Соленоидные клапаны

Соленоидные клапаны

Соленоидный (другое название – электромагнитный) клапан – это разновидность трубопроводных запорных клапанов плунжерного или мембранного типа с дистанционным (пилотным) управлением, в котором реализован электроприводной способ управления запорно-отпирающим механизмом. В многочисленном семействе трубопроводной запорной арматуры электромагнитные клапана занимают особенное место. Прежде всего потому, что благодаря современным проводным и беспроводным технологиям передачи управляющих сигналов позволяют организовать дистанционное управление на больших и сверхбольших расстояниях, наиболее широко реализовать принципы автоматизации управления трубопроводными сетями различного назначения на основе компьютеризированных программных комплексов.

Конструкция пилотного соленоидного клапана

 Конструкционно соленоидный клапан – это классический трубопроводный седельный или мембранный клапан, с гладким выдвижным (не винтовым) штоком, с тарельчатым, коническим (игольчатым) или мембранным затвором, в котором для привода гладкого штока запирающего затвора служит управляющий пилотный узел в виде электромагнитной (соленоидной) катушки с подвижным ферримагнитным стержнем.

Он может быть выполнен как односедельного (двухходового), так и двух-седельного (трехходового) конструкционного типа, как в нормально открытом, так и в нормально закрытом вариантах. Подвижный ферримагнитный стержень катушки сопряжен с пружиной, которая или удерживает его в опущенном положении (а вместе с ним прижимает запорный элемент к седлу клапана, в нормально закрытом варианте), или в приподнятом положении (когда запорный узел клапана нормально открыт).

Материалы изготовления корпусов и клапанных механизмов пилотных соленоидных клапанов должны отвечать температурным параметрам рабочей среды, и ее химической (коррозионной) активности. Для работы с различными жидкостными и газовыми средами (вода, пар, воздух, кислоты, азот, аргон, масла и др.) корпуса клапанных механизмов могут изготовляться из чугуна, нержавеющей стали, латуни, бронзы. Материалы изготовления электромагнитной катушки определяются требованиями электротехники (ферримагнитные стали, медные проводники и т.д.).

 Принцип действия серво-приводного соленоидного клапана

Принцип работы пилотного соленоидного клапана достаточно прост. Когда на приводную соленоидную катушку подается электрический ток управления, то, согласно закону электромагнитной индукции, внутри нее возникает электродвижущая сила ЭДС, которая воздействует на ее ферримагнитный стержень, связанный со штоком затвора клапана. В зависимости от полярности подключения соленоидной катушки, ЭДС или выталкивает ферримагнитный стержень (а с ним и шток затвора клапана) вниз, тем самым прижимая затвор к седлу, что приводит к перекрытию потока среды (в варианте нормально открытого клапана), или втягивает стержень (а с ним и шток затвора клапана) вверх, тем самым открывая проходное сечение клапана для потока среды (в варианте нормально закрытого клапана). При закрывании клапана ЭДС катушки должна быть достаточной для преодоления противодействия давления среды, а при открывании – для преодоления усилия прижимной пружины.

 Преимущества электромагнитных серво-приводных клапанов

 В современной технике пилотный электропривод – это прежде всего залог простоты, универсальности применения, и возможности автоматизации управления. Ведь, применительно к населенным пунктам и индустриальным объектам, электрические сети есть практически везде, к тому же их могут легко «подстраховать» автономные источники электропитания (электро-аккумуляторы). Электросети питания и управления просты в устройстве и модернизации, действуют они практически на любое расстояние. В отличие от приводного пара, пневматики или гидравлики, применение которых имеет достаточно локализованный характер. А в сегодняшних реалиях электропривод (сервопривод) – это еще и возможность цифровизации (компьютеризации) управления, на принципах программирования рабочих процессов и циклов.

Таким образом, применение пилотных соленоидных клапанов позволяет:

• применить систему дистанционного, в том числе программируемого управления (серво-управления) трубопроводными сетями и аппаратурой на любом электрифицированной объекте;
• расширить систему дистанционного управления трубопроводными сетями и аппаратурой практически на любое расстояние от управляющего центра;
• легко и сравнительно недорого вводить или модернизировать системы управления и автоматизации трубопроводных сетей и теплотехнического оборудования.

