Электромагнитные клапаны — как они работают?

Электромагнитный клапан — это электромеханический механизм, используемый для контроля потока жидкости, воздуха или газа. Электромагнит преобразует электрический сигнал в механическое движение. Сигнал подается на катушку, и внутри клапана происходит смещение исполнительного механизма.

Существует широкий диапазон электромагнитных клапанов, включая:

• двухходовые электромагнитные клапаны с сервоуправлением;
• двухходовые электромагнитные клапаны с принудительным подъемом;
• двухходовые электромагнитные клапаны прямого и непрямого действия (нормально закрытые (НЗ) или нормально открытые (НО));
• трехходовые электромагнитные клапаны.

Двухходовые электромагнитные клапаны с сервоуправлением имеют две камеры, разделенные мембраной. Верхняя камера соединяется с входным потоком через входное отверстие в крышке или мембране клапана. Рабочая среда оказывает давление на верхнюю сторону мембраны, что поддерживает закрытое состояние клапана. При подаче напряжения на катушку, сердечник под воздействием магнитного поля катушки поднимается и открывает входное отверстие. Давление в верхней полости клапана (над мембраной) быстро снижается. Под действием разницы давлений, мембрана поднимается и клапан открывается.

Электромагнитные клапаны с сервоуправлением способны правильно функционировать только при наличии подходящего перепада давления и не работают при нулевом давлении. Так же для сохранения открытого или закрытого положения клапана требуется минимальный перепад давления. Электромагнитные клапаны с сервоуправлением обеспечивают значительную скорость потока при высоком давлении и имеют низкое энергопотребление.

Двухходовые электромагнитные клапаны с принудительным подъемом имеют принцип функционирования, схожий с принципом работы электромагнитных клапанов с сервоуправлением. Но в их случае мембрана соединяется с движущимся сердечником. При возбуждении катушки при низком давлении движущийся сердечник непосредственно поднимает мембрану. При более высоком давлении подъем мембраны осуществляется за счет внутреннего давления в клапане. Эти клапаны могут работать при нулевом перепаде давления, но они недоступны в исполнении «нормально открытый».

В двухходовых электромагнитных клапанах прямого действия мембрана отсутствует; их уплотнение является частью движущегося сердечника.

Двухходовые электромагнитные клапаны прямого действия в нормально закрытом исполнении имеют пружину, прижимающую сердечник к уплотнению. При подаче напряжения на катушку оказывается воздействие на пружину, и уплотнение поднимается, открывая клапан для прохода рабочей среды.

Двухходовые электромагнитные клапаны прямого действия в нормально открытом исполнении имеют неподвижный сердечник и в нижней части — трубку якоря. Якорь расположен в верхней части. Через неподвижный сердечник проходит шток. Он удерживается вдали от уплотнения посредством пружины и прижимается к нему при возбуждении катушки.

Трехходовые электромагнитные клапаны прямого действия функционируют практически тем же образом, что и двухходовые электромагнитные клапаны прямого действия. Неподвижный сердечник имеет выходные отверстия, проходящие через него. Плунжер имеет верхнюю и нижнюю манжеты-уплотнители. В зависимости от положения плунжера поток рабочей среды поступает из входного отверстия в направлении выпускного или выходного отверстий.