Соленоидный клапан это что такое

Электромагнитный (соленоидный) клапан

Электромагнитные (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?

Преимущества	Недостатки
Быстрая работа	В 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?

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:

Для закупки электромагнитных клапанов отправляйте заявку на адрес rgk.palur@mail.ru, или звоните по телефону (342) 259-32-00

Устройство и принцип работы соленоидных клапанов

Электромагнитный соленоидный клапан — это комбинация двух функциональных узлов: соленоид (электромагнит) с сердечником и клапан с проходным отверстием, в котором установлен диск или поршень. Клапан открывается (закрывается) движением магнитного сердечника (он втягивается в соленоид), когда на катушку подается электропитание. Если проще, это запорный кран для моментального автоматического перекрытия потока рабочей среды, который управляется с помощью электричества. Существуют двухходовые клапаны (2 порта для управления электроприводом) и трехходовые (3 порта).

Корпус соленоидного клапана изготовляется из латуни, литейного чугуна, нержавеющей стали или бронзы. Катушка — это электрическая часть, которая создает магнитный поток при подаче напряжения, состоит из бобины с изолированным медным проводом. Металлическая оболочка катушки служит для электрической и механической защиты, от воды и пыли.

Соленоидные клапана для воды, воздуха и других рабочих сред производятся с уплотнительными материалами: EPDM (этилен-пропилен), NBR (нитрил-бутадиеновая резина), FPM (Фторэластомер), PTFE (политетрафторэтилен), VITON (фторкаучук, фтористая резина).

Соленоидные клапаны прямого и непрямого действия

В клапане прямого действия сердечник соленоида механически соединен с диском и открывает/закрывает проходное отверстие при вкл/выкл соленоида. Его работа не зависит от рабочего давления в трубопроводной системе. Клапаны непрямого действия используют для работы давление в трубопроводе (разность давления между входом и выходом). Он оснащен пилотным перепускным отверстием. При подаче электрического напряжения на соленоид, пилотное отверстие открывается и сбрасывает давление с верха поршня на выход клапана. При этом давление рабочей среды поднимает поршень (мембрану) с седла клапана, тем самым открывая его. При отключении питания от соленоида пилотное отверстие закрыто и всё давление прикладывается к поршню или мембране сверху — происходит герметичное закрытие.

Основные сферы применения

Клапаны применяются во многих отраслях промышленности: канализация, котельные агрегаты, расширительные системы, моечные системы, поливочные системы, пищевое производство, другие гидравлические системы. Основные производители: Danfoss, Dendor, Tork (АДЛ), ASCO, АСТА, СЕМЕ. Область использования клапана напрямую связана с материалом, из которого он изготовлен и уплотнением. Соленоидные клапаны DENDOR прямого действия могут работать при нулевом давлении, без учета перепада давления среды. Клапаны непрямого действия при нулевом давлении неработоспособны. Так, муфтовый соленоидный клапан Dendor серии VG может эксплуатироваться при температуры рабочей среды до +180°C, в условиях высокого давления (до PN 25).

Соленоидный клапан

Электромагнитный (соленоидный) клапан — это устройство для управления рабочей средой под давлением в трубопроводе. Его действие заключается в том, чтобы открывать / закрывать проходное отверстие плунжером, на который воздействует магнитное поле электромагнитной катушки или усилением за счет давления рабочей среды и мембраны.

Принцип действия электромагнитного (соленоидного) клапана

Клапан оснащен соленоидом, который представляет собой электрическую катушку с подвижным ферромагнитным сердечником в центре. Это ядро называется плунжером. В положении покоя плунжер закрывает небольшое отверстие. Электрический ток через катушку создает магнитное поле. Магнитное поле оказывает силу на плунжер, в результате плунжер тянет к центру катушки так, что отверстие открывается. Это основной принцип, который используется для открытия и закрытия электромагнитных клапанов.

Устройство электромагнитного клапана

Основные компоненты:

1. Корпус клапана, который состоит из впускного и выпускного отверстия, а также седла.
2. Арматурная трубка с сердечником, на которую устанавливается катушка.
3. Плунжер, который скользит внутри арматурной трубки и в некоторых случаях служит уплотнением.
4. Катушка электромагнитная, которая создает магнитное поле, необходимое для перемещения плунжера.

Основные типы электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан непрямого действия

Данный вид клапанов доступен с присоединительными размерами 1/4″. 3″. При больших диаметрах статическое давление рабочей среды увеличивается, и необходимо, чтобы магнитное поле, создаваемое катушкой, способно было справится с ним. Это достигается за счет использования сервоуправляемого действия в клапане. При этом варианте конструкции давление среды помогает удерживать уплотнение главного клапана.

