Система, которая участвует в создании, повышении и поддержании вакуума, постоянно совершенствуется. Она включает в себя большое количество разнообразной вакуумной техники и приборов. Одним из ключевых ее элементов является клапанное устройство, выполняющее запорные и регуляторные задачи.
Содержание:
- Вакуумные клапаны электромагнитные – устройство
- Электромагнитный вакуумный клапан – назначение
- Электромагнитный вакуумный клапан - особенности и принцип работы
Вакуумные клапаны электромагнитные – устройство
Клапанные устройства позволяют контролировать процесс вакуумирования и повышают безопасность работы вакуумных зажимных систем. Они отсекают и герметизируют составные части системы, что упорядочивает процессы откачки и напуска атмосферного воздуха.
Вакуумные клапаны электромагнитные – устройство
В зависимости от конструкционной специфики и принципа действия различают устройства электромагнитные, с пневматическим, ручным приводом, электроприводом, а также контрольные клапанные элементы и гидравлические сопротивления.
Электромагнитные клапанные элементы называют еще соленоидными. Они помогают управлять сжатым воздухом под давлением в магистрали, затворяя и открывая проходное отверстие плунжером. На него влияет магнитное поле электромагнитной катушки либо усиление посредством давления вакуума и мембраны.
Ключевые составляющие:
- Корпус, состоящий из входного, выпускного отверстия, седла;
- Мембрана, герметизирующая проход и отсекающая газовый поток;
- Арматура с сердечником и установленной на ней катушкой;
- Плунжер, скользящий в полостной части арматуры и часто играющий уплотняющую роль;
- Электромагнитная катушка, создающая магнитное поле, обеспечивающее передвижение плунжера.
Данный перечень компонентов можно еще дополнять и дополнять. В определенных модификациях дополнительно реализован особый якорь катушки – устройство, способствующее выравниванию проточного отверстия. Также может присутствовать принудительная система, приводящая в действие механизм с помощью особой пружины.
Корпус устройства зачастую изготавливают из нержавеющей стали, чугуна и латуни. Из-за подверженности металлических изделий развитию коррозионных процессов все чаще для производства корпуса используются современные высококачественные полимерные соединения, обладающие уникальными свойствами.
Плунжеры выпускаются из материалов, отличающихся усиленными магнитными характеристиками. Зачастую из такого же материала сделан и шток. Обмотка для сердечника имеет вид свернутой проволоки из меди. Катушка размещена в абсолютно герметичном защитном корпусе. Рассмотрим детальнее ее работу.
Электроток при протекании по проводнику формирует вокруг него магнитное поле, которое будет незначительным даже при повышенном значении тока. Сильное магнитное поле создается посредством наматывания провода на катушку. Внутри нее поле характеризуется равномерностью. Чтобы усилить и сконцентрировать его, катушку размещают в особом компоненте из ферромагнита (низкоуглеродистая сталь).
Сила поля в катушке:
- Растет при увеличении тока;
- Тем выше, чем больше витков;
- Пребывает в зависимости от материала, используемого для изготовления сердечника.
Когда на катушку подается напряжение, магнитное поле обеспечивает формирование двух полюсов на полюсе (закрепленная часть) и якоре сердечника. Результат – встречное движение этих двух элементов. Поскольку полюс закреплен, то перемещаться приходится якорю.
Катушка на переменном токе нуждается в короткозамкнутом витке. И при переменном, и при постоянном токе наблюдается притяжение двух вышеназванных элементов сердечника. Однако, когда ток начинает двигаться в другую сторону, изменяются северный и южный полюса. Это приводит к ослаблению силы притяжения. При нулевом токе она тоже будет составлять 0. Для катушек на переменном токе свойственно специфическое гудение, избавиться от которого можно посредством короткозамкнутого витка в полюсе. Он бывает медным (для общетехнических целей) или серебряным (при пищевом производстве). Данные материалы не ферромагнетики. Короткозамкнутая обмотка генерирует ток, который сдвинут на прямой угол касательно тока в катушке. В таком случае суммарная сила притяжения полюса и якоря приобретает положительное значение.
Якорь должен обладать ферромагнитными свойствами, необходимым уровнем прочности и быть устойчивым к воздействию среды. Его движение осуществляется в гильзе, произведенной из ненамагничиваемого материала.
Если ток отсутствует, то зазор между полюсом и якорем поддерживается специальной пружиной.
Электромагнитный вакуумный клапан – назначение
Соленоидные устройства применяются для управления вакуумным потоком и потоком сжатого воздуха. Работают они в автоматическом режиме. Чтобы управлять самими клапанами, используются электрические сигналы.
