Помимо обычных ручных вентилей в магазине также можно увидеть соленоидный электромагнитный клапан автоматического действия. Он позволяет не только управлять током жидкостей и газов в трубопроводах на расстоянии, но и автоматизировать этот процесс.
Такие устройства различаются по внутренней конструкции и назначению. Однако принцип работы у всех них одинаков – закрытие/открытие крана происходит за счет срабатывания электромагнита.
В этой статье рассмотрим, зачем нужен такой клапан и как он работает. Также поговорим об основных разновидностях соленоидных электроклапанов.
Зачем нужен электромагнитный клапан?
Соленоидные вентили – категория современной запорной арматуры для трубопроводов самого разного назначения. В быту подобные электроклапаны применяются в автомашинах, спецтехнике, водопроводах и системах автополива и отопления.
Также они широко используются в промышленности для регулировки тока и контроля транспортировки разнообразных жидкостей и газов.
Внутри электромагнитный клапан для воды или газа каких-либо датчиков не имеет. С его помощью можно лишь регулировать либо полностью перекрывать поток рабочей среды. Если требуется автоматизация данных процессов, то придется дополнительно ставить внешние измерительные приборы, завязывая работу электроклапана уже на них.
К примеру, использовать дополнительно в связке контроллер и датчик протечки воды, чтобы в момент обнаружения протечки соленоидный клапан получил соответствующую команду от контроллера и перекрыл трубопровод.
Среди достоинств использования соленоидных клапанов числятся:
- быстрая регулировка тока рабочей среды по трубопроводу;
- универсальность и надежность устройства;
- длительный срок эксплуатации;
- небольшие размеры и малый вес;
- многообразие разновидностей прибора.
Срабатывание клапана происходит буквально за доли секунды после подачи на это сигнала. Он рассчитан на работу с жидкостями под разным давлением, от 0 до 25 бар, и с меняющейся температурой, от -20 до +120 °С. При этом в обесточенном состоянии такой электроклапан может оставаться как в закрытом положении, так и открытом – все зависит от модификации прибора.
В водопроводах он позволяет автоматически перекрыть подачу воды при порыве труб. А в отопительных системах такой вентиль используется в качестве устройства регулировки потока теплоносителя.
Здесь он по внешнему датчику температуры самостоятельно уменьшает либо увеличивает ток нагретой жидкости от котла к радиаторам.
Как работает вентиль с соленоидом?
Состоит соленоидный электроклапан из:
- корпуса стального, чугунного, латунного либо полимерного;
- индукционной катушки с сердечником (соленоида);
- рабочего запорного элемента;
- уплотнителя;
- демпфирующей пружины.
Индукционная катушка из меди внутри запорного устройства расположена в герметичном корпусе, куда воде доступ закрыт. Перекрытие либо открытие канала тока рабочей среды происходит за счет выдвигающегося под действием соленоида штока и мембраны.
В обесточенном состоянии под воздействием пружины вентиль полностью перекрывает канал тока либо оставляет его полностью открытым. Далее, после подачи напряжения на катушку, происходит смещение сердечника со штоком, в результате чего поперечное сечение данного протока увеличивается/уменьшается.
Общий принцип работы рассматриваемого электромагнитного клапана прост – движение штока происходит в нем за счет электромагнитной индукции. При протекании электрического тока по катушке, на находящийся в ее центре сердечник воздействует электромагнитное поле, сила и направление которого зависят от приложенного напряжения в вольтах.
В результате и происходит смещение запорного элемента и изменение проходного сечения вентиля.
Электроклапаны с низким управляющим напряжением рассчитаны на работу в трубопроводах малого диаметра и с малым напором рабочей среды. Сфера их применения достаточно ограниченна.
Зато такие вентили проще встраивать в систему управления на низковольтных полупроводниковых устройствах и подключать к различным микроконтроллерам. В водопроводах и контурах отопления частных домов обычно используют именно их.
Разновидности соленоидных электроклапанов
Существует несколько разновидностей рассматриваемого устройства. Классифицируются такие приборы по материалу изготовления корпуса, конструкции и положению в обесточенном состоянии запора внутри, типу уплотнителя и способу подключения к трубам.
Каждый из этих вариантов рассчитан на работу с определенной средой по составу, температуре и давлению. Подбирать соленоидный электроклапан надо внимательно. Если взять несоответствующий требованиям прибор, то долго он не прослужит.
По способу подсоединения соленоидные электроклапаны делятся на:
- фланцевые;
- муфтовые;
- штуцерные.
А по размеру они могут быть от 6 до 150 DN (от 1/8 до 6 дюймов). Вариант найдется для любого трубопровода.
Корпус рассматриваемых электроклапанов выполняется из:
- пластика (усиленного PPA, PVC, нейлона);
- нержавеющей стали;
- латуни;
- чугуна.