Нормально-закрытый клапан (2/2 NC) имеет впускное и выпускное отверстие в корпусе. Когда соленоид не находится под напряжением, поток блокируется основным уплотнением, которое может быть либо диафрагма, либо поршень. В этом режиме среда течет через небольшое отверстие в диафрагме или поршне и помогает удерживать клапан закрытым. Когда на электромагнитную катушку подается напряжение, открывается пилотное отверстие, позволяющее среде выйти из полости над основным уплотнением и открыть главный клапан.

Этот тип требует минимального перепада давления для работы, иначе поток среды через клапан будет минимальным или клапан просто не откроется.

Нормально-открытый клапан непрямого действия (2/2 NO) имеет впускное и выпускное отверстие в корпусе. При больших диаметрах статическое давление рабочей среды увеличивается, и все еще необходимо, чтобы магнитное поле, создаваемое соленоидной катушкой, способно было справляться с ним. В этой конструкции давление среды помогает удерживать открытым основной клапан. Когда катушка без напряжения, поток не перекрывается основным уплотнением, которое может быть либо диафрагмой, либо поршнем. В этом режиме среда течет через небольшое отверстие в диафрагме или поршне и помогает удерживать клапан открытым. Когда на катушку подается напряжение, пилотное отверстие закрывается и рабочая среда из полости над основной мембранной перестает попадать в выходной трубопровод, что приводит к закрыванию мембраны главного клапана.

Соленоидный клапан – тип трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом

Соленоидный клапан согласно положений ГОСТ Р 52720-2007 «Арматура трубопроводная. Термины и определения», ГОСТ 24856-81 «Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения», СТ ЦКБА 011-2004 «Арматура трубопроводная. Термины и определения» и ГОСТ 22413-89 «Арматура трубопроводная с электромагнитным приводом. Основные параметры» — это запорная или распределительно-смесительная (в сравнительно небольшом сегменте продукции – запорно-регулирующая) арматура промышленная (или специальная) с электромагнитным приводом прямого или непрямого действия с перемещением запирающего (или регулирующего) элемента параллельно оси движения потока рабочей (транспортируемой) среды.

Справка: С введением в действие ГОСТ 24856-81 недопустимо использовать термин «вентиль» вместо/наряду с термином «клапан», а ГОСТ Р 52720-2007 и СТ ЦКБА 011-2004 не рекомендуют применять в терминологии видов промышленной арматуры термины «распределительная» или «смесительная» вместо термина «распределительно-смесительная». Актуализированная версия ГОСТ 22413-89 по виду промышленной арматуры выделяет запорные клапаны (прямого действия, с использованием энергии рабочей среды (мембранные, поршневые, шаровые и т.д.) и с уравновешенным затвором) и распределительные (технически корректно – распределительно-смесительные) клапаны (трех или четырехходовые – соответственно с одним входом и двумя выходами или одним входом и тремя выходами для реверсных систем), однако на российском рынке трубной промышленной арматуры можно купить электромагнитный клапан запорно-регулирующий, в котором пропускная способность арматуры изменяется благодаря управлению подаваемым на соленоид напряжением.

Рис. Запорно-регулирующий нормально закрытый соленоидный клапан непрямого действия (с использованием энергии рабочей среды), где 1 – соленоид, 2 – нормально растянутая пружина; 3 – якорь соленоида; 4 – пилотное отверстие; 5 – мембрана; 6 – перепускное отверстие; 7 – клеммная колодка.

Принцип работы запорно-регулирующего соленоидного клапана: В состоянии соленоида без напряжения мембрана перекрывает проходное сечение седла под действием силы пружины. При подаче напряжения на соленоид и в прямой зависимости от увеличения тока в обмотке соленоида якорь начинает подниматься, противодействуя усилию пружины и открывая пилотное отверстие, что приводит к перемещению мембраны и открыванию клапана силами втягивания соленоида и противодавления в подмембранной области.

Соленоидный клапан в действующей классификации трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

Соленоидные клапаны (клапан соленоидный электромагнитный), а формально клапаны с электромагнитным приводом, как один из типов арматуры с перемещением запирающего (или регулирующего) элемента параллельно оси движения потока рабочей средыделят по:

