Клапан электромагнитный (соленоидный) для воды: что это и в чем принцип работы такого устройства

Электромагнитные клапана для воды являются приборами, при помощи которых можно дистанционно перекрыть или же открыть поток воды, газа и любой другой среды, находящейся в трубопроводе. Эти устройства называют электромагнитными, потому что для своей работы они используют электромагнитную катушку (соленоид). Видов таких устройств несколько и каждый имеет свои характеристики и отличия в принципах работы.

Электромагнитный клапан — это тип запорной арматуры, устанавливаемый на различных трубопроводах, в том числе бытовых

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. 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

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.

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.

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.

Где применяется

Обратный клапан очень полезен в водоснабжении частного дома.

Если по какой-то причине остановился насос, он не даёт воде стекать обратно в колодец или скважину. В случае отключения электричества или отключения насоса, нет необходимости заново заполнять систему водой.

На трубах водопровода.

Подача горячей и холодной воды в частных и многоквартирных домах производится по разным трубам. Иногда разное давление воды приводит к тому, что горячая вода заполняет трубы с холодной водой. Клапан позволяет привести давление к норме.

Перед счетчиком холодной и горячей воды.

Поможет защитить от поломки в случае гидроудара.

На входе в водонагреватель.

Заполнение бойлера происходит под напором. При прогреве и повышении давления, вытесненный теплоноситель будет направляться обратно в холодную трубу. Предотвращает отток

Преимущества электромагнитных клапанов для воды

Основное преимущество электромагнитного клапана на воду заключается в том, что его использование позволяет осуществлять быструю регуляцию транспортируемой среды в системе водоснабжения или любой другой. Для того, чтобы изделие выполнило свою функцию, достаточно 2–3 секунд. Благодаря этому, соленоидная модель является незаменимым устройством в системах водоснабжения квартир и частных домов. Она позволит управлять температурой в системе за счёт регуляции подачи воды.

Электромагнитное изделие позволяет равномерно распределить температуру в системе и это предотвращает её загрязнение. Это влияет на продление срока службы всей отопительной конструкции. Благодаря этим характеристикам, соленоидные модели занимают лидирующие позиции на рынке запорной арматуры.

Из-за отсутствия в конструкции механических деталей, которые быстро изнашиваются и выходят из строя, соленоидное устройство считается более надёжным. Оно может быть установлено в системах с разными показателями давления, потому что этот параметр не влияет на его работу.

Соленоидный клапан способен стабильно работать в системах с разным давлением

Достоинства и недостатки

Запорные клапаны имеют сильные и слабые стороны. Преимущества:

1. При поломках можно заменить любую деталь из конструкции.
2. Надёжность перекрытия трубопровода, высокая герметичность.
3. Устройство открывается медленно, и система не испытывает ударов рабочей смеси, перегрузок, скачков давления.
4. При работе с деталью не нужно прилагать больших усилий.
5. Модели, оборудованные электрическим приводом, позволяют задавать алгоритм открытия, закрытия заслонки по времени или зависимо от изменения давления.

Недостатки:

1. Сложная форма проточной части.
2. Высокая стоимость.
3. Если конструкция имеет сальники, необходимо проводить дополнительное обслуживание оборудования.
4. Если проточная часть имеет дефекты, возникают застойные явления, которые могут разрушить конструкцию.

Учитывая недостатки можно избежать многих проблем при эксплуатации запорных механизмов.

Виды и характеристики электромагнитных клапанов

Электромагнитный клапан (его виды) можно разделить на две основные категории, которые отличаются по принципу работы механизма включения и выключения:

• прямого действия.
• пилотного действия.

Помимо этого, они делятся на несколько основных видов, которые обладают функциональными особенностями. Устройства могут быть:

• нормально закрытыми (открытыми). В случае, если отсутствует подача напряжения на катушку, она будет постоянно располагаться в закрытом положении. При поступлении напряжения она открывает устройство. Нормально открытый клапан действует наоборот — без напряжения он не препятствует движению среды;
• бистабильными. При поступлении напряжения происходит переключение рабочих положений.

