Solenoidinis elektromagnetinis vožtuvas: kur naudojamas + rūšys ir veikimo principas

Be įprastų rankinių vožtuvų parduotuvėje taip pat galima pamatyti automatinio veikimo solenoidinį elektromagnetinį vožtuvą. Jis leidžia ne tik valdyti skysčių ir dujų srautą vamzdynuose nuotoliniu būdu, bet ir automatizuoti šį procesą.

Tokie įrenginiai skiriasi vidine konstrukcija ir paskirtimi. Tačiau veikimo principas visiems vienodas – vožtuvo uždarymas/atidarymas vyksta dėl elektromagneto suveikimo.

Šiame straipsnyje apžvelgsime, kam reikalingas toks vožtuvas ir kaip jis veikia. Taip pat pakalbėsime apie pagrindines solenoidinių elektrovožtuvų atmainas.

Kam reikalingas elektromagnetinis vožtuvas?

Solenoidiniai vožtuvai – tai šiuolaikinės uždarymo armatūros kategorija, skirta įvairiausios paskirties vamzdynams. Buitinėje aplinkoje tokie elektrovožtuvai naudojami automobiliuose, specialiojoje technikoje, vandentiekio, automatinio laistymo ir šildymo sistemose.

Taip pat jie plačiai naudojami pramonėje srautui reguliuoti ir įvairių skysčių bei dujų transportavimui kontroliuoti.

Solenoidinis elektrovožtuvas priklauso energijai jautriai įrangai – jam, norint suveikti (atidaryti arba uždaryti), reikalingas maitinimas elektra.

Viduje elektromagnetinis vožtuvas vandeniui ar dujoms neturi jokių jutiklių. Juo galima tik reguliuoti arba visiškai uždaryti darbinės terpės srautą. Jei reikia automatizuoti šiuos procesus, teks papildomai įrengti išorinius matavimo prietaisus, susiejant elektrovožtuvo darbą su jais.

Pavyzdžiui, papildomai naudoti kartu su valdikliu ir vandens nuotėkio jutikliu, kad aptikus nuotėkį solenoidinis vožtuvas gautų atitinkamą komandą iš valdiklio ir uždarytų vamzdyną.

Tarp solenoidinių vožtuvų naudojimo privalumų išskiriama:

• greitas darbinės terpės srauto reguliavimas vamzdynu;
• įrenginio universalumas ir patikimumas;
• ilgas eksploatacijos laikas;
• maži matmenys ir nedidelis svoris;
• įvairios prietaiso atmainos.

Vožtuvo suveikimas įvyksta tiesiog per sekundės dalis po signalo davimo. Jis skirtas darbui su skysčiais esant skirtingam slėgiui, nuo 0 iki 25 barų, ir kintančiai temperatūrai, nuo -20 iki +120 °C. Tuo pačiu išjungtoje būsenoje toks elektromagnetinis vožtuvas gali likti tiek uždarytoje, tiek atviroje padėtyje – viskas priklauso nuo prietaiso modifikacijos.

Dažniausiai buityje solenoidinis elektromagnetinis vožtuvas naudojamas vandens tiekimo ir šildymo sistemose, kur su jo pagalba nuotoliniu būdu reguliuojamas vandens srautas

Vandentiekiuose jis leidžia automatiškai užblokuoti vandens tiekimą trūkus vamzdžiams. O šildymo sistemose toks vožtuvas naudojamas kaip šilumnešio srauto reguliavimo įrenginys.

Čia jis pagal išorinį temperatūros jutiklį savarankiškai sumažina arba padidina šildomo skysčio srautą nuo katilo prie radiatorių.

Kaip veikia vožtuvas su solenoidu?

Solenoidinis elektromagnetinis vožtuvas susideda iš:

• plieninio, ketaus, žalvarinio arba polimerinio korpuso;
• indukcinės ritės su šerdimi (solenoido);
• darbinio uždarymo elemento;
• sandariklio;
• amortizacinės spyruoklės.

Indukcinė varinė ritė uždarymo įrenginio viduje yra sandariame korpuse, kur vandens patekimas yra uždarytas. Darbinės terpės srauto kanalo uždarymas arba atidarymas vyksta dėl solenoido veikimo išstumiamo strypo ir membranos.

Elektros maitinimo prijungimas prie solenoidinio vožtuvo atliekamas per gnybtus viršuje ant prietaiso korpuso šalia indukcinės ritės

Išjungtos būsenos veikiamas spyruoklės vožtuvas visiškai uždaro srauto kanalą arba palieka jį visiškai atvirą. Toliau, padavus įtampą į ritę, vyksta šerdies su strypu poslinkis, dėl kurio šio kanalo skerspjūvis padidėja/sumažėja.

