Если Вы нашли ошибку на нашем сайте, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Нормально закрытый соленоидный клапан с мембраной принудительного подъема.
Назначение и преимущества.
Соленоидные клапаны ASCO/ NUMATICS разработаны Automatic Switch Company, Нью Джерси, С.Ш.А., в Европе компаниями ASCO CONTROLS BV, Нидерланды, ASCO (UK), Англия и JOUCOMATIC S.A., Франция.
Электромагнитный клапан обычно имеют бессальниковую конструкцию с соленоидом, установленным непосредственно на корпусе. Сердечник помещен и свободно движется в герметизированной закрытой трубке внутри катушки соленоида. Конструкция обеспечивает компактность и герметичность электромагнитного клапана.
Принцип работы
Соленоидный (электромагнитный) клапан - это комбинация двух основных функциональных узлов:
- Соленоид (электромагнит) с сердечником (поршнем).
- Клапан с проходным отверстием, в котором установлен диск или поршень, чтобы открывать или перекрывать поток. Он открывается или закрывается движением магнитного сердечника, который втягивается в соленоид, когда на катушку подается питание.
Он открывается или закрывается движением магнитного сердечника, который втягивается в соленоид, когда на катушку подается питание.
Клапаны прямого действия. Чертеж и обозначения.
Клапаны прямого действия (Рис. 1) - сердечник соленоида механически соединенен с диском и непосредственно открывает или закрывает проходное отверстие при включении или выключении соленоида. Работа клапана не зависит от давления в трубопроводе или скорости потока, и он будет работать от нуля до максимального рабочего давления.
Рис. 1 - Клапан прямого действия.
Клапаны непрямого действия (Рис. 2 и 3) - снабжены пилотным и (меньшим) перепускным отверстием и использует для работы давление в трубопроводе. Когда на соленоид подано напряжение, пилотное отверстие открывается и сбрасывает давление с верха поршня или мембраны на выход клапана.
При этом давление рабочей среды начинает поднимать поршень или диафрагму с седла клапана, открывая его.
Когда соленоид отключен от питания, пилотное отверстие закрыто, и все давление в трубопроводе прикладывается к поршню или мембране сверху, обеспечивая таким образом герметичное закрытие.
Плавающая мембрана или поршень, которым необходим минимальный перепад давления, чтобы оставаться в открытом положении. (Рис. 2)
Рис. 2 - Клапаны непрямого действия. Плавающая мембрана или поршень.
Мембрана или поршень принудительного подъема, которые механически удерживаются в открытом положении сердечником и работают на перепаде давления от нуля до максимума. (Рис. 3)
Рис. 3 - Мембрана или поршень принудительного подъема.
Клапан с пневмоприводом (Рис. 4 и 5)
Это устройство с мембраной или поршнем, оснащенный 3/2 или 4/2 соленоидным распределительным клапаном, который подает или сбрасывает давление питания на или с мембраны или поршня для открытия или закрытия собственно клапана.
Рис. 4 - Клапан с пневмоприводом.
Рис. 5 - Клапан с пневмоприводом.
Терминология.
- Корпус клапана - Основная часть клапана со всеми портами и основными седлами.
- Соленоид - Электромагнит, не содержащий подвижных частей.
- Катушка - Электрическая часть клапана, состоящая из бобины с намотанным изолированным медным проводом, создающая магнитный поток при подаче напряжения.
- Трубка сердечника - Трубка из нерж. стали, запаянная с одной стороны, применяется для улучшения магнитного поля соленоидной катушки при подаче напряжения.
- Заглушка (глухая гайка) - Неподвижный сердечник, впрессованный в закрытый конец трубки сердечника для улучшения магнитного поля соленоидной катушки при подаче напряжения.
- Экранирующая катушка - Кольцо (обычно медное), установленное на открытой стороне заглушки для ограничения вибраций сердечника в случае катушкек с питанием переменным током.
- Сердечник - Стержень из магнито-мягкой нерж. стали, движущийся под действием магнитных сил (поля катушки).
- Пружина сердечника - Пружина, фиксирующая сердечник, когда катушка отключена от питания.
- Оболочка соленоида - Металлическая оболочка катушки для элктрической и механической защиты, а также для защиты от воды и пыли.
