Podstawy doboru zaworów elektromagnetycznych i ich zasady konstrukcyjne

Podstawy doboru zaworów elektromagnetycznych i ich zasady konstrukcyjne

I. Możliwość zastosowania

Płyn w rurociągu musi być kompatybilny z medium określonym dla wybranego modelu elektrozaworu.

Temperatura płynu musi być niższa niż temperatura znamionowa wybranego zaworu elektromagnetycznego.

Dopuszczalna lepkość płynu wynosi na ogół poniżej 20 cSt; należy określić lepkość przekraczającą 20 cSt.

Odnośnie różnicy ciśnień roboczych: stosować zawory bezpośredniego lub półbezpośredniego działania, gdy maksymalna różnica ciśnień w rurociągu jest mniejsza niż 0,04 MPa; stosować zawory sterowane pilotem (sterowane różnicą ciśnień), gdy minimalna różnica ciśnień roboczych przekracza 0,04 MPa. Maksymalna różnica ciśnień roboczych musi być niższa niż maksymalne ciśnienie znamionowe zaworu. Ponieważ zawory elektromagnetyczne zazwyczaj działają w jednym kierunku, sprawdź potencjalne ciśnienie wsteczne; w razie potrzeby zamontować zawór zwrotny.

Jeżeli czystość płynu jest niska, należy zainstalować filtr przed zaworem elektromagnetycznym, ponieważ zawory te zazwyczaj wymagają czystego medium.

Należy zwrócić uwagę na wielkość kryzy przepływu i wielkość przyłącza rurowego. Zawory elektromagnetyczne zazwyczaj oferują jedynie sterowanie dwupozycyjne (włączanie/wyłączanie). Zainstalować linię obejściową, jeśli warunki pozwalają na ułatwienie konserwacji. Jeżeli wystąpi uderzenie wodne, należy określić zawór z regulowanymi czasami otwarcia/zamknięcia.

Rozważ wpływ temperatury otoczenia na zawór elektromagnetyczny.

Wybierz prąd zasilania i pobór mocy w oparciu o moc wyjściową; napięcie zasilania zazwyczaj dopuszcza wahania w zakresie ±10%, należy jednak pamiętać, że wartość VA jest wyższa podczas uruchamiania prądu przemiennego.

II. Niezawodność

Zawory elektromagnetyczne są dostępne w wersjach normalnie zamkniętych (NC) i normalnie otwartych (NO). Zwykle wybierany jest typ normalnie zamknięty (otwiera się pod napięciem, zamyka się po braku zasilania); jednakże typ normalnie otwarty powinien być wybierany do zastosowań wymagających długich okresów otwarcia i krótkich okresów zamknięcia.

Badanie żywotności jest zazwyczaj częścią badania typu przeprowadzanego przez producenta; ściśle mówiąc, w moim kraju nie ma określonej normy krajowej dotyczącej zaworów elektromagnetycznych, dlatego należy uważnie wybierać producenta.

Zawory bezpośredniego działania są zazwyczaj wybierane do zastosowań wymagających krótkich czasów uruchamiania i wysokich częstotliwości roboczych; do zastosowań o dużej średnicy wybierz zawory serii „szybko działającej”.

III. Bezpieczeństwo

Standardowe zawory elektromagnetyczne nie są wodoodporne; jeśli wymagają tego warunki pracy, wybierz model wodoodporny (fabrycznie dostępne są wersje niestandardowe).

Nominalne ciśnienie zaworu elektromagnetycznego musi przekraczać maksymalne ciśnienie w rurociągu; w przeciwnym razie żywotność może zostać skrócona lub mogą wystąpić inne nieoczekiwane problemy.

W przypadku cieczy żrących wybierz model wykonany w całości ze stali nierdzewnej; w przypadku płynów silnie korozyjnych zalecany jest zawór elektromagnetyczny z PTFE (SLF).

W środowiskach zagrożonych wybuchem należy stosować odpowiednie produkty przeciwwybuchowe.

IV. Opłacalność

Chociaż wiele zaworów elektromagnetycznych może być wymiennych, należy wybrać najbardziej opłacalny produkt, pod warunkiem, że spełnia trzy wymienione powyżej kryteria.

