Solenoidni elektromagnetski ventil: gdje se koristi + vrste i princip rada

Osim uobičajenih ručnih ventila u trgovini se također može vidjeti solenoidni elektromagnetski ventil automatskog djelovanja. Omogućuje ne samo upravljanje protokom tekućina i plinova u cjevovodima na daljinu, već i automatizaciju tog procesa.

Takvi se uređaji razlikuju po unutarnjoj konstrukciji i namjeni. Međutim, princip rada im je isti – zatvaranje/otvaranje ventila događa se aktiviranjem elektromagneta.

U ovom članku razmotrit ćemo čemu služi takav ventil i kako radi. Također ćemo govoriti o glavnim vrstama solenoidnih elektroventila.

Čemu služi elektromagnetski ventil?

Solenoidni ventili su kategorija suvremene zaporne armature za cjevovode najrazličitije namjene. U kućanstvu se takvi elektroventili primjenjuju u automobilima, specijalnim vozilima, vodovodima te sustavima automatskog zalijevanja i grijanja.

Također se široko koriste u industriji za regulaciju protoka i kontrolu transporta raznih tekućina i plinova.

Solenoidni elektroventil spada u energetski ovisnu opremu, za aktiviranje otvaranja ili zatvaranja zahtijeva električno napajanje

Unutrašnjost elektromagnetskog ventila za vodu ili plin nema nikakve senzore. Pomoću njega može se samo regulirati ili potpuno zatvoriti protok radnog medija. Ako je potrebna automatizacija tih procesa, tada će se morati dodatno ugraditi vanjski mjerni instrumenti, povezujući rad elektroventila s njima.

Na primjer, dodatno koristiti u kombinaciji kontroler i senzor curenja vode, kako bi u trenutku otkrivanja curenja solenoidni ventil dobio odgovarajuću naredbu od kontrolera i zatvorio cjevovod.

Među prednostima korištenja solenoidnih ventila su:

• brza regulacija protoka radnog medija kroz cjevovod;
• svestranost i pouzdanost uređaja;
• dug vijek trajanja;
• male dimenzije i mala težina;
• raznolikost vrsta uređaja.

Aktiviranje ventila događa se doslovno u djeliću sekunde nakon što se na njega pošalje signal. Dizajniran je za rad s tekućinama pod različitim tlakovima, od 0 do 25 bara, i s promjenjivom temperaturom, od -20 do +120 °C. U beznaponskom stanju takav elektroventil može ostati u zatvorenom ili otvorenom položaju – sve ovisi o modifikaciji uređaja.

U kućanstvu se najčešće solenoidni elektromagnetski ventil primjenjuje u sustavima vodoopskrbe i grijanja, gdje se njime daljinski regulira protok vode.

U vodovodima omogućuje automatsko zatvaranje dovoda vode u slučaju puknuća cijevi. U sustavima grijanja takav se ventil koristi kao uređaj za regulaciju protoka toplinskog medija.

Ovdje na temelju vanjskog temperaturnog senzora samostalno smanjuje ili povećava protok zagrijane tekućine od kotla prema radijatorima.

Kako radi ventil sa solenoidom?

Solenoidni elektroventil sastoji se od:

• kućišta od čelika, lijevanog željeza, mjedi ili polimera;
• indukcijske zavojnice s jezgrom (solenoida);
• radnog zapornog elementa;
• brtvila;
• prigušne opruge.

Indukcijska zavojnica od bakra unutar zapornog uređaja smještena je u hermetičkom kućištu, u koje voda nema pristup. Zatvaranje ili otvaranje kanala protoka radnog medija odvija se pomoću klipa i membrane koji se izvlače djelovanjem solenoida.

Priključak električnog napajanja na solenoidni ventil vrši se pomoću stezaljki na vrhu kućišta uređaja, uz indukcijsku zavojnicu.

U beznaponskom stanju, pod utjecajem opruge, ventil potpuno zatvara kanal protoka ili ga ostavlja potpuno otvorenim. Zatim, nakon dovoda napona na zavojnicu, dolazi do pomaka jezgre s klipom, zbog čega se poprečni presjek tog protoka povećava/smanjuje.