- Крышка корпуса (кожух) - Крышка на винтах или болтах, на которой устанавливается трубка сердечника с внутренними деталями.
- Диск, диск клапана (поршень) - Уплотнительный материал на сердечнике или держателе диска, который перекрывает проходное отверстие клапана.
- Держатель диска - Часть клапана, перемещаемая сердечником, на которой монтируется диск.
- Пружина диска - Пружина в держателе диска, которая обеспечивает закрытие диска.
- Седло клапана - Бортик специальной формы в основном клапане.
- Основное отверстие - Основной проход между входным и выходным отверстиями клапана.
- Перепускное отверстие - Постоянно открытое маленькое отверстие или канал, расположенный в мембране или поршне клапана непрямого действия, обеспечивающее воздействие входного потока для создания давления с верхней стороны мембраны или поршня.
- Управляющее (пилотное) отверстие - Отверстие, расположенное в центре мембраны или поршня клапана непрямого действия, которое открывается или закрывается сердечником.
- Узел основания соленоида - Блок, состоящий из трубки сердечника, глухой гайки и кожуха.
- Конструкция соленоидна - Внутренние детали, взаимодействующие с рабочей средой, сделаны из немагнитной, серии 300, и магнитной, серии 400, нерж. стали. В конструкциях переменного тока экранирующая катушка медная, за исключением клапанов, где используется серебро. Возможно использование и других материалов. Экранирующие катушки не используются в клапанах переменного тока. Трубка сердечника в клапанах ASCO/JOUCOMATIC выполнена из нерж. стали серии 300 методом глубокого отпуска.
- Максимальный рабочий перепад давления (М.Р.П.Д.) - Это максимальный перепад давления между входом и выходом клапана, при котором соленоид может безопасно работать. Если давление на выходе не известно, консервативный подход требует считать величиной M.O.P.D. подаваемое давление.
- Минимальный рабочий перепад давления - Это давление, необходимое для открытия клапана и удержания его в открытом состоянии. 2/2 клапан с плавающим поршнем или мембраной начнет закрываться при достижении давления меньшего, чем минимальное рабочее давление. Для трехходовых и четырехходовых клапанов непрямого действия минимальное рабочее давление определяется между портами подачи давления и портом сброса и должно поддерживаться в течение всего рабочего цикла, чтобы обеспечить его полный переход из одного положения в другое.
- Максимальное рабочее давление - Рабочее давление в системе или линии, которое можно безопасно подавать на клапан, не вызывая его разрушения, не превышающее М.Р.П.Д. (в соотв. с EN-764).
- Минимальная температура окружающей среды - Номинальное значение, равное 0°C, рекомендуется для соленоидного клапана, который может содержать влагу (пар). Если замерзание воды не влияет на работу электромагнитного клапана, минимальное значение может быть равно -20°C. Кроме того, специальные конструкции могут работать при температуре до -40°C. Проконсультируйтесь в ближайшем представительстве фирмы ASCO/JOUCOMATIC.
- Максимальная температура окружающей среды - Приводимое номинальное значение максимальной температуры, базируется на условиях испытаний по оценке безопасности изоляции катушки. Это значение определяется в условиях постоянного возбуждения при максимальной температуре рабочей среды в клапане.
- Время срабатывания - Время с момента подключения к сети(или отключения) соленоидного клапана до достижения на выходном отверстии давления, равного определенному проценту максимального стационарного значения, при этом выход электромагнитного клапана соединен с системой, имеющей определенные параметры потока.
Примечание: Клапаны непрямого действия с мембраной или поршнем принудительного подъема не требуют минимального рабочего давления.
Время срабатывания зависит от 5 факторов:
- Тип электропитания: AC или DC.
- Рабочая среда, проходящая через клапан, вязкость и уровень давления.
- Тип клапана: прямого или непрямого действия.
- Размер движущихся частей механизма.
- Цепь, в которой измеряется время.
Двухходовые клапаны.
Двухходовые клапаны имеют одно входное и одно выходное отверстие с трубным присоединением.
Имеются следующие конструкции:
- Нормально закрытые -Клапан закрыт без подачи напряжения и открыт при подаче напряжения.