Zasady konstrukcyjne zaworów elektromagnetycznych

I. Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania

Występują w dwóch typach: normalnie zamknięte i normalnie otwarte. Typ normalnie zamknięty pozostaje zamknięty po odłączeniu zasilania. Kiedy cewka jest zasilana, siła elektromagnetyczna powoduje, że ruchomy żelazny rdzeń pokonuje napięcie sprężyny i łączy się ze nieruchomym żelaznym rdzeniem, bezpośrednio otwierając zawór, umożliwiając przepływ medium. Kiedy cewka jest pozbawiona zasilania, siła elektromagnetyczna zanika, a ruchomy żelazny rdzeń powraca do swojego pierwotnego położenia pod napięciem sprężyny, bezpośrednio zamykając otwór zaworu i zatrzymując przepływ. Ten typ charakteryzuje się prostą konstrukcją i niezawodnym działaniem, normalnie funkcjonując w warunkach zerowej różnicy ciśnień i niewielkiej próżni. Typ normalnie otwarty działa w dokładnie odwrotny sposób. Przykładami są zawory elektromagnetyczne z otworami przepływowymi mniejszymi niż φ6 mm.

II. Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania krok po kroku

Zawór ten łączy w sobie główny i wtórny mechanizm otwierający, wykorzystujący zarówno siłę elektromagnetyczną, jak i różnicę ciśnień do stopniowego otwierania głównego portu zaworu. Kiedy cewka jest zasilana, siła elektromagnetyczna przyciąga ruchomy rdzeń żelazny w stronę nieruchomego rdzenia żelaznego, otwierając otwór zaworu pilotowego (który znajduje się na rdzeniu zaworu głównego). Ponieważ ruchomy rdzeń żelazny jest połączony z rdzeniem głównego zaworu, ciśnienie w górnej komorze głównego zaworu jest rozładowywane poprzez otwór pilotowy. Połączone działanie różnicy ciśnień i siły elektromagnetycznej podnosi następnie rdzeń głównego zaworu, otwierając główny zawór, aby umożliwić przepływ medium. Kiedy cewka jest pozbawiona zasilania, siła elektromagnetyczna zanika; ruchomy rdzeń żelazny zamyka następnie otwór zaworu pilotowego pod połączonym działaniem grawitacji i siły sprężyny. W rezultacie medium przedostaje się do górnej komory suwaka głównego zaworu przez kryzę równoważącą, podnosząc ciśnienie w tej komorze. Napędzany sprężyną i zwiększonym ciśnieniem zawór główny zamyka się, zatrzymując przepływ medium. Konstrukcja jest dobrze zaprojektowana, a działanie jest niezawodne, nawet przy zerowej różnicy ciśnień.

III. Pośredni zawór elektromagnetyczny sterowany pilotem

Ta seria zaworów elektromagnetycznych składa się z zaworu pilotowego i suwaka głównego zaworu połączonego w celu utworzenia ścieżki przepływu. Typ normalnie zamknięty pozostaje zamknięty po odłączeniu zasilania. Kiedy cewka jest zasilana, powstająca siła magnetyczna przyciąga ruchomy rdzeń żelazny w stronę stacjonarnego rdzenia żelaznego, otwierając otwór zaworu pilotowego i umożliwiając przepływ medium w kierunku wylotu. Zmniejsza to ciśnienie w górnej komorze suwaka głównego zaworu do poziomu niższego od strony wlotowej; powstała różnica ciśnień pokonuje opór sprężyny, powodując przesunięcie suwaka w górę i otwarcie głównego otworu zaworu, umożliwiając w ten sposób przepływ medium. Kiedy cewka jest pozbawiona zasilania, siła magnetyczna zanika, a ruchomy żelazny rdzeń powraca do pierwotnego położenia pod wpływem siły sprężyny, zamykając port pilota. Medium następnie wpływa przez kryzę równoważącą, zwiększając ciśnienie w górnej komorze suwaka głównego zaworu; szpula przesuwa się w dół pod wpływem siły sprężyny, zamykając otwór zaworu głównego. Zasada działania typu normalnie otwartego jest dokładnie odwrotna.