Самая главная функция электромагнитного клапана, является закрытие либо открытие подачи разного рода веществ, воздуха либо газов, благодаря электрическому импульсу, который подается на привод механизма. Благодаря тому, что при помощи этих приборов стало возможным автоматизировать любую вакуумную систему или отдельный механизм, их популярность очень сильно выросла. Также, отсутствие реакции на агрессивные жидкости и пары, повышение температуры и сильное давление, привело к массовому использованию электромагнитных клапанов, практически во всех установках и системах, которые использует человек.
Что такое вакуумный электромагнитный клапан
Данное приспособление служит для регулировки и в качестве запорного механизма, управление которым производится дистанционно. Таким образом, можно автоматизировать процессы транспортировки потоков жидкости, воздуха, газов и прочих веществ, по замкнутой вакуумной системе. Управлять электромагнитными клапанами можно как в ручном, так и в автоматическом режиме (все действия выполняет микропроцессор, по заданным параметрам оператором).
Среди имеющихся в наличии клапанов, самыми распространенными считаются соленоидные типы, которые имеют как основное устройство – соленоидный вентиль. Понятие соленоид, является больше народным, чем научным, так как по сути – это просто набор электрических магнитов, заключенных в едином корпусе. Если рассматривать само устройство электромагнитного клапана, то на первый взгляд он похож на простой запорный механизм, но по сути, он отличается от подобной вакуумной арматуры отсутствием потребности в физическом усилии на вентиль, потому как это происходит благодаря электрическому импульсу. Внутри устройства расположена катушка, которая принимает на себя электричество и передает необходимые импульсы соленоидному вентилю, приводя его в действие.
Электромагнитные клапаны с успехом эксплуатируются как на крупных производственных предприятиях, так и в обычном быту. Такая всесторонность применения связана с тем, что данное устройство позволяет самостоятельно устанавливать уровень подачи кислорода, воды и прочих веществ и определенное время с точностью до миллисекунды.
Также, существуют разные типы внешних корпусов электромагнитных клапанов. Учитывая то, что иногда такие устройства применяются на предприятиях, где вакуумное оборудование перерабатывает либо транспортирует взрывоопасные вещества, корпус должен быть взрывозащищенным. Во всех остальных случаях используется обычный пластик, который стоит дешевле, но также эффективен, как и взрывозащищенный механизм.
Электромагнитный клапан вакуумной системы
В стандартный состав электромагнитного клапана входят следующие элементы, которые остаются неизменными вне зависимости от области применения данных механизмов:
- Корпус и крышка. Существует два типа материалов, из которых изготавливают данные детали: металл (нержавейка, чугун, латунь, дюралюминий); полимер (полиэтиленовый, поливинилхлоридный, полипропиленовый, нейлоновый и прочее виды пластиков);
- Плунжер и шток. Используются специальные магнитные металлические сплавы, устойчивые к трению и хрупкости;
- Поршень (мембрана). Является запорной юбкой и изготавливается из мягких марок сталей либо полимерных материалов;
- Пружина;
- Катушка. На нее наматывается определенное количество витков из электротехнической меди, которая покрыта эмалированным веществом. Данную деталь необходимо помещать в герметичный и пылезащищенный корпус, так как любое внешнее воздействие может повлиять на общую работу соленоида.
Что касается соединения электромагнитного клапана с трубопроводом либо другим элементом вакуумной системы, то существует как резьбовое, так и фланцевое соединение. При монтаже обязательно используется прокладка, материал, который изготавливают из резины, каучука либо силикона. Подключение к электросети осуществляется посредством провода, обычно идущего в комплекте с клапаном. Возможные модели для подключения к сети 220, 24 или 12 вольт.
Принцип действия электромагнитного клапана
Катушка, которая приводит соленоид в действие, имеет индуктивный принцип работы, что позволяет подавать ей напряжение как от переменного, так и от постоянного тока, вне зависимости от уровня напряжения. Систему соленоидов необходимо обязательно помещать во влаго- и пылезащищенные корпуса. Благодаря тому, что этот механизм потребляет малое количество энергии, им можно управлять при помощи полупроводниковых схем.
