Solenoid-elektromagnetiline klapp: kus kasutatakse + liigid ja tööpõhimõte

Lisaks tavalistele käsiventilidele võib poes näha ka automaatse toimega solenoidset elektromagnetklappi. See võimaldab mitte ainult juhtida vedelike ja gaaside voolu torustikes eemalt, vaid ka seda protsessi automatiseerida.

Sellised seadmed erinevad sisemise konstruktsiooni ja otstarbe poolest. Kuid tööpõhimõte on neil kõigil sama – kraani sulgumine/avanemine toimub elektromagneti rakendumise kaudu.

Selles artiklis vaatleme, milleks sellist klappi vaja on ja kuidas see töötab. Samuti räägime solenoidsete elektroklappide peamistest liikidest.

Milleks on elektromagnetklappi vaja?

Solenoidventiilid on kaasaegsete sulgarmatuuride kategooria väga erineva otstarbega torustike jaoks. Igapäevaelus kasutatakse selliseid elektroklappe autodes, eritehnikas, veevärkides ning autokastmissüsteemides ja küttesüsteemides.

Samuti kasutatakse neid laialdaselt tööstuses voolu reguleerimiseks ja erinevate vedelike ja gaaside transpordi kontrollimiseks.

Solenoidne elektroklapp kuulub energiasõltuva seadme hulka; avamiseks või sulgemiseks vajab see toiteallikat.

Elektromagnetklapil vee või gaasi jaoks sees mingeid andureid ei ole. Selle abil saab vaid reguleerida või täielikult sulgeda töökeskkonna voolu. Kui on vaja nende protsesside automatiseerimist, tuleb lisaks paigaldada väliseid mõõteseadmeid, sidudes elektroklapi töö nendega.

Näiteks kasutada lisaks koos kontrollerit ja veelekkeandurit, et lekke avastamise hetkel saaks solenoidklapp kontrollerilt vastava käsu ja sulgeks torustiku.

Solenoidklappide kasutamise eeliste hulka kuuluvad:

• töökeskkonna voolu kiire reguleerimine torustikus;
• seadme universaalsus ja töökindlus;
• pikk kasutusiga;
• väikesed mõõtmed ja väike kaal;
• seadme liikide mitmekesisus.

Klapi aktiveerimine toimub sõna otseses mõttes sekundi murdosa jooksul pärast selle signaali andmist. See on ette nähtud töötamiseks vedelikega erineva rõhu all, 0 kuni 25 baari, ja muutuva temperatuuriga, -20 kuni +120 °C. Samal ajal võib selline elektroklapp pingevabas olekus jääda nii suletud kui ka avatud asendisse – kõik sõltub seadme modifikatsioonist.

Kõige sagedamini kasutatakse solenoid-elektromagnetklappi koduses majapidamises veevarustus- ja küttesüsteemides, kus selle abil reguleeritakse kaugjuhtimisega veevoolu.

Veevarustussüsteemides võimaldab see toru purunemise korral automaatselt veevarustuse sulgeda. Küttesüsteemides kasutatakse sellist ventiili soojuskandja voolu reguleerimise seadmena.

Siin vähendab või suurendab see välise temperatuurianduri abil iseseisvalt kuumutatud vedeliku voolu katlast radiaatoritesse.

Kuidas töötab solenoidiga ventiil?

Solenoid-elektroklapp koosneb:

• teras-, malm-, messing- või polümeerkorpusest;
• induktsioonmähist südamikuga (solenoid);
• töö sulgeelemendist;
• tihendist;
• summutusvedrust.

Vasest induktsioonmähis asub sulgeva seadme sees hermeetilises korpuses, kuhu vesi ei pääse. Töökeskkonna voolukanali sulgemine või avamine toimub solenoidi toimel välja liikuva varda ja membraani abil.

Toiteühendus solenoidklapiga toimub klemmide kaudu seadme korpuse ülaosas induktsioonmähise kõrval.

Pingevabas olekus sulgeb ventiil vedru toimel voolukanali täielikult või jätab selle täielikult avatuks. Seejärel, pärast pinge andmist mähisele, toimub südamiku ja varda nihkumine, mille tulemusel selle voolu ristlõige suureneb/väheneb.

