Для автоматического управления различными гидравлическими системами необходимы электрические клапаны. Готовые изделия достаточно дороги. Поищем решение подешевле.

Наиболее доступны клапаны от вышедших из строя стиральных машин.

Катушки таких устройств рассчитаны на напряжение 220 вольт переменного тока, что ограничивает их возможности. Иногда удобнее управлять клапаном низковольтным напряжением 12 вольт.

Мне такой прибор понадобился для регулирования режима отопителя салона автомобиля ВАЗ. Подходящие клапана от иномарок стоят возмутительно дорого, а с повышение курса валюты и вовсе становятся предметом роскоши. Попробуем переделать электроклапан от стиральной машины под бортовое напряжение автомобиля.

Сначала посмотрим, как всё устроено.

Снимаем катушку, засовывая тонкую отвёртку в щель между соленоидом и корпусом. При этом можно слегка сжимать лепестки, фиксирующие катушку соленоида плоскогубцами.

Для работы при напряжении 12 вольт необходимо заменить соленоид (катушку) клапана.

Наиболее подходящий соленоид был найден в воздушном клапане ЭППХХ ВАЗ 2105.

Поскольку в интернете не было найдено изображений внутренностей, приведу их для любознательных.

Приступим к разборке

Самое простое — срезать завальцовку на наждаке или спилить напильником по внешнему краю.
Крышка клапана (вид с внутренней стороны):

Шток, он же пробка. Запирание потока воздуха производится резиновой вставкой на торце. На противоположном торце – углубление под пружину:

Стальная шайба для замыкания магнитного потока и немагнитная направляющая, в которой шток перемещается:

Катушка:
1. В корпусе.

2. Вынута.

Овальные уплотнительные колечки герметизируют вывода изнутри корпуса. Одно из них нам понадобится в дальнейшем, поэтому сохраните их.

И наконец, корпус с внутренней стороны. Виден торец неподвижного магнитопровода с выступом под пружину:

Далее — дорабатываем корпус. На наждаке стачиваем трубочку с расклёпкой с тыльной стороны, и положив корпус донышком вверх, бородком аккуратно выбиваем остатки внутреннего магнитопровода. Если корпус промялся вовнутрь, устраняем деформацию. Далее центральное рассверливаем отверстие до диаметра 9мм.

Для создания магнитной системы, аналогичной системе клапана от стиральной машины, необходимо из жести от консервной банки отрезать две полоски – одну шириной 15 мм, другую – 10 мм. Длина полосок должна быть такой, чтобы на корпусе штока клапана от стиральной машины наматывалось колечко примерно 1,5 витка.

Без клапанов не обойдется ни один современный трубопровод, вне зависимости от того, что именно по нему транспортируется. Эти устройства выполняют сразу несколько функций среди которых отметить можно защиту от гидроударов чувствительного оборудования (насосов), регулировка давления в системе и т.д. В их пользу говорит и то, что установка такого устройства предельно проста.

Классификация клапанов

Подобные устройства на водопроводах (а также на газопроводах и т. д.) используются для нескольких целей:

• защита оборудования от скачков давления – например, перед насосами обычно ставятся обратные клапаны для того, чтобы при гидроударе оборудование не повредилось. Установка выполняется с использованием разъемных соединений так что даже если опыта нет, работу можно выполнить своими руками;

• регулировочная функция – в водопроводах допустимо только в одном направлении, так что он поможет и в этой ситуации. Как только вода попытается направиться в обратную сторону, лепесток перекроет проход в трубе;

• также клапаны могут использоваться для регулировки давления в системе , подбирается граничное усилие, при котором транспортируемая среда открывает клапан, в результате, как только давление в трубопроводе превысит максимальное, он откроется и давление выровняется. Воздушный клапан на газопроводе – вещь незаменимая.

Этим функционал запорно-регулировочных устройств не исчерпывается, они могут применяться и с целью управления насосами, при очистке сточных вод, для минимизации утечек и т. д.

Подробнее о конструкции и принципе действия разных видов клапанов

В последнее время помимо обычных клапанов (которые действуют исключительно на основании приложения силы), появились еще и электромагнитные аналоги, управлять ими можно удаленно. Водопроводный электромагнитный клапан может использоваться, например, в системе «умный дом», с одного пульта можно управлять регулирующими устройствами по всему дому и на прилегающей территории.

