Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электромагнитный клапан для воды: принцип действия и монтаж своими руками

Электромагнитный клапан для воды: принцип действия и монтаж своими руками

Электромагнитный клапан для воды – это устройство, относящееся к арматуре запорного типа и предназначенное для полного перекрытия проходящего потока в случае образования протечки. При выборе клапана важно учитывать все особенности арматуры: материалы изготовления, виды мембран, принцип работы и так далее. Электромагнитный клапан может быть установлен самостоятельно.

Запорная арматура для трубопровода

Запорная арматура для трубопровода

Выбор клапана

Прежде чем приступать к выбору клапана, необходимо выяснить устройство арматуры, принцип ее действия и область применения.

Устройство арматуры

Электромагнитный или соленоидный клапан состоит из следующих элементов:

  1. корпуса запорной арматуры, который может быть изготовлен из латуни, бронзы и иных материалов, не подверженных коррозии;
  2. поршня и штока, изготовленных из материалов, обладающих достаточными для работы устройства магнитными свойствами;
  3. мембраны – чувствительного элемента, подающего сигналы о возникновении аварийной ситуации;
  1. электромагнитной катушки (соленоида), располагаемой в защитном корпусе.

Составляющие элементы соленоидного клапана

Составляющие элементы соленоидного клапана

Как работает клапан

Принцип работы клапана:

  1. в обычном положении, в зависимости от вида устройства, пружина клапана находится в опушенном/поднятом состоянии;
  2. при подаче электромагнитного сигнала на катушку клапана (220в) пружина поднимается, пропуская излишний поток жидкости, или поднимается для перекрытия потока соответственно;
  3. после снятия напряжения составляющие арматуры приходят в обычное состояние.

Схема действия электромагнитного клапана

Схема действия электромагнитного клапана

Область использования

Для чего нужен соленоидный клапан? Арматура используется:

  • в системах водоснабжения для смешивания потоков и достижения оптимальной температуры или аварийного перекрытии системы;

Соленоидные клапан на трубах подачи воды в жилое помещение

Соленоидные клапан на трубах подачи воды в жилое помещение

  • в системах отопления для снижения потерь при испарении жидкости;
  • в канализационных сетях, особенно в местах общественного пользования. Арматура также устанавливается для снижения потерь;
  • в оросительных системах. Монтаж электромагнитного клапана позволяет задавать временные интервалы подачи воды для полива растений;
  • в моечной технике бытового и промышленного назначения для обеспечения бесперебойной работы слива.

Разновидности клапанов

Произвести классификацию электромагнитных клапанов можно по нескольким признаками:

  1. в зависимости от механизма действия клапаны подразделяются на арматуру:
    • прямого действия. Запорный элемент клапана работает под управлением сердечника, на который подается напряжение;
    • пилотного действия. Такая арматура дополнена пилотным клапаном, который и осуществляет управление запорным элементом;

Арматура с дополнительным клапаном управления

Арматура с дополнительным клапаном управления

  1. по положению запорного элемента выделяют:
    • нормально открытые клапаны – запорный элемент в стандартном положении открытый и не препятствует прохождению рабочей среды;

Открытый электромагнитный клапан в стандартном положении

Открытый электромагнитный клапан в стандартном положении

    • нормально закрытые клапаны. В отличие от предыдущего вида нормально закрытый клапан не позволяет проходить рабочей среде на определенный участок трубопровода. Открытие арматуры происходит в результате аварийной ситуации или возникновения избыточного давления;

Принцип работы закрытого электромагнитного клапана

Принцип работы закрытого электромагнитного клапана

    • бистабильным. Смена режима работы клапан происходит при подаче электропитания на катушку.
  1. по количеству патрубков:
    • одноходовые – клапаны с одним патрубком. Используются для аварийного перекрытия;
    • двухходовые – имеют два патрубка. Арматура может использоваться как для перекрытия/открытия потока, так и для смешивания;
    • трехходовые – три патрубка. Способны выполнять как функцию смешивания, так и функции регулирования и перекрытия.

