Классификация клапанов: что такое соленоид, основные виды механизмов

Соленоидный электромагнитный клапан используется во многих трубопроводных системах, чтобы контролировать процесс транспортировки различных газов и жидкостей. Эти устройства широко применяются как в промышленной сфере, так и в быту, поэтому информация о том, как они действуют и какими характеристиками обладают, будет полезна всем. Эта статья поможет разобраться в особенностях применения и установки соленоидных клапанов.

 Классификация клапанов: что такое соленоид, основные виды механизмов

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

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

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

Соленоидный электромагнитный клапан: классификация устройств

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

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

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

Важно! Соленоидный клапан следует подбирать очень тщательно. Если взять устройство, которое не будет соответствовать требованиям системы, оно не прослужит долго.

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

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

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

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

Классификация электроклапанов для воды по принципу функционирования

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

• на одноходовые;
• двухходовые;
• трехходовые.

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

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

Обратите внимание! Тип мембраны нужно подбирать с учетом температуры рабочей среды и ее состава. Присутствующие в трубах ржавчина и песок негативно отражаются на состоянии этих изделий, независимо от материала их изготовления. Поэтому любой тип клапанов подключается к трубопроводу только при условии наличия фильтра.

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

Характеристика и особенности соленоидных клапанов для воды

В конструкции любого запорного устройства присутствует управляющий элемент, который может быть мембранным, золотниковым или поршневым. В электромагнитных клапанах бытового назначения обычно устанавливаются мембраны. Они надежны и с легкостью справляются с регулировкой систем водоснабжения и отопления.

Еще одна классификация соленоидных электроклапанов для воды (220В) основана на конструкционных особенностях этих устройств, в частности с учетом положения запорного механизма, когда магнит обесточен.

Согласно этому параметру различают следующие виды устройств:

• электромагнитные клапаны для воды нормально закрытые (220В);
• бистабильные клапаны;
• нормально открытые соленоидные клапаны.

Нормально закрытые клапаны регулируются с помощью электрического тока. Когда на соленоид не подается напряжение, сердечник опущен, отсутствует движение воды по системе. Это происходит благодаря давлению внутренней пружины. В нормально открытых соленоидных клапанах осуществляется обратный процесс. Когда прибор полностью обесточен, канал устройства находится в открытом состоянии. Он закрывается, когда на соленоид подается питание. Бистабильные или импульсные клапаны при отсутствии напряжения могут быть и открытыми, и закрытыми.

Сфера применения нормально закрытых электромагнитных клапанов для воды

Водопроводный затвор успешно используется в народном и домашнем хозяйстве, а также в некоторых отраслях промышленности. Наиболее широко распространены устройства, работающие от напряжения 220В. Некоторые производители выпускают соленоидные электромагнитные клапаны 24В и 12В.

Устройства, укомплектованные соленоидом, применяются в системах орошения для полива оранжерей, огородов и садов. Благодаря запорному механизму можно полностью контролировать потоки воды, а все процессы становятся автоматическими.

Полезный совет! Если подсоединить таймер к электромагнитному устройству, можно задать точное время его включения и отключения, благодаря чему не придется постоянно следить за работой системы.

Соленоидные клапаны также применяются в моечных системах, осуществляя своевременный слив воды в процессе чистки автомобиля. Такие устройства присутствуют в стиральных машинах промышленного и бытового назначения. На крупномасштабных кухнях запорные клапаны контролируют подачу воды к посудомоечным и конвейерным системам, а также кофейным комбайнам. Кроме этого, они могут быть частью отопительных и канализационных систем (туалеты и душевые).

Строение стандартной конструкции нормально закрытого соленоидного клапана (220В)

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

Большинство запорных устройств включает следующие детали:

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

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

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

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

Обратите внимание! Чем меньше расстояние между электромагнитным сердечником и стопором, тем сильнее электромагнитное поле. Причем это утверждение остается неизменным, независимо от вида напряжения и его величины.

Как функционирует электромагнитный соленоидный клапан: принцип работы устройства

Электромагнитная катушка индуктивности способна работать в условиях любого напряжения постоянного и переменного тока. Соленоиды находятся в герметичных корпусах, поэтому контакт с влагой полностью исключен. Небольшие электромагнитные системы потребляют малое количество энергии, благодаря чему управление может осуществляться с участием полупроводниковых схем.

Сила магнитного поля в электромагнитных системах, как и размер штока, значительно больше, чем в системах, имеющих постоянную величину тока. Когда на селеноид подается напряжение, а зазор между сердечником и стопором максимально раскрыт, система переменного тока потребляет большое количество энергии. В результате этого шток поднимается и полностью перекрывается зазор. При этом уровень мощности выходного потока значительно возрастает, создавая перепад давления.

