Как работает электромагнитный клапан? Объяснение катушки, плунжера, отверстия и устранения неполадок

Большинство обратных вызовов электромагнитных клапанов начинаются с симптома, а не с теории. Холодильник работает всю ночь и так и не достигает заданной точки. Тепловой насос включается в неподходящий момент. После остановки льдогенератор заливает испаритель. Затем техник снимает катушку, нажимает на поршень отверткой и обнаруживает, что клапан по-прежнему свободно перемещается вручную. В этом случае неисправность является электрической или системной, а не механической. Знание того, что должны делать катушка, плунжер и отверстие и в каком порядке, превращает длинный диагностический вызов в короткий.

Как работает электромагнитный клапан: краткий ответ

Электромагнитный клапан представляет собой запорное устройство с электрическим управлением. Ток проходит через медную обмотку, обмотка создает магнитное поле, и это поле притягивает подвижный железный плунжер к возвратной пружине. Плунжер имеет уплотнение, которое либо поднимается над небольшим отверстием, называемым отверстием, чтобы обеспечить поток, либо нажимает на него, чтобы остановить поток. Отключите ток, и пружина вернет уплотнение в исходное положение. Все остальные части клапана предназначены для поддержки этого единственного движения: направления плунжера, герметизации пути жидкости и направления потока через правильные порты.

Внутри клапана: три узла, которые выполняют свою работу

Электромагнитный клапан выглядит как корпус с небольшим цилиндром, прикрепленным сверху, но ведет себя как три отдельных узла, сложенных вместе. Каждый терпит неудачу по-своему, и симптом обычно указывает на виноватую группу.

Рабочая последовательность, шаг за шагом

1. В состоянии покоя возвратная пружина удерживает уплотнение напротив отверстия. В нормально закрытом клапане это означает отсутствие потока даже при полном давлении в линии, находящемся на впускном отверстии. Это безопасное состояние для большинства систем охлаждения и топлива.
2. Контроллер подает напряжение на клеммы катушки, обычно через реле, термостат или плату оттайки.
3. Ток, проходящий через обмотку, создает магнитное поле внутри направляющей трубки за десятки миллисекунд.
4. Магнитная сила, действующая на плунжер, возрастает до тех пор, пока не превысит силу пружины плюс давление жидкости, удерживающее уплотнение закрытым, и плунжер поднимается.
5. Уплотнение сходит с отверстия. Жидкость или газ теперь проходит из впускного порта в выпускной, а скорость потока задается диаметром отверстия и перепадом давления на клапане.
6. При отключении питания поле разрушается, пружина толкает плунжер обратно вниз, и уплотнение снова закрывает отверстие.

Почему катушка нагревается: пусковой ток, ток удержания и рабочий цикл

Когда плунжер все еще находится на месте, магнитная цепь имеет большой воздушный зазор, поэтому для втягивания плунжера требуется сильное поле. Это пусковая фаза, и в течение доли секунды он потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. Как только плунжер втягивается, воздушный зазор закрывается, и можно поддерживать ту же удерживающую силу при гораздо меньшем токе. Катушка мощностью 10 Вт в момент включения может потреблять ток, эквивалентный 40 Вольт-Амперам. Это объясняет ошибку, которая сбивает с толку многих технических специалистов: катушка может измерять правильное сопротивление и при этом перегреваться, потому что плунжер, который никогда не садится полностью, удерживает клапан в пусковом состоянии и поджигает обмотку. Здесь также объясняются номинальные значения рабочего цикла. Клапану, который должен оставаться открытым в течение нескольких часов, нужна катушка, рассчитанная на непрерывную работу, в то время как некоторые конструкции с короткими импульсами рассчитаны только на периодическое использование.

Нормально закрытые, нормально открытые и многоходовые конструкции.

Нормально закрытый

Поток блокируется без подачи питания. Это обычный выбор для жидкостной линии, поскольку сбой в подаче электроэнергии останавливает поток, а не затопляет нижнюю сторону системы.

Нормально открытый

Поток проходит без подачи питания и прекращается, когда на катушку подается питание. Эти клапаны используются там, где охлаждающая вода или вентиляционная линия должны оставаться открытыми, когда контур управления отключен.

Двухсторонний и трехсторонний

Двухходовой клапан имеет входное и выходное отверстия и просто открывает или закрывает один путь. Трехходовой клапан имеет три порта и может перенаправлять поток из одного порта в другой, что подходит для управления цилиндром, переключения проб и некоторых механизмов перепуска горячего газа. Конфигурация порта имеет такое же значение, как и напряжение катушки, поскольку трехходовой клапан, установленный как двухходовой, будет давать утечку в одном положении, независимо от того, насколько хорошо он подключен.