Электромагнитные клапаны

Ключевое отличие от остальных аналогов заключается в том, что он пропускает воду не при росте давления, а исключительно по команде человека. В этом заключается их главное преимущество.

Что касается конструкции, то ключевым элементом можно считать катушку, которая при прохождении через нее электрического тока заставляет перемещаться сердечник, который и открывает/закрывает проходное отверстие. Работать такие устройства могут как от батареек (напряжение питания 24В), так и подключаться к сети (напряжение 110В или 220В).

Что касается классификации, то можно выделить:

• нормально открытые/закрытые либо бистабильные;
• также электромагнитный водопроводный клапан 220 В может выполнять: функцию переключения потока (2/3 ходовые), запорные (2/2), трехходовые (3/2).

Обратите внимание!
При выборе нужно учесть особенности работы каждой модели.
Например, если электромагнитное запорное устройство выпущено с сервоуправлением, то нужно знать, что оно просто не будет работать при нулевом перепаде давления, так что хотя бы минимальный перепад давления все-таки нужен.

Что касается области применения, то электромагнитные устройства отлично вписываются в концепцию «умного дома». Например, электрический водопроводный клапан, установленный в кессон сможет спустить автоматически, даже из дома не нужно будет выходить, и этот пример – простейший.

Простые и комбинированные модели

При эксплуатации водопровода приходится решать такие задачи как:

• выпуск воздушных пробок из труб, которые образовались непосредственно в процессе эксплуатации;

Обратите внимание!
Такую проблему приходится особенно часто решать при эксплуатации системы отопления.
На всех радиаторах для выпуска лишнего воздуха предусматривается установка специального клапана.

• при спускании воды (например, во время консервации трубы на зиму) нужно обеспечить приток воздуха, который замещает в трубе спущенную воду;
• при заполнении трубы клапан должен обеспечить выпуск воздуха.

С выпуском воздушных пробок справится простой кран Маевского с ручным управлением, цена такого устройства не дотягивает даже до 200 рублей.

Но могут использоваться и другие виды запорно-регулировочной арматуры:

• для автоматического стравливания избыточного давления применяются однофункциональные клапаны. Они применяются для сохранения работоспособности насосного оборудования и т. д., кроме выравнивания давления в системе ни для чего больше он не приспособлен;
• комбинированные – позволяют решить все перечисленные задачи. В их устройстве используется подвижный поплавок, при заполненном водой трубопроводе он поднимается и перекрывает крупные отверстия, через которые поступает воздух, при спускании воды он также опускается, отверстия открываются и вакуум в трубе не создается.

Обратите внимание!
Также в комбинированных устройствах могут быть и небольшие отверстия для выравнивания давления.

Слив и дренаж

Сливной клапан может использоваться не только в доме для сброса воды из труб, но и как устройство для обеспечения сохранности водоснабжения из скважины. Такие устройства по принципу действия напоминают комбинированные воздушные и зимой при снижении давления в трубе сбрасывают воду в скважину.

Когда давление выше минимального, шар перекрывает выходное отверстие, и вода идет в дом. Если же давление падает ниже минимальной отметки, то шар открывает выходное отверстие, и вода идет обратно в скважину, это позволяет сохранить систему при замерзании воды в трубе.

Дренажный клапан пригодится для защиты шлангов и труб системы полива, особенно полезно такое устройство при прокладке отдельного водопровода для полива. Если труба уложена не очень глубоко и есть риск ее промерзания, то дренажные – сами будут сбрасывать остатки воды из системы.

Конечно, можно просто установить сливной кран и делать то же самое самостоятельно, но идеальной памятью похвастать не может никто. Клапан же точно не забудет спустить воду.

Что касается установки, то чаще всего используются резьбовое (то есть разъемное) соединение. Чаще всего вся инструкция заключается в том, чтобы закрутить накидную гайку руками, а потом подтянуть ее ключом. В промышленности могут использоваться сварное и фланцевое соединение.

Подведение итогов

Нормальное функционирование водопровода без клапанов просто невозможно. Именно это устройство позволит без проблем спустить воду из системы и вновь заполнить ее, проблем с воздушными пробками также не будет. Простота установки подобных устройств только добавляет им популярности.