По виду катушек устройства подразделяют на:

• постоянного тока — катушка у таких устройств отличается небольшой силой электромагнитного поля.
• переменного тока — сила электромагнитного поля такой катушки достаточно велика.

Полезная информация! Существует специальный тип устройств, которые называются отсечные. Отсечные модели выполняют функцию моментального отключения трубопровода или закупорки одной из труб при аварийной ситуации.

Помимо этого, агрегат, в зависимости от характера функционирования, делят на:

• одноходовой;
• двухходовой;
• трехходовой.

Двухходовой клапан имеет два патрубка — входной и выходной

Одноходовые имеют один патрубок и не совмещают в себе разные потоки жидкости. Двухходовые имеют два патрубка (входной и выходной). Принцип действия одноходового и двухходового устройств основан на функционировании конуса или шара, применяемого для закрытия.

Трёхходовые электромагнитные клапаны для воды – имеют три патрубка и осуществляют функционирование путём смешения потоков жидкости. Также трёхходовые электромагнитные клапаны могут осуществлять контроль и регуляцию температур за счёт смешения потоков воды. Кроме того, бывают взрывозащищенные модели, которые применяются во взрывоопасных средах. Такие клапаны изготавливаются из прочных, огнеупорных материалов. Бывают также вакуумные клапаны.

Электромагнитные катушки

Электромагнитная или индукционная катушка осуществляет преобразование электроэнергии в поступательное движение. Чаще всего встречаются катушки с медной обмоткой на цилиндре. Цилиндр включает в себя магнитный плунжер. При подаче импульса на катушку возникает магнитное поле. В результате действия магнитного поля середник втягивается в катушку.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан, или вентиль – вид запорной трубопроводной арматуры. Название «вентиль» с 1982 года отменили, но употребляют его по-прежнему.

Клапаном называется такая арматура, в которой запирающий элемент перемещается параллельно оси движения жидкости или газа в трубе и полностью перекрывает свое рабочее сечение. Рабочих положений у вентиля существует два: «открыто» и «закрыто».

Несколько советов по правильному выбору устройства

Существует несколько важных параметров, на которые стоит обратить внимание при выборе соленоидного клапана. Одним из основных показателей является размер входного и выходного отверстия. Ассортимент электромагнитных изделий очень широк. Они могут иметь отличительные черты в конструкции. Но, как правило, это не влияет на рабочие характеристики. Очень популярными являются однодюймовые соленоидные устройства, которые имеют свой пропускной показатель — до 40 л/мин.

Важную роль играет размер выходного отверстия клапана, от него зависит пропускная способность устройства

Важно! Перед тем как приобрести клапан, рекомендуется обратить внимание на механический регулятор, который встроен в устройство. Он может обладать разным количеством режимов. Чем их больше, тем более точно будет осуществляться контроль в системе.

Если вам необходим клапан с как можно большей пропускной способностью, то можно приобрести устройство серии SVR. Нормально закрытый клапан этой серии обладает показателями пропуска жидкости до 100 л/мин. Цены на разные клапаны отличаются и определяются по их качественным характеристикам.

Установка электромагнитного клапана для воды своими руками

По типу соединения с трубопроводом бывают:

• фланцевые клапаны;
• резьбовые клапаны.

При установке и использовании электромагнитных клапанов нужно помнить о таких важных моментах:

