Solenoidový ventil – princip činnosti a jeho funkce

Ve statické poloze, když je cívka zařízení bez napětí, je v důsledku mechanického působení pružiny membrána nebo píst ventilu v těsném spojení se sedlem ventilu. Pod vlivem elektrického napětí se elektromagnetický ventil otevírá/zavírá. Je to proto, že magnetické pole vytvořené uvnitř zařízení vtahuje píst do cívky ventilu. Existují také solenoidové ventily s ručním ovládáním, které lze otevřít/zavřít podle potřeby, pokud je vadná cívka ventilu.

Typy solenoidových ventilů

U přímočinných ventilů je membrána upevněna ke zvednutelnému plunžru. Při přivedení proudu na elektrickou cívku se plunžr zvedne a s ním i membrána (píst). Takto se magnetický ventil otevírá/zavírá, aniž by to přímo ovlivnilo. Takové ventily nevyžadují vstupní tlak. U přímočinných ventilů je zpravidla instalována výkonnější cívka elektromagnetického ventilu než u ventilů s pilotním principem ovládání.

• Pilotní akce (se zesílením serva)

U ventilů ovládaných pilotem je za otevírání/zavírání zodpovědný pilotní kanál. Zavírá/otevírá se plunžrem (jádro), v uzavřeném/otevřeném stavu je kanál uzavřen/otevřen, tlak ve ventilu (nad a pod membránou nebo pístem) je automaticky kompenzován. Když se kanál otevře/zavře, objeví se rozdíl v tlaku a ventil se otevře/zavře kvůli vyššímu tlaku na vstupu do ventilu. U pilotních ventilů je instalována elektromagnetická cívka nižšího výkonu (oproti přímočinným ventilům) a konstantní vstupní tlak by měl být od 0,5 bar.

Podle typu se ventily dělí na:

• Normálně zavřeno (NC) při přivedení napětí – otevřou se, pokud napětí zmizí, pružina je vrátí do reverzní polohy, tedy normálně zavřeno.
• Normálně otevřený (NO) se při přivedení napětí zavírá.
• Bistabilní – otevírá/zavírá, když je aplikován krátkodobý impuls dané polarity. Solenoid* je tedy nabit na zlomek sekundy, což šetří energii a zabraňuje zahřívání elektromagnetické cívky.

* Solenoid je indukční cívka ve formě izolovaného vodiče navinutého na válcové ploše, kterou protéká elektrický proud.

Podle typu těsnicí membrány a těsnění pístu

• Membrána FKM – Fluorkaučuk. Elastický kopolymer. Vysoká odolnost proti stárnutí, ozónu, ultrafialovému záření. Neutrální vůči alkalickým médiím, ropným produktům, motorové naftě a benzínu, alkoholu, vodě, vzduchu, nízkotlaké páře (do 2 barů). Zničeno estery a organickými kyselinami.
• EPDM membrána – Ethylen propylen diene kaučuk. Chemicky a mechanicky odolný elastický kopolymer etylenu a propylenu. Odolává kyselinám, zásadám, oxidačním činidlům, solným roztokům, horké a studené vodě, nízkotlaké páře (do 2 barů), vzduchu a neutrálním plynům. Ničí při kontaktu s uhlovodíky (benzín, nafta), oleji, aromatickými alkoholy (benzen). Provozní teplota -20. +130 С.
• Membrána NBR – nitrilbutadienový kaučuk. Elastický polymer. Neutrální vůči účinkům benzínu, oleje, motorové nafty, alkálií, anorganických kyselin, propanu, butanu, vody. Ničí při kontaktu s benzenem a oxidačními činidly. Provozní teplota -10. +90 С. Dlouhodobý provoz při teplotách nad 90C vede ke ztrátě elastických vlastností a stárnutí materiálu.
• Membrána VMQ – Silikon-organický elastomer. Vysoká odolnost vůči horkému vzduchu, ozónu, ultrafialovému záření, minerálním olejům. Oblast použití: lékařský průmysl a potravinářská výroba (voda, alkoholy, roztoky). Vyznačuje se odolností proti oděru a nízkou přilnavostí.
• Těsnění PTFE – Polytetrafluorethylen. Tento fluoropolymer je jedním z nejvíce chemicky odolných polymerních materiálů. Používá se pro kyseliny a zásady vysoké koncentrace, rozpouštědla, benzen, okysličovadla, oleje, paliva, agresivní plyny, horkou vodu, přehřátou páru. Zničeno fluoridem chloričitým a tekutými alkalickými kovy.
• Membrána VITON je elastomer na bázi fluorkaučuku. Kompatibilní s minerálními oleji, tuky, estery, ropou. Provozní teplota -20. +130 С.

Pravidla pro instalaci a provoz

Před montáží je nutné zajistit, aby kondenzace a vibrace v místě instalace ventilu byly omezeny na minimum. Neexistuje žádná možnost námrazy potrubí. V blízkosti nejsou žádné úniky ani praskliny.

Ventil musí být instalován v předem propláchnutém potrubí. Před vstup ventilu se doporučuje nainstalovat filtr, který ochrání ventil před kontaminovaným prostředím a prodlouží tak jeho životnost.

Aby byla zajištěna správná funkce, musí být všechny solenoidové ventily instalovány cívkou nahoru a směr šipky na těle musí být zarovnán se směrem průtoku.