У каждого из этих вариантов свои характеристики по давлению и температуре рабочей среды. Данные цифры следует внимательно изучать в паспорте прибора, чтобы не ошибиться с выбором. При этом для водопровода или отопления в частном доме подойдет любая из вышеперечисленных вариаций.
Классификация #1 — по внутреннему устройству
Клапаны по конструкции управляющего элемента делятся на три группы:
- Золотниковые.
- Мембранные.
- Поршневые.
Электромагнитные клапаны в бытовом исполнении обычно делаются с мембраной. Это дешевый и надежный вариант, который без проблем справляется с регулировкой потока воды в бытовых системах отопления и водоснабжения.
Основное разделение соленоидных клапанов осуществляется по положению запорного механизма при обесточенном электромагните.
По этому параметру соленоидные электроклапаны делятся на:
- нормально закрытые, клапан закрыт (НЗ);
- нормально открытые, клапан открыт (НО);
- бистабильные.
В первом случае, пока на соленоид не подано напряжение, сердечник за счет давления пружины опущен вниз и тока воды нет. Во втором случае, при обесточенном состоянии прибора, канал наоборот полностью открыт, а закрытие его происходит только после подачи питания.
Третий вариант – положение может быть как открытым, так и закрытым.
Классификация #2 — по принципу функционирования
Функционально соленоидные электроклапаны для воды на 220 В и иного вольтажа бывают:
- одноходовыми;
- двухходовыми;
- трехходовыми.
Первые имеют лишь один патрубок подсоединения к трубопроводу. Это предохранительные устройства, рассчитанные на выпуск пара или воды при слишком высоком давлении в трубах.
Трехходовые устройства идут с тремя патрубками для подсоединения к трубам. Такие варианты предназначены для перенаправления потока из одного трубопровода в другой.
Наиболее широко трехходовые клапаны применяют в отопительных системах. Подобные приборы позволяют легко произвести переток теплоносителя из одного контура в другой для смешения рабочей среды.
В итоге, температура воды в системе меняется, а источник тепловой энергии продолжает работать без изменения режима.
Также электромагнитные клапаны бывают:
- прямого действия;
- непрямого действия.
В первых сердечник передвигается исключительно под воздействием электромагнита. Во вторых – на его перемещение также влияет давление рабочей среды.
Классификация #3 — по материалу уплотнителя и мембраны
Внутри корпуса электромагнитного клапана расположена мембрана, которая перекрывает ток воды. Плюс, между катушкой и основным с патрубками расположен уплотнитель. Оба этих элемента делаются из эластичных полимерных материалов.
Уплотнитель в электроклапанах может быть выполнен из:
- FPM (FKM, VITON) – фторэластомера;
- EPDM – этилен-пропиленового эластомера;
- NBR – бутадиен-нитрильного каучука.
Первый вариант отличается высокой максимальной температурой рабочей среды и стойкостью к маслам и бензинам. Второй – дешев и устойчив к воздействию растворенным в воде солям, щелочам и кислотам. Третий – спокойно переносит контакт с нефтепродуктами, обычно применяется в промышленности и автомобилях.
На цену электромагнитного клапана данный материал влияет не сильно. Детали из него слишком малы в размере. Выбирать тип уплотнителя и мембраны следует исходя исключительно из характеристик рабочей среды.
Термические свойства уплотнителей представлены в следующей таблице:
| Обозначение уплотнителя | FPM | EPDM | NBR |
| Название материала | Фторкаучук | Этилен-пропиленовый каучук | Бутадиен-нитрил-каучук |
| Диапазон рабочих температур, °С | -30…+150 | -40…+140 | -10…+80 |
При этом в любом случае особое внимание при эксплуатации электроклапана следует уделить отсутствию примесей в воде.
Песок и ржавчина в трубах рано или поздно испортят любую мембрану, независимо от материала ее исполнения. Устанавливать рассматриваемое устройство можно только при наличии в трубопроводе фильтра.
Выводы и полезное видео по теме
Обзор устройства соленоидного клапана:
Как устроен и работает электроклапан на 220 В прямого действия:
Виды электромагнитных клапанов по принципу срабатывания:
Соленоидный вентиль дистанционного управления неприхотлив и надежен в работе. Он рассчитан на несколько десятков тысяч срабатываний (исправно проработает 20–25 лет) и не требует специализированного обслуживания.
Стоит такое устройство под воду в пределах 3–6 тысяч рублей, но помогает решить многие проблемы. При этом самостоятельно смонтировать его не сложно, надо лишь правильно выбрать подобный клапан по характеристикам и материалам.
Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями или указать на несоответствие или ошибку? Или хотите дать рекомендации по выбору оптимальной модели соленоидного электроклапана? Пишите, пожалуйста, свои советы и замечания в блоке комментариев.
Если у вас остались вопросы по теме статьи, задавайте их нашим экспертам внизу под этой публикацией.