Електромагнітний клапан. Як працює і що потрібно знати при виборі

Основні факти про електромагнітні клапани

Електромагнітні клапани — це пристрої, що використовуються для керування потоком рідини або газу за допомогою електромагнітного поля. Ось кілька фактів про електромагнітні клапани.

• Принцип роботи: Електромагнітні клапани складаються з електромагніту та керованого елемента, який регулює потік. Коли електричний струм пропускається через електромагніт, він створює магнітне поле, яке призводить до переміщення керованого елемента і відкриття або закриття клапана.
• Використання в багатьох галузях: Електромагнітні клапани застосовуються в різних галузях, включно із харчовою промисловістю, металообробкою та машинобудуванням, медичною технікою, системами водопостачання і т.д. Вони використовуються для керування потоком води, пари, мастил, газу та інших рідин або газів.
• Є різновидом запірної арматури: Електромагнітні клапани працюють в режимі відкрито/закрито. Коли електричний струм подається на електромагніт, керований елемент переміщається й відкриває або закриває прохід для потоку.
• Різноманітні види за конструкцією: Існує багато підвидів клапанів, такі як дросельні та імпульсні клапани, мембрані та поршневі. Кожен вид має свої особливості та застосовується в залежності від конкретних вимог системи.
• Швидке реагування: Електромагнітні клапани швидко реагують на зміну сигналу, що дозволяє точно контролювати потік в рідинних або газових процесах. Вони здатні відкриватися і закриватися за частки секунди, забезпечуючи високу точність і ефективність. Використовуючи різні комбінації клапанів та керованих елементів, можна досягти різних рівнів відкриття або закриття, що дозволяє точно керувати потоком у системі.
• Енергоефективність: Правильно підібрані електромагнітні клапани з пілотним управлінням споживають невелику кількість енергії, що робить їх енергоефективними. Вони можуть бути легко інтегровані в системи автоматизації та управління, дозволяючи економити ресурси та оптимізувати роботу процесів.
• Довговічність та надійність: Завдяки простоті конструкції та мінімальній кількості рухомих частин, електромагнітні клапани зазвичай мають високу надійність і довговічність. При правильному обслуговуванні вони можуть прослужити тривалий час без суттєвого зношування.

Це лише деякі факти про електромагнітні клапани. Вони є важливими елементами в різних процесах і забезпечують ефективне керування потоком рідин і газів.

Чим відрізняються електромагнітний, соленоїдний та пілотний клапани?

Електромагнітні, соленоїдні та пілотні клапани є різними типами клапанів, які використовують електромагнітні принципи для керування потоком рідин або газів. Ось їх визначення та відмінності:

• Електромагнітний клапан: Електромагнітний клапан — це загальне поняття, яке описує клапан, керований електромагнітом. Він включає різні типи клапанів, включаючи соленоїдні і пілотні клапани. Електромагнітний клапан є більш широким терміном, в той час як соленоїдні та пілотні клапани є його підтипами.

  

• Соленоїдний клапан: Соленоїдний клапан є найбільш поширеним типом електромагнітного клапана. Він складається з електромагніта (соленоїда) і керованого елемента, такого як штифт або поршень. При подачі електричного потоку на соленоїд створюється магнітне поле, яке переміщує керований елемент, що відкриває або закриває клапан для регулювання потоку.

• Пілотний клапан: Пілотний клапан використовує електромагнітний клапан (звичайно соленоїдний) для керування іншим клапаном. Він складається з пілотного соленоида, який керує основним клапаном. При активації пілотного соленоїда відбувається зміна тиску або потоку в системі, що в своєму часі управляє основним клапаном і його положенням (відкриттям або закриттям).

Таким чином, електромагнітні клапани мають два конкретні типи: соленоїдні та пілотні. Соленоїдні клапани керують напрямним потоком, що відкриває і закриває клапан, у той час як пілотні клапани використовують пілотний соленоїд для керування іншим клапаном, що змінює тиск або потік у системі.

Як працює електромагнітний клапан?

Ми розглянемо як працюють різні електромагнітні клапани – нормально відкриті та закриті. Як правило, зовні вони не відрізнятимуться нічим крім позначення, проте мають різну будову та призначені для різних систем.

Нормально відкритий електромагнітний клапан (також відомий як NO-клапан, від англійського "Normally Open") буде відкритим без електричного струму і закриватися при його подачі. Робота нормально відкритого електромагнітного клапана показана на малюнку:

Стан спокою: Без електричного струму в електромагніті нормально відкритого клапана, керований елемент (наприклад, штифт або поршень) знаходиться у відкритому положенні. Це означає, що потік рідини або газу може проходити через клапан.