На видео в этой статье показана установка обратного клапана в трубопровод для подачи горячей воды.

Клапан с электромагнитным приводом — это современный вид запорной арматуры. Они позволяют на расстоянии управлять потоками жидкости или газа в трубопроводных системах. Такие затворы хорошо встраиваются в автоматизированные системы управления технологическими процессами, позволяют экономить дефицитные человеческие ресурсы и делают работу предприятий более безопасной. Существует большое количество различных видов клапанов для разных сред, различаются они и по своему устройству и назначению.

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.

Устройство клапана

Соленоидный клапан по составу основных деталей и узлов во многом совпадает с обычным устройством с ручным управлением:

• Корпус с подводящим и отводящим патрубком.
• Рабочая камера с седлом.
• Тарельчатый, шаровой или лепестковый запорный элемент.
• Возвратная пружина.
• Шток, соединенный с запорным элементом и сердечником соленоида
• Соленоид.

Корпус магнитного клапана изготавливается из металлических немагнитных сплавов или прочных пластиков. Высокая герметичность корпуса позволяет применять клапан в различных средах, в том числе и активных. Соленоидные клапана для воды в качестве уплотняющих прокладок используют резину, для более активных сред выбирают фторопласт. Открывать и закрывать клапан соленоид за время службы должен тысячи или даже десятки тысяч раз, поэтому для обмоток берут самые высококачественные медные провода, покрытые изолирующей эмалью.

Управление электромагнитным клапаном осуществляется по проводам, для их присоединения на корпусе снаружи предусмотрены контактные группы.

Устройство должно быть устойчивым к воздействию внешних электромагнитных полей, шумов и вибраций.

Существуют и другие типы электромеханических приводов, такие, как , пневматические или гидравлические.

Принцип работы электромагнитных систем

Принцип работы электромагнитного запорного клапана основан на физическом явлении электромагнитной индукции. При протекании тока по катушке индуктивности внутри нее возникает магнитное поле, воздействующее на сердечник из магнитных материалов силой, приложенной в продольном направлении. Эта сила, в зависимости от полярности приложенного напряжения, пытается втянуть сердечник внутрь катушки либо вытолкнуть его. При этом происходит открытие либо закрытие затворного элемента.

Катушки соленоидных клапанов могут работать как на постоянном токе напряжением от 5 до 36 вольт, так и на переменном токе напряжением 220 В.

Устройства с низким управляющим напряжением обладают небольшой мощностью и ограниченным усилием, передаваемым на запорный элемент. Это позволяет использовать для управления ими низковольтные полупроводниковые схемы. Применяются такие устройства в системах низкого напора рабочей среды, на трубопроводах малых диаметров.

Приводы, работающие на переменном токе, развивают гораздо большие усилия и могут применяться на магистральных трубопроводах высокого давления и больших диаметров.

О разновидностях изделий

Классификация изделий проводится по нескольким параметрам.

Исходя из положения запорного элемента в отсутствие напряжения на катушке различают:

• Нормально открытые, или НО. Проход для жидкости или газа открыт, а при подаче напряжения- он закрывается.
• Нормально закрытые, или НЗ. Проход для среды перекрыт, а при подаче напряжения он открывается.

Некоторые модели выпускаются универсальными, а нормально положение запорного элемента настраивается при установке и подключению к управляющей сети. Такие переключаемые устройства называют бистабильными.

Трехходовые клапаны первого типа применяются для перенаправления потоков из одного контура в другой (например, в системе отопления). Это позволяет поддерживать температуру рабочей среды постоянной без изменения параметров работы источника тепла. Устройства второго типа используются для смешения двух потоков, имеющих разную температуру. Характерным примером служит однорычажный шаровой смеситель на кухне или в ванной.

Область использования

Применение электромагнитных клапанов осуществляется в самых разных областях человеческой деятельности, везде, где возникает необходимость управлять потоками жидкостей и газов дистанционно. Сюда входит:

• Бытовые системы отопления.
• Системы водоснабжения и водоподготовки.
• Технологические установки.
• Трубопроводный транспорт.
• Генерация и распределение тепла.
• Бытовые приборы.
• Канализация.
• Орошение.
• Транспортные средства.

