапанах, где вы можете оказывать давление на любой порт клапана. Например, трехходовой клапан может иметь порт подачи, порт выхлопа и порт нагнетания. Это обеспечивает гибкость приложения и позволяет подключать его так, как вы считаете нужным.

Медиа

Часто проблемы с электромагнитным клапаном возникают из-за того, что среда или температура мешают правильному функционированию клапана.Он зависит от области применения, поэтому, если вы не уверены, обратитесь к каталогу производителя.

Давление электромагнитного клапана

Максимальное давление в зависимости от перепада давления

Дифференциальное давление — это разница между давлением на входе (жидкость, когда она входит в клапан) и давлением на выходе (жидкость, когда она выходит из клапана). Важно определить перепад давления, чтобы вы знали, следует ли выбрать соленоидный клапан с пилотным управлением или электромагнитный клапан прямого действия.

Например, давление на входе (P1), равное 90 фунтов на квадратный дюйм, и давление на выходе (P2), равное 80 фунтов на квадратный дюйм, представляют собой перепад давления в 10 фунтов на квадратный дюйм.

В другом примере ниже давление на входе составляет 90 фунтов на квадратный дюйм, а на выходе — 0 фунтов на квадратный дюйм, потому что он выходит в атмосферу. В этом случае перепад давления равен 90.

Клапан с максимальным давлением 100 фунтов на квадратный дюйм будет работать для приложения с перепадом давления 10. Однако тот же самый клапан будет бороться в приложении с перепадом давления 90. Клапан с увеличенными возможностями был бы гораздо лучшим выбором.

Тип уплотнения в электромагнитных клапанах

Важно выбрать уплотняющий материал, соответствующий требованиям среды, протекающей через клапан.Доступные типы уплотнений различаются, хотя наиболее распространенными являются NBR (нитрильный каучук) и FKM (фторуглерод / витон), EPDM и PTFE .

Электромагнитный клапан — обзор

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости, например, при автоматизации производства. Компьютер, на котором запущена программа автоматизации для заполнения контейнера некоторым количеством жидкости, может послать сигнал на соленоидный клапан на открытие, позволяя контейнеру заполниться, а затем удалить сигнал, чтобы закрыть соленоидный клапан, и, таким образом, остановить поток жидкости до тех пор, пока следующий контейнер на месте.Захват для захвата предметов на роботе часто представляет собой устройство с пневматическим управлением. Можно использовать электромагнитный клапан, чтобы давление воздуха могло закрыть захват, а второй электромагнитный клапан можно использовать для открытия захвата. Если используется двухходовой соленоидный клапан, два отдельных клапана в этом случае не нужны. Разъемы электромагнитных клапанов используются для подключения электромагнитных клапанов и реле давления.

(1) Принципы работы

Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости.Привод внутри электромагнитного клапана имеет форму электромагнита. При подаче напряжения создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины. В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.

В зависимости от режима срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная черта — это количество подключений к портам или количество потоков или «путей».

Электромагнитные клапаны прямого действия имеют уплотнение седла, прикрепленное к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто и открывается при подаче напряжения на клапан. В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления силы давления, соответственно становятся больше. Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае дифференциальное давление жидкости выполняет большую часть работы по открытию и закрытию клапана.

Двухходовые электромагнитные клапаны — это запорные клапаны с одним входным и одним выходным портами, как показано на Рисунке 4.17 (a). В обесточенном состоянии пружина сердечника при помощи давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

Рисунок 4.17. Принцип действия электромагнитных клапанов.

(Любезно предоставлено OMEGA)

Трехходовые электромагнитные клапаны имеют три соединения порта и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой электромагнитный клапан, показанный на Рисунке 4.17 (b), спроектирован с сердечником плунжерного типа. Доступны различные операции клапана в зависимости от того, как текучая среда связана с рабочими портами. На Рисунке 4.17 (b) давление жидкости увеличивается под седлом клапана.Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, и седло клапана в порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, электромагнитные клапаны с поворотным якорем имеют все соединения портов внутри корпуса клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика.Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым электромагнитным клапаном. Основной принцип конструкции показан на Рисунке 4.17 (c). Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены двухходовым или трехходовым пилотным электромагнитным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на Рисунке 4.17 (d). Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие.Пока существует разность давлений между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы. Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.

Четырехходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия.Эти клапаны имеют четыре соединения порта; впускной патрубок P, два патрубка A и B порта цилиндра и один патрубок выпускного патрубка R. Четырех / двухходовой тарельчатый соленоидный клапан с внутренним управлением показан на Рисунке 4.17 (e). В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P соединено с A, а B может выпускаться через второй дроссель через R.

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рисунке 4.17 (f) показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые четырех- / двухходовыми клапанами, не содержат пружины.

(2) Основные типы

Электромагнитные клапаны открываются и закрываются с помощью соленоида, который активируется электрическим сигналом. В большинстве промышленных применений электромагнитные клапаны бывают следующих пяти типов.

(1) Двухходовые электромагнитные клапаны

Электромагнитные клапаны этого типа обычно имеют одно впускное и одно выпускное отверстия и используются для разрешения и перекрытия потока жидкости. Два типа операций для этого типа — «нормально закрытый» и «нормально открытый».

(2) Трехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны обычно имеют три трубных соединения и два отверстия. Когда одно отверстие открыто, другое закрывается, и наоборот. Они обычно используются для попеременного приложения давления к давлению выхлопа от привода клапана или цилиндра одностороннего действия. Эти клапаны могут быть нормально закрытыми, нормально открытыми или универсальными.

(3) Четырехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны имеют четыре или пять трубных соединений, обычно называемых портами.Один из них представляет собой входное отверстие для давления, а два других — это входные отверстия цилиндра, обеспечивающие давление в цилиндр или привод двойного действия, а также один или два выходных отверстия для выпуска давления из цилиндров. У них есть три типа конструкции; одиночный соленоид, двойной соленоид или одиночный пневмопривод.

(4) Электромагнитные клапаны прямого монтажа

Это двухходовые, трехходовые и четырехходовые электромагнитные клапаны, которые предназначены для группового монтажа на клапаны различного количества. Любая комбинация нормально закрытых, нормально открытых или универсальных клапанов может быть сгруппирована вместе.Эти серии представляют собой стандартные соленоидные клапаны, трубопроводные соединения и монтажные конфигурации которых были заменены монтажной конфигурацией, которая позволяет устанавливать каждый клапан непосредственно на привод без использования жестких трубопроводов или трубок.

(5) Коллекторные клапаны

Коллектор электромагнитных клапанов состоит из матрицы электромагнитных клапанов, установленных в модулях на салазках с регулируемыми ножками в одном направлении (рисунок 4.18). Количество клапанов зависит от подключаемых элементов и функций каждого из этих элементов.Множество электромагнитных клапанов расположено и размещено на монтажной поверхности коллектора, а также плата, образованная с электрической цепью для питания этих электромагнитных клапанов (рисунок 4.18). Каждый соленоидный клапан включает в себя клапанную часть, содержащую клапанный элемент, и рабочую часть соленоида для приведения в действие клапанного элемента. Плата установлена ​​на первой боковой поверхности коллектора под рабочей частью соленоида. Плата может быть прикреплена и отсоединена, оставив при этом электромагнитные клапаны установленными на коллекторе, соединители подачи и сигнальные лампы предусмотрены в положениях на плате, соответствующих соответствующим электромагнитным клапанам.Каждый питающий соединитель расположен в таком положении, что он подключается к приемному выводу соленоидного клапана втычным образом при установке соленоидного клапана на коллекторе. Каждая световая индикация расположена в таком положении, чтобы ее можно было визуально распознать сверху над соленоидным клапаном, оставив соленоидный клапан установленным на коллекторе.

Рисунок 4.18. Несколько типов коллекторов электромагнитных клапанов.

(Любезно предоставлено KIP Inc.)

Этот коллектор позволяет централизовать функции одного или нескольких резервуаров модульным способом, повышая эффективность системы и степень контроля над процессом.Коллектор с электромагнитным клапаном представляет собой автоматизированную альтернативу гибким шлангам и панелям отвода потока с переключаемыми изгибами. К резервуару или рабочей линии подключено столько клапанов, сколько функций должен выполнять элемент. Никаких ручных операций не требуется. Операция автоматизирована, что исключает риск несчастных случаев.