Bendras nagrinėjamo elektromagnetinio vožtuvo veikimo principas paprastas – strypo judėjimas jame vyksta dėl elektromagnetinės indukcijos. Kai elektros srovė teka per ritę, jos centre esantį šerdį veikia elektromagnetinis laukas, kurio stiprumas ir kryptis priklauso nuo prijungtos įtampos voltais.

Dėl to ir vyksta uždarymo elemento poslinkis ir vožtuvo pralaidumo skerspjūvio pakeitimas.

Solenoidinio vožtuvo ritė, priklausomai nuo prietaiso modifikacijos, gali veikti nuo 5–36 V nuolatinės srovės įtampos arba 220 V kintamosios

Elektromagnetiniai vožtuvai su žema valdymo įtampa yra skirti darbui mažo skersmens vamzdynuose ir su mažu darbinės terpės slėgiu. Jų taikymo sritis yra pakankamai ribota.

Tačiau tokius vožtuvus lengviau integruoti į žemos įtampos puslaidininkinių įrenginių valdymo sistemą ir prijungti prie įvairių mikrovaldiklių. Vandentiekio ir šildymo kontūruose privačiuose namuose dažniausiai naudojami būtent jie.

Solenoidinių elektrovožtuvų atmainos

Egzistuoja kelios nagrinėjamo įrenginio atmainos. Tokie prietaisai klasifikuojami pagal korpuso gamybos medžiagą, konstrukciją ir užrakto padėtį be elektros, sandarinimo tipą ir prijungimo prie vamzdžių būdą.

Kiekvienas iš šių variantų yra skirtas darbui su tam tikra terpe pagal sudėtį, temperatūrą ir slėgį. Solenoidinį elektrovožtuvą reikia atidžiai parinkti. Jei pasirinksite reikalavimų neatitinkantį prietaisą, jis ilgai netarnaus.

Pirmasis ir pagrindinis elektromagnetinių vožtuvų skirstymas – pagal elektros srovės tipą. Taigi, jie gali veikti tiek nuo kintamosios, tiek nuo nuolatinės srovės.

Pagal prijungimo būdą solenoidiniai elektrovožtuvai skirstomi į:

• flanšiniai;
• moviniai;
• štuciniai.

O pagal dydį jie gali būti nuo 6 iki 150 DN (nuo 1/8 iki 6 colių). Variantas atsiras bet kuriam vamzdynui.

Nagrinėjamų elektrovožtuvų korpusas gaminamas iš:

• plastiko (sustiprinto PPA, PVC, nailono);
• nerūdijančio plieno;
• žalvario;
• ketaus.

Kiekvienas iš šių variantų turi savo charakteristikas pagal darbinės terpės slėgį ir temperatūrą. Šiuos skaičius reikia atidžiai studijuoti prietaiso pase, kad neapsiriktumėte renkantis. Be to, vandentiekiui ar šildymui privačiame name tiks bet kuris iš aukščiau išvardytų variantų.

Klasifikacija #1 – pagal vidinę sandarą

Vožtuvai pagal valdymo elemento konstrukciją skirstomi į tris grupes:

1. Skirstomieji.
2. Membraniniai.
3. Stūmokliniai.

Elektromagnetiniai vožtuvai buitiniame variante dažniausiai gaminami su membrana. Tai pigus ir patikimas variantas, kuris be problemų atlieka vandens srauto reguliavimą buitinėse šildymo ir vandentiekio sistemose.

Vidiniai elementai – spyruoklė, stūmoklis ir šerdis, praktiškai visada gaminami iš nerūdijančio plieno, kuris pasižymi dideliu atsparumu vandens temperatūros ir slėgio svyravimams.

Pagrindinis solenoidinių vožtuvų skirstymas atliekamas pagal uždarymo mechanizmo padėtį, kai elektromagnetas yra be įtampos.

Pagal šį parametrą solenoidiniai elektrovožtuvai skirstomi į:

• paprastai uždaryti, vožtuvas uždarytas (PU);
• paprastai atidaryti, vožtuvas atidarytas (PA);
• bistabilūs.

Pirmuoju atveju, kol solenoidui nėra tiekiama įtampa, šerdis dėl spyruoklės slėgio yra nuleista žemyn ir vandens srauto nėra. Antruoju atveju, kai prietaisas yra be elektros, kanalas priešingai yra visiškai atidarytas, o jo uždarymas įvyksta tik po maitinimo tiekimo.

Trečiasis variantas – padėtis gali būti tiek atidaryta, tiek uždaryta.