- Нормально открытые - Клапан закрыт при подаче напряжения и открыт без подачи напряжения.
| Рис. 6 - Двухходовые клапаны. | Рис. 7 - Двухходовые клапаны. | Рис. 9 - Двухходовые клапаны. |
 |
 |
 |
| Рис. 8 - Двухходовые клапаны. | Рис. 9 - Двухходовые клапаны. | |
 |
 |
Трехходовые клапаны.
Трехходовые соленоидные клапаны имеют три трубных присоединения и два отверстия. Когда одно отверстие открыто, другое - закрыто. Эти клапаны используются для попеременной подачи и сброса давления с мембранного клапана или привода одностороннего действия.
Возможны три режима работы:
- Нормально закрытая конструкция - При отсутствии напряжения питания порт давления закрыт, а порт сброса давления соединен с отверстием привода. При подаче напряжения порт давления соединяется с портом привода, а порт сброса давления закрыт.
- Нормально открытая конструкция - При отсутствии напряжения порт давления соединяется с портом привода, а порт сброса давления закрыт. При подаче напряжения порт давления закрывается, а порт привода соединяется с портом сброса давления.
- Универсальная конструкция - Позволяет использовать клапан в нормально закрытом или нормально открытом режиме. Кроме того, его можно подключать так, чтобы осуществлять выбор между двумя входными портами (выбор) или ветвление на два выходных порта (ветвление).
| Рис. 10 - Трехходовые клапаны. | Рис. 11 - Трехходовые клапаны. | Рис. 14 - Трехходовые клапаны. |
 |
 |
 |
| Рис. 12 - Трехходовые клапаны. | Рис. 13 - Трехходовые клапаны. | Рис. 14 - Трехходовые клапаны. |
 |
 |
 |
| Рис. 15 - Трехходовые клапаны. | Рис. 16 - Трехходовые клапаны. | |
 |
 |
Четырехходовые клапаны.
Четырехходовые соленоидные клапаны обычно используются для управления приводами двухстороннего действия. Эти устройства имеют четыре или пять трубных присоединений: одно для подачи давления, два для привода и одно или два для сброса давления. В одном положении клапана порт давления соединяется с одним портом привода, другой порт привода с портом сброса . В другом положении давление и сброс меняются местами на портах привода.
Существует два типа клапанов:
- Один соленоид (моностабильный) - Этот тип используется там, где необходим автоматический возврат клапана в исходное положение при отключении питания.
- Два соленоида (бистабильный) - Клапаны с двумя соленоидами используются когда оборудование не должно менять положения при отключении питания.Обеспечивает полную безопасность для персонала и оборудования.
Напряжение на соленоиды может подаваться импульсно или долговременно, в зависимости от применения.
Клапаны с ручным взводом - Клапан ручного взвода должен быть установлен вручную (взведен). Он вернется в исходное положение при подаче или отключении питания соленоида, в зависимости от конструкции.
Существует 4 типа конструкции:
- Электрический спуск - Взведенный открытый: Клапан открывается вручную и удерживается открытым с помощью защелки, пока не будет закрыт импульсной или долговременной подачей напряжения.
- Электрический спуск - Взведенный закрытый: Клапан закрывается на защелку когда на соленоиде нет напряжения. При подаче напряжения сердечник поднимается и спускает защелку. После чего возвратная пружина открывает клапан. Сброс без напряжения - Нормально закрытый: Клапан открывается вручную и удерживается открытым продолжительной подачей напряжения на соленоид. Клапан закрывается, когда с соленоида снимается напряжение и остается закрытым, пока не будет открыт вручную. Сброс без напряжения - Нормально открытый: Закрывается вручную и удерживается в закрытом положении, когда соленоид под напряжением. При отключении напряжения сердечник и пружина спускают защелку и открывают клапан.
Примечание: В основном клапаны с ручным взводом имеют 3/2 Универсальную (У) функцию, позволяющую выбор между Нормально закрытой (НЗ) и нормально открытой (НО) функциями, а также выбор или ветвление.
Существуют и другие типы конструкции:
Изменение состояния клапана с помощью управления им вручную (без напряжения).
Возврат в исходное положение (под напряжением), любые изменения потока вручную разрешаются только под напряжением. Два возможных типа - нормально закрытый (НЗ) и нормально открытый (НО).
| Рис. 17 - Четырехходовые клапаны. | Рис. 18 - Четырехходовые клапаны. |
 |
 |