Opći princip rada promatranog elektromagnetskog ventila je jednostavan – kretanje klipa u njemu se odvija zbog elektromagnetske indukcije. Pri protjecanju električne struje kroz zavojnicu, na jezgru koja se nalazi u njezinom središtu djeluje elektromagnetsko polje čija snaga i smjer ovise o primijenjenom naponu u voltima.

Kao rezultat, dolazi do pomaka zapornog elementa i promjene protočnog presjeka ventila.

Zavojnica solenoidnog ventila, ovisno o modifikaciji uređaja, može raditi na naponu od 5–36 V istosmjerne struje ili 220 V izmjenične struje.

Elektroventili s niskim upravljačkim naponom namijenjeni su za rad u cjevovodima malog promjera i s malim tlakom radnog medija. Područje njihove primjene prilično je ograničeno.

Stoga je takve ventile lakše ugraditi u upravljački sustav na niskonaponskim poluvodičkim uređajima i povezati s različitim mikrokontrolerima. U vodovodima i krugovima grijanja privatnih kuća obično se koriste upravo oni.

Vrste solenoidnih elektroventila

Postoji nekoliko varijanti ovog uređaja. Takvi se uređaji klasificiraju prema materijalu izrade kućišta, konstrukciji i položaju zatvarača u beznaponskom stanju, vrsti brtve i načinu povezivanja s cijevima.

Svaka od ovih varijanti dizajnirana je za rad s određenim medijem prema sastavu, temperaturi i tlaku. Solenoidni elektroventil trebate pažljivo odabrati. Ako uzmete uređaj koji ne odgovara zahtjevima, neće dugo trajati.

Prva i osnovna podjela elektromagnetnih ventila je prema vrsti električne struje. Naime, oni mogu raditi na izmjeničnu ili istosmjernu struju.

Prema načinu priključenja, solenoidni elektroventili se dijele na:

• prirubnički ventili;
• spojni;
• priključni.

A prema veličini, mogu biti od 6 do 150 DN (od 1/8 do 6 inča). Postoji varijanta za svaki cjevovod.

Kućište ovih elektroventila izrađuje se od:

• plastike (ojačanog PPA, PVC-a, najlona);
• nehrđajućeg čelika;
• mjed;
• lijevanog željeza.

Svaka od ovih varijanti ima svoje karakteristike tlaka i temperature radnog medija. Ove brojke trebate pažljivo proučiti u uputama uređaja kako ne biste pogriješili s odabirom. Pritom će za vodovod ili grijanje u privatnoj kući odgovarati bilo koja od gore navedenih varijacija.

Klasifikacija #1 — prema unutarnjem uređaju

Ventili se prema konstrukciji upravljačkog elementa dijele u tri skupine:

1. Klizni.
2. Membranski.
3. Klipni.

Elektromagnetski ventili u kućnoj izvedbi obično se izrađuju s membranom. To je jeftina i pouzdana varijanta koja bez problema upravlja regulacijom protoka vode u kućnim sustavima grijanja i vodoopskrbe.

Unutarnji elementi – opruga, plunžer i jezgra, gotovo se uvijek izrađuju od nehrđajućeg čelika, koji se odlikuje visokom otpornošću na temperaturne i tlačne fluktuacije vode.

Osnovna podjela solenoidnih ventila provodi se prema položaju zapornog mehanizma kada je elektromagnet bez napona.

Prema ovom parametru, solenoidni elektroventili se dijele na:

• normalno zatvorene, ventil zatvoren (NZ);
• normalno otvorene, ventil otvoren (NO);
• bistabilne.

U prvom slučaju, dok na solenoid nije doveden napon, jezgra je zbog pritiska opruge spuštena prema dolje i nema protoka vode. U drugom slučaju, kada je uređaj bez napona, kanal je naprotiv potpuno otvoren, a njegovo zatvaranje događa se tek nakon dovoda napona.

Treća varijanta – položaj može biti otvoren ili zatvoren.