Подача електричного струму: Коли електричний струм подається на електромагніт, створюється магнітне поле, яке залучає керований елемент. Керований елемент переміщається у напрямку електромагніту, закриваючи прохід клапана. Це перериває потік рідини чи газу через клапан.

Регулювання потоку: Подаючи або відключаючи електричний струм електромагнітної котушки, можна керувати відкриттям та закриттям нормально відкритого електромагнітного клапана. При відключенні електричного струму клапан повертається у відкрите положення та потік вільно проходить через нього.

Важливо, що нормально відкриті електромагнітні клапани використовуються в процесах, де потрібно зберігати потік у відкритому стані за умовчанням і перекривати потік лише при активації електромагніту. Вони можуть застосовуватися, наприклад, у системах автоматичного поливу, де клапани повинні бути відкриті для постійного потоку води та закриті лише при подачі сигналу для поливу певної ділянки.

Нормально закритий електромагнітний клапан (також відомий як NC-клапан, від англійського "Normally Closed") закритий без електричного струму і відкритий при подачі живлення. Ось як працюють нормально закриті електромагнітні клапани:

Стан спокою: Без електричного струму в електромагніті нормально закритого клапана, керований елемент (наприклад, штифт або поршень) знаходиться в закритому положенні. Це блокує потік рідини чи газу через клапан. Без електричного струму в електромагніті нормально закритого клапана, керований елемент (наприклад, штифт або поршень) знаходиться в закритому положенні. Це блокує потік рідини чи газу через клапан.

Подача електричного струму: При подачі електричного струму на котушку створюється магнітне поле, яке притягує керований елемент у напрямку електромагніту. Керований елемент переміщається, відкриваючи клапан і дозволяючи прохід потоку рідини чи газу крізь нього.

Регулювання потоку: Подаючи або відключаючи електричний струм на електромагніт, можна керувати відкриттям та закриттям нормально закритого електромагнітного клапана. При відключенні електричного струму клапан повертається до закритого положення, блокуючи потік через нього.

Важливо, що нормально закриті електромагнітні клапани широко використовуються в процесах, де потрібно зберігати клапан закритим за умовчанням і відкривати його лише за активації електромагніту. Вони можуть застосовуватися, наприклад, у групах безпеки, де клапани повинні бути закриті для запобігання потоку небезпечних речовин і відкриватися лише при надходженні сигналу активації системи.

Для яких середовищ можуть використовуватися соленоїдні клапани?

Вода: Електромагнітні клапани прямої дії широко застосовуються при водопостачанні, поливі, зрошенні, охолодженні та інших завданнях, пов'язаних з водою при тиску від 0 бар. Вони можуть контролювати потік води в трубопроводах та процесах із заданою точністю. Серед клапанів для води популярною є серія SV-ZS.

Повітря: Електромагнітний клапан прямої дії та не прямої дії залежно від потреб клієнта використовується для керування потоком повітря, кисню та інших газоподібних середовищ. Вони застосовуються в системах вентиляції, також у пневматичних пристроях, для систем кондиціювання повітря, системах управління процесами та інших. На сайті серед пневмоклапанів зверніть увагу на серію SV-F та спеціалізовані клапани для зливу конденсату з пневматичних систем.

Рідкі хімічні речовини: У промисловості може використовуватися електромагнітний клапан прямої дії для контролю потоку рідких хімічних речовин, таких як кислоти, луги, розчини, олії, розчинники та інші агресивні чи корозійні рідини. В основному використовують серію ZS з ущільненням VITON, також на сайті зверніть увагу на серії клапани з пневматичним управлінням серій SV-HD та SV-HS.

Мастило та паливо: електромагнітний клапан прямої дії може використовуватися для керування потоком оливи, масел, палива та мастильних матеріалів в різних системах, в тому числі автомобільних та промислових установках. Для густих нафтопродуктів підходить серія SV-ZS з ущільненням VITON, для меншого проходу – SV-F. Також популярним є з пневматичним управлінням серій SV-HD та з нахилом сідла SV-HS.

Пара: У парових процесах соленоїдні клапани можуть використовуватися для контролю потоку пари в процесах обігріву, генерації пари, парових турбінах та інших додатках. У нашому каталозі під ці завдання найкраще підходять серії SV-SH та клапана з пневмоприводом.

Харчові продукти: У харчовій промисловості використання електромагнітних клапанів для контролю потоку різних харчових продуктів, наприклад, у процесах автоматичної подачі рідин, систем упаковки та інших додатках, де потрібне санітарне виконання дозволяє значно знизити витрати на обслуговування та витрати на електроенергію. У нас Ви можете купити серію SV-FZ, і з пневматичним управління SV-HS.

