Как подключить электроклапан

Что такое соленоидный электромагнитный клапан, назначение, устройство и принцип действия

Для управления жидкими средами в трубопроводах традиционно используется специальная запорная арматура. Согласно установленному порядку, она выполняется в виде вентилей (кранов), закрывающихся или открывающихся вручную. Сегодня вместо привычных вентилей все чаще устанавливаются современные запорные устройства, работающие по принципу электромагнитной индукции.

Что такое соленоидный электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан – это классический электромеханический узел, основное назначение которого состоит в оперативном управлении потоками жидких или газообразных сред. Благодаря этому устройству указанный процесс удается частично или полностью автоматизировать. Окончательное решение об открытии или закрытии соленоида принимает оператор или логика контроллера.

Находясь у пульта управления, оператор нажимает кнопку «открыть» клапан, тем самым подаёт напряжение на катушку электромагнита. Последняя за счет протекающего по ней тока втягивает шток клапана, переводя вентиль в режим «Открыто» (при нормально закрытом типе клапана). Для совершения обратного действия оператору достаточно нажать кнопку «Закрыть». После этого напряжение с катушки снимается и шток под действием возвратной пружины занимает своё нормальное безопасное положение.

Назначение и применение соленоидов

Основное назначение соленоидов и подобных им устройств – перенаправление или блокировка движения жидких сред в трубопроводах различного типа и назначения. В бытовых условиях они применяются в автомашинах, в обычных водопроводах, а также в отопительных сетях и в системах полива дачных участков. В промышленности эти устройства устанавливаются для регулирования потоков технических жидкостей и газов, транспортируемых по разветвленной трубной сети, управления отсечными клапанами.

Они также могут устанавливаться в оборудовании, где требуется автоматическое управление клапаном в зависимости от условий эксплуатации. В этом случае к комплекту соленоидного устройства может прилагается особый киповский датчик , чувствительный к утечке, например. В этом случае при обнаружении течи аварийный сигнал с сенсора подается на специальный контроллер, который после обработки информации выдает команду на закрытие клапана.

Устройство и принцип работы клапана соленоидного типа

Типовой соленоидный клапан включает в свой состав:

• корпус, отлитый из прочных и износостойких материалов;
• индуктивную катушку с соленоидом;
• диск или поршень, непосредственно управляющий течением жидкости;
• пружину-демпфер.

Катушка индуктивности, являющаяся основным рабочим элементом электромагнита, помещена в полностью изолированную от внешней среды капсулу и залита эпоксидной смолой. Такая надежная герметизация исключает возможность попадание в неё воды, являющейся хорошим проводником тока.

Принцип работы клапана соленоидного типа основывается на хорошо известном из школьного курса физики электромагнитном эффекте. Согласно ему при появлении э/м напряженности во всех находящихся в зоне её действия металлических деталях за счет индукции наводится поле того же типа. Намагниченные предметы начинают взаимодействовать с исходной полевой структурой, притягиваясь или отталкиваясь от её носителя.

В устройстве рассматриваемого типа исходное воздействие создается электромагнитной катушкой, а вторичное поле «наводится» в соленоиде (в подвижной части системы). При подаче импульса соленоид с закрепленном на нём управляющим штоком перемещается и закрывает/открывает канал с текущей по нему жидкостью (газом).

Разновидности соленоидных электромагнитных клапанов

Описываемые устройства классифицируются по следующим основным признакам:

• материал, на основе которого изготовлен корпус;
• особенности конструкции клапана;
• его положение при снятом с катушки напряжении (в обесточенном состоянии);
• принцип срабатывания;
• особенности подключения к трубопроводам.

Важно! От правильности выбора клапана по некоторым из этих признаков зависит, долго ли он проработает в среде с заданными параметрами.

Корпус этих изделий изготавливается из традиционных латуни, пластика или нержавейки. Правильный выбор материала в значительной мере определяет возможность использования клапана в критических условиях. Для бытовых водопроводных отопительных систем подойдет любая из указанных выше разновидностей.