Электромагнитный клапан с тремя патрубками

Электромагнитный клапан с тремя патрубками

О разных видах клапан, устройстве арматуры и принципе работы подробно рассказано на видео.

Правила монтажа

Подключение клапана может быть произведено двумя способами:

    – применяется в бытовой сфере. При использовании резьбового соединения особое внимание уделяется герметизации стыков; – преимущественно используется при строительстве магистральных сетей большого диаметра.
Читайте так же:
Резцы для токарного станка по дереву фото

Арматура для монтажа фланцами

Арматура для монтажа фланцами

При выборе любого способа монтажа рекомендуется учитывать следующие аспекты:

  • движение воды в клапане должно происходить строго по направлению, указанному на корпусе арматуры;
  • производить монтаж устройства можно только в доступном месте, чтобы контролировать его работоспособность и при необходимости самостоятельно переключать режимы работы;
  • нельзя монтировать клапан в местах скопления конденсата или на участках с повышенной вибрацией;
  • перед клапаном рекомендуется установить фильтр для защиты составляющих элементов арматуры.

Специального ухода за клапаном не требуется. В случае поломки арматуры ремонт выполняется исключительно профессионалами.

Принцип работы электромагнитного клапана

Существует распространенное заблуждение в понимании работы клапана: думают что направление магнитного поля определяет направление силы, которая действует на якорь. Ошибка. Ключевой момент: сердечник (якорь и полюс) не является постоянным магнитом, а являются ферромагнетиками. Для всех типов катушек ( постоянный,переменный ток) при подаче тока якорь движется к полюсу. Полярность подключения (для постоянного тока) не влияет на направление движения якоря. Для такой работы сердечник ( якорь и полюс) изготавливают из нержавеющей стали специальной марки (ферритная сталь) AISI 430 F. Обычные сорта нержавеющей стали ( например AISI 304,316) не притягиваются магнитом, но ферритная сталь притягивается магнитом (ферромагнетиком). Нержавеющая сталь обеспечивает защиту от коррозии внутренних частей клапана.

Принцип 1: Магнитное поле

Катушка. Электрический ток протекая по проводнику создает магнитное поле вокруг проводника. Магнитное поле будет малым даже при большом токе. Намотав провод на катушку можно получить сильное магнитное поле. Для соленоидной катушки магнитное поле внутри будет равномерным. Для усиления и концентрации магнитного поля катушку помещают в станину из ферромагнитного материала, обычно из низко углеродистой стали. Станина усиливает магнитное поле катушки.

Сила магнитного поля в катушке:

  • пропорциональна току
  • пропорциональна количеству витков
  • зависит от материала сердечника (якорь и полюс)

Зафиксированная часть сердечника называется Полюсом. При подаче тока на катушку магнитное поле формирует северный и южный полюс на Полюсе и якоре. Поэтому якорь и Полюс начинают двигаться навстречу. Так как Полюс зафиксирован, двигается якорь.
Короткозамкнутый виток. Он необходим для катушки на переменном токе. Полюс и якорь всегда притягиваются друг к другу (как при постоянном токе так и при переменном токе). Но при изменении направление тока (при прохождении нуля) происходит изменение северного и южного полюса на Полюсе и якоре. В этот момент сила притяжения ослабевает. Когда ток будет равен нулю, сила притяжения также будет равна нулю. Катушки на переменном токе издают характерный звук — гудят. Эту проблему дребезга решает короткозамкнутый виток в Полюсе. Изготовляют из меди или серебра. Серебро применяют в клапанах для чая,кофе. Медь для обще технических применений. Серебро и медь не являются ферромагнетиком, в короткозамкнутом витке индуцируется ток сдвинутый на 90 градусов по отношению к току в катушке. Тогда суммарная сила притяжения Полюса и якоря уже будет положительной.
Якорь. Должен быть ферромагнетиком без памяти стойким к среде (не ржаветь), механически крепким.
Пружина. При отсутствии тока между Полюсом и якорем существует зазор, который поддерживается пружиной.
Направляющая якоря. якорь движется в гильзе изготовленной из материала который не намагничивается.

