Electrovană cu solenoid: unde se utilizează + tipuri și principiul de funcționare

Pe lângă supapele manuale obișnuite, în magazin puteți vedea și o supapă electromagnetică cu solenoid cu acțiune automată. Aceasta permite nu doar controlul debitului lichidelor și gazelor în conducte de la distanță, ci și automatizarea acestui proces.

Astfel de dispozitive diferă prin construcția internă și scop. Cu toate acestea, principiul de funcționare este același pentru toate – închiderea/deschiderea robinetului are loc prin acționarea electromagnetului.

În acest articol, vom analiza de ce este necesară o astfel de supapă și cum funcționează. De asemenea, vom discuta despre principalele varietăți de supape electromagnetice cu solenoid.

De ce este necesară o supapă electromagnetică?

Supapele solenoid sunt o categorie de armături de închidere moderne pentru conducte de diferite scopuri. În viața de zi cu zi, astfel de supape electromagnetice sunt utilizate în automobile, utilaje speciale, rețele de apă și sisteme de irigare automată și încălzire.

De asemenea, sunt utilizate pe scară largă în industrie pentru reglarea debitului și controlul transportului diverselor lichide și gaze.

Supapa electromagnetică cu solenoid aparține echipamentelor dependente de energie, pentru acționare la deschidere sau închidere necesită alimentare electrică.

În interior, supapa electromagnetică pentru apă sau gaz nu are niciun senzor. Cu ajutorul ei se poate doar regla sau închide complet debitul mediului de lucru. Dacă este necesară automatizarea acestor procese, atunci va trebui să instalați suplimentar dispozitive de măsurare externe, legând funcționarea supapei electromagnetice de acestea.

De exemplu, utilizați suplimentar împreună un controler și senzor de scurgere a apei, astfel încât în momentul detectării scurgerii, supapa solenoid să primească comanda corespunzătoare de la controler și să închidă conducta.

Printre avantajele utilizării supapelor solenoid se numără:

• reglarea rapidă a debitului mediului de lucru prin conductă;
• universalitatea și fiabilitatea dispozitivului;
• durata lungă de exploatare;
• dimensiuni reduse și greutate mică;
• diversitatea varietăților de aparat.

Acționarea supapei are loc literalmente în fracțiuni de secundă după transmiterea semnalului. Este proiectată să funcționeze cu lichide sub diferite presiuni, de la 0 la 25 bar, și cu temperaturi variabile, de la -20 la +120 °C. În același timp, în stare nealimentată, această electrovalvă poate rămâne fie în poziția închisă, fie deschisă – totul depinde de modificarea dispozitivului.

Cel mai adesea, în gospodărie, supapa solenoid electromagnetică este utilizată în sistemele de alimentare cu apă și încălzire, unde cu ajutorul ei se reglează de la distanță fluxul de apă.

În conductele de apă, aceasta permite oprirea automată a alimentării cu apă în caz de spargere a țevilor. Iar în sistemele de încălzire, un astfel de ventil este utilizat ca dispozitiv de reglare a fluxului de agent termic.

Aici, aceasta, pe baza senzorului extern de temperatură, reduce sau crește în mod independent fluxul de lichid încălzit de la cazan la calorifere.

Cum funcționează o supapă cu solenoid?

Electrovalva solenoid este compusă din:

• corp din oțel, fontă, alamă sau polimer;
• bobină de inducție cu miez (solenoid);
• element de închidere de lucru;
• garnitură de etanșare;
• arc amortizor.

Bobina de inducție din cupru din interiorul dispozitivului de închidere este amplasată într-un corp ermetic, unde accesul apei este interzis. Închiderea sau deschiderea canalului de flux al mediului de lucru are loc datorită tijei și membranei care se deplasează sub acțiunea solenoidului.

Conectarea alimentării electrice la supapa solenoid se realizează prin bornele de pe partea superioară a corpului dispozitivului, lângă bobina de inducție.

În stare nealimentată, sub acțiunea arcului, ventilul închide complet canalul de flux sau îl lasă complet deschis. Apoi, după aplicarea tensiunii la bobină, are loc deplasarea miezului împreună cu tija, în urma căreia secțiunea transversală a acestui flux crește/scade.