В аналогичных условиях при подаче постоянного тока скорость потока возрастает очень медленно. Это происходит до того момента, пока напряжение не достигнет фиксированной отметки. По этой причине запорные клапаны могут контролировать только системы с низким давлением. Исключение составляют коммуникации с проходным отверстием небольшого размера.

Другими словами, когда на катушке отсутствует ток и клапан открыт/закрыт (в зависимости от его типа), в статическом положении поршень создает полностью герметичное соединение с седлом устройства. При подаче напряжения соленоид передает приводу сигнал (импульс), в результате чего шток открывается. Это происходит потому, что вокруг катушки формируется магнитное поле, которое взаимодействует с плунжером.

Как установить своими руками электроклапан для воды (12 Вольт, 220В)

С установкой электромагнитного клапана (12 Вольт, 220В) на воду можно справиться самостоятельно. Чтобы избежать ошибок в процессе этого, желательно придерживаться некоторых правил:

• не допускается монтаж запорного устройства, оснащенного катушкой, которая способна выполнять функцию рычага;
• все работы по установке или демонтажу клапана можно выполнять только после того, как система полностью обесточена;
• нужно позаботиться о том, чтобы вес трубопровода не оказывал давления на корпус клапана.

Важно! В процессе монтажа электроклапана для воды (12 Вольт, 220В) своими руками необходимо контролировать направление стрелки на корпусе устройства. Она должна показывать в ту же сторону, куда движется вода по трубопроводу.

Запорные устройства могут использоваться в условиях открытой местности, например, на локальных очистных сооружениях, которые нередко можно встретить на дачных участках. В этом случае электромагнитный прибор нуждается в дополнительной защите. Для этих целей подойдет стандартная ФУМ-лента. Ее также необходимо использовать, если работа осуществляется при низких температурах.

При подключении устройства к сети электропитания обязательно нужно применять гибкий кабель. Рекомендуемое сечение жил – 1 мм.

Процесс установки соленоидного клапана (220В, 12В): практические советы

Прежде чем перейти к непосредственному монтажу, нужно определить, какой тип подключения будет для этого использоваться.

При резьбовом соединении на выходном и входном патрубках имеется внутренняя или внешняя резьба. Применяя фитинги соответствующего размера и конфигурации, арматуру можно встроить в трубопроводную систему. Этот вариант считается наиболее удобным, если клапан устанавливается своими руками.

При фланцевом соединении используются патрубки, которые на концах имеют фланцы. Эти же элементы должны присутствовать и на трубах. Стягивание деталей осуществляется с помощью болтов. Фланцевое соединение позволяет создать в системе высокую интенсивность потока, а также давление немалой величины. Чаще всего оно встречается на магистралях со средним и высоким показателем давления.

Инструкция с подробным описанием процесса монтажа прилагается к каждой упаковке с клапаном. Если все сделать правильно, устройство будет исправно работать, обеспечивая защиту от протечек. Устанавливая прибор, необходимо оставить немного дополнительного пространства в зоне его монтажа. Это нужно для того, чтобы при необходимости можно было снять и заменить соленоид. Кроме этого, наличие свободного места позволит контролировать работу клапана, используя для этого механизм, обеспечивающий подъем штока вручную.

Желательно установить фильтр на входе в клапан. Он будет задерживать твердые частицы, размер которых превышает 800 мкм. Перед ТРВ следует монтировать только нормально закрытый клапан. Чтобы исключить вероятность гидроудара при открывании запорного устройства, между ним и ТРВ нужно оставить как можно меньше места.

Важно! Монтаж электромагнитных клапанов на воду осуществляется исключительно катушкой вверх.

Не рекомендуется использовать переходники на отрезке до и после клапана. Эти элементы могут сузить диаметр трубопровода, повышая риск возникновения гидроудара. Переходники лучше размещать перед ТРВ. Если установить вертикально в соленоидный клапан трубку Т-образной конфигурации, которая будет выполнять функцию демпфера, можно снизить силу гидроудара, возникающего при закрытии. Кроме этого, наличие такой трубки позволит увеличить срок службы устройства. Демпфер крайне необходим, если трубопровод имеет большую протяженность и малый диаметр.

Эксплуатационные особенности клапанов для воды

При условии правильной установки, а также при соблюдении всех требований в процессе эксплуатации электромагнитный клапан способен эффективно служить на протяжении длительного срока, стабилизируя уровень водяного давления внутри трубопровода. Соленоид позволяет продлить срок службы труб за счет равномерного распределения нагрузок.