Ujistěte se, že provozní napětí cívky je správné (viz nápis na cívce ve voltech). Také se ujistěte, že specifikace (napětí a frekvence) jsou správné a odpovídají napájecímu zdroji. Pokud tyto specifikace nejsou splněny, může se cívka spálit.

Věnujte pozornost barvám žil kabelu. Žlutá/zelená je vždy země. Další dva vodiče jsou určeny pro připojení fáze a nuly.

Výměna cívky

Poznámka k zasouvacím cívkám: Při výměně cívky ji uvolněte z kotvy šroubovákem. Pozor: Před demontáží cívky musíte vypnout napětí, jinak může cívka shořet.

V moderních systémech úpravy vody a zásobování vodou důležitou funkci plní zařízení, které reguluje průtoky kapaliny – elektromagnetický ventil. Toto zařízení je široce používáno ve výrobě a ve složitých technologických procesech, ale dnes je stále více využíváno v každodenním životě.

Obecně se solenoidový ventil skládá z těla, elektrického magnetu (solenoidu) a pístu nebo disku, který řídí tok tekutiny. Nejdůležitější vlastností elektromagnetického ventilu je, že je ovládán na dálku a bez lidského zásahu.

Typy solenoidových ventilů a principy činnosti

Na základě své výchozí pracovní polohy se elektromagnetické ventily dělí na 2 hlavní typy:

• Normálně zavřený (NC)
• Normálně otevřené (NE)

Rozdíl mezi těmito dvěma typy zařízení je v tom, že „NC“ ventily jsou zpočátku zavřené a „NO“ zařízení jsou otevřená.

„Srdcem“ solenoidového ventilu je cívka, do které je přiváděn elektrický proud. Princip fungování tohoto zařízení závisí na jeho typu. Když se tedy na cívku normálně uzavřeného ventilu přivede napětí, vytvoří se magnetické pole, píst se pohne a otevře pilotní otvor pro čerpání kapaliny. Pokud na cívce není žádné napětí, pružina přitlačí desku ventilu k pilotnímu otvoru a průtok vody se zastaví. Normálně otevřený ventil působí přesně opačně – při přivedení elektrického napětí změní stav z otevřeného (počátečního) na uzavřený. Aby oba typy ventilů fungovaly, musí být do cívky dlouhodobě přiváděn elektrický proud.

Sluší se dodat, že dnes se často používají tzv. bistabilní (pulzní) ventily, které se přepínají z otevřené do zavřené polohy při působení krátkého impulzu na cívku. Klíčovou vlastností bistabilních ventilů je to, že k udržení uzavřené nebo otevřené polohy není vyžadováno trvalé napájení.

Kromě rozdělení podle výchozího stavu se typy ventilů rozlišují podle principu činnosti. Například přímo působící zařízení pracují při nulovém tlakovém rozdílu, to znamená pod vlivem magnetického pole cívky, a nepřímo působící zařízení začínají pracovat při minimálním tlakovém rozdílu mezi vstupním a výstupním potrubím.

Oblasti použití solenoidového ventilu

Tato zařízení nacházejí své praktické uplatnění v různých oblastech, včetně:

• Zásobování vodou, vodní stavby. Elektromagnetické ventily se instalují na potrubí, akumulační a vypouštěcí nádrže, kotle a expanzní zařízení.
• Hašení požáru. V tomto případě se obvykle používají normálně uzavřené ventily.
• Ochrana proti úniku v továrnách a doma. V tomto složitém systému ventil uzavře vodu, když se aktivuje speciální senzor, který monitoruje úniky.
• Zavlažovací systémy.

Hlavní nevýhodou použití solenoidových ventilů je jejich volatilita – pokud není napětí, systémy, ve kterých jsou tato zařízení instalována, nebudou moci fungovat. Mezi další nevýhody patří vysoké provozní náklady a vysoká cena. Většina nevýhod je však kompenzována výhodami solenoidových ventilů. Mezi ně patří spolehlivost, rychlost a odolnost. První dvě kvality jsou dány tím, že tato zařízení byla původně vyvinuta pro použití v průmyslu a v různých průmyslových odvětvích, kde je vyžadován stálý přísun kapalných nebo plynných médií a cena chyby je příliš vysoká. Dnes lze tyto vlastnosti solenoidových ventilů ocenit v každodenním životě. Z hlediska životnosti je zde rozhodující kvalita materiálů, ze kterých jsou ventily vyrobeny. Při jejich výrobě se používá litina, mosaz, nerezová ocel, ale i polymery, které se vyznačují vysokou pevností a odolností.

Solenoidový ventil má tedy oproti tradičním kohoutkům a šoupátkům důležité výhody. Mezi hlavní patří její spolehlivost a optimalizace spotřeby vody v zavlažovacích a protipožárních systémech, myčkách a mycích jednotkách, při udržování akvárií a vytváření systému „smart home“, v zařízeních na ochranu proti úniku a pro doplňování kotlů a radiátorů topný systém.

„Filter-NN“ nabízí širokou škálu solenoidových ventilů různých průměrů (od 1/4″ do 3″), materiálů (mosaz, nerezová ocel) a typů, od levných čínských až po ultra spolehlivé evropské značky. Podrobnější informace o produktech získáte v příslušné sekci webu.