Solenoidový elektromagnetický ventil: kde sa používa + druhy a princíp činnosti

Okrem bežných ručných ventilov je v obchode možné vidieť aj solenoidný elektromagnetický ventil s automatickým ovládaním. Umožňuje nielen diaľkovo riadiť tok kvapalín a plynov v potrubiach, ale aj tento proces automatizovať.

Takéto zariadenia sa líšia vnútorným usporiadaním a účelom. Princíp činnosti je však u všetkých rovnaký – uzavretie/otvorenie kohútika nastáva aktiváciou elektromagnetu.

V tomto článku sa pozrieme na to, na čo je taký ventil potrebný a ako funguje. Tiež si povieme o hlavných odrodách solenoidných elektroventilov.

Na čo je potrebný elektromagnetický ventil?

Solenoidné ventily sú kategóriou moderne uzatváracej armatúry pre potrubia najrôznejšieho určenia. V domácnostiach sa takéto elektroventily používajú v automobiloch, špeciálnej technike, vodovodoch a systémoch automatického zavlažovania a kúrenia.

Tiež sú široko používané v priemysle na reguláciu toku a kontrolu prepravy rôznych kvapalín a plynov.

Solenoidný elektroventil patrí k energeticky závislému zariadeniu, na aktiváciu (otvorenie alebo zatvorenie) potrebuje elektrické napájanie.

Vnútri elektromagnetický ventil na vodu alebo plyn nemá žiadne senzory. Pomocou neho je možné iba regulovať alebo úplne uzavrieť tok pracovného média. Ak je potrebná automatizácia týchto procesov, bude potrebné dodatočne nainštalovať externé meracie prístroje a prepojiť činnosť elektroventilu s nimi.

Napríklad použiť dodatočne v spojení s regulátorom a senzorom úniku vody, aby v okamihu zistenia úniku získal solenoidný ventil príslušný príkaz od regulátora a uzavrel potrubie.

Medzi výhody používania solenoidných ventilov patrí:

• rýchla regulácia toku pracovného média v potrubí;
• univerzálnosť a spoľahlivosť zariadenia;
• dlhá životnosť;
• malé rozmery a nízka hmotnosť;
• mnohorakosť odrôd prístroja.

Aktivácia ventilu nastáva doslova v zlomku sekundy po doručení signálu. Je navrhnutý na prácu s kvapalinami pri rôznych tlakoch, od 0 do 25 bar, a pri meniacej sa teplote, od -20 do +120 °C. V odpojenom stave môže takýto elektroventil zostať buď v zatvorenej polohe, alebo otvorenej – všetko závisí od modifikácie zariadenia.

Najčastejšie v domácnosti sa solenoidový elektromagnetický ventil používa v systémoch zásobovania vodou a kúrenia, kde sa s jeho pomocou diaľkovo reguluje prietok vody.

Vo vodovodoch umožňuje automaticky uzavrieť prívod vody pri prasknutí potrubia. A vo vykurovacích systémoch sa takýto ventil používa ako zariadenie na reguláciu toku tepelného nosiča.

Tu na základe externého teplotného senzora samostatne znižuje alebo zvyšuje tok zohriatej kvapaliny z kotla k radiátorom.

Ako funguje ventil so solenoidom?

Solenoidový elektroventil pozostáva z:

• oceľového, liatinového, mosadzného alebo polymérového telesa;
• indukčnej cievky s jadrom (solenoidu);
• pracovného uzatváracieho prvku;
• tesnenia;
• tlmiacej pružiny.

Indukčná cievka z medi je vnútri uzatváracieho zariadenia umiestnená v hermetickom puzdre, kam je prístup vody uzavretý. Uzavretie alebo otvorenie kanála toku pracovného média nastáva vďaka vysúvajúcej sa tyči a membráne pôsobením solenoidu.

Pripojenie elektrického napájania k solenoidovému ventilu sa vykonáva pomocou svoriek na hornom kryte zariadenia vedľa indukčnej cievky

V odpojenom stave vplyvom pružiny ventil úplne uzatvára kanál toku alebo ho ponecháva úplne otvorený. Ďalej, po privedení napätia na cievku, dochádza k posunu jadra s tyčou, v dôsledku čoho sa priečny prierez tohto prietoku zväčšuje/zmenšuje.