1. Перед началом установки своими руками соленоидного устройства для воды, рекомендуется провести подготовительные работы. В них входит зачистка труб и их разметка.
2. Место для монтажа клапана должно быть на видном месте, чтобы к нему был свободный доступ. Компактные размеры соленоидных клапанов упрощают эту задачу.
3. Категорически возбраняется производить установку устройства, если электромагнитная катушка будет выполнять функции рычага.
4. Монтаж и демонтаж устройства проводят в обесточенном состоянии.
5. Желательно, чтобы система водоснабжения была оснащена грязевым фильтром. Это предотвратит забивку изделия инородными частицами.
6. Электромагнитный клапан не должен подвергаться нагрузкам от веса труб.
7. На поверхности клапана имеются специальные стрелки, которые указывают направление движения среды. Установка производится по ним.
8. Если монтаж производится на открытой местности, то следует защитить устройство специальными изоляционными материалами.
9. Для уплотнителя соединения клапана и трубы рекомендуют использовать ФУМ-ленту.
10. Подключение устройства к электросети производится с помощью кабеля. Он должен быть гибким и меть сечение жил не менее 1 мм.

Запорную и регулирующую арматуру следует выбирать и устанавливать согласно произведенным заранее расчетам. Применять тот или иной вид клапана нужно в зависимости от типа трубопровода и транспортируемой по нему среды.

Умный электропривод шарового крана воды или газа с Wi-Fi экосистемы Tuya

После установки датчика протечки воды из прошлого обзора, появилась идея автоматически закрывать шаровый кран холодной воды. Для этой цели идеально подойдет автоматический электропривод (сервомотор) для шаровых кранов Smart Valve Tuya. Умный клапан подключится к умному дому по протоколу WiFi, что избавляет вас от покупки шлюза. Но есть и версия с ZigBee протоколом. В паре с датчиком протечки или с отдельным датчиком анализа газа (если устанавливать этот автоматический умный электропривод на газовый кран). В случае сигнала затопления или превышения газа -АВТОМАТИЧЕСКИ закроет шаровый кран.

Умный кран WiFi — УЗНАТЬ ЦЕНУ

WiFi датчик затопления — УЗНАТЬ ЦЕНУ

WiFi датчик газа — УЗНАТЬ ЦЕНУ

Содержание

• Внешний вид
• Внутренности устройства
• Монтаж
• Программное обеспечение и автоматизация
• Автоматизация
• Видеообзор
• Выводы

Внешний вид

Поставляется кран в обычной картонной коробке, без всяких опознавательных знаков. Внутри все необходимое для подключения.

В инструкции особой необходимости нет, из полезного — как крепить кран и посмотреть характеристики девайса.

Для работы крану необходимо 12В питание. Для этого в комплекте находится блок питания 12В — 1А. с европейской вилкой. Общая длина проводов около 5 метров, но при необходимости, можно и нарастить.

В верхней части крана присутствует кнопка включения/выключения (служит для открытия или закрытия крана, без использования мобильного приложения) и светодиод индикации WiFi подключения.

Закрыть или открыть кран можно даже при отсутствии электрики дома, для этого необходимо с помощью колечка, потянуть на себя стопорный механизм и провернуть рычаг крана на 90 градусов, для закрытия или открытия.

По сути этот девайс можно использовать везде, где необходимо что-то провернуть на 90 градусов, некоторые даже для открытия небольших окон в теплице приспосабливают.

Ширина «зацепа» может регулироваться, максимальное значение 23 миллиметра.

Размеры девайса составляют 68*79*103 миллиметра.

Внутренности устройства

За умность устройства отвечает достаточно популярный модуль TYWE3S. TYWE3S — это встроенный модуль Wi-Fi с низким энергопотреблением, разработанный Tuya. «Он состоит из высокоинтегрированного беспроводного радиочастотного чипа (ESP8266), нескольких периферийных устройств, встроенного стека сетевых протоколов Wi-Fi и различных библиотечных функций.» Гуглтранслейт»

Кнопка управления и светодиод индикации работы вынесены на отдельную плату.

Я думал, что внутри будет обычный редуктор с пластиковыми шестернями. Но был очень приятно удивлен, когда узнал, что шестерни металлические. Большой + к сроку службы данного девайса.

Для ограничения угла открытия/закрытия установлены концевики, в виде небольших кнопок.

Монтаж

У меня 1 корневой кран холодной воды, на него и буду монтировать этот девайс.

К автоматике крепим металлический кронштейн, из комплекта, для установки на трубе.