Размер воздушного зазора меж штопором и магнитным сердечником имеет прямое влияние на силу напряжения магнитного поля. Таким образом, вне зависимости от силы и типа приходящего напряжения, чем меньше этот зазор, тем выше напряжение поля. Как это не странно, но электромагнитные клапаны, которые работают на переменном токе, обладают намного большей силой магнитного поля и величиной штока, в отличие от механизмов, работающих на постоянном токе.
В момент подачи напряжения, параллельно с максимальной протяженностью воздушного зазора, при использовании переменного тока, устройство потребляет большое количество энергии, при этом поднимая шток и закрывая зазор. Принцип действия увеличивает мощность выходного потока и одновременно создает перепад давления. При подаче постоянного напряжения, время для реакции штока гораздо увеличивается, так как скорость потока растет только при достижении фиксированного значения напряжения. Из-за этих нюансов, электромагнитные клапаны способны производить регулировку в системах только лишь с низким давлением. В виде исключения, можно рассматривать клапаны, у которых проходное отверстие является незначительным в диаметре.
Другими словами, в статистическом расположении, если электромагнитная катушка не принимает электричество и сам механизм пребывает в открытом либо закрытом состоянии, мембрана располагается полностью в герметичном соприкосновении с седлом самого клапана. В момент появления напряжения, электромагнитная катушка передает электрический импульс на соленоиды и шток открывается. Данный процесс происходит благодаря формированию катушкой магнитного поля, воздействующего на плунжер, что приводит к втягиванию в него катушки.
Особенности вакуумных электромагнитных клапанов
Данные регулирующие устройства служат для изменения количества перекачивающей жидкости либо вещества. В зависимости от типа устройства, оно может выполнять свои функции в закрытом либо открытом состоянии, что делит его на две категории воздействия, при отсутствии давления в системе: нормальный режим при закрытом электромагнитном клапане и нормальный режим при открытом электромагнитном клапане.
Стандарт работы при закрытом положении является более востребованным в применении, так как его главной особенностью является предотвращение утечки агрессивных сред. Нормально открытые клапана применяются более реже, так как особенность их функционала заключается в том, что при перебоях подачи электроэнергии на привод, они позволяют производить демонтаж всех элементов, идущих после них.
Для примера, ниже будут рассмотрены взрывозащищенные клапаны от известной фирмы производителя Burkert, ассортимент которых состоит из следующих моделей:
- Нормально закрытый взрывозащищенный клапан модели 2/2, который имеет встроенное сервоуправление через мембрану. Этот тип устройства применяется, в основном, для вакуумных систем с нейтральной средой, перекачивающий жидкость либо воздух. Максимальное давление для нормальной эксплуатации – 15 бар. Бесперебойная работа возможна при температуре от -35 до +130 градусов. Соединение имеет поперечное сечение от 1.3 до 6.5 см;
- Взрывозащищенная модель с изолированной мембраной номер 5282.2/2. Также, как и предыдущая модель способен работать с давлением до 15 бар, в условиях слабоагрессивных сред. Размеры гайки варьируется от 1.3 до 5 см. Данную модификацию можно преобразовать в нормально открытый вариант клапана;
- Прямодействующий, нормально закрытый электромагнитный клапан номер 6013.2/2. Особо устойчив к агрессивным газам и жидкостям, способен выдерживать до 25 бар и имеет прямое действие с нормально закрытым механизмом. Существующие сечения гайки от 2 до 6 мм;
- Прямодействующий взрывозащищенный клапан 6014.3/2. Применяется для жидкости либо сжатого воздуха, при максимальном рабочем давлении 16 бар. Поперечное сечение варьируется от 1.5 до 2.5 мм.
Из-за того, что электромагнитные клапана имеют максимальное сечение внутреннего диаметра фланца до 40 мм, их производительность существенно уменьшается. Но в отличие от стандартного затвора, конструкция клапана относительно проста, что продлевает работоспособность механизма, уменьшая тем самым затраты ресурсов на обслуживание всей системы.
