Главная > Инновации > База знаний > Из каких частей состоит электромагнитный клапан?

Из каких частей состоит электромагнитный клапан?

Из каких частей состоит электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан — это клапан с электромеханическим управлением, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа. Клапан приводится в действие электрическим током через соленоид, который, по сути, является разновидностью электромагнита.

Понимание различных компонентов электромагнитного клапана необходимо для выбора подходящего клапана для вашего применения и устранения любых проблем, которые могут возникнуть. Присоединяйтесь к нам, и мы углубимся в тонкости каждой детали, раскроем их функции и то, как они объединяются для точного управления потоками в бесчисленных промышленных процессах.

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан — это клапан с электромеханическим управлением, обычно используемый для управления потоком жидкости или газа. В основе его работы лежит соленоид, представляющий собой катушку, намотанную в плотно упакованную спираль. Когда электрический ток проходит через эту катушку, он генерирует магнитное поле, которое приводит в действие плунжер внутри корпуса клапана. Это действие либо открывает, либо закрывает клапан, в зависимости от конструкции и требований применения.

Основная функция электромагнитного клапана — управление потоком жидкости; однако это простое описание не отражает  сложности и точности, с которой он выполняет эту задачу. Такие клапаны являются неотъемлемыми компонентами в самых разных устройствах, от бытовой техники до крупного промышленного оборудования, позволяя осуществлять сложный контроль над динамикой жидкости с помощью простых электрических входов.

Из чего состоит электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан — это клапан с электромеханическим управлением, который контролирует поток жидкости или газа. Он состоит из нескольких составных компонентов, которые работают вместе, обеспечивая его правильную работу.

Компонент

Функция

Входной порт

Точка подключения для поступающей жидкости

Выходной порт

Точка подключения для выходящей жидкости

Пружина

Возвращает плунжер в положение по умолчанию при отключении питания

Поршень/плунжер

Перемещается к открытию/закрытию клапана под действием магнитного поля.

Трубка якоря

Обеспечивает плавное движение плунжера; совмещена с катушкой

Уплотнение

Предотвращает утечки; зависит от технических характеристик среды

Отверстие

Отверстие для контроля потока; размер соответствует пропускной способности

Регулирующие кольца

Минимизируют шум и вибрацию от электромагнитной силы.

Корпус клапана

Содержит все детали и выдерживает рабочее давление

Электрические провода

Электрические провода, соединяющие источник питания с электромагнитной катушкой

 

Входной порт

Входное отверстие электромагнитного клапана - важнейший компонент, служащий точкой входа управляемой среды, будь то воздух, вода, масло или другая жидкость. Этот порт обычно имеет резьбу для облегчения надежного соединения с трубопроводной системой, по которой движется поток. Сконструированный с высокой точностью, входной порт должен обеспечивать герметичность для предотвращения утечек и поддержания давления в системе. Он работает в сочетании с другими частями электромагнитного клапана, такими как уплотнение и отверстие, которые будут рассмотрены в соответствующих разделах.

Выходной порт

Выходное отверстие электромагнитного клапана служит выходом для жидкости или газа после того, как они попали под контроль работы клапана. Это отверстие предназначено для облегчения отвода потока от клапана, позволяя среде продолжить движение по заданному маршруту в таких системах, как гидравлическая система или пневматический контур.

Соленоидная катушка

Катушка соленоида - важный компонент электромагнитного клапана; она служит электромагнитом, когда через нее проходит электрический ток. Катушка состоит из проволоки, как правило, медной, намотанной вокруг полой формы или стержня, создающей магнитное поле, необходимое для приведения в действие плунжерного механизма клапана. При включении электрической энергии катушка соленоида создает концентрированную магнитную силу, которая тянет ферромагнитный плунжер, прикрепленный к штоку клапана. Это действие либо открывает, либо закрывает клапан в зависимости от его состояния по умолчанию - нормально открытого (НО) или нормально закрытого (НЗ).

Чтобы обеспечить оптимальную производительность и долговечность, катушки  соленоидов часто заключают в высокопрочную смолу и помещают в защитный корпус, чтобы предотвратить повреждение от таких факторов окружающей среды, как пыль, влага и перепады температур. Производители разрабатывают катушки, совместимые с различными напряжениями и токами, чтобы удовлетворить различные потребности применений и обеспечить надежную работу в конкретных электрических условиях.

Пружина и плунжер

Пружина и плунжер в сборе обеспечивают надежную работу за счет управления движением клапана. Пружина, обычно изготовленная из прочного металла, поддерживает давление, которое удерживает клапан в положении по умолчанию: закрытом или открытом. Когда электричество проходит через катушку, создавая магнитное поле, плунжер - часто цилиндрический кусок ферромагнитного материала - вынужден двигаться в трубке якоря. Это действие преодолевает сопротивление пружины и вызывает изменение состояния клапана с открытого на закрытый или наоборот при обесточивании.