По особенностям конструкции клапаны делятся на поршневые, мембранные и золотниковые. Самый дешевый и достаточно надежный вариант – золотниковое устройство, которое хорошо справляется со своими функциями. Поэтому такие клапаны традиционно устанавливаются в быту.

По положению штока с поршнем при отключенном от электропитания электромагните они делятся на следующие виды:

• закрытые в нормальном состоянии (НЗ);
• открытые (НО);
• имеющие два стабильных положения.

В первом варианте при снятом с катушки напряжении сердечник с клапаном за счёт упругости возвратной пружины надежно перекрывает канал трубопровода. Во второй случае при отключенном напряжении получается обратный эффект. Под действием той же пружины шток полностью втянут в катушку, а канал остается открытым. В третьем случае в исходном состоянии при снятом напряжении клапан может находиться и в том, и в другом положении (перекрывать канал или оставлять его свободным). Все зависит от используемой схемы его включения.

По принципу срабатывания (по своей функциональным особенностям) все такие клапаны делятся на одноходовые, двухходовые и трехходовые. У первой разновидности имеется лишь один рабочий патрубок, подсоединяемый к трубопроводу. Такие конструкции обычно применяются как предохранительные, служащие для избавления от излишков пара или воды.

Их трехходовые аналоги имеют три соединительных патрубка, что позволяет использовать их для перенаправления потока жидких сред. Самый распространенный вид соленоидных вентилей – двухходовые. Они имеют два патрубка с обеих сторон и устанавливаются непосредственно в разрыв трубопровода. По особенностям подключения соленоидные устройства делятся на муфтовые, а также фланцевые и штуцерные.

Различные образцы клапанов также отличаются по материалу, используемому при изготовлении уплотнителя и запорной мембраны. В соответствии с этим признаком в них могут применяться:

• фтористый эластомер;
• этилен пропиленовый эластомер (EPDM);
• каучуковая основа.

Дополнительная информация: В бытовых устройствах, служащих для перекрытия потока воды в трубопроводах, обычно используется второй тип.

Это связано с тем, что синтетический материал EPDM устойчив к разрушающему действию солей и хорошо работает при низких температурах.

Как подключить электромагнитный клапан

Перед установкой и подключением электромагнитного клапана важно учесть, что этот механизм очень плохо «переносит» гидравлические удары, нередко случающиеся в трубопроводах с плотными жидкостями. Если его не защитить должным образом – он прослужит совсем недолго. Функцию такой защиты выполняет либо редукционный клапан, позволяющий понизить давление в момент удара, либо резиновые трубки, монтируемы непосредственно перед защищаемым устройством.

Помимо этого, обязательно учитываются следующие важные моменты:

• перед установкой соленоидного клапана проводятся подготовительные работы, сводящиеся к зачистке труб и их разметке;
• место его установки выбирается таким образом, чтобы к нему всегда имелся свободный доступ (на случай замены или ремонта);
• монтаж прибора проводится при полностью отключенном от питающей сети электромагните.

Важно! Перед соленоидным клапаном рекомендуется устанавливать фильтр грубой очистки, задерживающий мелкие грязевые частички.

Процесс механической установки и электрического подключения включает в себя следующие этапы, приведённые в последовательности их исполнения:

1. Сначала корпус устройства посредством фланцев с уплотнительными прокладками устанавливается в разрыв трубопровода.
2. Затем переходят к подключению электрической части, представленной магнитной катушкой с тремя контактами.
3. К двум из них подключается + и – постоянного напряжения 24 В, либо фаза и ноль для соленоидов на 220 В, а третий контакт – заземляющий.

Для подсоединения заземления к корпусу клапана, используется толстый медный проводник, который крепится на сварку к смонтированному защитному контуру.

