Электромагнитный клапан 101: принцип работы и как выбрать правильный тип

Электромагнитный клапан - это базовый автоматический компонент, используемый для управления направлением потока жидкости и считающийся частью исполнительного механизма.

Он широко используется в механических системах управления и промышленных клапанах для регулирования направления движения жидкости, тем самым управляя выключателем клапана.

Принцип работы электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан имеет закрытую полость с несколькими сквозными отверстиями, расположенными в разных местах. Каждое из этих отверстий ведет к отдельной масляной трубе. В центре полости находится клапан, по обе стороны которого расположены два электромагнита. Когда на катушку магнита подается напряжение, корпус клапана притягивается в одну из сторон. Это движение корпуса клапана регулирует поток масла, перекрывая или открывая различные отверстия для слива масла.

Отверстие для впуска масла обычно открыто, что позволяет гидравлическому маслу поступать в различные маслосливные трубы и оказывать давление на поршень масляного цилиндра. Это, в свою очередь, приводит в движение поршневой шток и присоединенное к нему механическое устройство. По сути, механическое движение управляется путем регулирования тока в электромагните.

Классификация электромагнитных клапанов

1. Электромагнитные клапаны в принципе делятся на три категории:

1) Электромагнитный клапан прямого действия:

Принцип: При подаче питания катушка соленоида создает электромагнитную силу, которая поднимает запорный элемент с седла клапана и открывает клапан. При отключении питания электромагнитная сила исчезает, в результате чего пружина прижимает запорный элемент обратно к седлу клапана, тем самым закрывая клапан.

Особенности: Он может работать в условиях вакуума, отрицательного и нулевого давления, хотя его диаметр обычно ограничен 25 мм или менее.

2) Распределенный электромагнитный клапан прямого действия:

Принцип: Клапан работает благодаря сочетанию прямого действия и пилотного управления. При отсутствии разницы давления между входом и выходом электромагнитная сила непосредственно поднимает небольшой пилотный клапан и запорную часть основного клапана, заставляя клапан открыться после включения питания.

При достижении начального перепада давления между входом и выходом электромагнитная сила приводит в движение малый клапан, в результате чего давление в нижней камере главного клапана увеличивается, а давление в верхней камере уменьшается. Это создает перепад давления, который толкает главный клапан вверх.

При отключении питания управляющий клапан под действием силы пружины или давления среды толкает запорный элемент вниз, закрывая клапан.

Особенности: Клапан может работать в условиях нулевой разницы давлений, вакуума и высокого давления. Однако он требует большой потребляемой мощности и должен устанавливаться горизонтально.

3) Электромагнитный клапан с пилотным управлением:

Принцип работы: При подаче питания электромагнитная сила открывает пилотное отверстие, вызывая быстрое падение давления в верхней камере. Это создает большую разницу давлений вокруг запорного элемента, и давление жидкости толкает запорный элемент вверх, открывая клапан.

Когда питание отключается, пилотное отверстие закрывается под действием силы пружины. Давление на входе быстро создает разницу между низким и высоким давлением вокруг закрывающего элемента клапана через камеру перепускного отверстия, в результате чего давление жидкости толкает закрывающий элемент клапана вниз, закрывая клапан.

Особенности: Диапазон давления жидкости имеет высокий верхний предел и может быть установлен в любом месте (настраиваемом) при условии, что он соответствует требованиям к перепаду давления жидкости.

2. Электромагнитный клапан делится на шесть подкатегорий в соответствии с различиями в структуре клапана, материале и принципе работы:

Мембранная конструкция прямого действия, пошаговая конструкция тяжелой пластины, пилотная мембранная конструкция, поршневая конструкция прямого действия, пошаговая конструкция поршня прямого действия, пилотная поршневая конструкция.

Меры предосторожности при выборе электромагнитного клапана

1. Применимость

Жидкость в трубопроводе должна быть совместима со средой, указанной в выбранной модели серии электромагнитных клапанов.

Температура жидкости должна быть ниже калиброванной температуры выбранного электромагнитного клапана.

Допустимая вязкость жидкости для электромагнитного клапана обычно не превышает 20 CST, и следует обратить внимание, если она превышает 20 CST.

Если рабочий перепад давления и максимальный перепад давления в трубопроводе не превышает 0,04 МПа, следует выбирать клапаны прямого действия и многоступенчатого прямого действия, например, серии ZS, 2W, ZQDF, ZCM.

Если минимальный перепад рабочего давления превышает 0,04 МПа, можно выбрать электромагнитный клапан с пилотным управлением (перепад давления).

Максимальное рабочее дифференциальное давление должно быть ниже максимального калиброванного давления электромагнитного клапана.

Электромагнитные клапаны обычно работают в одностороннем режиме, поэтому важно учитывать наличие разницы в обратном давлении. При необходимости следует установить обратный клапан.

Если жидкость недостаточно чистая, перед электромагнитным клапаном следует установить фильтр. Электромагнитный клапан требует более высокого уровня чистоты среды.

Учитывайте диаметр потока и диаметр сопла.

Электромагнитный клапан обычно управляется только двумя положениями переключателя.

Если это возможно, следует установить обводную трубу для облегчения обслуживания.

В случае гидроудара время открытия и закрытия электромагнитного клапана следует регулировать по мере необходимости.

Учитывайте влияние температуры окружающей среды на электромагнитный клапан.

Ток и мощность, потребляемые источником питания, следует выбирать в зависимости от выходной мощности.

Обычно допускается отклонение напряжения питания на ±10%.

Важно отметить, что значение VA велико во время запуска переменного тока.

2. Надежность

Электромагнитный клапан бывает двух типов: нормально закрытый и нормально открытый.

При выборе электромагнитного клапана, как правило, рекомендуется выбирать нормально закрытый тип, который включается и выключается.

Однако если время открытия велико, а время закрытия коротко, лучше выбрать нормально открытый тип.

Заводские испытания на долговечность являются распространенным видом испытаний. Однако важно отметить, что в Китае не существует официального стандарта для электромагнитных клапанов, поэтому при выборе производителя следует проявлять осторожность.

В тех случаях, когда время действия очень мало, а частота выстрелов высока, предпочтение обычно отдается прямому действию. Для крупных калибров лучше выбрать серию быстрого действия.

3. Безопасность

Как правило, электромагнитные клапаны не являются водонепроницаемыми. Если условия не позволяют использовать стандартный соленоидный клапан, рекомендуется выбрать водонепроницаемый тип, который может быть настроен на заводе.

Важно убедиться, что максимальное калиброванное номинальное давление электромагнитного клапана превышает максимальное давление в трубопроводе, так как в противном случае это может привести к сокращению срока службы или другим авариям.

Для агрессивных жидкостей рекомендуется использовать электромагнитный клапан из нержавеющей стали, а для сильных агрессивных жидкостей - электромагнитный клапан из пластмассового короля (SLF).

Во взрывоопасных средах необходимо выбирать соответствующие взрывозащищенные изделия.

4. Экономика

Многие электромагнитные клапаны подходят для универсального использования, но важно выбрать наиболее экономичные варианты, отвечающие трем вышеупомянутым критериям.