Точность выравнивания и перемещения плунжера напрямую влияет на герметичность клапана, когда он входит в зацепление с отверстием для перекрытия потока жидкости. Кроме того, он должен плавно втягиваться, когда катушка обесточивается, чтобы снова пропустить жидкость. Обеспечение упругой посадки между этими элементами минимизирует износ и продлевает срок их службы в условиях повторяющихся циклов.

Трубка якоря

Трубка якоря имеет цилиндрическую форму и содержит движущиеся части соленоида, такие как плунжер и пружина. Изготовленная из ферромагнитного материала, обычно из нержавеющей стали, она служит направляющей для плунжера, чтобы он двигался в линейном направлении под действием магнитной силы.

Во время работы, когда на катушку соленоида подается напряжение, оно создает магнитное поле, которое втягивает плунжер в трубку якоря. Точность, с которой изготовлена ​​эта трубка, напрямую влияет на время срабатывания и надежность уплотнения клапана. Она должна обеспечивать плавное перемещение без ущерба для действующих магнитных сил.

Внутри этой трубки обычно имеется некоторый зазор между ее внутренней поверхностью и плунжером, обеспечивающий свободное перемещение. Однако он должен быть достаточно плотным, чтобы поддерживать правильное выравнивание и минимизировать утечку жидкости или газа. Помимо направления подвижных частей, трубка якоря также служит проводником магнитного потока, повышая эффективность работы.

Уплотнение

Уплотнение внутри электромагнитного клапана предотвращает утечку среды между различными внутренними компонентами и внешней средой. Оно обеспечивает надежное разделение входного и выходного отверстий, когда клапан находится в закрытом состоянии, поддерживая целостность системы и давление.  Уплотнения обычно изготавливаются из прочных материалов, которые обладают различной степенью устойчивости к температуре, химикатам и износу. Более того, их состав тщательно выбирается с учетом конкретных требований применения для повышения долговечности и производительности. В процессе эксплуатации уплотнения должны обеспечивать эффективный барьер, выдерживая циклы включения и выключения, когда соленоид активируется или деактивируется. Точная установка этих уплотнений имеет первостепенное значение для обеспечения того, чтобы они могли выдерживать как динамическое, так и статическое давление без деградации с течением времени.

Отверстие

Отверстие служит проходом, через который протекает управляемая жидкость. Оно точно обработано для регулирования расхода и поддержания стабильной работы при переходе клапана из открытого в закрытое состояние или наоборот. Размер отверстия определяет максимальный расход потока; поэтому оно тщательно подбирается в соответствии с требованиями к типу и давлению жидкости. Соответствуя назначению, отверстие работает в сочетании с уплотнением, открываясь и закрываясь под действием электромагнитного привода, чтобы либо разрешить, либо предотвратить прохождение жидкости.

Регулирующие кольца

Регулирующие кольца в электромагнитных клапанах предназначены для предотвращения или минимизации гудения или дребезжания, традиционно ассоциирующихся с соленоидами переменного тока. Эти кольца обычно состоят из магнитного материала, часто из меди, и устанавливаются вокруг или внутри трубки сердечника соленоида. Их основная функция заключается в снижении электромагнитных колебаний, возникающих при работе переменного тока, что обеспечивает более плавный переход при открытии и закрытии клапана.

Расположение регулирующих  колец имеет решающее значение для их эффективности; они должны быть расположены в стратегически важных точках на якоре (подвижной части сердечника), где они могут противодействовать остаточному магнетизму, вызванному природой переменного тока. Таким образом, эти кольца обеспечивают стабильную работу клапана в различных электрических условиях без помех и износа подвижных частей.

Корпус клапана

Корпус электромагнитного клапана - это элемент клапана, в котором размещены внутренние детали, необходимые для работы. Он отвечает за то, чтобы выдерживать механические нагрузки, создаваемые потоком среды, и обеспечивать отсутствие утечек. Конфигурация корпуса клапана может существенно отличаться у разных типов электромагнитных клапанов. Например, в электромагнитных клапанах с непрямым (пилотным) управлением корпус клапана включает в себя дополнительные камеры и каналы, необходимые для использования давления в системе, чтобы помочь в управлении клапаном. Кроме того, электромагнитные клапаны с непрямым управлением имеют конструктивные особенности, позволяющие им эффективно работать в условиях низкого перепада давления.

 

Корпуса клапанов обычно изготавливаются из прочных материалов, таких как латунь, нержавеющая сталь или пластик, в зависимости от требований к применению, включая химическую совместимость, номинальное давление и температурный диапазон, который они должны выдерживать. В конечном итоге конструкция корпуса электромагнитного клапана определяет его эксплуатационные возможности и пригодность для различных промышленных или коммерческих применений.