Установка электромагнитного клапана. Инструкция

Администратор 10 апреля 2022 5854

Перед установкой электромагнитного клапана необходимо проверить следующие параметры вашей системы и клапана:

• Температура рабочей среды
• Рабочее давление
• Максимальное давление (актуально во время технических испытаний трубопровода)
• Перепад давления на клапане
• Диаметр клапана и трубопровода — должны быть близки друг к другу иначе будет гидроудар
• Материал мембраны или уплотнение поршня — должны быть химически инертны с рабочей средой
• Класс защиты катушки (обычно IP65, но если требуется взрывозащита — то IP67)
• Тип клапана: нормально открытый, нормально закрытый или бистабильный
• Вольтаж катушки

Обычно информация о клапане размещается на электромагнитной катушке, в техническом паспорте изделия или на коробке изделия.

Подготовка трубопровода

• Перед монтажом клапана убедитесь, что трубопровод не находится под давлением и он остыл (волдыри на пальцах не самое приятное в жизни).
• Проверьте, что трубопровод очищен от грязи (ржавчина, окалина, органические отходы и т.д.), так как в противном случае это может привести к выходу клапана из строя (может порваться мембрана, засориться пилотный канал или поршень не будет герметично садиться на седло).

В случае выхода клапана из строя рекомендуется произвести демонтаж с трубопровода, разобрать его, прочистить пилотный канал сжатым воздухом и заменить мембрану. А так же, для предотвращения дальнейших выходов из строя поставить перед клапаном фильтр грубой очистки.

Установка электромагнитного клапана

• Рекомендуется устанавливать клапан в сухом и вентилируемом помещении. При установке на улице рекомендуется использовать навес или защитный короб, для избегания попаданий осадков на катушку.
• Катушка клапана нагревается во время использования. Поэтому клапан рекомендуется устанавливать с запасом свободного места вокруг него для охлаждения катушки, а так же для возможности смены вышедшей из строя катушки без демонтажа клапана с трубопровода.
• Большинство соленоидных клапанов можно использовать только в одном направлении потока. Н аправление потока указывается стрелкой на корпусе клапана, учитывайте это при монтаже.
• Трубы с обеих сторон клапана должны быть надежно закреплены, для избежания вибрации и выхода трубопроводной арматуры из строя.
• Рекомендуемое установочное положение клапана горизонтальное (катушкой вверх). Для клапанов прямого действия допускается вертикальная установка. Клапаны пилотного действия устанавливать вертикально запрещено (пилотный канал может не сработать — клапан или не откроется или не закроется).

Установка катушки

НИКОГДА не подавайте питание на катушку, если она не установлена на шток клапана. Это может привести к тому, что катушка сгорит. Установите катушку на шток клапана, закрутите сверху штока гайку, идущую в комплекте с катушкой. Перекручивать гайку не надо, она должна выполнять функцию стопора, чтобы катушка не шаталась и стояла в одном положении на клапане.

Установка DIN коннектора

• Клеймы 1 и 2 используются для подключения к источнику питания. Куда будет подключен «+», куда «-» не принципиально. Заземление подключается к клейме №3.
• Внимание! Не используйте трубопровод в качестве заземления.
• Подключите коннектор к катушке. Убедитесь, что между катушкой и разъемом установлена резиновая прокладка, которая предотвращает попадание влаги и конденсата.
• Аккуратно закрутите крепежный винт.
• Расположите кабель так, чтобы капли (конденсата) не могли попасть по кабелю в разъем.

Первый запуск клапана

• Включайте электропитание только в том случае, если клапан установлен правильно. Обратите внимание, что в системе может присутствовать давление.
• Во время эксплуатации электромагнитная катушка нагревается — не прикасайтесь к ней.
• Сделайте несколько включений-выключений питания, проверьте, что клапан корректно открывается/закрывается.

Если клапан не работает должным образом, то этому могут быть причиной несколько фактов.

1) Неправильная установка клапана.

Отключите питание на клапане, демонтируйте клапан (проверьте, чтобы в системе не было давления и трубопровод остыл). Проверьте, что он был установлен в нужную сторону (по стрелке на корпусе)

2) Грязь в трубопроводе.