Электромагнитный вакуумный клапан – назначение
Клапанное устройство для вакуумного насоса, турбины обеспечивает высокий уровень герметичности агрегатов во время наиболее важных рабочих процессов. Оно предотвращает различные утечки, которые могли бы значительно уменьшить уровень вакуума внутри системы.
Вакуумный обратный клапан является разновидностью защитной трубопроводной арматуры, главное назначение которой заключается в недопущении изменения направленности потока сжатого воздуха в технологической установке. Он пропускает вакуум исключительно в одном направлении и предупреждает его движение в противоположную сторону. Работает в автоматическом режиме, представляет собой арматуру прямого действия.
Регулируемый предохранительный вакуумный клапан – еще одна разновидность трубопроводной арматуры, предоставляющая защиту от механического разрушения оборудования и магистрали избыточным давлением посредством автоматического выпуска излишка сжатого воздуха из систем и емкостей с давлением сверх обозначенного.
На нишевом рынке представлен огромный ассортимент клапанов разных торговых марок и серий (VAT, КВМ 63 и пр.), среди которых легко подобрать устройства, в полной мере соответствующие требованиям того или иного вакуумного оборудования. Главное, сделать грамотный расчет потребностей.
Электромагнитный вакуумный клапан - особенности и принцип работы
Принцип работы устройства базируется на влиянии тока на ключевую часть конструкции – сердечник. Сердечник посредством плунжера соединен с мембраной. Стоит отметить, что в некоторых модификациях вместо мембраны может использоваться поршень. Мембрана отвечает за регулировку проходимости потока по магистрали.
Электромагнитный вакуумный клапан - особенности и принцип работы
В статичном режиме и во время отсутствия воздействия мембрана устройства обеспечивает перекрытие прохода сжатого воздуха по трубопроводу или предоставляет ему свободный проход (зависит от вида устройства). Электроток через катушку способствует формированию магнитного поля. После начала воздействия тока механизм принимает противоположное положение.
В определенных модификациях можно вручную управлять положением мембраны, что особенно актуально при поломке электромагнитной катушки, которая обеспечивает движение пластины, закрывающей проход.
Ключевая особенность вакуумного клапанного устройства состоит в его конструкционной простоте. Пластина двигается по осям седла и потока сжатого воздуха, что помогает уменьшить проводимость клапана. Входной и выходной фланцы зачастую расположены перпендикулярно, что также способствует уменьшению пропускной способности. Клапанные элементы могут быть реализованы в виде прямой или угловой конструкции.
Существует несколько видов вакуумных клапанов, каждый из которых характеризуется своими техническими показателями и особенностями эксплуатации.
По типу катушек выделяют:
- Устройства переменного тока (отличаются повышенной силой электромагнитного поля);
- Устройства постоянного тока (сила поля сравнительно незначительная).
Отдельного внимания заслуживают отсечные устройства, которые призваны закупоривать одну трубу или перекрывать всю магистраль в случае чрезвычайной ситуации.
В зависимости от специфики функционирования устройства делятся на:
- Бистабильные (когда катушка под напряжением, осуществляется переключение рабочих положений);
- Нормально закрытые (когда электроток отсутствует, катушка пребывает в закрытой позиции; когда ток появляется, она побуждает клапан открыться);
- Нормально открытые (работают, наоборот, при отсутствующем напряжении не препятствуют передвижению обрабатываемой среды по магистрали).
По принципу работы включающего и выключающего механизма устройства могут быть прямого и непрямого действия. Когда подается электроток, прямое устройство непосредственно изменяет положение мембраны, что вызывает открытие или закрытие клапана. Устройства непрямые при подаче тока вынуждают срабатывать другой (неэлектромагнитный) клапан. Они требуют небольшого скачка давления для работы. Иначе поток сжатого воздуха через клапан будет недостаточным, чтобы закрыть или открыть воздушный клапан.
Устройства прямые срабатывают быстрее, поэтому являются более актуальными при незначительных расходах сжатого воздуха. В противоположном случае требуется существенное увеличение мощности катушки, что приводит к удорожанию модификации. Следовательно, непрямому электромагнитному вакуумному клапану целесообразно отдавать предпочтение при усиленном потреблении сжатого воздуха.
В зависимости от того, как работает вакуумный клапан, устройства делятся на трех-, двух- и одноходовые.
В модификациях трехходовых реализованы 3 патрубка. Их работа базируется на смешивании потоков сред, что позволяет им контролировать и регулировать температуры. Двухходовые устройства оборудованы 2 патрубками (выходной, входной). В одноходовых присутствует 1 патрубок. В них отсутствует возможность смешивания разных потоков.
Электромагнитный клапанный элемент – один из самых важных и востребованных компонентов вакуумных систем. Он нашел активное применение в отопительных системах, в оборудовании для сжатия воздуха, в системах промышленной автоматизации, в добыче нефти и газа, системах орошения.