Схеми електромагнітних клапанів

Пряме управління (Direct Acting): У цій схемі управління електромагнітним клапаном соленоїд прямо впливає на відкриття та закриття клапана прямої дії. При подачі електричного струму на соленоїд створює магнітне поле, яке долає силу пружини і переміщає клапан у відкрите положення. Коли електричний струм припиняється, пружина повертає клапан у закрите положення. У нашому каталозі до цього управління відносяться клапани серії SV-ZS, SV-FP, SV-F, SV-FZ, SV-WZ.

Пілотне керування (Pilot Operated): У цій схемі керування електромагнітний клапан керує іншим клапаном, званим пілотним клапаном. Соленоїд керує пілотним клапаном, який, у свою чергу, контролює основний клапан. Коли на соленоїд подається електричний струм, він керує пілотним клапаном, змінюючи тиск пілотної лінії. Зміна тиску відкриває чи закриває основний клапан, контролюючи потік через нього. При припиненні подачі струму пружина пілотного клапана повертає його у вихідне положення, що також впливає на основний клапан. До цього управління відносяться клапани серії SL, SV-SH, RMD, RMDF.

Пропорційний клапан (Throttle Control): У цій схемі керування електромагнітний клапан використовується для регулювання потоку рідини або газу через дросельний отвір. Клапан може мати змінний отвір або наявність дросельної плити, яка змінює переріз прохідного отвору в залежності від сигналу керуючого з соленоїда. Зміна перерізу прохідного отвору дозволяє регулювати швидкість та обсяг потоку.

Типи специфічних електромагнітних клапанів

Хім.стійкі клапани: спеціально розроблені для роботи в агресивних хімічних середовищах, де звичайні клапани не можуть забезпечити достатньої стійкості до корозії або хімічної дії. Ці клапани виготовляються з матеріалу PTFE, який має високу хімічну стійкість і стійкість до корозії, дозволяючи їм працювати тривалий час в агресивних середовищах без пошкоджень або погіршення продуктивності, мембрана клапана відокремлює робочі елементи від середовища.

Клапан високого тиску: це спеціальні клапани, призначені для роботи з високими рівнями тиску в системах. Вони здатні справлятися з тиском, який перевищує стандартні значення, стандартно поставляються з робочим тиском до 190 бар. Основна перевага цих клапанів - стійкість до високого тиску, надійність та безпека, широкий спектр застосувань (управління потоками стисненого повітря, води, гарячої води, олії, газів тощо), тривалий термін служби. Виготовляються за бажанням клієнта із бронзи або нержавіючої сталі.

Клапан для пари: Клапана поршневого типу серії SV-SH, це спеціальні клапани, призначені для контролю та управління потоком пари в парових системах. Вони відіграють важливу роль у забезпеченні безпеки та ефективності роботи парових установок. Виготовляються з нержавіючої сталі, витримують тиск до 25 бар та має робочу температуру до 250 градусів Цельсія. Ось деякі переваги клапанів для пари - висока стійкість до тепла і тиску, регулювання потоку пари, безпека та запобігання аварійним ситуаціям, довговічність і надійність, зниження втрат енергії.

Клапани для газу: Електромагнітний клапан для газу – це спеціальні клапани, призначені для керування газоподібним середовищем. Одна із галузей використання — для зварювання інертними газами. Окремою категорією слід винести клапани для регулювання потоку природного газу, що є спеціалізованими через вибухонебезпечність та мають відповідати високим стандартам безпеки.

Клапани для води та систем зрошення: це спеціальні клапани, що використовуються в системах поливу для контролю та керування потоком води. Виготовляються з поліаміду, мембрана з NBR, встановлюється вологозахищена котушка і, часто, таймер. Вони відіграють важливу роль у автоматизації та ефективному використанні води при зрошенні садів, газонів, сільськогосподарських угідь та інших зелених зон. Ось деякі переваги клапанів для поливу та системи зрошення: автоматизація та зручність, регулювання витрати води, гнучкість та багатофункціональність, надійність та довговічність.

Принцип роботи соленоїдного клапана

Клапан прямої дії: Цей тип клапанів працює безпосередньо під впливом сили електромагніту. Усередині клапана є пружина, яка при закритому стані утримує клапан у закритому положенні. Коли на котушку соленоїда подається електричний струм, вона створює магнітне поле, яке долає силу пружини та переміщає клапан у відкрите положення. У разі припинення подачі струму пружина повертає клапан у закрите положення. Таким чином, у клапанах прямої дії електричний струм безпосередньо впливає на відкриття та закриття клапана.