Читайте так же:
Расход масла для смазки цепи бензопилы

Принцип 2: Баланс сил

Сила развиваемая катушкой должна быть БОЛЬШЕ силы дифференциального давления среды и силы развиваемой пружиной вместе взятых.

Сила дифференциального давления среды равна p*S

  • p — дифференциальное давление (разность входного и выходного давления)
  • s — площадь прохода

Площадь прохода обратно пропорциональна дифференциальному давлению среды ( при одной и той же катушке). Принцип баланса сил вводит ограничение на конструкцию.

Принцип работы НЗ клапана прямого действия

Клапан имеет два состояния:

  • нормальное состояние — закрытый. Оператор — пружина.
  • Управляемое состояние — открыт. Оператор — катушка.

для работы не требуется дифференциал давления.

1) Нормальное состояние — поток среды перекрыт

схема как электромагнитный клапан закрывает поток среды

На катушку не подается ток; сила действующая на мембрану равна силе пружины плюс сила дифференциального давления.

Электромагнитный (соленоидный) клапан

Электромагнитные (соленоидные) клапаныЭлектромагнитные (соленоидные) клапаны – это электромеханические управляющие устройства, используемые для контроля и управления потоком различных сред, таких например, как вода или газ, а также многих других. Электромагнитным клапан называется потому, что для активации управляющего устройства используется электромагнитная катушка (соленоид).

Как работает электромагнитный клапан?

Когда возникает нужда в перекрытии потока среды (закрытии клапана) с управляющего устройства на электромагнитную катушку подается электрическое напряжение. Под действием электричества сердечник опускается, (или поднимается — в зависимости от конструкции клапана), и перекрывает поток среды. Когда напряжение пропадает, сердечник возвращается в исходное состояние.

В чем заключаются преимущества и недостатки электромагнитного клапана?

ПреимуществаНедостатки
Быстрая работаВ случае исчезновения управляющего сигнала (например в случае обрыва сети), клапан становится неработоспособным.
Высокая надежность
Длительный срок службы
Компактность

Применение электромагнитных клапанов.

Электромагнитные клапаны используются в различных отраслях промышленности. Они используются в машиностроении, химической и нефтегазовой промышленности, системах очистки, холодильном оборудовании, системах центрального отопления, системах автоматического пожаротушения и многих других областях

Виды электромагнитных клапанов и их механизмов работы

В зависимости от состояния клапана до подачи на него напряжения, клапаны делятся на нормально закрытые клапаны, и нормально-открытые клапаны. Нормально-закрытые клапаны в нерабочем состоянии закрыты, а при подаче напряжения – открываются. Нормально-открытые клапаны открыты в рабочем состоянии, и закрываются при подаче напряжения.

В зависимости от степени воздействия на поток, клапаны могут быть отсечными – они используются тогда, когда нужно мгновенное перекрытие потока, например при возможной аварии, и регулирующими – они предназначены для постепенного изменения мощности потока, а также для их смешивания

По способу подключения к трубопроводу, клапаны могут быть муфтовыми (крепится при помощи резьбового соединения), фланцевыми (с использованием фланцев), межфланцевыми (клапан находится между фланцами, стягивающихся специальными шпильками) и приварными (присоединеие осуществляется при помощи электросварки)

По характеру действия клапаны бывают одноходовые, двухходовые, трехходовые, и четырехходовые,

Механизмов работы таких клапанов тоже два:

  • Прямого действия, использующийся на небольших расходах – то есть, регулировка происходит исключительно при подаче напряжения на катушку и приведению в движение сердечника;
  • Пилотного действия, использующийся на больших расходах – подача напряжения воздействует на пилотный, а открытие основного клапана происходит посредством использования энергии потока воды. Такой механизм работы требует обязательного наличия перепад давления около 0,2 атм. По такому принципу работает электромагнитный обратный клапан для воды, предотвращающий обратный поток в трубопроводе.