Klasifikacija #2 – pagal veikimo principą

Funkciškai solenoidiniai elektromagnetiniai vožtuvai vandeniui, esant 220 V ir kitai įtampai, būna:

• vienaeigiai;
• dviaeigiai;
• triaeigiai.

Pirmieji turi tik vieną prijungimo prie vamzdyno antgalį. Tai apsauginiai įtaisai, skirti garų ar vandens išleidimui esant per aukštam slėgiui vamzdžiuose.

Dviaeigiai solenoidiniai vožtuvai – plačiausiai paplitę ir paklausiausi. Jie turi du antgalius – įėjimą ir išėjimą, ir montuojami vamzdyno pertraukoje.

Triaeigiai įtaisai turi tris antgalius prijungimui prie vamzdžių. Tokie variantai skirti srauto nukreipimui iš vieno vamzdyno į kitą.

Plačiausiai triaeigiai vožtuvai naudojami šildymo sistemose. Tokie prietaisai leidžia lengvai atlikti šilumnešio pertekėjimą iš vieno kontūro į kitą darbinės terpės maišymui.

Taigi, vandens temperatūra sistemoje kinta, o šiluminės energijos šaltinis toliau veikia nepakeitęs režimo.

Taip pat elektromagnetiniai vožtuvai būna:

• tiesioginio veikimo;
• netiesioginio veikimo.

Pirmuosiuose šerdis juda tik veikiant elektromagnetui. Antruosiuose – jo judėjimui taip pat daro įtaką darbinės terpės slėgis.

Klasifikacija #3 – pagal sandariklio ir membranos medžiagą

Elektromagnetinio vožtuvo korpuso viduje yra membrana, kuri užkerta vandens tėkmę. Be to, tarp ritės ir pagrindinės dalies su antgaliais yra tarpiklis. Abu šie elementai gaminami iš elastingų polimerinių medžiagų.

Dažniausiai buitiniuose elektromagnetiniuose vožtuvuose vandeniui tarpikliai ir membranos gaminami iš EPDM, kuris pasižymi dideliu atsparumu druskoms ir žemoms temperatūroms.

Tarpiklis elektromagnetiniuose vožtuvuose gali būti pagamintas iš:

• FPM (FKM, VITON) – fluoroelastomero;
• EPDM – etileno-propileno elastomero;
• NBR – butadieno-nitrilo kaučiuko.

Pirmas variantas pasižymi aukšta maksimalia darbinės terpės temperatūra ir atsparumu alyvoms bei benzinams. Antrasis – pigus ir atsparus vandenyje ištirpusių druskų, šarmų ir rūgščių poveikiui. Trečiasis – ramiai toleruoja kontaktą su naftos produktais, paprastai naudojamas pramonėje ir automobiliuose.

Ši medžiaga elektromagnetinio vožtuvo kainai įtakos turi nedaug. Iš jos pagamintos detalės yra per mažos. Tarpiklio ir membranos tipą reikėtų rinktis vadovaujantis tik darbinės terpės charakteristikomis.

Terminės tarpiklių savybės pateiktos šioje lentelėje:

Be to, bet kuriuo atveju ypatingą dėmesį eksploatuojant elektromagnetinį vožtuvą reikia skirti priemaišų nebuvimui vandenyje.

Smėlis ir rūdys vamzdžiuose anksčiau ar vėliau sugadins bet kurią membraną, nepriklausomai nuo jos medžiagos. Nagrinėjamą įrenginį galima montuoti tik esant filtrui vamzdyne.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Solenoidinio vožtuvo įrenginio apžvalga:

Kaip sukonstruotas ir veikia tiesioginio veikimo 220 V elektromagnetinis vožtuvas:

Elektromagnetinių vožtuvų tipai pagal veikimo principą:

Nuotolinio valdymo solenoidinis vožtuvas yra nereiklus ir patikimas darbe. Jis skirtas kelioms dešimtims tūkstančių veiksmų (tinkamai veiks 20–25 metus) ir nereikalauja specializuotos priežiūros.

Tokio vandens įtaiso kaina yra nuo 30 iki 60 €, tačiau jis padeda išspręsti daugelį problemų. Be to, jį sumontuoti pačiam nėra sudėtinga, reikia tik teisingai pasirinkti tokį vožtuvą pagal charakteristikas ir medžiagas.

Ar norite papildyti aukščiau pateiktą medžiagą naudinga informacija ar nurodyti neatitikimą ar klaidą? Ar norite pateikti rekomendacijas, kaip pasirinkti optimalų solenoidinį elektromagnetinį vožtuvą? Rašykite, prašome, savo patarimus ir pastabas komentarų bloke.

Jei Jums liko klausimų straipsnio tema, užduokite juos mūsų ekspertams žemiau po šia publikacija.