Недостатки электромагнитных серво-приводных клапанов

 К недостаткам электромагнитных клапанов следует отнести:

• Энергозависимость. Могут применяться только на электрифицированных индустриальных, хозяйственных или бытовых объектах.
• Чувствительность к любым повреждениям электросетей питания и управления, перебоям в электроснабжении. Для применения на ответственных или аварийно-опасных объектах и производствах электрические сервоприводы требуют организации дублирующего (аварийного) электропитания.
• Требуют обеспечения электротехнической безопасности при подключении и в работе. Для применения в условиях повышенной влажности или обводненности электрические сервоприводы требуют высокой степени защищенности по ІР.
• В виду ограниченных мощностных характеристик пилотных соленоидных катушек, которые при закрывании клапана должны преодолевать сопротивление давления потока среды, их применение ограничено трубопроводными диаметрами до DN200.

 Сфера применения электромагнитных клапанов

 Самый лучший эффект от применения соленоидных клапанов получают:

• в составе дистанционных аналоговых сервоприводов;
• в составе целостных комплексов автоматизации трубопроводных технологических, транспортных и теплотехнических систем, с компьютеризированным программным управлением.

Соленоидные клапана применяются в бытовых, хозяйственных и производственных трубопроводных сетях для автоматизации подачи:

• горячей, холодной, питьевой воды;
• водяного пара;
• сжатого воздуха;
• газового и жидкого топлива;
• масел и других нефтепродуктов;
• азота, аргона, фреонов, других промышленных и сварочных газов;
• жидких пищевых сред;
• промышленных агрессивных сред;
• в сверхточной и стерильной медицинской, лабораторной и аналитической аппаратуре для фармацевтической и пищевой промышленности.

 Параметры подбора пилотного соленоидного клапана

 Параметры для подбора управляемого соленоидного клапана определяются характеристиками:

• Рабочей трубопроводной системы, в которой предстоит работать клапанному механизму.
• Системы электропитания и электрифицированного серво-управления, в сеть которой будет включена соленоидная катушка клапана.

Параметры подбора по характеристикам рабочей трубопроводной системы:

 материал изготовления корпуса и клапанного механизма, согласно требований по химической активности рабочей среды;

• диапазон рабочих температур среды, град.С;
• максимальное рабочее давление в системе, МПа (Bar);
• допустимое гидравлическое сопротивление клапана, МПа;
• требуемая герметичность закрывания клапана (допустимая или недопустимая утечка среды через седло клапана);
• требуемая максимальная пропускная способность, м³/час (л/мин);
• присоединительные размеры для подсоединения к трубопроводу: проходной диаметр DN (мм), соединение фланцевое или резьбовое, если резьбовое – размерность и тип резьбы (внутренняя или внешняя).

Параметры подбора по характеристикам системы электропитания и серво-управления:

• тип электросети – постоянного тока, переменного тока: двухфазная, трехфазная;
• рабочее напряжение сети, V;
• сила электротока питания, А.

Преимущества электромагнитных клапанов компании Yoshitake

 Компания OPEKS Energysystems, предлагая покупателям своего теплооэнергетического оборудования только самые лучшие узлы и агрегаты для ее теплотехнической обвязки, рекомендует обустроить систему дистанционного автоматизированного управления теплообменного оборудования на основе электромагнитных клапанов производства известной японской компании Yoshitake.

Японская компания Yoshitake более семидесяти лет специализируется на производстве надежной и энергосберегающей аппаратуры для гидравлических, пневматических, водяных и газовых канальных (трубопроводных) систем различного состава и назначения. Гарантированное качество продукции Yoshitake подтверждается высокой деловой репутацией и авторитетом, которые завоеваны компанией во всем мире.

Соленоидные клапана производства Yoshitake отличаются:

• техническим совершенством, продуманностью и компактностью конструкции;
• строгим соответствием заявленным техническим параметрам;
• стабильностью рабочих характеристик;
• герметичностью и высокой точностью в работе;
• технической надежностью и долговечностью.

Клапана Yoshitake изготовляются исключительно из высококачественных, прочных и коррозионностойких материалов, Если вы заинтересованы в продолжительной и безаварийной работе сервопривода, системы автоматизированного управления трубопроводной системой, вам обязательно следует укомплектовать ее высококачественными и надежными соленоидными клапанами производства компании Yoshitake.