Vaadeldava elektromagnetklapi üldine tööpõhimõte on lihtne – varda liikumine toimub selles elektromagnetilise induktsiooni abil. Kui elektrivool läbib mähist, mõjutab mähise keskel asuvat südamikku elektromagnetväli, mille tugevus ja suund sõltuvad rakendatud pingest voltides.

Selle tulemusel toimub sulgeelemendi nihkumine ja ventiili läbiva ristlõike muutumine.

Solenoidklapi mähis võib sõltuvalt seadme modifikatsioonist töötada pingel 5–36 V alalisvoolu või 220 V vahelduvvoolu.

Madala juhtpingega elektroklapid on ette nähtud töötamiseks väikese läbimõõduga torustikes ja väikese töökeskkonna rõhuga. Nende kasutusvaldkond on piisavalt piiratud.

Selliseid ventiile on aga lihtsam integreerida madalpingeliste pooljuhtseadmete baasil juhtimissüsteemi ning ühendada erinevate mikrokontrolleritega. Eramute veevarustussüsteemides ja kütteringides kasutatakse tavaliselt just neid.

Solenoidsete elektroklappide liigid

Vaadeldaval seadmel on mitu varianti. Neid liigitatakse korpuse valmistamismaterjali, konstruktsiooni, sisemise sulguri asendi järgi pingevabas olekus, tihendi tüübi ja torudega ühendamise viisi järgi.

Igaüks neist variantidest on mõeldud töötama kindla koostise, temperatuuri ja rõhuga keskkonnas. Solenoid-elektroklappi tuleb valida hoolikalt. Kui võtta nõuetele mittevastav seade, ei kesta see kaua.

Elektromagnetklappide esimene ja peamine jaotus on elektrivoolu tüübi järgi. Need võivad töötada vahelduv- või alalisvooluga.

Solenoid-elektroklapid jagunevad ühendusviisi järgi:

• äärikuga;
• muhvklapid;
• liitmikühendusega;

Suuruse poolest võivad need olla vahemikus 6 kuni 150 DN (1/8 kuni 6 tolli). Sobiv variant leidub iga torustiku jaoks.

Vaadeldavate elektroklappide korpus valmistatakse:

• plastikust (tugevdatud PPA-st, PVC-st, nailonist);
• roostevabast terasest;
• messingist;
• malmist.

Igal neist variantidest on omad töökeskkonna rõhu ja temperatuuri parameetrid. Need arvud tuleb seadme passis hoolikalt läbi vaadata, et valikuga mitte eksida. Samas sobib eramaja veevarustuse või kütte jaoks iga ülaltoodud variant.

Klassifikatsioon nr 1 — sisemise ehituse järgi

Klapid jagunevad juhtimiselemendi konstruktsiooni järgi kolmeks rühmaks:

1. Poolventiilid.
2. Membraanventiilid.
3. Kolbventiilid.

Kodumajapidamistes kasutatavad elektromagnetklapid on tavaliselt membraaniga. See on odav ja töökindel lahendus, mis saab probleemideta hakkama veevoolu reguleerimisega eramajade kütte- ja veevarustussüsteemides.

Sisemised elemendid – vedru, plunžer ja südamik – valmistatakse peaaegu alati roostevabast terasest, mis on väga vastupidav vee temperatuuri ja rõhu kõikumistele.

Solenoidklappide põhiline jaotus põhineb sulguri asendil, kui elektromagnet on pingevaba.

Selle parameetri järgi jagunevad solenoid-elektroklapid:

• tavaliselt suletud, klapp suletud (NC);
• tavaliselt avatud, klapp avatud (NO);
• bistabiilsed.

Esimesel juhul on südamik vedru surve tõttu alla surutud ja vesi ei voola, kuni solenoidile pole pinget antud. Teisel juhul on kanal seadme pingevabas olekus vastupidi täiesti avatud ning see sulgub alles pärast toite andmist.

Kolmas variant – asend võib olla nii avatud kui ka suletud.

Klassifikatsioon nr 2 — tööpõhimõtte järgi

Funktsionaalselt võivad solenoid-elektromagnetklapid vee jaoks 220 V ja muude pingete korral olla:

• ühekäigulised;
• kahekäigulised;
• kolmekäigulised.