Principiul general de funcționare al acestei supape electromagnetice este simplu – mișcarea tijei are loc datorită inducției electromagnetice. La trecerea curentului electric prin bobină, asupra miezului aflat în centrul acesteia acționează un câmp electromagnetic, a cărui forță și direcție depind de tensiunea aplicată în volți.

Ca urmare, are loc deplasarea elementului de închidere și modificarea secțiunii de trecere a ventilului.

Bobina supapei solenoid, în funcție de modificarea dispozitivului, poate funcționa la o tensiune de 5–36 V curent continuu sau 220 V curent alternativ.

Electrovalvele cu tensiune de comandă joasă sunt proiectate să funcționeze în conducte de diametru mic și cu presiune redusă a mediului de lucru. Domeniul lor de aplicare este destul de limitat.

Aceste supape sunt mai ușor de integrat în sistemele de control cu dispozitive semiconductoare de joasă tensiune și de conectat la diverse microcontrolere. În conductele de apă și circuitele de încălzire ale caselor private, de obicei se folosesc acestea.

Varietăți de supape electromagnetice cu solenoid

Există mai multe varietăți ale dispozitivului în cauză. Aceste aparate se clasifică după materialul corpului, construcția și poziția obturatorului în stare nealimentată, tipul de etanșare și modul de conectare la țevi.

Fiecare dintre aceste variante este proiectată pentru a funcționa cu un mediu specific, în funcție de compoziție, temperatură și presiune. Electrovalva solenoidală trebuie selectată cu atenție. Dacă alegeți un aparat necorespunzător cerințelor, acesta nu va rezista mult timp.

Prima și principala diviziune a supapelor electromagnetice este după tipul de curent electric. Astfel, ele pot funcționa cu curent alternativ sau continuu.

După modul de conectare, electrovalvele solenoidale se împart în:

• cu flanșe;
• cu mufă;
• cu ștuț.

Iar ca dimensiune, pot fi de la 6 la 150 DN (de la 1/8 la 6 țoli). Există o variantă pentru orice conductă.

Corpul electrovalvelor solenoidale în cauză este fabricat din:

• plastic (PPA întărit, PVC, nailon);
• oțel inoxidabil;
• alamă;
• fontă.

Fiecare dintre aceste variante are propriile caracteristici privind presiunea și temperatura mediului de lucru. Aceste date trebuie studiate cu atenție în fișa tehnică a aparatului pentru a nu greși alegerea. Pentru instalațiile de apă sau încălzire dintr-o casă privată, oricare dintre variantele de mai sus este potrivită.

Clasificarea #1 — după structura internă

Supapele, în funcție de construcția elementului de comandă, se împart în trei grupe:

1. cu sertar.
2. cu membrană.
3. cu piston.

Supapele electromagnetice pentru uz casnic sunt de obicei realizate cu membrană. Este o variantă ieftină și fiabilă, care face față fără probleme reglării debitului de apă în sistemele casnice de încălzire și alimentare cu apă.

Elementele interne – arcul, pistonul și miezul – sunt aproape întotdeauna fabricate din oțel inoxidabil, care se caracterizează printr-o rezistență ridicată la variațiile de temperatură și presiune ale apei.

Diviziunea principală a supapelor solenoidale se face în funcție de poziția mecanismului de închidere atunci când electromagnetul este nealimentat.

Conform acestui parametru, electrovalvele solenoidale se împart în:

• normal închise, supapa este închisă (NÎ);
• normal deschise, supapa este deschisă (ND);
• bistabile.

În primul caz, atâta timp cât solenoidul nu este alimentat, miezul este împins în jos de presiunea arcului și nu există curgere de apă. În al doilea caz, în stare nealimentată, canalul este complet deschis, iar închiderea are loc doar după aplicarea tensiunii.

A treia variantă – poziția poate fi fie deschisă, fie închisă.

Clasificarea #2 — după principiul de funcționare

Funcțional, electrovalvele solenoid pentru apă de 220 V și de altă tensiune sunt:

• cu o singură cale;
• cu două căi;
• cu trei căi.