Какие материалы используются в электромагнитных клапанах?

Компоненты соленоидного клапана

Электромагнитные клапаны используются в самых разных комбинациях оборудования, в том числе и для контроля сред с высокой агрессивностью. Корпус клапана должен быть изготовлен из высокопрочного материала, для того, чтобы предотвратить его преждевременный выход из строя. Наиболее важными компонентами тут являются материалы уплотнения.

Как подобрать уплотнение для клапана?

Подбор уплотнения – наиболее сложный аспект подбора электромагнитного клапана. Тут нужно учитывать химические свойства среды, температуру и давление. Наиболее распространенными уплотнительными материалами являются бутадиен-нитрильный каучук (NBR), этилен-пропиленовый каучук (EPDM), фторкаучук VITON и политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Материалы уплотнений для клапанов

  • Вода
  • Воздух
  • Различные виды топлива
  • Масла, газы
  • Алифатические углеводороды
  • Нефть
  • Топливо
  • Минеральное масло
  • Растительное масло
  • Гидравлические жидкости
  • Алкоголь
  • Кислоты
  • Озон
  • Ацетон
  • Метилэтилкетон
  • Хлорированные углеводороды
  • Простые и сложные эфиры
  • Горячая / холодная вода
  • Фреон
  • Воздух
  • Тепло
  • Озон
  • Окислительные химикаты
  • Кислоты средних классификаций
  • Щелочи
  • Противопожарные гидравлические жидкости
  • Кетоны и спирты
  • Масла и топливо
  • Углеводороды
  • Ароматические и алифатические углеводороды
  • Галогенированные растворители
  • Концентрированные кислоты
  • Горячая вода
  • Кислота
  • Щелочь
  • Масло
  • Углеводороды
  • Растворы солей
  • Углеводороды
  • Агрессивные химикаты
  • Разбавленные кислоты
  • Слабые щелочи
  • Минеральные масла
  • Алифатические и ароматические углеводороды
  • Хлорированные углеводороды
  • Озон
  • Кетоны
  • Ацетоны

Как работают электромагнитные клапаны (видео)

Региональная газовая компания «Палюр» является официальным дилером белорусского производственного предприятия «Термобрест.

Мы поставляем электромагнитные клапаны Вн и ВФ, а также другую запорную арматуру производства компании. Список продукции можно посмотреть по ссылке:

Клапан электромагнитный (соленоидный) для воды: что это и в чем принцип работы такого устройства

Электромагнитные клапана для воды являются приборами, при помощи которых можно дистанционно перекрыть или же открыть поток воды, газа и любой другой среды, находящейся в трубопроводе. Эти устройства называют электромагнитными, потому что для своей работы они используют электромагнитную катушку (соленоид). Видов таких устройств несколько и каждый имеет свои характеристики и отличия в принципах работы.

Клапан электромагнитный для воды

Электромагнитный клапан — это тип запорной арматуры, устанавливаемый на различных трубопроводах, в том числе бытовых

Основные элементы электромагнитного клапана и принцип действия

Клапан электромагнитный для воды и других сред включает в себя такие составляющие:

  • корпус;
  • крышка;
  • мембрана и уплотнение;
  • плунжер;
  • шток;
  • электрическая катушка.

Корпус устройств, как правило, изготавливается из латуни, нержавеющей стали (для улучшения антикоррозийных качеств) и чугуна. Огромной популярностью пользуются пластиковые электромагнитные клапаны для воды.

Для изготовления плунжеров и штоков используются материалы, которые обладают магнитными свойствами. Электромагнитные катушки выпускаются в специальном защитном корпусе, который обладает высокими показателями герметичности. Обмотка для катушек состоит в основном из медной проволоки или эмалированного провода. Работа таких устройств осуществляется путём подачи напряжения на катушку.

Мембраны изделий производятся из полимерных материалов, которые обладают высокими показателями эластичности.

К таким материалам относятся:

  • мембраны EPDM, NBR, FKM.
  • уплотнения PTFE или TEFLON.

