Клапаны соленоидные (электромагнитные) ARC
СОЛЕНОИДНЫЙ КЛАПАН (ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ) AR-3T21 (AR-YCFP21600)
Клапан соленоидный нормально закрытый прямого действия с диафрагмой для управления потоком рабочей среды в трубопроводе
- Рабочая среда: cлабые и сильные кислоты и щелочи
- Температура рабочей среды: −20...+180°С
- Рабочее давление: 0...0,2 МПа
- Диаметр условного прохода: 10 мм, 15 мм, 25 мм
- Материал корпуса: PTFE
- Материал уплотнения: PTFE
- Присоединение: резьбовое G⅜", G½", G1"
Клапан соленоидный нормально закрытый прямого действия с диафрагмой для управления потоком рабочей среды в трубопроводе
- Рабочая среда: cлабые и сильные кислоты и щелочи
- Температура рабочей среды: −20...+180°С
- Рабочее давление: 0...0,2 МПа
- Диаметр условного прохода: 10 мм, 15 мм, 25 мм
- Материал корпуса: PTFE
- Материал уплотнения: PTFE
- Присоединение: резьбовое G⅜", G½", G1"
Что представляет собой соленоидный (электромагнитный) клапан?
Соленоидный (электромагнитный) клапан — это комбинация двух основных функциональных узлов:
- соленоида (электромагнита) с сердечником, свободно движущимся в герметично закрытой трубке внутри катушки соленоида;
- непосредственно клапана с проходным отверстием, в котором установлена диафрагма или поршень, чтобы пропускать или перекрывать поток. Клапан открывается или закрывается движением магнитного сердечника, движущегося в соленоиде, когда на катушку подается питание. Конструкция обеспечивает компактность и герметичность клапана.
Классификация соленоидных клапанов
С помощью поршня или диафрагмы осуществляется регулирование потока (открытие и закрытие основного пропускного отверстия).
Поршень представляет собой металлический цилиндр, который, поднимаясь или опускаясь, открывает или закрывает основное пропускное отверстие. Часто окончанием поршня являются один или несколько мембранных уплотнителей, которые открывают или закрывают одно или несколько пропускных отверстий.
Диафрагма представляет собой резиновую мембрану, закрепленную в корпусе клапана. Основное пропускное отверстие закрыто, когда мембрана прижата к седлу клапана. Поднимаясь, диафрагма открывает основное пропускное отверстие.
В электромагнитных (соленоидных) клапанах прямого действия открытие/закрытие клапана осуществляется только за счет усилия, развиваемого электромагнитом. По этой причине такие клапаны имеют ограниченный диапазон условных диаметров и давлений и соленоиды достаточно большой мощности. Преимущество клапанов прямого действия — возможность срабатывания при нулевом давлении и высокая частота срабатывания.
Принцип работы электромагнитного клапана непрямого действия основан на наличии разницы давлений между входом и выходом. Клапаны непрямого действия для открытия/закрытия используют давление рабочей среды, протекающей через клапан. Вследствие этого они имеют более широкий диапазон рабочих давлений, условных диаметров и соленоиды относительно небольшой мощности.
Преимущество клапанов непрямого действия — отсутствие гидроудара в трубопроводах за счет более плавного открытия и закрытия клапанов, меньшая потребляемая мощность.
 |  |  |  |
| Непрямого действия с диафрагмой | Прямого действия с диафрагмой | Непрямого действия с поршнем | Прямого действия с поршнем |
Конструкция клапанов
Клапаны прямого действия с поршнем
Клапаны прямого действия с диафрагмой
Клапаны непрямого действия с поршнем
Клапаны непрямого действия с диафрагмой
Принцип действия
Клапан двухходовой нормально закрытый прямого действия с поршнем
Мембранный уплотнитель смонтирован непосредственно на поршень, который, совершая поступательные движения вверх или вниз, открывает или закрывает основное пропускное отверстие. В тот момент, когда на катушку не подано напряжение, поршень находится в крайнем нижнем положении, закрывая мембраной пропускное отверстие и не пропуская рабочую среду к выходному отверстию.
