Электромагнитный клапан, принцип действия, описание
Клапан электромагнитный или как его ещё называют соленоидный клапан это вид запорной арматуры с электромеханическим принципом действия. Он выполняет функции автоматизации и удаленного контроля направления газообразных и жидких рабочих сред на трубопроводе. Дозированная подача необходимого объема потока в момент времени обеспечивается с помощью электромагнитной катушки.
Соленойдный вентиль широко применяется как на бытовом уровне, так и в крупных промышленных системах. При большом диапазоне рабочих температур. В системах центрального отопления, водопровода или канализации трубопроводов ЖКХ электромагнитный вентиль выполняет регулирование потока среды. Так же широко распространен на фильтрационных гидропроводах, технологических линиях нефтеперерабатывающих и химических предприятиях. На предприятиях сельского хозяйства клапан используют в организации системы полива, дозирования, смешивания, так же используют для автоматизации подачи питьевой воды для животных.
Принцип работы и конструкция электромагнитного клапана
При производстве электромагнитного клапана применяются материалы, которые соответствуют требованиям ГОСТ и международным стандартам. Соленойдный клапан состоит из следующих элементов:
При этом корпус может изготавливаться из чугуна, стойкой к коррозии латуни, химических полимеров, нержавеющей стали. Соленоидная катушка убрана в герметичный корпус, а обмотка выполнена из высокопрочной технической меди. Для обеспечения максимальной герметичности для изготовления уплотнителя и мембраны используются такие материалы как термостойкая резина, силикон, каучук, фторопласт, политетрафторэтилен (PTFE). Нержавеющую маркированную сталь так же используют для производства плунжера, пружины, штока, корпуса плунжера.
Принцип работы электроклапана основан на работе такого элемента как электромагнитная катушка. Когда постоянный или переменный ток отсутствует на катушке, то под механическом воздействии пружины, мембрана или поршень клапана расположены в седле устройства. Однако при подаче напряжения различной мощности на соленоид, плунжер втягивается внутрь катушки, тем самым обеспечивая открытие или закрытие протокового отверстия. Прекращение подачи напряжения на катушку приводит к закрытию створок. Соленоидный клапан может иметь разные конструктивные особенности которые зависят от его типа.
Типы электромагнитного клапана
Электромагнитные клапаны разделяют по типу рабочего положения, принципу действия, присоединения к трубопроводу, уплотнительной мембраны и уплотнению поршня.
По типу рабочего положения клапаны бывают:
· Бистабильные, переключаются в открытое или закрытое положение под воздействием электрического импульса.
· Нормально-закрытые НЗ, при отсутствии напряжения на катушке клапан герметично закрыт.
· Нормально-открытые НО, при отсутствии напряжения на катушке клапан открыт и не создаёт помех движению среды.
По принципу действия клапаны бывают:
· Прямого действия, смена положения запорного элемента происходит без помощи рабочей среды, только за счёт плунжера.
· Пилотного действия (с сервоусилением), смена положения запорного элемента в клапанах с данным принципом действия происходит при помощи рабочей среды, а электромагнит обеспечивает открытие или закрытие пилотного канала с помощью которого среда воздействует на запорный элемент.
По типу присоединения к трубопроводу
· Муфтовый монтаж. К трубопроводу монтаж осуществляется при помощи внутренней трубной резьбы цилиндрической формы с разным значением диаметра условного прохода и резьбовым шагом. В паспорте изделия указывается условное обозначение диаметра электромагнитного клапана.
· Фланцевый монтаж. Присоединение к трубопроводу осуществляется с помощью парных фланцев с отверстиями для болтов и шпилек. Между фланцев прокладывают уплотнительное кольцо или прокладку из паронита. Клапаны с фланцевым монтажом в основном используют с трубами больших диаметров.
По типу уплотнительной мембраны и уплотнения поршня
· Мембрана FKM - Фтор-каучук. Эластичный сополимер. Высокая устойчивость к старению, озону, ультрафиолету. Нейтрален к щелочным средам, нефтепродуктам, дизтопливу и бензину, спирту, воде, воздуху, пару низкого давления (до 2 бар). Разрушается эфирами и органическими кислотами.