Что определяет, работает ли клапан в вашей цепи

• Размер отверстия и коэффициент расхода: корпус одного размера обычно предлагается с несколькими диаметрами отверстия, и расход резко возрастает с увеличением диаметра.
• Минимальный перепад давления: для открытия клапанов с пилотным управлением необходима разница давлений на клапане. Ниже этого значения они остаются закрытыми даже при включенной катушке.
• Максимальный перепад давления: выше него клапан может не открываться надежно или не закрываться против потока.
• Направление потока: большинство конструкций герметизируют поток, поэтому при обратной установке протекает через седло в закрытом состоянии.
• Материал уплотнения: смеси хладагента, масла и гликоля требуют разных эластомеров, а набухшее уплотнение тянется за направляющую трубку.
• Напряжение, частота и рабочий цикл катушки: катушка 24 В постоянного тока, катушка 110 В переменного тока и катушка 220 В переменного тока не взаимозаменяемы, а версии переменного тока зависят от частоты питания.

Соответствие клапана работе в холодильном оборудовании

В холодильной технике электромагнитный клапан обычно представляет собой соленоид жидкостной линии. В цикле откачки термостат открывает клапан при повышении температуры, компрессор опускает сторону низкого давления до уровня откачки, а реле низкого давления останавливает компрессор. Если клапан протекает через седло, сторона низкого давления никогда не остается в нижнем положении, компрессор работает с короткими циклами, и машина работает всю ночь на регуляторе низкого давления.

Клапаны прямого действия подходят для небольших систем, где доступная разница давлений невелика, в то время как клапаны с пилотным управлением подходят для трубопроводов большего размера, где змеевик прямого действия будет слишком большим и слишком теплым. Здесь также имеет значение выбор хладагента: для конструкции, которая хорошо работает на R134a, может потребоваться другой состав отверстия и уплотнения для R32 или для систем CO2, работающих при гораздо более высоких давлениях.

Электромагнитный клапан типа EVR для систем охлаждения и кондиционирования воздуха Компактный электромагнитный клапан разъемной конструкции с латунным корпусом и синей катушкой, доступен с прямым или сервоприводом для линий жидкости, всасывания и горячего газа. Посмотреть продукт →

Семейства клапанов обычно строятся на основе одного и того же принципа работы, а затем масштабируются по размеру порта, отверстию и стилю соединения, поэтому спецификация, подходящая для одного размера линии, часто имеет прямой эквивалент на один размер больше или меньше.

Электромагнитный клапан охлаждения DSF для кондиционирования воздуха и холодильных камер Компактный электромагнитный клапан с латунным корпусом и черной катушкой, предназначенный для точного регулирования расхода хладагента в системах кондиционирования воздуха, холодильных камерах и коммерческих холодильных контурах. Посмотреть продукт →

Для тех, кто хочет поближе познакомиться с одним распространенным семейством, используемым в жидкостных линиях, есть краткое техническое примечание. Электромагнитные клапаны типа EVR который охватывает строительство и долгосрочную эксплуатацию.

Виды отказа, которые вы можете найти за считанные минуты

• Поломка катушки: обрыв обмотки, закороченный виток или сгоревший изоляционный слой. Измерьте сопротивление и сравните его со значением, указанным на катушке.
• Заклинивший плунжер: коррозия, нагар или вздутое уплотнение заклинивает плунжер в направляющей трубке, поэтому клапан гудит, не смещаясь.
• Утечка седла: кусочек меди, паяльного флюса или окалины проходит сквозь уплотнение и повреждает его, оставляя постоянный путь утечки.
• Лед в отверстии: влага в контуре замерзает в месте сужения и блокирует поток до тех пор, пока клапан снова не нагреется.
• Неправильная катушка для источника питания: катушка переменного тока при источнике постоянного тока или наоборот подаст питание один раз и вскоре выйдет из строя.

Прежде чем сделать заказ: практический контрольный список

1. Запишите размер линии, тип соединения и направление потока, указанные на старом корпусе.
2. Обратите внимание на жидкость, нормальную рабочую температуру и температуру окружающей среды вокруг змеевика.
3. Подтвердите напряжение катушки переменного или постоянного тока, а также частоту питания катушек переменного тока.
4. Решите, нужна ли схеме нормально закрытая или нормально открытая функция.
5. Проверьте минимальный и максимальный перепады давления, которые может обеспечить система.
6. Проверьте рабочий цикл, поскольку клапан, который остается открытым в течение нескольких часов, нуждается в катушке непрерывного режима работы.

Принесите эти шесть чисел поставщику, и выбор станет коротким разговором, а не игрой в угадайку. Большие каталоги освещают ту же тему более подробно, а также полный брошюра о продукте обычно это самый быстрый способ сравнить емкости в диапазоне.

Электромагнитный клапан типа FDF для холодильного оборудования, кондиционирования воздуха и тепловых насосов Электромагнитный клапан с пилотным управлением со встроенной катушкой и корпусом клапана, используемый в холодильных камерах, кондиционерах, осушителях и размораживателях. Посмотреть продукт →

Электромагнитный клапан – это простая машина с узким набором движущихся частей, и именно поэтому он поддается диагностике. Катушка превращает ток в движение, плунжер превращает движение в изменение состояния, а уплотнение решает, остановится ли поток. Когда система работает неправильно, проверка этих трех звеньев по порядку занимает несколько минут и показывает, связана ли проблема с клапаном, контроллером или где-то дальше по линии.