При подаче напряжения на катушку поршень перемещается в крайнее верхнее положение, открывая тем самым пропускное отверстие, и дает возможность рабочей среде протекать к выходному отверстию. Принцип работы нормально закрытого клапана прямого действия с диафрагмой аналогичен.
Клапан двухходовой нормально закрытый непрямого действия с диафрагмой
Основное пропускное отверстие, расположенное непосредственно в корпусе, открывается за счет создания разницы давления между верхней и нижней поверхностями диафрагмы (или на входе и выходе клапана).
При отсутствии напряжения на клеммах катушки дополнительное пропускное отверстие на выходе клапана перекрыто поршнем, давление среды с нижней стороны диафрагмы уравновешивается таким же давлением с верхней стороны (рабочая среда попадает туда через небольшое отверстие в диафрагме) и под дополнительным воздействием основной пружины диафрагма оказывается прижатой к корпусу и перекрывает поток рабочей среды через клапан.
При появлении напряжения на контактах катушки клапана поршень втягивается и открывает дополнительное пропускное отверстие, которое соединено с выходным отверстием клапана. Давление из верхней камеры диафрагмы стравливается на выход, усилие на диафрагме, возникающее из-за давления среды на входе, превышает силу сопротивления основной пружины, и диафрагма поднимается, открывая клапан. Для срабатывания таких клапанов необходимо, чтобы давление на входе превышало давление на выходе на некоторую величину.
Принцип работы нормально закрытого клапана непрямого действия с поршнем аналогичен.
Клапан двухходовой нормально открытый прямого действия с поршнем
Принцип действия является противоположным по отношению к принципу действия нормально закрытого клапана.
Это означает, что при отсутствии питания на катушке электромагнитный клапан открыт, и жидкость свободно протекает от входного отверстия к выходному. При подаче питания на катушку поршень перемещается в крайнее нижнее положение и перекрывает пропускное отверстие, не позволяя тем самым жидкости протекать через клапан. Принцип работы нормально открытого клапана прямого действия с диафрагмой аналогичен.
Клапан двухходовой нормально открытый непрямого действия с диафрагмой
Принцип работы схож с принципом работы двухходового нормально закрытого клапана непрямого действия.
Отличие заключается в том, что при отсутствии питания соленоидный клапан находится в открытом состоянии, а при подаче питания — закрывается. Принцип работы нормально открытого клапана непрямого действия с поршнем аналогичен.
Клапан трехходовой
Трехходовые клапаны имеют входное (A), выходное (B) и, в отличие от двухходовых клапанов, выпускное отверстие (C).
Два мембранных уплотнителя закреплены на плунжере, который имеет возможность совершать вертикальные возвратно-поступательные движения и тем самым открывать или закрывать одним из двух уплотнителей основное пропускное отверстие. Одновременно с этим второй уплотнитель, закрепленный на плунжере, открывает или закрывает выходное отверстие. В тот момент, когда на электромагнитную катушку не подается напряжение, плунжер находится в крайнем нижнем положении и перекрывает уплотнителем основное пропускное отверстие, преграждая тем самым путь жидкости к выходному отверстию. При этом открыт доступ к выпускному отверстию. Когда на катушку подается напряжение, плунжер перемещается в крайнее верхнее положение, при котором открывается основное пропускное отверстие и закрывается выпускное отверстие. При этом соленоидный клапан переходит в открытое состояние, и жидкость свободно протекает от входного отверстия к выходному.