Primele au doar un racord de conectare la conductă. Acestea sunt dispozitive de siguranță, concepute pentru a elibera abur sau apă atunci când presiunea în țevi este prea mare.

Ventilele solenoid cu două căi sunt cele mai răspândite și solicitate. Acestea au două racorduri – intrare și ieșire, și se montează în întreruperea conductei.

Dispozitivele cu trei căi vin cu trei racorduri pentru conectarea la țevi. Astfel de variante sunt destinate redirecționării fluxului dintr-o conductă în alta.

Cele mai utilizate pe scară largă sunt vanele cu trei căi în sistemele de încălzire. Astfel de dispozitive permit ușor realizarea transferului de agent termic dintr-un circuit în altul pentru amestecarea mediului de lucru.

În final, temperatura apei din sistem se modifică, iar sursa de energie termică continuă să funcționeze fără schimbarea regimului.

De asemenea, electrovanele pot fi:

• cu acțiune directă;
• cu acțiune indirectă.

În primele, miezul se deplasează exclusiv sub acțiunea electromagnetului. În celelalte – la mișcarea sa influențează și presiunea mediului de lucru.

Clasificarea #3 — după materialul garniturii și al membranei

În interiorul corpului electrovanei se află o membrană care blochează curgerea apei. În plus, între bobină și partea principală cu racorduri se află o garnitură. Ambele elemente sunt fabricate din materiale polimerice elastice.

Cel mai des, în electrovanele de uz casnic pentru apă, garniturile și membranele sunt fabricate din EPDM, care se remarcă printr-o rezistență ridicată la săruri și temperaturi scăzute

Garnitura în electrovane poate fi confecționată din:

• FPM (FKM, VITON) – fluoroelastomer;
• EPDM – elastomer etilen-propilenic;
• NBR – cauciuc butadien-nitrilic.

Prima variantă se caracterizează printr-o temperatură maximă ridicată a mediului de lucru și rezistență la uleiuri și benzină. A doua – este ieftină și rezistentă la acțiunea sărurilor, alcaliilor și acizilor dizolvați în apă. A treia – suportă cu ușurință contactul cu produsele petroliere, fiind utilizată de obicei în industrie și automobile.

Acest material nu influențează prețul electrovanei în mod semnificativ. Piesele din el sunt prea mici ca dimensiune. Alegerea tipului de garnitură și membrană trebuie făcută exclusiv în funcție de caracteristicile mediului de lucru.

Proprietățile termice ale garniturilor sunt prezentate în următorul tabel:

În același timp, în orice caz, o atenție deosebită la exploatarea electrovanei trebuie acordată absenței impurităților din apă.

Nisipul și rugina din țevi, mai devreme sau mai târziu, vor strica orice membrană, indiferent de materialul din care este fabricată. Dispozitivul respectiv poate fi instalat doar dacă în conductă există un filtru.

Concluzii și material video util pe această temă

Prezentarea dispozitivului supapei solenoidale:

Cum este construit și funcționează electrovalva de 220 V cu acțiune directă:

Tipuri de supape electromagnetice după principiul de acționare:

Supapa solenoidală de telecomandă este nepretențioasă și fiabilă în funcționare. Este concepută pentru câteva zeci de mii de acționări (va funcționa corect timp de 20–25 de ani) și nu necesită întreținere specializată.

Un astfel de dispozitiv pentru apă costă între 150 și 300 de lei, dar ajută la rezolvarea multor probleme. În plus, instalarea lui nu este dificilă, trebuie doar să alegeți corect o supapă similară în funcție de caracteristici și materiale.

Doriți să completați materialul de mai sus cu informații utile sau să semnalați o neconcordanță sau o eroare? Sau doriți să oferiți recomandări pentru alegerea modelului optim de supapă solenoidală? Scrieți, vă rugăm, sfaturile și observațiile dumneavoastră în secțiunea de comentarii.

Dacă aveți întrebări cu privire la subiectul articolului, adresați-le experților noștri mai jos, sub această publicație.