• виду трубопроводной арматуры на запорные, распределительно-смесительные и запорно-регулирующие клапаны соленоидные электромагнитные;
• принципу работы на соленоидные клапаны прямого и непрямого действия; Справка: Согласно ГОСТ Р 52720-2007 и СТ ЦКБА 011-2004 арматура прямого действия работает от энергии рабочей среды, арматура непрямого действия – от энергии рабочей среды с использованием встроенного импульсного механизма – в соленоидных клапанах для напорных систем (клапан электромагнитный для воды, пара, сред с кинематической вязкостью до 50 сSt, клапан электромагнитный газовый) это открываемое/закрываемое при перемещении штока (якоря) соленоида регулирующее (пилотное) отверстие между областью над затвором и выходным патрубком, через которое происходит сброс рабочей среды из области над затвором;
• нормируемым свойствам на общепромышленные (сертифицируются по нормам действующих стандартов) и специальные, один и более параметров которых разрабатывается специально для конкретных условий эксплуатации;
• открытому или закрытому положению затвора при отсутствии напряжения на соленоиде на нормально открытые (НО) и нормально закрытые (НЗ) соленоидные клапаны;
• времени срабатывания затвора на отсечные (быстрого действия) и регулирующие (пропорциональные – открывание затвором проходного сечения пропорционально величине тока в обмотке соленоида);
• числу входов/выходов на соленоидные клапаны двухходовые (запорные отсечные, запорно-регулирующие), трехходовые (распределительно-смесительные) и четырехходовые (распределительно-смесительные), причем заявленная на электромагнитный клапан цена, как правило, выше у 3-4 ходовой и двухходовой запорно-регулирующей арматуры;
• по расположению входного и выходного/выходных патрубков на клапаны соленоидные электромагнитные проходные (присоединительные патрубки соосны/параллельны) и угловые (некоторые конструкции трехходовых и четырехходовых клапанов, у которых один (или два) выходной патрубок перпендикулярен входному); Рис. Нормально закрытый трехходовой угловой соленоидный клапан прямого действия, где: 1 – закрывающая пружина, 2 – якорь (шток) соленоида, 3 – запирающие элементы, 4 – катушка соленоида, Р – входной патрубок, А – главный выходной патрубок, R – выпускной патрубок.
• типу чувствительного или запирающего элемента на мембранные (тарельчатые) и поршневые соленоидные клапаны; Справка: В действительности большинство конструкций поршневых соленоидных клапанов напорных систем водо/газоснабжения, промышленных трубопроводов сжатого воздуха, пара и т.д. (клапан электромагнитный для воды, пара, сжатого воздуха, клапан электромагнитный газовый) имеют запирающий элемент – поршень с сальниковым уплотнением и чувствительный элемент тарельчатого типа, перекрывающий регулирующее (пилотное) отверстие. Рис. Поршневой соленоидный клапан, где 1 – якорь соленоида (шток), 2 – закрывающая пружина встроенного импульсного механизма, 3 – тарельчатый чувствительный элемент на штоке, запирающий регулирующее (пилотное) отверстие, 4 – регулирующее отверстие, 5 – запирающий элемент затвора – поршень, 6 – полость под поршнем, 7 – перепускное (выравнивающее) отверстие, 8 – катушка соленоида.
• материалу уплотнений, в том числе чувствительного или запирающего элемента на соленоидные клапаны с уплотнениями из бутадиен-нитрильных каучуков (butadiene-nitrilerubber – NBR) с неагрессивной рабочей средой от -10 до 90 °С (клапан электромагнитный для воды, масел с кинематической вязкостью до 50 сSt, воздуха), этиленпропиленовых каучуков (ethylenepropylenediene M-classrubber – EPDM) для воды, пара, нейтральных сред от -30 до 120 °С, фторированных эластомеров (FreikolbenmaschineFluorkarbonKautschuk – FKM) для агрессивных сред с температурой от 0 до 100 °С газообразных и маслосодержащих сред и до 60 °С водных растворов, политетрафторэтилена (Polytetrafluorethen – PTFE) для пара и газовых сред (клапан электромагнитный газовый) с температурой до 185 °С и т.д.; — материалу корпуса и/или элементов/узлов, контактирующих с рабочей средой на соленоидные клапаны для нейтральных сред (из латуни, чугуна, бронзы), слабоагрессивных (из чугуна с шарообразным графитом, легированных сталей), сильноагрессивных сред (из высоколегированных коррозионностойких, жаропрочных сталей).

Справка: ГОСТ Р 52760-2007 «Арматура трубопроводная. Требования к маркировке и отличительной окраске» устанавливает отличительную окраску для умеренно/ограниченно стойких к коррозии металлов/сплавов групп I и II соответственно черного (серый, ковкий, высокопрочный чугун) и серого цвета (углеродистая сталь), для вполне стойких и совершенно стойких к коррозии групп III и IV соответственно синего (легированная сталь) и голубого цвета (высоколегированная сталь и коррозионностойкие, жаростойкие жаропрочные сплавы). Заявленная на коррозионностойкий электромагнитный клапан цена, как правило больше, чем цена соленоидного клапана из умеренно/ограниченно стойких к коррозии металлов/сплавов.

Принцип работы типовых двухходовых соленоидных клапанов прямого и непрямого действия.