Разберите клапан и прочистите детали от грязи.

3) Недостаточное давление в системе. Это актуально для клапанов пилотного действия — прочитайте инструкцию к клапану и проверьте параметры рабочей среды в вашей системе. Клапанам пилотного действия необходимо избыточное давление минимум 0,5 бар. При самотёке они работать не будут.

4) Гидроудар. Гидравлический удар — типичное последствие высокого расхода и давления в трубах небольшого диаметра.

Есть несколько решений этой проблемы:

Увеличьте диаметр трубы, чтобы уменьшить скорость жидкости.
Уменьшите давление с помощью редукционного клапана («после себя») перед соленоидным клапаном.
Смягчите гидравлический удар с помощью гибкого шланга или компенсатора, установив их перед электромагнитным клапаном.
Используйте соленоидный клапан с более длительным временем открытия/закрытия.

Принцип работы магнитного клапана и где он необходим

Мало кто знает, но оказывается скоростью потока воды в домашнем водопроводе можно руководить и на расстоянии. Для этого вместо обычного вентиля устанавливается магнитный клапан. Разберемся, где может применяться столь полезный девайс, как он работает, и какие виды его существуют. Читайте до конца, и узнаете, как самостоятельно и грамотно приобрести необходимую деталь.

Где есть необходимость в магнитном клапане

Соленоидный клапан – это один из видов запорной арматуры, который может работать в автоматическом режиме, без вмешательства человека. Им обеспечивается участок трубопровода, перемещающий как любую жидкую среду, так и газообразную. И если на заданном промежутке магистрали происходит сбой, то клапан перекрывает движение потока.

Механизм можно запрограммировать и в обратную сторону. При наличии определенных условий он будет открывать дорогу жидкой или газообразной среде. А для выполнения требуемого задания программируются различные датчики. Именно они и подают сигнал на магнитную катушку (соленоид).

Основные области применения соленоидного вентиля:

• Бытовая сфера.
• Мелиорация.
• Промышленность.
• Отопительные системы.

Базовым назначением соленоидного клапана является равномерное распределение воды, которое чаще всего происходит дозировано. А на открывание системы устанавливают обычный временной таймер. И в хозяйственно-бытовой сфере механизм устанавливают в общественных туалетах, автоматических душевых и различных моечных системах. Например, автомойках.

Электромагнитный соленоид с временным таймером широко применяют при поливе оранжерей и газонов, а также садовых участков и полей, засаженных культурными растениями. Подобные механизмы используют в засушливых регионах не только для мелиорации. Их устанавливают в систему водоснабжения для жилых домов. И каждый район города получает дефицитную жидкость согласно составленного графика.

А вот в отопительных системах клапан выполняет защитные функции. И его основной задачей выступает перекрытие горячего водоснабжения в случае порыва трубопровода. Но главная цель электромагнитного клапана – предотвратить возможную аварию. И в этом ему помогают контрольные датчики.

Для отопительной системы очень важно постоянно следить за давлением внутри контура и температурой жидкой среды. Если эти два параметра достигают критического значения, соленоид перекрывает запорную арматуру в трубопроводе, до полного возвращения к норме.

Промышленность также широко использует автоматический запорный клапан во многих своих сферах. А еще ими укомплектовывают различные производства, где нужно смешивать различные компоненты. И они служат своего рода дозаторами.

Как работает соленоидный клапан

Преимущество электромагнитного соленоида перед другими запорными арматурами – в его полном автоматизме. Без вмешательства человека для потока жидкости или газа открывается либо закрывается проход по трубопроводу. А делает это электромагнитное поле, которое возникает в электрической катушке. Именно оно и приводит в движение затворный механизм.

Устройство электромагнитного клапана:

• Металлический или полимерный корпус.
• Катушка индукционная с сердечником.
• Уплотнитель из полимеров или технологичной резины.
• Функциональные элементы в виде плунжера, пружины и стального штока.