Klasifikacija #2 — prema principu funkcioniranja

Funkcionalno, solenoidni elektromagnetski ventili za vodu za 220 V i druge napone su:

• jednoprotokni;
• dvoprotokni;
• troprotokni.

Prvi imaju samo jedan priključak za spajanje na cjevovod. To su sigurnosni uređaji namijenjeni ispuštanju pare ili vode pri previsokom tlaku u cijevima.

Dvoprotokni solenoidni ventili su najrašireniji i najtraženiji. Imaju dva priključka – ulaz i izlaz, i ugrađuju se u prekid cjevovoda.

Troprotokni uređaji imaju tri priključka za spajanje na cijevi. Takve su opcije namijenjene preusmjeravanju toka iz jednog cjevovoda u drugi.

Najšire se troprotokni ventili koriste u sustavima grijanja. Takvi uređaji omogućuju lako preusmjeravanje toplinskog medija iz jednog kruga u drugi radi miješanja radnog medija.

Kao rezultat, temperatura vode u sustavu se mijenja, a izvor toplinske energije nastavlja raditi bez promjene načina rada.

Također, elektromagnetski ventili su:

• izravnog djelovanja;
• neizravnog djelovanja.

Kod prvih se jezgra pomiče isključivo pod utjecajem elektromagneta. Kod drugih – na njezino pomicanje također utječe tlak radnog medija.

Klasifikacija #3 — prema materijalu brtve i membrane

Unutar kućišta elektromagnetskog ventila nalazi se membrana koja zatvara protok vode. Osim toga, između zavojnice i glavnog dijela s priključcima nalazi se brtva. Oba ova elementa izrađena su od elastičnih polimernih materijala.

Najčešće se u kućanskim elektromagnetskim ventilima za vodu brtve i membrane izrađuju od EPDM-a, koji se odlikuje visokom otpornošću na soli i niske temperature.

Brtva u elektromagnetskim ventilima može biti izrađena od:

• FPM (FKM, VITON) – fluoroelastomera;
• EPDM – etilen-propilenskog elastomera;
• NBR – butadien-nitrilne gume.

Prva se varijanta odlikuje visokom maksimalnom temperaturom radnog medija i otpornošću na ulja i benzine. Druga – jeftina je i otporna na djelovanje soli, lužina i kiselina otopljenih u vodi. Treća – lako podnosi kontakt s naftnim derivatima, obično se koristi u industriji i automobilima.

Na cijenu elektromagnetskog ventila ovaj materijal ne utječe mnogo. Dijelovi od njega premali su veličinom. Vrstu brtve i membrane treba odabrati isključivo na temelju karakteristika radnog medija.

Toplinska svojstva brtvi prikazana su u sljedećoj tablici:

No, u svakom slučaju, posebnu pozornost treba posvetiti odsutnosti nečistoća u vodi tijekom rada elektromagnetskog ventila.

Pijesak i hrđa u cijevima će prije ili kasnije uništiti bilo koju membranu, neovisno o materijalu izrade. Razmatrani uređaj se može instalirati samo ako u cjevovodu postoji filter.

Zaključci i koristan video na temu

Pregled uređaja solenoidnog ventila:

Kako je ustrojen i radi elektroventil od 220 V izravnog djelovanja:

Vrste elektromagnetskih ventila prema načinu aktivacije:

Solenoidni ventil daljinskog upravljanja nezahtjevan je i pouzdan u radu. Predviđen je za nekoliko desetaka tisuća aktivacija (ispravno će raditi 20–25 godina) i ne zahtijeva specijalizirano održavanje.

Takav uređaj za vodu košta u rasponu od 30–60 €, ali pomaže riješiti mnoge probleme. Pritom ga nije teško samostalno montirati, samo treba pravilno odabrati odgovarajući ventil prema karakteristikama i materijalima.

Želite li dopuniti gore navedeni materijal korisnim informacijama ili ukazati na neslaganje ili pogrešku? Ili želite dati preporuke za odabir optimalnog modela solenoidnog elektroventila? Pišite, molim vas, svoje savjete i primjedbe u bloku komentara.

Ako ste imali dodatnih pitanja o temi članka, postavite ih našim stručnjacima ispod ove objave.