Электромагнитный клапан — обзор

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости, например, при автоматизации производства. Компьютер, на котором запущена программа автоматизации для заполнения контейнера некоторым количеством жидкости, может послать сигнал на соленоидный клапан на открытие, позволяя контейнеру заполниться, а затем удалить сигнал, чтобы закрыть соленоидный клапан, и, таким образом, остановить поток жидкости до тех пор, пока следующий контейнер на месте.Захват для захвата предметов на роботе часто представляет собой устройство с пневматическим управлением. Можно использовать электромагнитный клапан, чтобы давление воздуха могло закрыть захват, а второй электромагнитный клапан можно использовать для открытия захвата. Если используется двухходовой соленоидный клапан, два отдельных клапана в этом случае не нужны. Разъемы электромагнитных клапанов используются для подключения электромагнитных клапанов и реле давления.

(1) Принципы работы

Электромагнитные клапаны — это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости.Привод внутри электромагнитного клапана имеет форму электромагнита. При подаче напряжения создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины. В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.

В зависимости от режима срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная черта — это количество подключений к портам или количество потоков или «путей».

Электромагнитные клапаны прямого действия имеют уплотнение седла, прикрепленное к сердечнику соленоида. В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто и открывается при подаче напряжения на клапан. В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления силы давления, соответственно становятся больше. Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае дифференциальное давление жидкости выполняет большую часть работы по открытию и закрытию клапана.

Двухходовые электромагнитные клапаны — это запорные клапаны с одним входным и одним выходным портами, как показано на Рисунке 4.17 (a). В обесточенном состоянии пружина сердечника при помощи давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

Рисунок 4.17. Принцип действия электромагнитных клапанов.

(Любезно предоставлено OMEGA)

Трехходовые электромагнитные клапаны имеют три соединения порта и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой электромагнитный клапан, показанный на Рисунке 4.17 (b), спроектирован с сердечником плунжерного типа. Доступны различные операции клапана в зависимости от того, как текучая среда связана с рабочими портами. На Рисунке 4.17 (b) давление жидкости увеличивается под седлом клапана.Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, и седло клапана в порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, электромагнитные клапаны с поворотным якорем имеют все соединения портов внутри корпуса клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика.Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым электромагнитным клапаном. Основной принцип конструкции показан на Рисунке 4.17 (c). Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены двухходовым или трехходовым пилотным электромагнитным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на Рисунке 4.17 (d). Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие.Пока существует разность давлений между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы. Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.

Четырехходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия.Эти клапаны имеют четыре соединения порта; впускной патрубок P, два патрубка A и B порта цилиндра и один патрубок выпускного патрубка R. Четырех / двухходовой тарельчатый соленоидный клапан с внутренним управлением показан на Рисунке 4.17 (e). В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении входа давления с пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P соединено с A, а B может выпускаться через второй дроссель через R.

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рисунке 4.17 (f) показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые четырех- / двухходовыми клапанами, не содержат пружины.

(2) Основные типы

Электромагнитные клапаны открываются и закрываются с помощью соленоида, который активируется электрическим сигналом. В большинстве промышленных применений электромагнитные клапаны бывают следующих пяти типов.

(1) Двухходовые электромагнитные клапаны

Электромагнитные клапаны этого типа обычно имеют одно впускное и одно выпускное отверстия и используются для разрешения и перекрытия потока жидкости. Два типа операций для этого типа — «нормально закрытый» и «нормально открытый».

(2) Трехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны обычно имеют три трубных соединения и два отверстия. Когда одно отверстие открыто, другое закрывается, и наоборот. Они обычно используются для попеременного приложения давления к давлению выхлопа от привода клапана или цилиндра одностороннего действия. Эти клапаны могут быть нормально закрытыми, нормально открытыми или универсальными.

(3) Четырехходовые электромагнитные клапаны

Эти клапаны имеют четыре или пять трубных соединений, обычно называемых портами.Один из них представляет собой входное отверстие для давления, а два других — это входные отверстия цилиндра, обеспечивающие давление в цилиндр или привод двойного действия, а также один или два выходных отверстия для выпуска давления из цилиндров. У них есть три типа конструкции; одиночный соленоид, двойной соленоид или одиночный пневмопривод.