Esimestel on ainult üks torustikuga ühendamise otsak. Need on kaitsevahendid, mis on mõeldud auru või vee väljalaskmiseks liiga kõrge rõhu korral torudes.

Kahekäigulised solenoidventiilid on kõige levinumad ja nõutumad. Neil on kaks otsakut – sisse- ja väljalaskeava, ning need paigaldatakse torustiku katkestusse.

Kolmekäigulistel seadmetel on kolm otsakut torudega ühendamiseks. Sellised variandid on mõeldud voolu suunamiseks ühest torustikust teise.

Kõige laialdasemalt kasutatakse kolmekäigulisi klappe küttesüsteemides. Sellised seadmed võimaldavad hõlpsasti suunata soojuskandja ühest kontuurist teise töökeskkonna segamiseks.

Selle tulemusel muutub vee temperatuur süsteemis, kuid soojusenergia allikas jätkab tööd režiimi muutmata.

Samuti võivad elektromagnetklapid olla:

• otsetoimega;
• kaudse toimega.

Esimestes liigub südamik ainult elektromagneti toimel. Teistes – mõjutab selle liikumist ka töökeskkonna rõhk.

Klassifikatsioon nr 3 — tihendi ja membraani materjali järgi

Elektromagnetklapi korpuse sees asub membraan, mis sulgeb vee voolu. Lisaks asub pooli ja otsakutega põhiosa vahel tihend. Mõlemad elemendid on valmistatud elastsetest polümeermaterjalidest.

Kõige sagedamini valmistatakse kodumajapidamises kasutatavates elektromagnetklappides vee jaoks tihendid ja membraanid EPDM-ist, mis on väga vastupidav sooladele ja madalatele temperatuuridele.

Elektroklappide tihend võib olla valmistatud:

• FPM (FKM, VITON) – fluoroelastomeerist;
• EPDM – etüleen-propüleenelastomeerist;
• NBR – butadieen-nitrilkummist.

Esimene variant eristub kõrge töökeskkonna maksimaalse temperatuuri ja vastupidavusega õlidele ja bensiinidele. Teine – on odav ja vastupidav vees lahustunud soolade, leeliste ja hapete toimele. Kolmas – talub rahulikult kokkupuudet naftasaadustega, seda kasutatakse tavaliselt tööstuses ja autodes.

See materjal ei mõjuta elektromagnetklapi hinda oluliselt. Sellest valmistatud osad on liiga väikese suurusega. Tihendi ja membraani tüüp tuleks valida lähtudes ainult töökeskkonna omadustest.

Tihendite termilised omadused on esitatud järgmises tabelis:

Sellegipoolest tuleb elektroklapi kasutamisel alati pöörata erilist tähelepanu lisandite puudumisele vees.

Liiv ja rooste torudes rikuvad varem või hiljem igasuguse membraani, olenemata selle valmistusmaterjalist. Kõnealust seadet saab paigaldada ainult juhul, kui torustikus on filter.

Järeldused ja kasulik video teemal

Solenoidklapi seadme ülevaade:

Kuidas on ehitatud ja töötab otsetoimega 220 V elektriventriil:

Elektromagnetklappide tüübid tööpõhimõtte järgi:

Kaugjuhtimisega solenoidventiil on tagasihoidlik ja töökindel. See on mõeldud mitmekümneks tuhandeks aktiveerimiseks (töötab korralikult 20–25 aastat) ja ei vaja spetsialiseeritud hooldust.

Selline vees kasutatav seade maksab vahemikus 30–60 €, kuid aitab lahendada palju probleeme. Seda pole keeruline ise paigaldada, tuleb vaid valida õige klapp vastavalt omadustele ja materjalidele.

Kas soovite täiendada ülaltoodud materjali kasuliku teabega või osutada vastuolule või veale? Või soovite anda soovitusi solenoid-elektriventriili optimaalse mudeli valimiseks? Palun kirjutage oma nõuanded ja märkused kommentaaride plokki.

Kui teil on artikli teema kohta küsimusi, esitage need meie ekspertidele selle väljaande all.