· Мембрана EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Химически и механически стойкий эластичный сополимер этилена и пропилена. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, растворам солей, горячей и холодной воде, пару низкого давления (до 2 бар), воздуху и нейтральным газам. Разрушается при контакте с углеводородами (бензином, дизельным топливом), маслами, ароматическими спиртами (бензолом). Температура эксплуатации -20...+130С.
· Мембрана NBR – Нитрил-бутадиен-каучук. Эластичный полимер. Нейтрален к воздействую бензина, масла, дизтоплива, щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана, воды. Разрушается при контакте с бензолом, окислителями. Температура эксплуатации -10...+90С. Длительная эксплуатация при температурах выше 90С приводит к потере эластичных свойств и старению материала.
· Мембрана VMQ – Кремний-органический эластомер. Высокая устойчивость к горячему воздуху, озону, ультрафиолету, минеральным маслам. Область использования: медицинская промышленность и пищевые производства (вода, спирты, растворы). Характеризуется стойкостью к истиранию и низкой адгезией.
· Уплотнение PTFE – Поли-тетра-фтор-этилен. Данный фторполимер является одним из самых химически стойких полимерных материалов. Используется для кислот и щелочей высокой концентрации, растворителей, бензола, окислителей, масел, топлива, агрессивных газов, горячей воды, перегретого пара. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.
· Мембрана VITON – эластомер на основе фторкаучука. Совместим с минеральными маслами, жирами, эфирами, сырой нефтью. Рабочая температура -20...+130С.
Правила монтажа и эксплуатации
Все монтажные и демонтажные работы с соленоидным клапаном проводятся при обесточенной электрической цепи и отсутствии рабочей среды в трубопроводе. Перед началом монтажных работ необходимо очистить трубопровод от механических частиц и взвесей.
Подключение электромагнитного клапана к системе производится в горизонтальном положении, катушкой вверх.
При монтаже клапана необходимо убедиться:
· Направление рабочей среды соответствует стрелке на корпусе клапана.
· К месту, куда устанавливается клапан, будет последующий доступ для ремонта и обслуживания.
· В месте установки клапана показатели конденсации и вибрации сведены к минимуму. Отсутствует возможность обледенения трубы. Вблизи нет течей и прорывов.
· На участке трубопровода перед входом в клапан установлен сетчатый фильтр, который защитит клапан от попадания загрязнений и продлит срок его службы.
У электромагнитных клапанов есть следующие преимущества
· Автоматический тип работы
· Высокое быстродействие
· Малые габаритные и весовые показатели
· Длительный срок эксплуатации
· Простота монтажа и обслуживания
· Возможность удаленного управления
Причины поломок и методы их устранения
Соблюдение требований изложенных в техническом паспорте изделия и правильная эксплуатация обеспечат длительную и надёжную работу устройства. Преждевременные неисправности электромагнитного клапана происходят по следующим распространенным причинам:
· Снижение герметичных показателей изделия вызывается попаданием механических частиц на седло клапана. Необходимо произвести демонтаж и прочистку клапана, так же рекомендуется установка перед входом в клапан сетчатого фильтра.
· Поломка индукционной катушки вызывается неправильной мощностью напряжения, которое подаётся на катушку или превышением граничных показателей температуры или давления внутри трубопровода, так же попадание влаги внутрь катушки может вызвать короткое замыкание и сгорание катушки. Данная неисправность устраняется заменой катушки.
· Если клапан открывается и закрывается не полностью, то это может быть вызвано засорением управляющего отверстия, дефектом мембраны, прокладки или уплотнения поршня, а так же остаточным напряжением на катушке.
Ремонт соленоидного клапана производится квалифицированными специалистами, которые имеют доступ к работе с электросетями.
Производство электромагнитных клапанов осуществляется на специальных заводах трубопроводной арматуры, которые расположены практически в каждой стране мира.
Стоимость соленоидного клапана зависит от его функций, типа конструкции, диаметра, фирмы производителя электромагнитных (соленоидных) клапанов. Наши специалисты могут помочь определить необходимый вид устройства.