Клапаны электромагнитные: принцип действия, устройство и особенности

Электромагнитный клапан — это разновидность запорной арматуры, устанавливаемой на промышленных трубопроводах. Используется для управления потоками жидких и газообразных сред в автоматическом режиме.

Электромагнитные клапаны (вентили) выпускаются в широком разнообразии моделей. Однако обилие вариантов усложняет процесс поиска подходящего. В статье мы рассмотрим принцип работы электромагнитного вентиля, виды и особенности. Надеемся, что материал поможет вам в выборе.

Принцип работы и конструкция

Конструкция клапанов различается в зависимости от того, к какой категории они относятся: устройства прямого действия или непрямого. Поэтому разберем эту классификацию подробнее.

По принципу действия оба вида клапанов похожи. В их основе лежит работа электромагнитного поля, которое создается катушкой. Катушка называется соленоидом, поэтому и клапаны известны как соленоидные.

Клапаны прямого действия

Устройство клапанов прямого действия представлено на рисунке 1.

Рисунок 1

Катушка расположена на трубке сердечника. Внутри трубки находится сердечник. Пружина прижимает его к седлу устройства. Когда на катушку подается напряжение, внутри трубки сердечника образуется электромагнитное поле. Под действием электромагнитного поля сердечник поднимается, и открывается проход среде через седло устройства.

Клапаны прямого действия целесообразно использовать для небольших диаметров и работы с небольшим давлением. Иначе потребуется резко увеличить силу втягивания катушки, под действием которой происходит подъем сердечника и открытие устройства.

Клапаны непрямого действия

Для снижения энергопотребления в электромагнитных клапанах больших диаметров были разработаны модели непрямого (пилотного) действия. Устройство клапана этого типа представлено на рисунке 2.

Рисунок 2

В электромагнитных вентилях непрямого действия в конструкцию добавляется мембрана из эластичного материала или поршень. Устройство удерживается в закрытом состоянии рабочей средой, которая давит на мембрану и не дает пружине открыть проход.

Принцип работы клапана следующий. Когда подается напряжение, сердечник втягивается в электромагнитное поле и открывает пилотный канал. Через него начинает проходить рабочая среда, выравнивая давление до и после мембраны. В результате мембрана больше не удерживается прижатой к седлу устройства и поднимается за счет пружины, открывая проход для протока среды. Когда напряжение снимается, пружина прижимает тарелку мембраны и саму мембрану к седлу — проход перекрывается.

Типы электромагнитных клапанов и их особенности

Клапаны делятся на виды не только по описанному выше принципу движения затвора. Их также классифицируют и по другим параметрам:

По положению затвора при отсутствии напряжения различают устройства двух типов: нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ).

В нормально открытых клапанах проходное отверстие для рабочей среды открыто, закрывается только когда подается напряжение. В нормально закрытых устройствах проходное отверстие открывается при подаче электроэнергии.

По числу ходов электромагнитные клапаны бывают двухходовые, трехходовые и четырехходовые

Двухходовые устройства имеют только два отверстия (входное, выходное). Они подходят, когда требуется подача или перекрытие жидкости/газа в трубах. 3-ходовые и 4-ходовые электромагнитные клапаны имеют, соответственно, три и четыре отверстия (одно работает на вход, остальные на выход). Трехходовые электромагнитные вентили позволяют перенаправлять поток в системе, а четырехходовые — еще и подключаться к дополнительным системам.

Рекомендации по подбору

При выборе электромагнитных клапанов необходимо учитывать будущие условия эксплуатации. Речь идет о следующих параметрах:

• давление и температура рабочей среды;
• жесткость, наличие абразивных частиц;
• место установки (окружающая среда);
• диаметр трубы.

Рабочая среда: чистота, давление и температура

При покупке устройства учитывайте, что среда, которая будет протекать через него, должна быть чистой. Например, если это вода, то в ней не должно быть механических частиц. Загрязнения могут повредить мембрану или уплотнение в электромагнитном вентиле, попасть в пилотный канал или другие полости внутри корпуса. Если это случилось, устройство может выйти из строя, либо снизится его эксплуатационный ресурс. Чтобы проблем с его работой не возникало, нужно установить фильтр перед клапаном или на вход в систему.

При выборе устройства важно знать диапазон перепадов давления. Если перепад в системе не будет превышать 0,5 бар, лучше выбрать электромагнитный клапан прямого действия. Если перепад будет выше 0,5 бар, подойдет модель как прямого, так и непрямого действия. Клапанам непрямого действия всегда необходим перепад давления, без которого они не будут работать. Если требуется самотек, например, промывка молокопривода, стоит остановить выбор на модели прямого действия.

С температурой среды связано разделение электромагнитных вентилей на мембранные и поршневые:

Нормально открытые клапаны больше подходят для установки на магистральные водопроводы и трубопроводы отопления. Такой вентиль работает в режиме «постоянно открыто», обеспечивая беспрерывную подачу воды/тепла, а в случае аварии и протечки на катушку подается напряжение, и поток перекрывается.

Нормально закрытые устройства оптимальны для использования в любых процессах автоматизации. С их помощью удобно контролировать расход, так как вентиль обычно закрыт: рабочая среда не расходуется в постоянном режиме.

Условия окружающей среды в месте монтажа

Окружающая среда имеет определяющее значение при выборе. Если устройство будет установлено на улице, необходимо учитывать воздействие атмосферных осадков и пыли. В этом случае основное внимание нужно уделить степени защиты электромагнитной катушки.

Например, в электромагнитных клапанах, представленных в нашем каталоге, установлена катушка с пылевлагозащитой IP65. Цифра «6» означает, что оборудование полностью защищено от пыли, «5» указывает на защиту от струй воды. Такие устройства можно без опаски устанавливать для дальнейшего использования на открытом воздухе.

Диаметр

Чтобы правильно выбрать вентиль по диаметру, следует исходить из коэффициента его пропускной способности или уже известных диаметров работающих трубопроводов. При этом важно учитывать внутренний диаметр трубы, а не внешний. Определить необходимый диаметр исходя из внешнего диаметра вам поможет эта таблица:

Диаметр внеш.	Диаметр внутр.	Резьба присоединения,  дюймы
17,2	10	⅜
21,3	15	½
26,9	20	¾
33,7	25	1
42,3	32	1 ¼
48,3	40	1 ½
60,3	50	2

Если вы определились с тем, какой электромагнитный клапан вам нужен, предлагаем перейти в каталог и заказать подходящую модель по выгодной цене. В нашем ассортименте — клапаны надежного российского производителя «Росма». Устройства поставляются с гарантией и технической документацией. Мы сотрудничаем как с оптовиками (мелкий, крупный опт), так и с розничными клиентами. Доставка осуществляется по всей России.