(4) Электромагнитные клапаны прямого монтажа

Это двухходовые, трехходовые и четырехходовые электромагнитные клапаны, которые предназначены для группового монтажа на клапаны различного количества. Любая комбинация нормально закрытых, нормально открытых или универсальных клапанов может быть сгруппирована вместе.Эти серии представляют собой стандартные соленоидные клапаны, трубопроводные соединения и монтажные конфигурации которых были заменены монтажной конфигурацией, которая позволяет устанавливать каждый клапан непосредственно на привод без использования жестких трубопроводов или трубок.

(5) Коллекторные клапаны

Коллектор электромагнитных клапанов состоит из матрицы электромагнитных клапанов, установленных в модулях на салазках с регулируемыми ножками в одном направлении (рисунок 4.18). Количество клапанов зависит от подключаемых элементов и функций каждого из этих элементов.Множество электромагнитных клапанов расположено и размещено на монтажной поверхности коллектора, а также плата, образованная с электрической цепью для питания этих электромагнитных клапанов (рисунок 4.18). Каждый соленоидный клапан включает в себя клапанную часть, содержащую клапанный элемент, и рабочую часть соленоида для приведения в действие клапанного элемента. Плата установлена ​​на первой боковой поверхности коллектора под рабочей частью соленоида. Плата может быть прикреплена и отсоединена, оставив при этом электромагнитные клапаны установленными на коллекторе, соединители подачи и сигнальные лампы предусмотрены в положениях на плате, соответствующих соответствующим электромагнитным клапанам.Каждый питающий соединитель расположен в таком положении, что он подключается к приемному выводу соленоидного клапана втычным образом при установке соленоидного клапана на коллекторе. Каждая световая индикация расположена в таком положении, чтобы ее можно было визуально распознать сверху над соленоидным клапаном, оставив соленоидный клапан установленным на коллекторе.

Рисунок 4.18. Несколько типов коллекторов электромагнитных клапанов.

(Любезно предоставлено KIP Inc.)

Этот коллектор позволяет централизовать функции одного или нескольких резервуаров модульным способом, повышая эффективность системы и степень контроля над процессом.Коллектор с электромагнитным клапаном представляет собой автоматизированную альтернативу гибким шлангам и панелям отвода потока с переключаемыми изгибами. К резервуару или рабочей линии подключено столько клапанов, сколько функций должен выполнять элемент. Никаких ручных операций не требуется. Операция автоматизирована, что исключает риск несчастных случаев.

Что такое электромагнитные клапаны? | Bola Systems

Электромагнитные электромагнитные клапаны (также известные как электромагнитные клапаны) — это клапаны, управляемые электрическим током.Они состоят из двух основных частей — корпуса клапана и соленоида (катушки). Соленоид состоит из намотанного медного провода, который окружает сердечник с подвижным замыкающим поршнем. Катушка предназначена для создания магнитного поля с помощью проходящего электрического тока, который затем перемещает поршень и либо открывает, либо закрывает клапан. Таким образом, электромагнитные клапаны используют электрический ток для преобразования в поступательное движение.

Электромагнитные клапаны используются во многих целях. Подходят для жидких и газообразных сред — для закрытия, открытия, дозирования, распределения или смешивания в распределительных системах.Классические области применения включают системы отопления, орошение, посудомоечные и стиральные машины, системы охлаждения и кондиционирования воздуха, медицину, стоматологию, промышленную очистку и резервуары для воды.

Электромагнитные клапаны

бывают обычной двухходовой или даже более сложной трехходовой и многоходовой конструкции, используемой для переключения потока и смешивания. Чаще всего корпуса клапанов изготавливаются из латуни, нержавеющей стали, алюминия или даже пластика. Перед покупкой всегда проверяйте, подходит ли материал для предполагаемого использования и совместим со средой.

Конструкция клапана

Клапан состоит из корпуса клапана и установленной на нем катушки. Впускной и выпускной патрубки позволяют подсоединять его к трубопроводу. Внутри корпуса клапана мы можем найти кольцо, пружину, плунжер и уплотнение или диафрагму.

