Электромагнитный (соленоидный) клапан: принцип работы, виды и выбор

Электромагнитный клапан (соленоидный клапан) — это электромеханическая арматура, которая открывает или закрывает поток жидкости или газа при подаче тока на катушку. Такие клапаны применяются везде, где поток нужно переключать быстро и автоматически: в промышленной автоматике, котельных, компрессорах, водоподготовке и топливных системах.

Из чего состоит электромагнитный клапан?

Клапан состоит из катушки (электромагнита), подвижного сердечника (плунжера) и корпуса. При прохождении тока через катушку магнитное поле притягивает сердечник, и клапан открывается или закрывается. По исходному положению клапаны бывают:

• Нормально закрытые (НЗ): закрыты без напряжения, открываются при подаче тока на катушку.
• Нормально открытые (НО): открыты без напряжения, закрываются при подаче тока.

Как работает соленоидный клапан?

При подаче напряжения магнитное поле втягивает сердечник в катушку. В нормально закрытом клапане уплотнение отходит от седла, и среда начинает проходить. При снятии напряжения пружина возвращает сердечник, и клапан закрывается. По принципу действия различают:

• Прямого действия: сердечник напрямую открывает и закрывает проход. Работают от 0 бар; для малых диаметров и расходов.
• Пилотные (с сервоуправлением): катушка открывает только небольшое пилотное отверстие, основную работу выполняют перепад давления и мембрана. Большой расход при малой мощности, но нужен перепад давления около 0,3–0,5 бар.
• Комбинированного действия: сочетают оба принципа; работают от 0 бар и на больших диаметрах.

Число ходов: клапаны 2/2, 3/2 и 5/2

Первая цифра — число присоединений, вторая — число позиций. Клапаны 2/2 открывают и закрывают поток и чаще всего применяются для воды, воздуха, пара и топлива. Клапаны 3/2 управляют пневмоцилиндрами и приводами одностороннего действия, 5/2 — приводами двустороннего действия.

Напряжение катушки

Катушки обычно выпускаются на 24 В DC, 24 В AC, 110 В AC и 220 В AC. Напряжение должно совпадать с напряжением шкафа управления, иначе катушка перегреется или сгорит.

Преимущества

• Быстрое срабатывание — за миллисекунды
• Дистанционное управление и простая интеграция с ПЛК
• Надёжность, минимальное обслуживание, долгий срок службы
• Компактность

Виды электромагнитных клапанов

• Для пара: котлы, стерилизаторы, прессы.
• Общепромышленные: вода, воздух, нейтральные газы, лёгкие масла.
• Для компрессоров: линии сжатого воздуха и дренаж.
• Поршневые: высокое давление и загрязнённые среды.
• С блочным корпусом: для стеснённых условий монтажа.
• Полнопроходные: минимальные потери давления.
• Из нержавеющей стали: агрессивные среды, пищевая и фармацевтическая промышленность.
• Дренажные: быстрый слив конденсата и жидкостей.
• Бистабильные (импульсные): потребляют энергию только при переключении.
• Топливные: дизель, бензин, генераторы, горелки.
• Вакуумные: системы с разрежением.
• Запчасти: катушки, разъёмы, мембраны, уплотнения.

Все модели — на странице соленоидные клапаны.

Где применяются

• Промышленная автоматизация
• Отопление, вентиляция, кондиционирование
• Пищевая промышленность
• Химические производства
• Орошение
• Автотранспорт и топливные системы
• Котлы и пар: линии горелок, подача пара, продувка
• Сжатый воздух: дренаж компрессоров, управление пневмоприводами
• Водоподготовка и пожаротушение

Как выбрать электромагнитный клапан

1. Среда: вода, воздух, масло, пар, химикаты и т. д.
2. Давление и температура должны соответствовать системе.
3. Материал корпуса: латунь, нержавеющая сталь, алюминий.
4. Положение монтажа.
5. Напряжение питания.
6. Принцип действия: при отсутствии давления в линии выбирайте клапан прямого или комбинированного действия; пилотный клапан не откроется без перепада давления.
7. НО или НЗ: по положению, в котором клапан находится большую часть времени, — так катушка служит дольше.
8. Степень защиты: не ниже IP65 на улице, взрывозащищённая катушка во взрывоопасных зонах.

Частые неисправности

• Не открывается или не закрывается: неверное напряжение, загрязнение пилотного отверстия или недостаточный перепад давления.
• Катушка греется: умеренный нагрев нормален; сильный указывает на неверное напряжение или заклинивший сердечник.
• Шум и вибрация: гудение катушек переменного тока, гидроудары.
• Протечки: частицы на седле; сетчатый фильтр перед клапаном предотвращает большинство отказов.