Корпуса из металла используют в системах с высокой температурой внутренней среды. Контуры с холодными жидкостями комплектуются устройствами из пластика. Оболочка всегда предельно герметична, чтобы защитить индукционную катушку.

Но сам по себе прибор бесполезен. Поэтому он всегда работает в паре с контрольным датчиком. И самые популярные из них – временной таймер и температурный сенсор. Именно они при срабатывании подают ток на катушку. А в результате электромагнитное поле в ней либо закрывает вентиль, либо открывает его.

Видео описание

Видео разъяснит принцип работы электромагнитного клапана:

Виды магнитных клапанов

Существуют модели, могущие только открывать проход потоку. После исчезновения магнитного поля в катушке пружина вернет шток на место. Такие устройства устанавливают в поливальных системах. Модели, лишь отсекающие поток жидкости, монтируются в обогревательные контуры. Подобные механизмы называют одноходовыми, поскольку они самые простые.

Но также есть бистабильные образцы, выполняющие обе функции. Обычно комплектуются различными датчиками. По команде одних, движение потоку открывается. Другие, как правило, следят за различными нарушениями в системе и дают сигнал на закрытие клапана.

Такие модели бывают двух и даже трехходовыми. В первом случае они предотвращают обратный ход водяного потока. Во втором – могут смешивать жидкости с разными температурами.

Соленоиды могут использовать либо переменный, либо постоянный ток. Для соединения с трубами использовать или резьбу, или фланец. Управляющий элемент также может применяться различный. Внутри запорного механизма может двигаться поршень. А еще есть модели с мембранами или золотниками.

Нюансы выбора и монтажа

Приобретая вид электромагнитной запорной арматуры необходимо обращать внимание на два момента. Изначально нужно изучить параметры трубопровода. Чтобы входное и выходное отверстие клапана полностью совпали с диаметром магистрали. Иначе возможно замедление потока воды. А это чревато повышением давления и температуры в системе.

Не менее важно изучить спецификацию. Производитель в обязательном порядке указывает для каких систем его продукция предназначена. В описании даются минимальные и максимальные допустимые значения для температуры внутренней среды, а также давления и скорости потока.

Всегда необходимо учитывать условия и химический состав продукта, который будет двигаться по трубопроводу. Например, кислота разъест латунный корпус устройства. А слишком горячая вода способна разрушить пластиковую оболочку.

При монтаже электромагнитного клапана эксперты советуют следовать следующим ключевым рекомендациям:

• Располагать устройство необходимо строго по движению потока. Для этого на корпусе всегда присутствует стрелка, указывающая в каком направлении должна двигаться вода или газ.
• Перед входным отверстием клапана устанавливается фильтр грубой очистки. Он будет задерживать крупный мусор, который может помешать работе устройства.
• Сначала клапан монтируется в трубопровод. И лишь затем подключается к электропитанию.
• Устройство не должно брать на себя весовую нагрузку от труб.
• Для улицы необходимо подбирать механизм с нужной категорией.

Следует помнить, что магнитный клапан не может одновременно выполнять функцию основного регулирующего вентиля. Его роль всегда только вспомогательная. Поэтому участок трубопровода обязательно должен иметь обычный шаровой запорный кран.

Видео описание

Следующее видео продемонстрирует, для чего нужен и как работает электромагнитный клапан:

Коротко о главном

Все, что нужно знать о магнитном клапане – это то, что для его автоматической работы нужно электричество и различная контрольная аппаратура. Например, запрограммированный на определенное время таймер подаст сигнал на индукционную катушку. Последняя приводит в движение плунжер на клапане, встроенный в обычный водопровод.

Поднятый шток откроет проход для воды, и строго рассчитанная порция жидкости попадет в цветочный горшок. А количество необходимой влаги отмерит специальный счетчик. Он то и подаст свой сигнал на ту же катушку. А электромагнитное поле уже на этот раз задвигает шток на место, перекрывая поток воды.