Основные признаки и причины сбоев в работе электроклапанов на воде:

1. Отсутствие электропитания – чаще всего возникает, когда повреждается кабель пульта управления.
2. Клапан не срабатывает – если выходит из строя пружина, устройство не сможет нормально функционировать и реагировать на изменение напряжения.
3. Отсутствие характерного щелчка при включении – причиной тому может стать сгоревший соленоид.

Самой частой причиной поломки клапана является засор. Поэтому при возникновении любых нарушений в работе устройства в первую очередь следует проверить отверстие, где могут скапливаться твердые частицы.

Полезный совет! Специалисты рекомендуют регулярно производить проверку состояния внутренних элементов запорного клапана. Делать это можно только после того, как система полностью опорожнена. Если коммуникации нуждаются в сложном ремонте, лучше нанять для выполнения этой работы профессионалов.

Выбор соленоидного клапана: цены на устройства и популярные бренды

Подбирая запорную арматуру для водопровода, необходимо тщательно изучить спецификации и описания, которые предоставляет производитель. Эта информация позволит определить, в каких условиях допускается установка той или иной модели клапана.

При выборе устройства нужно принять во внимание следующие моменты:

• тип системы;
• температурный режим;
• уровень давления;
• химический состав жидкости;
• скорость тока и т.п.

Немалое значение имеют размеры выходного и входного отверстий. Эти параметры должны соответствовать диаметру труб. Очень важно, чтобы характеристики системы и запорной арматуры совпадали, иначе могут возникнуть нарушения гидравлики коммуникаций. Такой исход возможен, если на участке, где установлен клапан из-за узкого отверстия будет замедляться ток жидкости, что неизбежно повлияет на уровень давления и температуру во всем трубопроводе.

Соленоидные электромагнитные клапаны Danfoss

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

Преимущества соленоидных клапанов Данфосс:

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

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

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

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

Особенности соленоидных электромагнитных клапанов Asco

Американская компания Asco является одним из лидирующих производителей гидропневматических, электромагнитных и отсечных клапанов, а также пневматических цилиндров, пневмоавтоматики и других устройств автоматизации.

Преимущества продукции:

• оборудование КИПиА изготавливается на современных производственных линиях, обладающих широким спектром функциональных возможностей;
• при необходимости клапаны легко поддаются ремонту, причем сам процесс не занимает много времени;
• высокий уровень надежности;
• способность выдерживать контакт с агрессивными средами и экстремальные нагрузки.

Производитель выпускает более 5000 стандартных наименований запорных вентилей. Кроме этого, компанией Asco производятся специальные модификации и версии этих устройств, число которых превышает 20000. Все они разработаны с учетом различных потребностей покупателей. При этом производитель соблюдает строжайшие требования качества, отслеживая все этапы производства, включая процесс разработки, продажи, а также сервисного обслуживания.

Обратите внимание! Перед тем как попасть на полки магазинов, продукция тщательно проверяется на предмет производственного брака, а также проходит испытания. Высочайшее качество клапанов подтверждено сертификатами ISO 9002 и 9001.

Продукция Arcom: характеристики соленоидного электромагнитного клапана AR HX 3

Компания Arcom поставляет на рынок тысячи наименований электрического оборудования. В этом списке находятся регистраторы (безбумажные и бумажные), контроллеры, электротехнические, а также измерительные приборы, различные инструменты и сопутствующие аксессуары. Особое место в ассортименте занимают соленоидные клапаны. Покупатели могут приобрести более 4500 вариантов запирающих устройств по доступной цене. Причем вся продукция сертифицирована и соответствует высокому уровню качества.

В каталогах производителя можно подобрать арматуру, позволяющую контролировать движение воды, воздуха и нефтепродуктов. Кроме этого, производитель предоставляет огромный выбор запасных частей, реле, катушек, коннекторов и затворов для этих устройств.

Несмотря на обширный ассортимент, особое внимание уделяется именно соленоидным клапанам, электромагнитный клапан HX 3, благодаря его многочисленным преимуществам, считается наиболее востребованной моделью:

• прочный стойкий корпус из нержавеющей стали;
• быстрое срабатывание (реагирует, когда давление достигает нулевой отметки);
• минимальные размеры;
• возможность подключения к датчикам.

Эта модель рассчитана на регулировку горячей и холодной воды, пара и воздуха, что позволяет устанавливать клапан даже в электроутюгах, кофемашинах и других приборах, использующих пар в своей работе.

Общая характеристика соленоидных клапанов Tork

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

Производственный ассортимент компании включает клапаны следующих видов:

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

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

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