На российском рынке трубопроводной арматуры сегодня можно купить соленоидный клапан прямого или непрямого действия для самотечных и напорных систем водо-, газоснабжения, водоотведения, вентиляции и кондиционирования, промышленных систем сжатого воздуха, пара, трубопроводов перекачки топлива, масел с кинематической вязкостью до 50 сSt и т.д. разных производителей, с различными эксплуатационными свойствами и конструктивными особенностями, но типовые по принципу действия:

• Нормально закрытые соленоидные клапаны прямого действия для безнапорных систем и систем с малым рабочим давлением. Рис. НЗ соленоидный клапан прямого действия, где: 1 – закрывающая затвор пружина, 2 – запирающая втулка, 3 – седло, 4 – шток (якорь) соленоида. Не имеют перепускного (выравнивающего давление) и регулирующего (пилотного) отверстий, при отсутствии напряжения на соленоиде герметичность затвора (запирающий элемент-втулка тарельчатого типа и седло) обеспечивается силой пружины. При подаче напряжения на соленоид шток перемещается вверх вместе с жестко закрепленной на нем втулкой, преодолевая силу пружины и открывая затвор.
• Нормально закрытые мембранные соленоидные клапаны непрямого действия со связанными штоком соленоида и мембраной для малонапорных систем. Рис. НЗ соленоидный клапан непрямого действия, где: 1 – пружина соленоида, 2 – пружина мембраны, 3 – регулирующее (пилотное) отверстие, 4 – седло, 5 – выравнивающее (перепускное) отверстие, 6 – мембрана, 7 – шток (якорь) соленоида.

Мембранный клапан соленоидный электромагнитный оборудован открытым выравнивающим (перепускным) отверстием и регулирующим (пилотным) отверстием большего диаметра, перекрываемым/открываемым штоком (якорем) соленоида, а также имеет гибкую связь штока соленоида с мембраной через пружину. При отсутствии напряжения пружина соленоида сжимает пружину штока, что создает усилие на закрывающей седло мембране и приводит к блокированию регулирующего отверстия. Наряду с этим переток среды через выравнивающее (перепускное) отверстие формирует в области над мембраной удельное давление, равное давлению среды во входном патрубке, а поскольку площадь воздействия среды над мембраной больше площади мембраны под давлением снизу (на площадь седла), то герметичность затвора обеспечивается, как силой сжатия пружины мембраны, так и силой давления среды на мембрану. При подаче напряжения на соленоид шток втягивается, преодолевая усилие пружины соленоида и открывая регулирующее отверстие, через которое происходит быстрый сброс давления из области над мембраной, а сам затвор открывается под действием пружины мембраны и давления среды в области под мембраной.

Нормально закрытые и нормально открытые мембранные соленоидные клапаны непрямого действия с несвязанными штоком соленоида и мембраной (автономным встроенным импульсным механизмом) для напорных систем с Р_вых ˃ Р_вх/2 и перепадом давления на клапане Δр>Р_вх/2, где Р_вх – давление до клапана, Р_вых – давление после клапана.

Рис. Мембранные соленоидные клапаны непрямого действия с автономным встроенным импульсным механизмом нормально закрытые (сверху) и нормально открытые (снизу), где: 1 – пружина штока соленоида, 2 — регулирующее (пилотное) отверстие, 3 — выравнивающее (перепускное) отверстие, 3 – седло, 4 – мембрана, 5 – пружина затвора, 6 – шток (якорь) соленоида.

Конструктивно нормально закрытые соленоидные клапаны непрямого действия с автономным встроенным импульсным механизмом отличаются от нормально открытых расположением пружины штока, которая при отсутствии напряжения на соленоиде в НЗ клапанах поджимает шток с уплотнением к регулирующему (пилотному отверстию), чем блокирует сброс среды и давления из области над мембраной, а в НО клапанах – удерживает шток в соленоиде, полностью открывая регулирующее отверстие, что формирует в надмембранной области зону малого давления и приводит к открыванию затвора давлением среды.

В НЗ соленоидных клапанах при отсутствии напряжения на соленоиде мембрана прижата к седлу усилием пружины затвора и давлением среды в области над мембраной, уравновешенным с давлением на входе через выравнивающее (перепускное) отверстие. При подаче напряжения на соленоид втягивающийся шток открывает регулирующее отверстие, имеющее больший диаметр, чем выравнивающее, что приводит к быстрому сбросу давления из области над мембраной и открыванию затвора давлением рабочей среды на входе.

В НО соленоидных клапанах при отсутствии напряжения на соленоиде регулирующее отверстие не перекрыто штоком и затвор открыт давлением рабочей среды на входе, пари подаче напряжения на соленоид шток опускается и перекрывает регулирующее отверстие, что приводит к закрыванию затвора силой пружины и давлением в надмембранной области, которое больше давления под мембраной из-за большей площади контакта мембраны с рабочей средой.