Условные обозначения клапанов
| Параметры клапанов | ||||||
| AR-2W | 21 | 12 | G | B | V | ~220 |
| Серия | Модель | Обозначение диаметра условного прохода, мм | Присоединение | Материал корпуса | Материал уплотнения | Питание, В |
| AR-2W | 21 | 12 | G – трубная резьба К – коническая резьба (NPT) M – метрическая резьба Rc – трубная коническая резьба F – фланцевое C – штуцер или быстроразъемное Fp – монтаж на плиту | B – латунь S – нерж. сталь L – пластик P – тефлон H – чугун A – алюминий | V – VITON E – EPDM P – PTFE N – NBR Q – силикон | ~220 ~110 ~24 =110 =24 =12 |
Характеристики уплотнений
| Обозначение | Тип | Материал уплотнителя | Максимальный диапазон температур, °C |
| V | VITON | Наиболее устойчив к химическим средам из всех видов уплотнителей из резины | −40...+180 |
| E | EPDM | Устойчив к высоким и низким температурам, агрессивным средам. Не используется для масел | −40...+120 |
| P | PTFE | Противостоит почти всем химическим средам, кроме соединений с натрием и кислородом, имеет высокие диэлектрические свойства | −180...+300 |
| N | NBR | Устойчив к маслам и нефтепродуктам, неустойчив к кислороду | −20...+80 |
| Q | Силикон | Устойчив к высоким температурам, к озону и кислороду, хорошо противостоит старению на свету | −20...+200 |
VITON – эластомер на основе сшитого бисфенолом фторокаучука («Витон» – торговая марка «Дю Понт»). Предназначается для пазовых колец, грязесъемников, губчатых колец, шевронных манжет и др. Обладает высокой устойчивостью к температурам, химикатам, экстремальным погодным условиям и озону. Диапазон температур: −40...+180°С (кратковременно до 230°С). Применяется в гидравлических системах с тяжеловоспламеняющимися жидкостями группы HFD (на основе фосфора). Имеет низкую устойчивость к аммиачным и аминным средам, полярным растворителям (ацетону, метилэтилкетону, диоксану), к тормозным жидкостям на гликольной основе.
EPDM – эластомер на основе сшитого пероксидным образом этилен-пропилен-диен-каучука. Обладает хорошими механическими свойствами и широким температурным диапазоном применения (−40...+120°С). Вследствие своей неполярности неустойчив в гидравлических жидкостях на основе минеральных масел и углеводов. Используется в условиях горячей воды, пара, щелочей и полярных растворителей (в моющей и чистящей технике). При использовании в тормозных жидкостях на основе гликоля требуется согласование с региональными нормативами. Устойчив к погодным воздействиям и старению.
PTFE – кристаллический термопласт на химической основе политетрафтороэтилена (тефлона). Исключительно широкий температурный диапазон применения (−180...+300°С), самый низкий коэффициент трения среди всех пластмассовых материалов и очень высокая степень устойчивости почти ко всем средам. PTFE имеет неприлипающую поверхность, не впитывает влагу и обладает очень хорошими электрическими свойствами. Важно учитывать зависящее от времени пластическое формоизменение PTFE даже при незначительной нагрузке (холодная текучесть). Устойчив почти ко всем химикатам, за исключением элементарного фтора, хлортрифторида и расплавленных щелочных металлов, поэтому имеет наиболее широкий спектр применения в технике.
NBR – эластомер на основе сшитого серой акрил-нитрил-бутадиен-каучука. Обладает высокой твердостью и высокой устойчивостью к стиранию по сравнению с другими резиновыми эластомерами. При высоких температурах, особенно в кислородной среде (воздух 80°С) ускоряется старение, материал становится твердым и хрупким. При перекрытии доступа воздуха процесс старения значительно замедляется. Благодаря своей ненасыщенной структуре NBR обладает низкой устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако находится в сильной зависимости от состава масла. Газопроницаемость относительно высокая, вследствие чего имеется опасность взрывной декомпрессии, при которой разрываются части материала. Применяется в тех областях, где наряду с высокой устойчивостью к горючим и минеральным маслам также требуются высокая эластичность и остаточная деформация (уплотнения цилиндра при низких давлениях).
Силикон – эластомер на основе метил-винил-силикон-каучука. Не наполнен сажей и пригоден для электроизоляции. Температурный диапазон: −20...+200°С. Применяется для О-колец, плоских и специальных уплотнений, в пищевой и химической промышленности. Из-за низких механических значений (по сравнению с другими резиновыми материалами) используется прежде всего в статических уплотнениях. Набухание в минеральных маслах является незначительным, однако зависит от состава масла.