1) катушка 2) якорь 3) защитное кольцо 4) пружина 5) плунжер 6) уплотнение 7) корпус клапана

1) катушка 2) якорь 3) защитное кольцо 4) пружина 5) плунжер 6) уплотнение 7) корпус клапана 8) отверстие корпуса 9) диафрагма

Нормально открытый или нормально закрытый?

Две основные категории соленоидов — нормально разомкнутые и нормально замкнутые.Когда на катушку подается электрический ток, создается магнитное поле, сила которого зависит от тока, количества витков провода и материала движущегося сердечника, также называемого поршнем. Магнитное поле перемещает этот плунжер и, таким образом, закрывает или открывает клапан. Без питания клапан может быть как закрытым, так и открытым.

При нормально закрытом клапане при включении плунжер подтягивается вверх из-за магнитного поля. Таким образом, клапан открывается, позволяя среде течь.Сила магнитного поля поднимает поршень против пружины, которая, в свою очередь, толкает его обратно вниз. Когда питание прерывается, магнитное поле исчезает, и пружина плунжера сжимает его обратно в исходное положение. Таким образом, клапан закрыт. Это более широко используемый вариант по соображениям безопасности в случае сбоя питания.

Нормально открытый клапан позволяет среде течь без энергии. Плунжер всегда вытянут, и среда может протекать через клапан.Однако при включении магнитное поле толкает плунжер вниз и закрывает клапан. Этот вариант в основном используется в приложениях, где более энергоэффективно держать клапан открытым в течение длительного времени.

Соленоид прямого или непрямого действия?

Электромагнитные клапаны также различаются по принципу действия. Либо они могут работать напрямую, когда змеевик напрямую открывает отверстие, либо они могут работать косвенно, то есть они регулируются разницей давления между входом и выходом.Стрелка на их корпусе должна указывать в направлении потока в трубопроводных системах.

Клапаны прямого действия (прямого действия)

Клапаны прямого действия работают по очень простому принципу. В этом примере у нас будет нормально закрытый клапан. После обесточивания соленоида его пружина нажимает на плунжер, который затем закрывает отверстие клапана и опирается на уплотнение. После включения питания катушка подтягивает поршень вверх и открывает соленоид. С нормально открытым клапаном все как раз наоборот.

Эти соленоиды больше используются для небольших потоков, где нет высокого давления. Для работы им не требуется какое-либо давление или перепад давления, поэтому их можно использовать даже при нулевом давлении в линии.

Клапаны непрямого действия (с пилотным управлением)

Клапаны непрямого действия, иногда также называемые пилотными, работают по принципу разности давлений между входом и выходом. В этом случае отверстие клапана закрывается диафрагмой, разделяющей входное и выходное отверстия.В диафрагме есть отверстие, через которое среда может течь в камеру наверху от входа. Это уравновешивает давление, действующее на диафрагму, и она остается закрытой. Снова возьмем для примера нормально закрытый клапан. Когда клапан не запитан, диафрагма толкается вниз под действием пружины, и давление увеличивается в камере над диафрагмой. Таким образом, диафрагма закрывает клапан, и среда не может течь. Камера над диафрагмой соединена с выпускным отверстием небольшим каналом (пилотным отверстием), который закрывается поршнем.Когда катушка находится под напряжением, она поднимает поршень вверх, позволяя среде течь через пилотное отверстие в выпускное отверстие. Поскольку оно больше, чем меньшее отверстие, давление над диафрагмой уменьшается, в то время как давление во входном отверстии остается прежним, а теперь даже выше. Таким образом, он поднимает диафрагму и позволяет среде течь в выпускное отверстие. Дифференциальное давление составляет от 0,3 до 1 бар. При нормально открытом клапане принцип работы прямо противоположный.

Эти клапаны подходят для больших расходов.

Двухходовой или трехходовой соленоид?

Двухходовые клапаны — одни из самых простых электромагнитных клапанов. На их теле есть отмеченная стрелка, указывающая в направлении потока. Для правильной работы клапана необходимо соблюдать это направление. Двухходовые клапаны используются для открытия или закрытия потока. Однако иногда требуются более сложные приложения, например, смешивание. Для этого используются трех- и многоходовые клапаны.

Трехходовые клапаны имеют всего три порта для подключений.Они могут переключаться между двумя цепями или смешивать две цепи вместе. Некоторые клапаны выполняют обе эти функции, в зависимости от того, что необходимо в данный момент. Соленоид всегда подключен только к двум портам, через которые в данный момент протекает среда.

Распределительные соленоиды

Катушка соленоида определяет, какое выходное соединение используется для потока. Обесточенная среда течет через верхний выход. Если катушка находится под напряжением, поршень вытягивается вверх, закрывая путь к верхнему выходу, но открывая путь к нижнему выходу.Среда перенаправляется на второй выход.

Смесительные соленоиды

В этом случае клапан имеет два входа и один выход. Катушка определяет, какой выход используется в данный момент. Медиа течет от верхнего входа к выходу без питания. С другой стороны, при подаче энергии катушка тянет поршень вверх, останавливая поток из верхнего входа и обеспечивая доступ из нижнего входа.

Универсальный электромагнитный клапан

Этот клапан работает в обоих направлениях. Либо как раздача, либо смешивание.Однако одновременно могут работать только два порта.

Электромагнитный соленоид Tork

  • прямого действия
  • NO — нормально открытый
  • источник питания 230 В перем. Тока
  • вода, газ, воздух
  • корпус из латуни

Источник питания катушки

Катушки

питаются от постоянного или переменного тока.Катушки постоянного тока имеют больше обмоток, чем катушки переменного тока. Они менее склонны к накоплению грязи, а подъемная сила в исходном и поднятом положениях остается прежней. Однако потребляемая энергия и магнитная сила катушек постоянного тока зависят от температуры. Катушки переменного тока имеют меньшую зависимость, но более подвержены загрязнению, которое может вызвать гудение катушки. Для них характерна более высокая скорость переключения. Если поршень заблокирован, змеевик может перегреться. При одинаковом напряжении сопротивление катушки переменного тока меньше, чем у катушки постоянного тока.

Диапазон напряжений катушек широк. Для постоянного тока оно составляет 12-48 В, для переменного — 110-230 В. Электромагнитные клапаны обычно продаются с катушкой, но также можно найти клапаны без нее. Катушки полностью заменяемы, и вы можете найти запасную катушку для каждого клапана, если существующая перестает работать. Замена выполняется быстро и легко.

Электромагнитный соленоид Danfoss

  • с пилотным управлением
  • нормально закрытый
  • источник питания 230 В перем. Тока
  • вода, газ, пар, масло
  • встроенный фильтр
  • Катушка с зажимом

В чем отличие уплотнительных материалов?

Материал разделителя и диафрагмы всегда должен быть совместим со средой.Другой тип уплотнения всегда больше подходит для разных сред.

NBR — или нитрильный каучук синтетического происхождения. Он отличается высокой износостойкостью. Это эластомер с высокой прочностью на разрыв. Вероятность деформации очень низкая. Он подходит для жидкостей на основе воды и гликоля, масел и газообразных сред, таких как воздух. Температура должна находиться в диапазоне от -10 до + 90/100 ° C.

EPDM — этиленпропиленовый каучук. Он отличается высокой устойчивостью к старению, воздействию озона, тепла и УФ-лучей.Вероятность деформации здесь очень мала. Температурный диапазон шире, чем у NBR, от -30 ° до + 140 ° C. EPDM чаще всего используется для жидкостей на основе воды и гликоля, а также для пара.

ViTON — для приложений с температурным диапазоном от -15 до 220 ° C. Это фторкаучук, устойчивый к воздействию большого количества химикатов, таких как минеральные масла, озон, топливо, органические растворители и многое другое. Он отличается прекрасными изоляционными свойствами и устойчивостью к вакууму.Он не очень гибкий и легко царапается.

FKM — еще один фторкаучук со свойствами, близкими к ViTON. Диапазон температур от 0 до 100 ° C. Используется в системах с водой и гликолем, для масел и газообразных сред, таких как воздух.

PTFE — очень прочный полимер с диапазоном температур от -10 до + 150 ° C. Используется для пара. Он отличается очень высокой стойкостью к старению и химическим веществам, высокой прочностью на разрыв и низким коэффициентом трения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *