Как работает клапанный механизм
Клапаны постоянно подвергаются воздействию высоких температур и давлений. Это требует особого внимания к конструкции и материалам этих деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через нее выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана на бензиновых двигателях может нагреваться до 800˚C — 900˚C, а на дизельных 500˚C — 700C. Нагрузка на тарелку впускного клапана в несколько раз меньше, но достигает 300˚С, что тоже немало.
Поэтому при их производстве используются жаропрочные металлические сплавы с легирующими добавками. Кроме того, выпускные клапаны обычно имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это необходимо для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла от пластины и передает его стержню. Таким образом можно избежать перегрева детали.
Во время работы на седле может образовываться нагар. Чтобы этого не произошло, используются конструкции для поворота клапана. Седло представляет собой кольцо из высокопрочного стального сплава, которое запрессовывается непосредственно в головку блока цилиндров для более плотного контакта.
Кроме того, для правильной работы механизма необходимо соблюдать регламентированный тепловой зазор. Высокие температуры вызывают расширение деталей, что может привести к неправильной работе клапана. Регулировка зазора между кулачками распредвала и толкателями осуществляется подбором специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе используются гидрокомпенсаторы, тогда зазор регулируется автоматически.
Очень большой тепловой зазор препятствует полному открытию клапана, и поэтому цилиндры будут менее эффективно заполняться свежей смесью. Небольшой зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к прогару клапана и снижению компрессии двигателя.
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Помимо обычных ручных вентилей в магазине также можно увидеть соленоидный электромагнитный клапан автоматического действия. Он позволяет не только управлять током жидкостей и газов в трубопроводах на расстоянии, но и автоматизировать этот процесс.
Такие устройства различаются по внутренней конструкции и назначению. Однако принцип работы у всех них одинаков – закрытие/открытие крана происходит за счет срабатывания электромагнита.
В этой статье рассмотрим, зачем нужен такой клапан и как он работает. Также поговорим об основных разновидностях соленоидных электроклапанов.
Классификация запорной арматуры
Запорный клапан отсечного типа часто называют «антипотоп» из-за его основной функции – предотвращения протекания жидкости. На рынке арматуры запорного типа выделяют клапаны различных конструкций в зависимости от места их установки, а также выполняемых функций.
Отсечную запорную арматуру классифицируют по конструктивным особенностям на:
- угловую;
- проходную;
- с одним седлом для запорного устройства;
- двухседельную.
По способу закрытия, одноразовые запорные устройства классифицируются в зависимости от способа отсечения потока содержимого трубопровода на:
- приборы, в которых перекрытие осуществляется посредством грузового воздействия;
- клапаны, закрывающиеся с помощью пружинного механизма;
- агрегаты с наличием пневматического привода;
- приборы с установленным клапаном электромагнитного типа.
Каждый вид отсечной запорной арматуры выбирается и устанавливается только с помощью квалифицированных специалистов, которые хорошо разбираются в комплектации и предназначении того или иного элемента трубопроводных систем. Автоматические или механические клапаны могут иметь различное предназначение, что напрямую определяет сферу использования данной запорной арматуры.
Возможные неисправности и как их устранить
Стоит заметить, что качественный монтаж и соблюдение всех правил эксплуатации, указанных заводом-изготовителем, позволяют обеспечить надежную и длительную работу устройства.
Но бывают случаи, когда клапан выходит из строя гораздо раньше:
- Разгерметизация клапана – скорей всего внутрь устройства попали мелкие механические частицы. Рекомендуем демонтировать и разобрать прибор, а затем установить вместе с дополнительным фильтром.
- Индукционная катушка может выйти из строя при неправильно подаваемой мощности напряжения, превышением температуры и ли давления внутри газопровода. Кроме того, возможно попадание влаги на катушку, что приведет к короткому замыканию. Во всех случаях рекомендуется демонтировать устройства и заменить катушку.
- Неполное открытие или закрытие клапана может быть связано с загрязнением деталей внутри, дефектом мембраны или на соленоиде остается напряжение.
В любом случае ремонт устройства может проводить только квалифицированный сотрудник специализированной организации с допуском к работам.
ВАЖНО!
Электромагнитный газовый клапан не выполняет роль газового крана, поэтому между газовой магистралью и клапаном необходимо установить газовый кран. Если вы планируете не пользоваться газом длительное время, например зимний период, перекрытие подачи газа осуществляйте с помощью газового крана, а не клапана.
Правила и стандарты
Применение предохранительной арматуры регулируется национальными и отраслевыми стандартами, правилами эксплуатации и техническими указаниями.
Для сосудов, работающих под давление, применяют следующие регламентирующие документы:
- (ПБ 03-576-03). Правила безопасности для сосудов и установок давления.
- «Boiler & Pressure Vessel Code» Американский стандарт.
- ГОСТ 24570-81 Национальный стандарт по предохранительным клапанам.
Скачать ГОСТ 24570-81
Системы, защищаемые аварийной арматурой, в случае их нештатной работы или аварии, представляют собой значительную угрозу производственной и общественной безопасности. Поэтому их проектирование, комплектация, монтаж, эксплуатация курируются уполномоченными органами, следящими за соблюдением требований правил и стандартов на всех этапах жизненного цикла оборудования. В РФ это поручено Ростехнадзору.
Модельный ряд электромагнитных клапанов для воды
| Модель | Диаметр | Резьба | Пропускная способность | |
| Давление до 7 бар, исполнение НЗ, рабочая температура 0…+65°С напряжение катушки 220В AC, 24В AC, 24В DC, 12В DC | ||||
| SF62321 | DN10 | G ⅜» | 4,86 м3/ч |
| SF62322 | DN15 | G ½» | 5,04 м3/ч | |
| SF62323 | DN20 | G ¾» | 8,57 м3/ч | |
| SF62324 | DN25 | G 1″ | 12,54 м3/ч | |
| SF62325 | DN32 | G 1¼» | 23,12 м3/ч | |
| SF62326 | DN40 | G 1½» | 31,59 м3/ч | |
| Давление до 10 бар, исполнение НЗ, рабочая температура 0…+80°С напряжение катушки 220В AC, 24В AC, 24В DC, 12В DC | ||||
| SF62522 | DN15 | G ½» | 5,22 м3/ч |
| SF62523 | DN20 | G ¾» | 8,82 м3/ч | |
| SF62524 | DN25 | G 1″ | 13,92 м3/ч | |
| Давление до 10 бар, исполнение НО, рабочая температура 0…+80°С напряжение катушки 220В AC, 24В AC, 24В DC, 12В DC | ||||
| SF62542 | DN15 | G ½» | 5,22 м3/ч |
| SF62543 | DN20 | G ¾» | 8,82 м3/ч | |
| SF62544 | DN25 | G 1″ | 13,92 м3/ч | |
| Давление до 16 бар, исполнение НЗ, рабочая температура -20…+130°С напряжение катушки 220В AC, 110В AC, 24В AC, 24В DC, 12В DC | ||||
| SG55324 | DN15 | G ½» | 5,22 м3/ч |
| SG55325 | DN20 | G ¾» | 8,82 м3/ч | |
| SG55326 | DN25 | G 1″ | 13,92 м3/ч | |
| SG55327 | DN32 | G 1¼» | 25,52 м3/ч | |
| SG55328 | DN40 | G 1½» | 34,80 м3/ч | |
| SG55329 | DN50 | G 2″ | 55,68 м3/ч | |
| Давление до 16 бар, исполнение НО, рабочая температура -20…+130°С напряжение катушки 220В AC, 110В AC, 24В AC, 24В DC, 12В DC | ||||
| SG55344 | DN15 | G ½» | 5,22 м3/ч |
| SG55345 | DN20 | G ¾» | 8,82 м3/ч | |
| SG55346 | DN25 | G 1″ | 13,92 м3/ч | |
| SG55347 | DN32 | G 1¼» | 25,52 м3/ч | |
| SG55348 | DN40 | G 1½» | 34,80 м3/ч | |
| SG55349 | DN50 | G 2″ | 55,68 м3/ч |
Признаки поломки
Определить неисправность можно по внешним признакам:
- Код ошибки на дисплее стиралки.