Клапан электромагнитный для воды

Клапаны изготавливаются из разных материалов, корпус может быть пластиковым, латунным или чугунным

Термические свойства мембран и уплотнений сведены в таблицу № 1.
Таблица 1

НазваниеМатериалТемпература (min), °СТемпература (max), °С
EPDMЭтилен-пропиленовые каучуки–40+140
NBRНитрил-бутадиеновые каучуки–30+100
FKMФторкаучук–30+150
PTFEПолитетрафторэтилен–50+200
TEFLONПолитетрафторэтилен–50+250

Принцип работы электромагнитного клапана для воды

Если возникла необходимость в перекрытии подачи транспортируемой среды, то с управляющего аппарата на электромагнитную катушку подаётся импульс. В результате этого сигнала середник прибора опускается или поднимается (это зависит от разновидности изделия) и перекрывает воду. После того, как напряжение исчезнет, середник возвращается обратно и движение среды возобновляется.

Важно! Клапаны применяются в разных средах, которые обладают индивидуальными показателями давления и температур. Выбор модели должен соответствовать характеристикам среды, иначе устройство не прослужит долго.

Область применения

Электромагнитный клапан является достаточно полезным устройством и применяется в различных сферах. В основном область применения определяют, ориентируясь на материал, из которого изготовлен вентиль. Такие изделия используются в стиральных машинках, канализационных системах, в поливочных конструкциях, для контроля гидравлических систем, в отопительных системах и т. д.

Клапан электромагнитный для воды

Электромагнитный клапан можно установить на водопроводную или отопительную магистраль в своем доме

Помимо этого, соленоидные модели используют для контроля и регуляции транспортировки разнообразных агрессивных сред на производствах. Производственные устройства могут иметь огромный диаметр. Категорически запрещается применять изделия из латуни в агрессивных средах, таких как: кислота, дизельное топливо.

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Основное преимущество электромагнитного клапана на воду заключается в том, что его использование позволяет осуществлять быструю регуляцию транспортируемой среды в системе водоснабжения или любой другой. Для того, чтобы изделие выполнило свою функцию, достаточно 2–3 секунд. Благодаря этому, соленоидная модель является незаменимым устройством в системах водоснабжения квартир и частных домов. Она позволит управлять температурой в системе за счёт регуляции подачи воды.

Электромагнитное изделие позволяет равномерно распределить температуру в системе и это предотвращает её загрязнение. Это влияет на продление срока службы всей отопительной конструкции. Благодаря этим характеристикам, соленоидные модели занимают лидирующие позиции на рынке запорной арматуры.

Из-за отсутствия в конструкции механических деталей, которые быстро изнашиваются и выходят из строя, соленоидное устройство считается более надёжным. Оно может быть установлено в системах с разными показателями давления, потому что этот параметр не влияет на его работу.

Клапан электромагнитный для воды

Соленоидный клапан способен стабильно работать в системах с разным давлением

Виды и характеристики электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан (его виды) можно разделить на две основные категории, которые отличаются по принципу работы механизма включения и выключения:

  • прямого действия.
  • пилотного действия.

Помимо этого, они делятся на несколько основных видов, которые обладают функциональными особенностями. Устройства могут быть:

  • нормально закрытыми (открытыми). В случае, если отсутствует подача напряжения на катушку, она будет постоянно располагаться в закрытом положении. При поступлении напряжения она открывает устройство. Нормально открытый клапан действует наоборот — без напряжения он не препятствует движению среды;
  • бистабильными. При поступлении напряжения происходит переключение рабочих положений.

По виду катушек устройства подразделяют на:

  • постоянного тока — катушка у таких устройств отличается небольшой силой электромагнитного поля.
  • переменного тока — сила электромагнитного поля такой катушки достаточно велика.

Полезная информация! Существует специальный тип устройств, которые называются отсечные. Отсечные модели выполняют функцию моментального отключения трубопровода или закупорки одной из труб при аварийной ситуации.