Клапан непрямої дії: На відміну від клапанів прямої дії, у цих клапанах необхідно застосовувати додатковий пристрій для керування потоком. Клапан непрямої дії має дві камери з різними тисками та мембрану або поршень, які поділяють ці камери. За відсутності електричного струму пружина утримує мембрану чи поршень у закритому положенні, перекриваючи потік рідини чи газу. Коли на котушку соленоїда подається електричний струм створюється магнітне поле, яке притягує ядро соленоїда. Це призводить до відкриття маленького отвору або каналу, через який скидається тиск камери, розташованої над мембраною або поршнем. Зниження тиску над мембраною чи поршнем дозволяє силі тиску іншій камері перемістити мембрану чи поршень, відкриваючи потік через клапан. Коли припиняється подача електричного струму, мембрана або поршень повертаються у вихідне положення під дією пружини, закриваючи потік.

Важливо, що кожен тип клапана має свої переваги та обмеження, і вибір між ними залежить від конкретних вимог системи та умов експлуатації. Клапани прямої дії зазвичай швидше реагують на зміни сигналу та забезпечують більш точне керування потоком, але вимагають більш високих енерговитрат для роботи. Клапани непрямої дії вимагають менше енергії, але можуть мати повільнішу реакцію та меншу точність контролю потоку.

Критерії вибору електромагнітних клапанів

Робочі параметри: Переконайтеся, що клапан відповідає вимогам щодо тиску, температури та розміру потоку у вашій системі. Визначте максимальний та мінімальний тиск та температуру, з якими клапан повинен справлятися, а також необхідний розмір потоку.

Тип клапана: Вирішіть, чи потрібен вам нормально відкритий або закритий клапан, виходячи з необхідного режиму роботи і потоку, який ви хочете контролювати. Також врахуйте, чи може знадобитися клапан прямої або непрямої дії, залежно від специфічних вимог вашої системи.

Матеріали: Переконайтеся, що матеріали, з яких виготовлений клапан та його компоненти, сумісні з робочим середовищем, включаючи рідини або гази, які ви контролюватимете. Врахуйте особливості середовища, такі як його агресивність, в'язкість, хімічна сумісність та наявність твердих частинок.

Розмір та тип підключення: Визначте необхідний розмір та тип різьблення або з'єднання для підключення клапана до вашої системи. Переконайтеся, що він сумісний із існуючими трубопроводами та з'єднаннями.

Електричні характеристики: Уточніть вимоги щодо електричного живлення, такі як напруга, струм і тип сигналу (постійний або змінний струм), щоб бути впевненим у сумісності клапана з системою живлення.

Пам'ятайте, що вибір електромагнітних клапанів може бути специфічним для кожної системи чи процесу, тому завжди корисно звернутися до наших спеціалістів для отримання конкретних рекомендацій та консультацій.

Приклади застосування соленоїдних клапанів

Водопостачання та зрошення: Соленоїдні клапани використовуються в системах поливу газонів, садів, ферм, парків та спортивних майданчиків. Вони контролюють потік води та забезпечують автоматичне включення та вимикання поливу в задані часові інтервали.

Пневматика та гідравліка: Соленоїдні клапани застосовуються в системах пневматики та гідравліки для керування потоком стисненого повітря або рідини. Вони використовуються в автоматичних пристроях, пневматичних приводах, системах контролю та інших гідропневматичних системах.

Медична техніка: Соленоїдні клапани використовуються в різних медичних пристроях та системах, включаючи апарати штучної вентиляції легень, апарати гемодіалізу, системи подачі лікарських препаратів та інші медичні апарати, де потрібний точний контроль потоку рідин чи газів.

Автомобільна промисловість: Соленоїдні клапани застосовуються в автомобільній промисловості для керування потоком палива, охолоджувальної рідини, олії та інших робочих рідин. Вони використовуються в системах упорскування палива, системах охолодження двигуна, системах мастила та інших системах автомобілів.

Промислові процеси: Соленоїдні клапани застосовуються в різних промислових процесах для контролю потоку різних середовищ, включаючи повітря, воду, гази, нафтопродукти, хімічні речовини та інші матеріали. Вони використовують у системах автоматизації виробництва, обробки матеріалів, системах управління та інших промислових додатках.

Це лише деякі приклади застосування соленоїдних клапанів. Завдяки своїй надійності, точності та можливості віддаленого керування, вони знаходять широке застосування у багатьох областях та системах, де потрібен контроль потоку рідин та газів.