- Вода набирается в бак без остановки.
- При запуске машины не слышно звука забора воды.
- Бак переполняется водой.
Детальнее о том, как проверить и заменить впускной клапан стиральной машины, читайте ниже.
Как самостоятельно найти неисправность
Перед тем, как проверить электроклапан, осмотрите фильтр-сеточку. Находится он между заборным шлангом и входным клапаном и служит для задержки частичек мусора, поступающих из водопровода.
Поскольку со временем фильтр мог забиться, опишем принцип его очистки:
- Отключите СМ от питания.
- Перекройте впускной вентиль.
- Открутите заливной шланг и слейте из него остатки воды в раковину или другую емкость.
- За шлангом вы обнаружите сеточку. Вытащите ее с помощью пассатижей,и очистите под проточной водой.
Рассмотрим, как открыть и проверить входной клапан в стиральной машине.
- Уберите крышку вверху стиралки. Для этого сзади выкрутите винты, которые удерживают верхнюю крышку.
- Осмотрите клапан на момент повреждений. Если внешне ничего не видно, снимите прибор.
- Отсоедините шланги, ведущие к клапану. Сначала нужно разжать металлические хомуты, поэтому используйте плоскогубцы.
- Теперь отключите проводку.
- Открутите болты, крепящие деталь к корпусу СМА.
- Вытащите клапан.
Осмотрите шланги и сам прибор на момент засора. Как проверить заливной клапан? Проверяйте над емкостью или раковиной, чтобы не намочить на пол.
Следующий вариант проверки нужно проводить достаточно осторожно. Вы должны подать на катушки прибора напряжение в 220 Вольт
При этом секция должна открыться и заполнить емкость водой
Опасность данного метода в том, что при контакте электричества и воды может возникнуть короткое замыкание
Поэтому работать нужно очень осторожно. При этом секция должна открыться и заполнить емкость водой
Опасность данного метода в том, что при контакте электричества и воды может возникнуть короткое замыкание
При этом секция должна открыться и заполнить емкость водой. Опасность данного метода в том, что при контакте электричества и воды может возникнуть короткое замыкание
Поэтому работать нужно очень осторожно
Точно убедиться, необходим ли ремонт клапану стиральной машины, можно при помощи мультиметра. Настройте тестер в режим измерения сопротивления. Поочередно прикладывайте щупы к каждой обмотке, замеряя ее сопротивление. Исправная деталь должна показать результат в 3 кОМ.
Эксплуатационные особенности клапанов для воды
При условии правильной установки, а также при соблюдении всех требований в процессе эксплуатации электромагнитный клапан способен эффективно служить на протяжении длительного срока, стабилизируя уровень водяного давления внутри трубопровода. Соленоид позволяет продлить срок службы труб за счет равномерного распределения нагрузок.
При правильном монтаже, электромагнитный клапан будет эффективно работать очень длительный срок
Основные признаки и причины сбоев в работе электроклапанов на воде:
- Отсутствие электропитания – чаще всего возникает, когда повреждается кабель пульта управления.
- Клапан не срабатывает – если выходит из строя пружина, устройство не сможет нормально функционировать и реагировать на изменение напряжения.
- Отсутствие характерного щелчка при включении – причиной тому может стать сгоревший соленоид.
Самой частой причиной поломки клапана является засор. Поэтому при возникновении любых нарушений в работе устройства в первую очередь следует проверить отверстие, где могут скапливаться твердые частицы.
3. Электромагнитные приводы
Применение: устанавливаются как на нормально открытые (огнезадерживающие), так и на нормально закрытые (дымовые) противопожарные клапаны
Примеры: приводы ПЭМ 038, ПЭМ 091, ПЭМ 119, ЭМ-01-ТМ, ЭМ-25 и прочие
Электромагнитный привод представляет собой пружинный привод с электромагнитной защелкой. Основными элементами привода являются пружина кручения и электромагнит, удерживающий заслонку в исходном положении (для дымовых и НЗ клапанов в положении “закрыт”, для НО (огнезадерживающих) клапанов – “открыт”).
Управляющим сигналом на срабатывание клапана служит подача напряжения на электромагнит. После срабатывания клапана, посредством реле времени, напряжение 220 В с электромагнита снимается, для обеспечения безопасности людей и сохранения работоспособности привода.
Преимуществом электромагнитного привода является быстрое (не более 2 с) перемещение заслонки клапана в рабочее (защитное) положение, а недостатком – необходимость ручного возврата заслонки в исходное положение после срабатывания клапана.
Характеристики и выбор ЭМ клапана
Основными характеристики, на которые нужно обратить внимание при выборе клапана:
- Тип клапана: нормально-открытый или нормально-закрытый. Какой тип клапана выбрать подробно рассмотрено в предыдущем разделе.
- Присоединительные размеры: диаметр и тип резьбы.
- Габаритные размеры: клапан же должен уместиться там, куда его планируется установить.
- Максимальное давление (PN): Предельное давление среды, при котором может работать клапан. Выбирать его нужно с некоторым запасом относительно рабочего давления воды в вашей системе.
- Диапазон рабочего давления (ΔP). Верхний предел обычно совпадает с PN. Нижний предел тоже важен: если давление в системе не достигает нижнего предела, клапан может просто не открыться.
- Масса. Если клапан много весит, придётся продумать для него дополнительный крепёж, чтобы он не погнул трубопровод, на котором установлен.
- Тип управляющего напряжения: переменный или постоянный ток, рабочее напряжение катушки. Необходимо учитывать при проектировании системы управления клапаном.
Критерии выбора клапанов
Чтобы выбрать клапан, способный регулировать потоки жидкости и газа в полную силу, нужно обращать внимание на основные параметры. Главным критерием является рабочее давление детали, которое должно соответствовать системе, в которой она будет установлена, предельное значение может достигать 200С
Кроме этого учитывают диаметр присоединения, измеряемый в дюймах либо миллиметрах. Стоит помнить о том, что нередко проходное сечение прибора меньше, чем условный проход. Также понадобится учесть среду применения детали, которая должна быть совместима с материалом, из которого он сделан, и напряжение катушки клапана, составляющее 24 или 220 вольт.
Огнезадерживающие (НО) и противодымные (НЗ) клапаны
Противопожарные нормально открытые (огнезадерживающие) клапаны предназначены для предотвращения распространения пожара и продуктов горения по воздуховодам, шахтам и каналам систем общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений (Раздел 6 СП 7.13130.2013 и п. 7.13а)
СП 7.13130.2013 п. 6.24: Для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения и (или) автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое отключение при пожаре систем общеобменной вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления (далее – системы вентиляции), а также закрытие противопожарных нормально открытых клапанов.
Отключение систем вентиляции и закрытие противопожарных НО клапанов должно осуществляться по сигналам, формируемым автоматическими установками пожаротушения и (или) автоматической пожарной сигнализацией, а также при включении систем противодымной вентиляции в соответствии с п. 7.19.
Противопожарные нормально открытые (огнезадерживающие) клапаны в нормальных условиях (без пожара) открыты, а при пожаре должны закрываться, обеспечивая неразрывность противопожарной преграды.
Противопожарные нормально закрытые (дымовые, противодымные) клапаны предназначены для систем вытяжной и приточной противодымной вентиляции (Раздел 7 СП 7.13130.2013 п. 7.11в, п. 7.17д), а также для систем удаления дыма и газа после пожара в помещениях, защищаемых установками газового, аэрозольного или порошкового пожаротушения. В нормальных условиях (без пожара) клапаны закрыты. При пожаре нормально закрытые клапаны переходят в рабочее состояние – открываются – для обеспечения удаления дыма или подачи воздуха в защищаемые объемы, например, тамбур-шлюзы, а также для удаления дыма и газа после тушения пожара газовыми, аэрозольными или порошковыми установками пожаротушения.
В системах вытяжной противодымной вентиляции (системы дымоудаления) клапаны НЗ должны открываться в зоне задымления, а в остальных зонах, например, на других этажах здания, должны оставаться закрытыми для обеспечения нормативных требований по подсосу воздуха в канал дымоудаления.
Для управления исполнительным механизмом (заслонкой) противопожарных нормально закрытых и дымовых клапанов должны устанавливаться приводы, управляемые подачей напряжения, – электромагнитные приводы и реверсивные электроприводы, которые удовлетворяют требованию п. 7.19 СП 7.13130.2013.
Согласно п. 7.19 СП 7.13130.2013 Исполнительные механизмы противопожарных нормально закрытых (дымовых) клапанов должны сохранять заданное положение заслонки клапана при отключении электропитания привода клапана.
Также, согласно СП 60.13330.2012 п. 12.4 Дымовые и противопожарные клапаны, дымовые люки, фрамуги (створки) и другие открывающиеся устройства шахт, фонарей и окон, предназначенные для противодымной защиты, должны иметь автоматическое, дистанционное и ручное (в местах установки) управление.
Устройство электромагнитного клапана
При изготовлении обратного нормально открытого клапана электромагнитного типа могут использоваться самые различные элементы. Клапан электромагнитный обладает следующими свойствами:
- Перекрытие потока осуществляется за счет подвижного элемента, который в большинстве случаев совершает возвратно-поступательное движение.
- Перемещение плунжера и штока происходит в корпусе. Для обеспечения требуемой степени герметизации они подгоняются по размерам.
- Корпус имеет отводящее и подводящее отверстие. Крепление проводится самым различным образом, к примеру, при помощи фланцев или при применении технологи сварки.
- Основной элемент представлен электромагнитной катушкой. Она ответственна за создание электромагнитного поля, за счет которого совершается перемещение основного элемента.
В целом можно сказать, что устройство достаточно просто и работает надежно. Большинство вариантов исполнения характеризуются схожими конструктивными признаками.
Главные причины выхода из строя
Не обращая внимания на надежность механизма он может иногда выходить из строя. Причины такие:
- Подача большого напряжения. Собственно поэтому проходит установка предохранителей, которые исключают перегрузку.
- Загрязнение. Для уменьшения допустимости засорения хорошо открытого клапана проходит установка предварительного фильтра.
- Влияние механики со стороны внешней среды. Даже небольшое влияние может привести к повреждению важных элементов механизма.
- Влияние очень высокой температуры. Слишком больший коэффициент будет причиной изменения ключевых параметров используемых материалов во время изготовления.
- Влияние агрессивных химикатов.
- Допущение ошибок во время работ по монтажу.
- Очень много абразивных примесей в составе среды.
Принцип действия пилотного электромагнитного клапана
Клапан нормально закрытый
В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электро клапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером. Давление в верхней полости клапана (над мембраной) поддерживается через перепускное отверстие в мембране (или через канал в поршне) и равно давлению на входе в клапан. Клапан электромагнитный находится в закрытом положении, пока катушка не окажется под напряжением.
Для открытия клапана напряжение подается на катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается. Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.
Клапан нормально открытый
Принцип действия нормально открытого клапана наоборот – в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.
Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP – разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления. Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.
Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия
У электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. При закрытии (отсутствии магнитного поля), подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности.
Для клапана электромагнитного прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin=0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других местах, где давление минимально или отсутствует.
Принцип действия бистабильного клапана
Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: “Открыто” и “Закрыто”. Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока. Для удержания открытого или закрытого положения подавать напряжение на катушку не требуется! Конструктивно, бистабильные импульсные клапаны выполнены как пилотные клапаны, т.е. необходим минимальный перепад давления.
Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) – это функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра, давления и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.