Všeobecný princíp činnosti uvažovaného elektromagnetického ventilu je jednoduchý – pohyb tyče v ňom nastáva vďaka elektromagnetickej indukcii. Pri pretekaní elektrického prúdu cievkou pôsobí na jadro nachádzajúce sa v jej strede elektromagnetické pole, ktorého sila a smer závisia od priloženého napätia vo voltoch.

V dôsledku toho dochádza k posunu uzatváracieho prvku a zmene priechodného prierezu ventilu.

Cievka solenoidového ventilu v závislosti od modifikácie zariadenia môže pracovať pri napätí 5–36 V jednosmerného prúdu alebo 220 V striedavého

Elektroventily s nízkym riadiacim napätím sú navrhnuté na prácu v potrubiach malého priemeru a s malým tlakom pracovného média. Ich oblasť použitia je dosť obmedzená.

Zato také ventily sú jednoduchšie na zabudovanie do riadiaceho systému na nízkonapäťových polovodičových zariadeniach a pripojenie k rôznym mikrokontrolérom. Vo vodovodných potrubiach a vykurovacích okruhoch rodinných domov sa zvyčajne používajú práve tieto.

Odrody solenoidných elektroventilov

Existuje niekoľko druhov tohto zariadenia. Tieto prístroje sa klasifikujú podľa materiálu telesa, konštrukcie a polohy uzávierky v stave bez napätia, typu tesnenia a spôsobu pripojenia k rúram.

Každá z týchto variantov je navrhnutá na prácu s určitým médiom podľa zloženia, teploty a tlaku. Solenoidový elektroventil treba vyberať pozorne. Ak vezmete prístroj, ktorý nespĺňa požiadavky, dlho nevydrží.

Prvé a základné rozdelenie elektromagnetických ventilov je podľa typu elektrického prúdu. Môžu pracovať buď na striedavý, alebo na jednosmerný prúd.

Podľa spôsobu pripojenia sa solenoidové elektroventily delia na:

• prírubové;
• spojkové;
• závitové.

A čo sa týka veľkosti, môžu byť od 6 do 150 DN (od 1/8 do 6 palcov). Nájde sa variant pre akékoľvek potrubie.

Teleso týchto elektroventilov je vyrobené z:

• plastu (vystuženého PPA, PVC, nylonu);
• nehrdzavejúcej ocele;
• mosadze;
• z liatiny.

Každá z týchto variantov má svoje charakteristiky týkajúce sa tlaku a teploty pracovného média. Tieto údaje treba dôkladne preštudovať v pasporte prístroja, aby ste neurobili chybu pri výbere. Pritom pre vodovod alebo kúrenie v rodinnom dome postačí ktorákoľvek z vyššie uvedených variant.

Klasifikácia #1 – podľa vnútorného usporiadania

Ventily podľa konštrukcie riadiaceho prvku sa delia do troch skupín:

1. Posúvačové.
2. Membránové.
3. Pištové.

Elektromagnetické ventily v domácom prevedení sa zvyčajne vyrábajú s membránou. Je to lacná a spoľahlivá možnosť, ktorá bez problémov zvládne reguláciu prietoku vody v domácich vykurovacích a vodovodných systémoch.

Vnútorné prvky – pružina, piest a jadro sú takmer vždy vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, ktorá sa vyznačuje vysokou odolnosťou voči teplotným a tlakovým výkyvom vody.

Základné rozdelenie solenoidových ventilov sa vykonáva podľa polohy uzatváracieho mechanizmu pri odpojenom elektromagnete.

Podľa tohto parametra sa solenoidové elektroventily delia na:

• normálne uzavreté, ventil je zatvorený (NC);
• normálne otvorené, ventil je otvorený (NO);
• bistabilné.

V prvom prípade, kým na solenoid nie je privedené napätie, jadro je vplyvom tlaku pružiny stlačené nadol a voda nepreteká. V druhom prípade, pri stave bez napätia, je kanál naopak úplne otvorený a jeho uzavretie nastane až po privedení napájania.

Tretia možnosť – poloha môže byť otvorená aj zatvorená.