Помимо этого, агрегат, в зависимости от характера функционирования, делят на:

  • одноходовой;
  • двухходовой;
  • трехходовой.

Клапан электромагнитный для воды

Двухходовой клапан имеет два патрубка — входной и выходной

Одноходовые имеют один патрубок и не совмещают в себе разные потоки жидкости. Двухходовые имеют два патрубка (входной и выходной). Принцип действия одноходового и двухходового устройств основан на функционировании конуса или шара, применяемого для закрытия.

Трёхходовые электромагнитные клапаны для воды – имеют три патрубка и осуществляют функционирование путём смешения потоков жидкости. Также трёхходовые электромагнитные клапаны могут осуществлять контроль и регуляцию температур за счёт смешения потоков воды. Кроме того, бывают взрывозащищенные модели, которые применяются во взрывоопасных средах. Такие клапаны изготавливаются из прочных, огнеупорных материалов. Бывают также вакуумные клапаны.

Электромагнитные катушки

Электромагнитная или индукционная катушка осуществляет преобразование электроэнергии в поступательное движение. Чаще всего встречаются катушки с медной обмоткой на цилиндре. Цилиндр включает в себя магнитный плунжер. При подаче импульса на катушку возникает магнитное поле. В результате действия магнитного поля середник втягивается в катушку.

Несколько советов по правильному выбору устройства

Существует несколько важных параметров, на которые стоит обратить внимание при выборе соленоидного клапана. Одним из основных показателей является размер входного и выходного отверстия. Ассортимент электромагнитных изделий очень широк. Они могут иметь отличительные черты в конструкции. Но, как правило, это не влияет на рабочие характеристики. Очень популярными являются однодюймовые соленоидные устройства, которые имеют свой пропускной показатель — до 40 л/мин.

Клапан электромагнитный для воды

Важную роль играет размер выходного отверстия клапана, от него зависит пропускная способность устройства

Важно! Перед тем как приобрести клапан, рекомендуется обратить внимание на механический регулятор, который встроен в устройство. Он может обладать разным количеством режимов. Чем их больше, тем более точно будет осуществляться контроль в системе.

Если вам необходим клапан с как можно большей пропускной способностью, то можно приобрести устройство серии SVR. Нормально закрытый клапан этой серии обладает показателями пропуска жидкости до 100 л/мин. Цены на разные клапаны отличаются и определяются по их качественным характеристикам.

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

По типу соединения с трубопроводом бывают:

  • фланцевые клапаны;
  • резьбовые клапаны.

При установке и использовании электромагнитных клапанов нужно помнить о таких важных моментах:

  1. Перед началом установки своими руками соленоидного устройства для воды, рекомендуется провести подготовительные работы. В них входит зачистка труб и их разметка.
  2. Место для монтажа клапана должно быть на видном месте, чтобы к нему был свободный доступ. Компактные размеры соленоидных клапанов упрощают эту задачу.
  3. Категорически возбраняется производить установку устройства, если электромагнитная катушка будет выполнять функции рычага.
  4. Монтаж и демонтаж устройства проводят в обесточенном состоянии.
  5. Желательно, чтобы система водоснабжения была оснащена грязевым фильтром. Это предотвратит забивку изделия инородными частицами.
  6. Электромагнитный клапан не должен подвергаться нагрузкам от веса труб.
  7. На поверхности клапана имеются специальные стрелки, которые указывают направление движения среды. Установка производится по ним.
  8. Если монтаж производится на открытой местности, то следует защитить устройство специальными изоляционными материалами.
  9. Для уплотнителя соединения клапана и трубы рекомендуют использовать ФУМ-ленту.
  10. Подключение устройства к электросети производится с помощью кабеля. Он должен быть гибким и меть сечение жил не менее 1 мм.

Запорную и регулирующую арматуру следует выбирать и устанавливать согласно произведенным заранее расчетам. Применять тот или иной вид клапана нужно в зависимости от типа трубопровода и транспортируемой по нему среды.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector