Четырехвыводной запорный клапан. принцип работы, ошибки подключения.

Контроль

Моряк на борту корабля управляет штурвалом топливного клапана .

Многие клапаны управляются вручную с помощью ручки, прикрепленной к штоку. Если ручка повернута на девяносто градусов между рабочими положениями, клапан называется четвертьоборотным . Дисковые, шаровые краны и пробковые краны часто представляют собой четвертьоборотные клапаны. Если рукоятка круглая, а шток в качестве оси вращения находится в центре круга, то рукоятка называется маховиком . Клапаны также могут управляться приводами, прикрепленными к штоку. Они могут быть электромеханическими исполнительными механизмами, такими как электродвигатель или соленоид , пневматическими исполнительными механизмами, которые управляются давлением воздуха , или гидравлическими исполнительными механизмами, которые управляются давлением жидкости, такой как масло или вода. Приводы могут использоваться для целей автоматического управления, например, в циклах стиральных машин, дистанционного управления, например, при использовании централизованной диспетчерской , или потому, что ручное управление слишком сложно, например, когда клапан очень большой. Пневматические приводы и гидравлические приводы нуждаются в линиях подачи сжатого воздуха или жидкости для питания привода: входная линия и выходная линия. Пилотные клапаны — это клапаны, которые используются для управления другими клапанами. Пилотные клапаны в линиях привода управляют подачей воздуха или жидкости, идущей к приводам.

Наполнительный клапан в туалет резервуар для воды является уровень жидкости , приводимые в действие клапан. Когда достигается высокий уровень воды, механизм закрывает клапан, наполняющий резервуар.

В некоторых конструкциях клапанов давление самой текучей среды или разница давлений текучей среды между портами автоматически регулирует поток через клапан.

Основные элементы электромагнитного клапана и принцип действия

Клапан электромагнитный для воды и других сред включает в себя такие составляющие:

корпус;
крышка;
мембрана и уплотнение;
плунжер;
шток;
электрическая катушка.

Корпус устройств, как правило, изготавливается из латуни, нержавеющей стали (для улучшения антикоррозийных качеств) и чугуна. Огромной популярностью пользуются пластиковые электромагнитные клапаны для воды.

Для изготовления плунжеров и штоков используются материалы, которые обладают магнитными свойствами. Электромагнитные катушки выпускаются в специальном защитном корпусе, который обладает высокими показателями герметичности. Обмотка для катушек состоит в основном из медной проволоки или эмалированного провода. Работа таких устройств осуществляется путём подачи напряжения на катушку.

Мембраны изделий производятся из полимерных материалов, которые обладают высокими показателями эластичности.

К таким материалам относятся:

мембраны EPDM, NBR, FKM.
уплотнения PTFE или TEFLON.

Клапаны изготавливаются из разных материалов, корпус может быть пластиковым, латунным или чугунным

Термические свойства мембран и уплотнений сведены в таблицу № 1.

Название	Материал	Температура (min), °С	Температура (max), °С
EPDM	Этилен-пропиленовые каучуки	–40	+140
NBR	Нитрил-бутадиеновые каучуки	–30	+100
FKM	Фторкаучук	–30	+150
PTFE	Политетрафторэтилен	–50	+200
TEFLON	Политетрафторэтилен	–50	+250

Таблица 1

Принцип работы электромагнитного клапана для воды

Если возникла необходимость в перекрытии подачи транспортируемой среды, то с управляющего аппарата на электромагнитную катушку подаётся импульс. В результате этого сигнала середник прибора опускается или поднимается (это зависит от разновидности изделия) и перекрывает воду

После того, как напряжение исчезнет, середник возвращается обратно и движение среды возобновляется.Важно! Клапаны применяются в разных средах, которые обладают индивидуальными показателями давления и температур. Выбор модели должен соответствовать характеристикам среды, иначе устройство не прослужит долго

Классификация электромагнитных клапанов в зависимости от особенностей устройства

Электромагнитные клапаны отличаются значительным разнообразием конструктивных особенностей, в связи с чем существует обширное поле для классифицирования.

Они различаются по рабочей среде, используемой в системах, где устанавливают устройства:

воде;
воздуху;
газу;
пару;
топливу, например, бензину.

В сложным условиях, где есть вероятность возникновения ЧС, применяют взрывозащищенные модели клапанов

Состав рабочей среды и особенности помещения определяют особенности исполнения:

обычного;
взрывозащищенного. Приспособления такого рода принято устанавливать на объектах, которые относятся к взрывопожароопасным.

По особенностям управления существует разделение электромагнитных клапанов на устройства:

прямого действия. Это наиболее простая конструкция, для которой характерны надежность и быстродействие. В ней нет пилотного канала. При мгновенном подъеме мембраны происходит открывание устройства. В отсутствие действия магнитного поля происходит опускание подпружиненного плунжера, прижимающего мембрану. Клапану прямого действия не требуется минимального перепада давления, он создает необходимое воздействие на шток золотника благодаря тяговому усилию катушки, расположенной вверху устройства;
имеющие мембранное (поршневое) усиление. В отличие от устройств прямого действия ими используется для функционирования как дополнительный поставщик энергии сама транспортируемая среда. У таких клапанов два золотника. Предназначением основного золотника является непосредственно перекрывать отверстие, для размещения которого отведено седло корпуса. Управляющим золотником перекрывается разгрузочное отверстие (отверстия), через которое сбрасывается давление с полости над мембраной (поршнем). Это приводит к подъему основного золотника и открытию основного прохода.

По местоположению запорного механизма в момент, когда катушка находится в обесточенном состоянии, принято разделять так называемые пилотные устройства, как относящиеся к определенному типу:

нормально закрытому (НЗ). У клапанов НЗ при обесточенном состоянии соленоида проход для рабочей среды закрыт. То есть, статичное положение предполагает отсутствие напряжения на соленоиде, закрытое состояние приспособления. Ввиду разницы в значениях диаметра между пилотным и перепускным каналами в пользу первого происходит понижение давления над мембраной. Разницей давлений обеспечивается подъем мембраны (поршня) и открывание клапана, остающегося в таком положении, пока на катушку подается напряжение;
нормально открытому (НО). Напротив, в клапанах, относящихся к нормально открытому типу, при пребывании катушки в обесточенном состоянии рабочая среда может совершать перемещение по проходу в заданном направлении. Поддерживая клапан НО закрытым, следует обеспечить постоянную подачу напряжения на катушку.

Нормально закрытый клапан перекрывает подачу рабочей среды в обесточенном состоянии

Существуют также модели устройства, в которых предусматривается при подаче на катушку управляющего импульса переключение с открытого положения на закрытое и в обратном направлении. Такой электроклапан получил наименование бистабильного. Для обеспечения функционирования такое соленоидное устройство нуждается в наличии перепада давления и источника постоянного тока. В зависимости от количества трубных соединений принято называть электромагнитные клапаны:

двухходовыми. У таких устройств по одному впускному и выпускному трубному соединению. Двухходовые устройства бывают как НЗ, так и НО;
трехходовыми. Оснащены тремя соединениями и двумя проходными сечениями. Могут выпускаться как НЗ, НО или универсальные. Трехходовые клапаны используют для поочередной подачи давления/разрежения к распределительным клапанам, цилиндрам с односторонним действием, автоматическим приводам;
четырехходовыми. Четырьмя-пятью трубными соединениями (одним — для давления, одним-двумя – для разрежения, двумя – для цилиндра) обеспечивается работа двусторонне-действующих цилиндров, автоматических приводов.

Основные элементы электромагнитного клапана и принцип действия

Клапан электромагнитный для воды и других сред включает в себя такие составляющие:

корпус;
крышка;
мембрана и уплотнение;
плунжер;
шток;
электрическая катушка.

К таким материалам относятся:

мембраны EPDM, NBR, FKM.
уплотнения PTFE или TEFLON.

Клапаны изготавливаются из разных материалов, корпус может быть пластиковым, латунным или чугунным

Термические свойства мембран и уплотнений сведены в таблицу № 1.Таблица 1

Название	Материал	Температура (min), °С	Температура (max), °С
EPDM	Этилен-пропиленовые каучуки	–40	+140
NBR	Нитрил-бутадиеновые каучуки	–30	+100
FKM	Фторкаучук	–30	+150
PTFE	Политетрафторэтилен	–50	+200
TEFLON	Политетрафторэтилен	–50	+250

Принцип работы электромагнитного клапана для воды

Ремонт кондиционера Tadiran. Замена четырёхходового клапана в кондиционере Tadiran

Рассмотрим замену четырёхходового клапана в кондиционере Tadiran, а также возможность адаптации четырёхходового клапана бу от другого кондиционера. По традиции, устанавливаем внешний блок кондиционера на стенд и проверяем параметры. При неисправном клапане выявляются следующие проблемы:

· кондиционер не переключается в режим обогрева,

· кондиционер не переключается в режим охлаждения,

· компрессор работает, но при этом ничего не происходит (нет нагрева, нет охлаждения ни на одном из радиаторов). При этом чаще всего происходит сильное шипение во внешнем блоке.

В данном случае- не переключается в режим обогрева. Разбираем внешний блок и выкачиваем старый фреон в балон фреона бу.

Далее отрезаю трубки в размер и подходящую трубу снизу, проходим труборасширителем соответствующего размера. Далее производим пайку кислородной горелкой и припоем с содержанием серебра. На фото нагнетательная трубка компрессора. Так же выгибаем, расширяем и спаиваем всасывающую трубку компрессора.

Параметры работы внешнего блока в режиме обогрева и охлаждения, не идеальны, но близки к нему. Подведём итог работы- разборка, три шва пайки и четырёх

Основные элементы электромагнитного клапана и принцип действия

Клапан электромагнитный для воды и других сред включает в себя такие составляющие:

корпус;
крышка;
мембрана и уплотнение;
плунжер;
шток;
электрическая катушка.

К таким материалам относятся:

мембраны EPDM, NBR, FKM.
уплотнения PTFE или TEFLON.

Клапаны изготавливаются из разных материалов, корпус может быть пластиковым, латунным или чугунным

Термические свойства мембран и уплотнений сведены в таблицу № 1.Таблица 1

Название	Материал	Температура (min), °С	Температура (max), °С
EPDM	Этилен-пропиленовые каучуки	–40	+140
NBR	Нитрил-бутадиеновые каучуки	–30	+100
FKM	Фторкаучук	–30	+150
PTFE	Политетрафторэтилен	–50	+200
TEFLON	Политетрафторэтилен	–50	+250

Принцип работы электромагнитного клапана для воды

Конструкция электромагнитного клапана

Благодаря собственному производству, многолетнему опыту, конструктивным изысканиям и патентам, компания Данфосс уже на протяжении более 80 лет удерживает высокий уровень качества поставляемой на рынок продукции. Давайте подробней разберем, что из себя представляет электромагнитный (соленоидный) клапан.

Электромагнитный клапан — это электромеханическое устройство, предназначенное для регулирования потоков всех типов жидкостей и газов. Он состоит из корпуса, соленоида (электромагнита) с сердечником, на котором установлен диск или поршень, регулирующий поток. На электромагнитную катушку клапана подаётся электрическое напряжение, после чего магнитный сердечник
втягивается в соленоид, что приводит к открытию либо закрытию клапана.

Сердечник помещён внутри корпуса клапана, т.е. после монтажа клапана в систему, клапан полностью герметичен и не имеет связи с окружающей средой, т.к. управление потоком осуществляется исключительно бесконтактно с помощью электромагнитного поля.

В этом большое преимущество электромагнитного клапана как запорного устройства перед другими устройствами (например, шаровыми кранами, задвижками и пр.).

Мы не применяем механические устройства для открытия-закрытия клапана, нет больших трений и износа, нет необходимости в смазочных материалах, частых сервисах оборудования, нет возможностей выхода среды вовне — полная герметичность. Как результат — высокая надежность и ресурс изделия.

Назначение и применение электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан предназначен для управления потоками жидких и газообразных продуктов на расстоянии. Он может быть запорным и регулирующим. Управление при этом может осуществляться как вручную, так и с помощью систем автоматики. По своей конструкции и назначению электромагнитный затвор весьма похож на обычный, с той разницей, что в движение запорный элемент приводится в движение не мускульной силой, а соленоидом, электромагнитом с подвижным сердечником. При подаче напряжения на катушку индуктивности соленоида, она, в зависимости от полярности, втягивает или выталкивает сердечник, соединенный со штоком клапана.

Такие запорные и регулирующие устройства используются как в сложных промышленных установках, так и в домашних системах отопления, водоснабжения, в бытовой технике. Применяются они и в транспортных средствах, работающих на жидком топливе.

Схематичное изображение

Функционал четырёхходового клапана построен на вращении шпинделя, установленного внутри него. Его движение не ограничено, так как резьба на втулке отсутствует. На рабочей части движущегося элемента имеются 2 выборки. Через них осуществляется протекание воды по двум каналам. Это приводит к тому, что одновременно попасть во все каналы жидкость не может и распределяется равномерно.

Схематичное изображение режима работы клапанаИсточник domotopim.ru

Встречаются модели четырёхходовых клапанов без шпинделя. Вместо них устанавливается нажимной шток. Недостатком такой конструкции является отсутствие функции смешивания потоков.

Контроль за работой четырёхходового клапана осуществляется 2 способами:

Ручным. Чтобы распределить жидкость шток устанавливается строго в одной позиции. Выставление режимов осуществляется также, вручную.
Автоматическим. Вращающийся элемент приходит в движение после получения команды, переданной датчиком, установленным снаружи. Специфическая конструкция обеспечивает поддержание постоянной заданной температуры.

Четырёхходовый клапан для отопления служит для снижения перерасхода использующегося теплоносителя. Простая конструкция приспособления позволяет эксплуатировать элемент без дифференциальных байпасов, из-за способности клапана пропускать через себя только определённый объём жидкости.

Приспособление является незаменимым там, где необходим постоянный контроль за температурой теплоносителя. Прежде всего к ним относятся отопительные системы радиаторного типа с котлом, питающимся твёрдым топливом (дрова, уголь).

В случаях с другими отопительными системами, температура теплоносителя регулируется благодаря водной помпе и байпасу, здесь эти функции возложены на четырёхходовый клапан. В результате работа котла стабильна, а количество получаемого теплоносителя не превышает нормы.

Причины неисправности обратного клапана

Давайте рассмотрим причины, по которым клапан может не работать и что в этом случае делать.

1. Маленький расход

Если Вас насторожил маленький расход рабочей среды возможными проблемами могут быть:

загрязнение фильтра перед клапаном,
засор водопровода.

Для устранения первой проблемы поможет смена или очистка сетки. Во втором случае, целесообразным будет прочистка системы водоснабжения.

2. Громкая работа арматуры

Если вас беспокоит громкая работа арматуры, возможными причинами могут быть:

неправильно выбранный размер обратного клапана, соответственно, для её устранения необходимо будет произвести замену клапана с правильно выбранным диаметром арматуры;
нет прямых участков или компенсаторов для стабилизации работы потока до и после арматуры,
сильная скорость потока,
установка клапана осуществлена близко от насоса.

Для устранения трех последних возможных причин нужно всего лишь применить компенсаторы.

3. Протечка в арматуре

Случилось так, что вы обнаружили протечку в клапане. Она могла возникнуть в результате:

загрязнения твердыми частицами,
повреждения клапана или кольца.

В случае загрязнения панацеей будет прочистка клапана и установка сеточки, в случае повреждения необходимо будет обратиться к поставщику и заменить механизм.

Особенности катушки

Одной из важнейших частей соленоидного клапана является электромагнитная катушка, которая существенно влияет на его надежность. Задача катушки — создавать электромагнитное поле, которое будет поднимать сердечник/шток, чтобы открыть нормально закрытый клапан (НЗ) или закрыть нормально открытый (НО). Без нее внутренние компоненты клапана просто не смогут перемещаться при подаче напряжения.

Некоторые поставщики соленоидных клапанов приобретают катушки у сторонних производителей, зачастую не имеющих собственного интереса в их оптимизации. Им предоставляется чертеж и технические характеристики, и они поставляют продукт, отвечающий этим требованиям. В свою очередь, собственное производство катушек позволяет отслеживать каждый аспект производственного процесса, совершенствовать его и внедрять новые технологии, а не просто разрабатывать конструкцию, которая будет использоваться без изменений в течение длительного времени.

Для изготовления надежной электромагнитной катушки производитель должен соблюдать стандарты IEC 335 для электрических устройств. Также нужно установить класс изоляции: у стандартных катушек это E, F или H. Класс изоляции определяет максимальную рабочую температуру катушки в течение конкретного срока службы (рис. 1). Например, в соответствии с европейским стандартом IEC 335 катушки класса H должны выдерживать 20 000 ч при +180 °C, а катушки класса F — 20 000 ч при +155 °C. Однако по требованиям американского стандарта UL катушки должны выдерживать 30 000 ч как в классе H (при +180 °C), так и в классе F (при +155 °C). Оптимизированный соленоидный клапан будет содержать проводник из меди высокой чистоты, отвечающей более строгим международным стандартам, а также изолирующее покрытие класса H по UL, которое обеспечит длительный срок службы.

При производстве катушки одной из важных целей является «идеальная обмотка»: чтобы витки катушки были абсолютно однородны и каждый последующий слой идеально ложился на предыдущий (рис. 2). Такая обмотка приближается к 100%-ной эффективности, а также уменьшает риск возникновения горячих участков, которые являются потенциальными точками отказа.

Рис. 2. «Идеальная обмотка»

После намотки проводника катушку следует заключить в оболочку, чтобы обеспечить изоляцию и защиту от повреждения и влаги. Эпоксидная литая оболочка имеет лучшие характеристики, поскольку является прекрасным изолятором и негигроскопична. В конечном счете, каждая катушка, предназначенная для использования в соленоидном клапане, должна быть спроектирована и испытана для непрерывной службы, а также отвечать требованиям стандарта IEC 216 к термостойкости.

Проверка клапана

Проверять клапан карбюратора следует на следующих режимах:

На холостом ходу. После запуска доводят обороты до 2100 и вслушиваются в работу карбюратора. Должен быть слышен резкий характерный звук, означающий закрытие затвора. Далее плавно снижают обороты до значения в 1900, должен быть слышен щелчок открывания.
Торможение двигателем. Нужно сбросить газ, не выключая передачу. Исправный клапан в этом случае не сработает, даже если обороты снизились до 1900. Если слышен щелчок – устройство неисправно.
После остановки двигателя. Если при выключенном зажигании в цилиндрах продолжаются самопроизвольные вспышки детонирующей рабочей смеси, двигатель дергается и вибрирует – значит, клапан не перекрывает подачу горючего в камеры и далее в цилиндры.
Если при работающем моторе вытащить из разъема провод питания электроклапана- двигатель должен заглохнуть. Если он продолжает работать- значит, клапан неисправен.

Кроме способов проверки электромагнитного клапана «на ходу», можно вывинтить клапан из корпуса карбюратора и попробовать подать на него напряжение с аккумулятора. Один провод от батареи присоединяют к контактной колодке, другой- к корпусу прибора. При подключении напряжения клапан должен щелкнуть и втянуть иглу внутрь себя. После размыкания цепи слышен еще один щелчок, и возвратная пружина втянет иглу. Заодно можно проверить, не загрязнены ли детали устройства смолистыми отложениями. Их нужно отмочить в бензине и удалить мягкой ветошью.

Нужно проверить также, подается ли на контакты управляющее напряжение. Его нормальное значение — 10,5-14,4 в. Если на блоке управление напряжение есть, а на контакте –нет, значит, неисправен провод. Его надо отремонтировать или заменить.

Если на разъеме блока управления напряжения нет, то, скорее всего, неисправен сам блок. Его проверяют, подключив клапан к батарее еще одним временным проводом. К выводу блока управления, управляющему клапаном, подключают вольтметр или контрольную лампочку. Далее следует запустить двигатель. По достижении оборотов в 900 об/мин лампочка должна вспыхнуть, при 2100 об/мин- погаснуть. Если снизить обороны до 1900 об/мин-опять вспыхнуть. Такое поведение лампочки означает исправность блока управления. Если же лампочка вообще не загорается и не гаснет, а также включается и выключается при других оборотах- блок управления подлежит углубленной проверке и, возможно, замене.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Помимо обычных ручных вентилей в магазине также можно увидеть соленоидный электромагнитный клапан автоматического действия. Он позволяет не только управлять током жидкостей и газов в трубопроводах на расстоянии, но и автоматизировать этот процесс.

Такие устройства различаются по внутренней конструкции и назначению. Однако принцип работы у всех них одинаков – закрытие/открытие крана происходит за счет срабатывания электромагнита.

В этой статье рассмотрим, зачем нужен такой клапан и как он работает. Также поговорим об основных разновидностях соленоидных электроклапанов.

Область применения

Электромагнитный клапан является достаточно полезным устройством и применяется в различных сферах. В основном область применения определяют, ориентируясь на материал, из которого изготовлен вентиль. Такие изделия используются в стиральных машинках, канализационных системах, в поливочных конструкциях, для контроля гидравлических систем, в отопительных системах и т. д.

Электромагнитный клапан можно установить на водопроводную или отопительную магистраль в своем доме

Помимо этого, соленоидные модели используют для контроля и регуляции транспортировки разнообразных агрессивных сред на производствах. Производственные устройства могут иметь огромный диаметр. Категорически запрещается применять изделия из латуни в агрессивных средах, таких как: кислота, дизельное топливо.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор устройства соленоидного клапана:

Как устроен и работает электроклапан на 220 В прямого действия:

Виды электромагнитных клапанов по принципу срабатывания:

Соленоидный вентиль дистанционного управления неприхотлив и надежен в работе. Он рассчитан на несколько десятков тысяч срабатываний (исправно проработает 20–25 лет) и не требует специализированного обслуживания.

Стоит такое устройство под воду в пределах 3–6 тысяч рублей, но помогает решить многие проблемы. При этом самостоятельно смонтировать его не сложно, надо лишь правильно выбрать подобный клапан по характеристикам и материалам.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями или указать на несоответствие или ошибку? Или хотите дать рекомендации по выбору оптимальной модели соленоидного электроклапана? Пишите, пожалуйста, свои советы и замечания в блоке комментариев.

Если у вас остались вопросы по теме статьи, задавайте их нашим экспертам внизу под этой публикацией.