Электрические провода

Электрические провода клапана обеспечивают подачу питания на электромагнитную катушку. Они должны быть правильно рассчитаны на электрическую  нагрузку и быть изолированными для предотвращения короткого замыкания или опасности поражения электрическим током. Материал, используемый для изготовления проводов, часто должен обладать высокой теплопроводностью и электропроводностью, например медь, но не менее важным является качество изоляции, которая защищает от разрушения с течением времени из-за тепла, химикатов или истирания.

Конструкция корпуса клапана различается в зависимости от типа электромагнитного клапана.

Корпус электромагнитного клапана, хотя и является его основой, подвержен изменениям в конструкции, которые необходимы для различных режимов работы и применений. Эти изменения в первую очередь касаются способа, с помощью которого корпус клапана управляет потоком внутри клапана.

Тип электромагнитного клапана

Принцип работы

Расход

Требование к перепаду давления

Непрямое управление

Требуется пилотное отверстие; зависит от давления  жидкости

От среднего до большого

Необходим; должен иметь достаточный дифференциал

Полупрямое управление

Сочетает в себе прямые и непрямые функции; использует плунжер

Большой

От нуля до минимума; работает без дифференциала

Прямое действие

Использует магнитное поле для управления движением

Маленький

Не требуется; работает независимо от давления жидкости

Электромагнитные клапаны непрямого (пилотного) управления

Электромагнитные клапаны с непрямым управлением, также известные как клапаны с пилотным управлением, имеют конструкцию, в которой для эффективной работы клапана используется перепад давления среды, проходящей через него. Эти типы электромагнитных клапанов состоят из двух камер, разделенных мембраной или поршнем, причем верхняя камера соединена с входным отверстием через пилотное отверстие. Принцип работы основан на электромагнитном поле, создаваемом электромагнитной катушкой, которое приводит в действие небольшой пилотный клапан, встроенный в узел.

В обесточенном состоянии этот пилотный клапан остается закрытым, позволяя нарастать давлению в верхней камере через пилотное отверстие и удерживая основное отверстие закрытым из-за перепада давления. При подаче напряжения соленоидная катушка поднимает плунжер, прикрепленный к пилотному клапану, с его седла, сбрасывая давление над диафрагмой или поршнем. Следовательно, давление технологической среды во входном порту преодолевает сопротивление и открывает пути для потока между входным и выходным отверстиями.

Такая конфигурация требует меньше энергии по сравнению с клапанами прямого действия, поскольку они не поднимаются непосредственно против полного давления в линии. Эффективность электромагнитного клапана непрямого действия в значительной степени зависит от наличия достаточного перепада давления, поэтому в условиях низкого давления он может работать неэффективно.

Электромагнитные клапаны полупрямого действия

Электромагнитный клапан полупрямого действия сочетает в себе принципы прямого и непрямого действия. Эти клапаны предназначены для работы со средним расходом и, как правило, более устойчивы к примесям в жидкости, чем их аналоги прямого действия, что делает их подходящими для ряда применений, требующих надежности в менее строгих условиях фильтрации.

Уникальной особенностью электромагнитного клапана с полупрямым управлением является использование в его конструкции отверстия и меньшего пилотного отверстия. Во время работы, когда катушка находится под напряжением, она создает магнитное поле, которое поднимает плунжер, связанный с основным уплотнением отверстия, против силы, прилагаемой пружиной. Одновременно давление жидкости помогает открыть меньшее пилотное отверстие. Такое двойное действие позволяет лучше контролировать поток жидкости даже при более низком давлении по сравнению с клапанами только прямого действия.

Примечательной особенностью этих клапанов является то, что для оптимальной работы им требуется некоторый перепад давления на входном и выходном отверстиях, хотя обычно он меньше, чем то, что необходимо для клапанов с полностью непрямым управлением. Баланс между использованием давления в системе и электромагнитной силой обеспечивает эксплуатационную гибкость для систем с различным давлением.

В заключение

В заключение следует сказать, что электромагнитный клапан - это сложное устройство, состоящее из электромагнитной катушки, плунжера, пружины, корпуса клапана, различных уплотнений и отверстий, которые совместно управляют потоком жидкостей в многочисленных промышленных и бытовых приложениях.

 

Чтобы обеспечить надлежащую функциональность и долговечность вашего оборудования, мы рекомендуем выбирать высококачественные электромагнитные клапаны, соответствующие вашим конкретным потребностям. Свяжитесь с нами, чтобы получить индивидуальную помощь в выборе подходящих компонентов для ваших систем или узнать больше о нашем ассортименте электромагнитных клапанов, разработанных для обеспечения точности и надежности.

Предыдущая статья: Что такое пневматический цилиндр двухстороннего действия Следующая статья: Выбор и настройка Регулятора воздуха
Служба поддержки клиентов
НАПИШИТЕ НАМ
Этот сайт использует файлы cookie и метаданные. Продолжая просматривать его, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie и метаданных в соответствии с Политикой конфиденциальности.
Продолжить