Klasifikácia #2 – podľa princípu fungovania

Funkčne solenoidové elektroventily na vodu pre 220 V a iné napätia sú:

• jednocestné;
• dvojcestné;
• trojcestné.

Prvé majú iba jednu prípojku na potrubie. Sú to poistné zariadenia, určené na vypúšťanie pary alebo vody pri príliš vysokom tlaku v potrubí.

Dvojcestné solenoidové ventily sú najrozšírenejšie a najžiadanejšie. Majú dve prípojky – vstup a výstup, a inštalujú sa do prerušenia potrubia.

Trojcestné zariadenia majú tri prípojky na pripojenie k potrubiam. Takéto varianty sú určené na presmerovanie toku z jedného potrubia do druhého.

Najširšie sa trojcestné ventily používajú vo vykurovacích systémoch. Takéto prístroje umožňujú ľahko uskutočniť prietok teplonosnej látky z jedného okruhu do druhého na zmiešanie pracovného média.

V dôsledku toho sa teplota vody v systéme mení, zatiaľ čo zdroj tepelnej energie pokračuje v práci bez zmeny režimu.

Taktiež elektromagnetické ventily sú:

• priameho účinku;
• nepriameho účinku.

V prvých sa jadro pohybuje výhradne pod vplyvom elektromagnetu. V druhých – na jeho pohyb vplýva aj tlak pracovného média.

Klasifikácia #3 – podľa materiálu tesnenia a membrány

Vo vnútri telesa elektromagnetického ventilu je umiestnená membrána, ktorá blokuje tok vody. Navyše, medzi cievkou a hlavným telesom s prípojkami je umiestnené tesnenie. Oba tieto prvky sú vyrobené z elastických polymérnych materiálov.

Najčastejšie sa v domácich elektromagnetických ventiloch na vodu tesnenia a membrány vyrábajú z EPDM, ktorý sa vyznačuje vysokou odolnosťou voči soliam a nízkym teplotám.

Tesnenie v elektroventiloch môže byť vyrobené z:

• FPM (FKM, VITON) – fluórelastoméru;
• EPDM – etylén-propylénového elastoméru;
• NBR – butadién-nitrilového kaučuku.

Prvý variant sa vyznačuje vysokou maximálnou teplotou pracovného média a odolnosťou voči olejom a benzínom. Druhý – je lacný a odolný voči účinkom solí, zásad a kyselín rozpustených vo vode. Tretí – pokojne znáša kontakt s ropnými produktmi, zvyčajne sa používa v priemysle a automobiloch.

Na cenu elektromagnetického ventilu tento materiál vplýva len málo. Diely z neho sú príliš malé. Typ tesnenia a membrány by sa mal vyberať výlučne na základe charakteristík pracovného média.

Tepelné vlastnosti tesnení sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:

Pri tom v každom prípade treba pri prevádzke elektroventilu venovať osobitnú pozornosť neprítomnosti nečistôt vo vode.

Piesok a hrdza v rúrach skôr či neskôr pokazia akúkoľvek membránu, bez ohľadu na materiál jej prevedenia. Uvedené zariadenie je možné inštalovať len vtedy, ak je v potrubí filter.

Závery a užitočné video k téme

Prehľad zariadenia solenoidového ventilu:

Ako je usporiadaný a funguje elektroventil na 220 V priameho účinku:

Druhy elektromagnetických ventilov podľa princípu spúšťania:

Solenoidový ventil diaľkového ovládania je nenáročný a spoľahlivý v prevádzke. Je navrhnutý na niekoľko desiatok tisíc spustení (spoľahlivo bude fungovať 20–25 rokov) a nevyžaduje špecializovanú údržbu.

Takéto zariadenie pre vodu stojí v rozmedzí 30–60 €, ale pomáha vyriešiť mnoho problémov. Pritom samostatne ho namontovať nie je ťažké, stačí správne vybrať podobný ventil podľa charakteristík a materiálov.

Chcete doplniť uvedený materiál užitočnými informáciami alebo poukázať na nesúlad alebo chybu? Alebo chcete poskytnúť odporúčania pre výber optimálneho modelu solenoidového elektroventilu? Napíšte, prosím, svoje rady a pripomienky do bloku komentárov.

Ak máte otázky k téme článku, pýtajte sa ich našim expertom dole pod touto publikáciou.