Использование электромагнитных клапанов на транспорте понемногу снижается, поскольку все больше видов транспортных средств переходят на электрические источники энергии и отказываются от жидкого топлива и гидравлики, заменяя их на более надежные электрические приводы. Сходные перспективы просматриваются и в системах отопления. Но в водоснабжении, канализации и других отраслях роль электромагнитных затворов будет только возрастать.

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Главным преимуществом устройства является возможность удаленного и быстрого регулирования потоков рабочей среды. Без электромагнитных затворов становится невозможной работа сложных технологических установок и простых бытовых приборов, таких, как кофеварка и стиральная машина.

Кроме того, электропривод позволяет:

• Подключать соленоидный клапан к централизованной и автоматизированной системе управления. Это многократно повышает точность и оперативность регулировок параметров по сравнению с ручным управлением.
• Снижать трудозатраты на управление технологическими процессами.
• Повышать безопасность производства и исключать воздействие на оператора вредных факторов производственной среды.
• Повышать эффективность работы бытовых приборов и производственных установок за счет точного и быстрого управления потоками рабочих сред и их параметров.

Важным достоинством соленоидного привода по сравнению с электромотором и редуктором является отсутствие зубчатых и червячных передач, исключительная простота устройства и минимум подвижных частей.

Это обеспечивает высокую надежность оборудования, минимальный износ и долгий срок его службы.

Недостатком данного типа устройств являет невозможность плавной регулировки степени открытия затвора. Обеспечивается только два положения: «открыто» и «закрыто».

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

Прежде чем приступать к установке, необходимо определить тип подключения. Наиболее часто применяемыми являются:

• Резьбовое. Входной и выходной патрубки снабжены внешней либо внутренней резьбой, через соответствующие фитинги арматура встраивается в разрыв трубопровода. Наиболее удобное для самостоятельной установки, лучше выбрать подключение такого типа.
• Фланцевое. Патрубки оборудованы фланцами, на концах труб также должны быть фланцы соответствующего типоразмера, они стягиваются между собой болтами. Обеспечивают высокое давление и интенсивность потока, чаще применяются на магистралях высокого и среднего давления.

До начала монтажа устройства следует выполнить ряд подготовительных операций. Трубы должны быть размечены, обрезаны под размер и зачищены. Место для установки электромагнитного устройства должно давать свободный доступ к устройству для его монтажа, обслуживания и ремонта. Опытные мастера сформулировали также несколько рекомендаций:

• Все работы по установке или снятию прибора можно проводить только в отключенном от сети виде.
• Трубопроводную систему необходимо дополнить фильтром механической очистки. Это предотвратит загрязнение и повреждение деталей посторонними включениями, такими ка песок, чешуйки ржавчины и известковые отложения.
• Корпус устройства не должен принимать на себя вес участка трубопровода.
• Следует подключать устройство в соответствии с нанесенными на корпусе стрелками. Они указывают направление потока.
• При уличной установке следует защитить клапан от воздействия природных явлений. Обычно бывает достаточно водонепроницаемого кожуха. При работе в условиях низких температур нужно обеспечить подогрев кожуха.
• Резьбовые соединения нужно обязательно уплотнять лентой ФУМ или сантехнической нитью.
• Кабель для подключения к управляющей системе следует выбирать медный. Он должен иметь достаточное поперечное сечение не менее 2 мм 2 .

Подбор конкретной модели осуществляется на основе расчетов параметров трубопроводной системы.

Следует учитывать напор, сечение труб, необходимую скорость срабатывания и характеристики управляемой среды.

Признаки неисправности электромагнитного клапана карбюратора

В карбюраторах последних моделей применяется соленоидный привод управления подачей топлива. Как проверить электромагнитный клапан на исправность?

Его поломку определяют по следующим признакам:

• Двигатель неустойчиво работает на низких оборотах.
• Мотор глохнет при использовании наката.
• После выключения двигателя наблюдается детонация рабочей смеси.

Косвенными признаками неисправности также является снижение оборотов при подключении мощных потребителей электроэнергии, таких, как магнитола, ближний или дальний свет, подогрев стекол.

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.