Рекомендации по выбору клапанов
Для того чтобы из множества клапанов выбрать необходимый, нужно учесть ряд параметров.
1 - Принцип действия, скорость срабатывания.
Для технологического процесса, где требуется быстрое открытие/закрытие клапана, выбирают соленоидные клапаны. Если требуется плавное регулирование и не допускаются гидроудары, необходимо использовать шаровые краны или краны с электроприводом.
2 - Тип клапана.
При выборе соленоидного клапана необходимо определить тип клапана: нормально закрытый (НЗ), нормально открытый (НО), трехходовой (3/2) или бистабильный (БС).
Нормально закрытый клапан при подаче питания на катушку открывается (при отсутствии напряжения на катушке клапан закрыт).
Нормально открытый клапан при подаче питания на катушку закрывается (при отсутствии напряжения на катушке клапан открыт).
Принцип работы трехходового клапана заключается в регулировании или перераспределении потока рабочей среды между тремя линиями (1 вход, 2 выхода или 2 входа, 1 выход).
Бистабильный клапан открывается (или закрывается) при подаче на катушку питания и остается в том же положении после прекращения подачи питания. Для переключения клапана в обратное положение необходимо подать питание на катушку обратной полярности. Преимуществами бистабильных клапанов являются: практически нулевое потребление энергии, снижение тепловыделения катушки, отсутствие перегрева, исключительно долгий срок службы.
3 - Присоединение клапана.
Существуют три основных варианта присоединения клапанов:
• фланцевое: клапаны AR-GH100-5, AR-GRV, AR-G100-IB, AR-2W21F, AR-2W12F, AR-YCD21F, AR-YCD22F, AR-YCPG11F, AR-YCPS11F, AR-YCP32F;
• быстроразъемное (или штуцер под трубку): AR-RMF-DD, AR-YCWS3/S4/S5/S6, AR-YCWS10–01/03/04/05/06, AR-5523, AR-5524 (A)-03, AR-HX-3, AR-RFS-SLF, AR-5515A;
• резьбовое: все остальные клапаны.
4 - Давление, температура, среда.
Основными параметрами, определяющими выбор клапана, являются давление, температура и рабочая среда.
Рабочее давление – это значение давления, при котором обеспечивается нормальное функционирование клапана и безопасность его работы. Большинство клапанов работает при давлении среды до 1…1,6 МПа, но есть также клапаны, рассчитанные на более высокие давления:
• до 2,5 МПа: AR-GH100–4, AR-GH100–5, AR-G100-IB, AR-DL-6E;
• до 4…5 МПа: AR-YCH11, AR-YCH12, AR-SB116–5, AR-CS-720W (до 8 МПа), AR-RMF22-SS08.
Необходимо учитывать, что клапаны, предназначенные для относительно высоких давлений, плохо работают или не работают вовсе на давлениях, близких к нулевым. Минимальное давление таких клапанов, как правило, составляет 0,03 МПа.
При выборе клапана нужно знать диапазон температур рабочей среды. Высокотемпературная среда, такая, как перегретый пар, может сильно нагревать катушку электромагнита, что негативно отразится на его работе. Клапаны, работающие до 300°C: AR-YCPG11, AR-YCPG11F.
Также очень важно учитывать среду применения при выборе уплотнения и материала корпуса клапана. Типичные среды для электромагнитных клапанов: воздух, инертные и неагрессивные газы, вода, пар, природный газ, светлые нефтепродукты и др. Материал изготовления электромагнитного клапана должен быть совместим со средой. В противном случае может появиться коррозия корпуса или произойти разрушение материала мембраны или уплотнения.
5 - Расход, Ду.
Для систем с расходом до 30 л/мин (Ду до 6…10 мм) можно использовать миниатюрные клапаны.
Для систем с расходом от 4 м³/ч (Ду 12 мм и выше) выбирают обычные соленоидные клапаны.
6 - Энергопотребление.
Для некоторых технологических задач важно учитывать энергопотребление клапана. В таких случаях можно использовать бистабильные клапаны, у которых потребление энергии происходит только в моменты открытия или закрытия клапана.