Далее закрепляем автоматику на трубе, не забывая поджать «зацепы» на ширину ручки шарового крана.

Подключаем питание и с помощью кнопки открытия/закрытия проверяем работу механизма. При необходимости можно дополнительно отрегулировать положение рычага с помощью «зацепов» на плече автоматики.

В обычном режиме мощность составляет 0,4W, а в момент работы 1,6W.

Полное открытие или закрытие происходит всего за 8 секунд.

Программное обеспечение и автоматизация

Скачиваем и устанавливаем на смартфон приложение Smart Life или Tuya Smart. Переводим автоматику в режим сопряжения, удерживая кнопку открытия/закрытия в течении 7-10 секунд, пока светодиод индикации не начнет быстро мигать. Переходим в меню добавления устройств и выбираем любое WiFi устройство ( розетку, выключатель, удлинитель). Далее стандартно выбираем свою WiFi сеть и вводим пароль от нее. ПО автоматически определить, что мы такого добавили, после этого можно его переименовать на свой вкус.

В основном меню сразу видно статус устройства ( закрыто или открыто) и «нажатием» на виртуальную кнопку, мы можем управлять краном.

Можно устанавливать таймеры работы на открытие или закрытие. Эта функция будет удобна, например, для организации автоматического полива газона.

После создания различных таймеров на открытие/закрытие ими можно управлять из дополнительного меню.

Кроме таймера, есть возможность установки обратного отсчета для изменения статуса с закрыто на открыто, и наоборот. При этом под виртуальной кнопкой будет уведомление, что через N времени статус устройства будет изменен.

Кроме этого статусом устройства, просмотром таймеров и прочих счетчиков можно с главного экрана приложения Smart Life.

Рекомендую включить уведомление о состоянии, тогда в случае отсутствия WiFi соединения с устройством на смартфон придет напоминание. На момент написания обзора прошивка была 1.1.2, можно установить автоматический режим обновления, а можно обновлять «вручную».

Автоматизация

При наличия датчика протечки или датчика утечки газа, необходимо перекрыть воду/газ. Для этого заходим в меню автоматизации и выбираем условие, что если датчик протечки срабатывает, закрываем кран.

Можно запускать действие открытия/закрытия или даже закрытие+открытие (Reverse Switch). Или вначале таймер отсчета, потом изменение статуса девайса. Кстати, рекомендую выставить одну задачу в месяц на закрытие+открытие, в целях предотвращения «закисания» крана.

Еще одну автоматизацию можно добавить после устранения протечки или утечки газа. А именно, на открытие крана. Но в случае с газом, я бы не стал этого делать без визуального контроля.

В моем случае автоматизация выглядит таким образом. Тут еще не добавлен сценарий — 1 раз в месяц закрывать и открывать кран.

В случае сработки приходит уведомление в шторку о сработке и о статус крана. В среднем от момента «затопления» до начала закрытия крана 3-7 секунд — детально показано в видеообзоре.

Видеообзор

Выводы

Как я уже говорил, есть WiFi версия и есть Zigbee. В случае с WiFi, никаких дополнительных шлюзов покупать нет необходимости, но если уже есть дома шлюз ZigBee, то думаю будет предпочтительный использовать ZigBee версию. Но с WiFi получается более автономней. Я буду использовать эту автоматику совместно с WiFi датчиком протечки из прошлого обзора. По сути, за довольно небольшую сумму можно уберечь свой дом от больших проблем. Время сработки после затопления 3 секунды, а полное закрытие крана всего 7 секунд. И это все полностью в автоматизированном режиме + уведомление на смартфон или в другую систему умного дома. Уехали в отпуск и забыли перекрыть воду или газ – тоже не проблема, заходим в приложение Smart Life и одним нажатием перекрываем воду умным краном, из любой точки мира. Так как датчик протечки и автоматический кран работают по WiFi, то их можно использовать как отдельный комплект в доме, без необходимости докупки и настройки шлюзов.