Zawory elektromagnetyczne służą do sterowania przepływem cieczy w układach hydraulicznych za pomocą prądów elektrycznych. W przeciwieństwie do innych zaworów, zawory elektromagnetyczne sprawiają, że operacje są szybsze, łatwiejsze i zautomatyzowane. Za pomocą zaworów elektromagnetycznych można teraz łatwo zarządzać wszystkim, od urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak zmywarki do naczyń, po ciężkie maszyny, takie jak wózki widłowe.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się o typach zaworów elektromagnetycznych, ich częściach składowych i sposobie ich użycia. Ten artykuł pomoże Ci wybrać optymalny zawór, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.

Czym jest zawór elektromagnetyczny?

Zawór elektromagnetyczny jest elektrycznie używany do regulacji przepływu cieczy lub gazu. Solenoid, cewka drutu, przez którą przepływa prąd elektryczny, jest nawinięty wokół tłoka. Pobudzenie solenoidu wytwarza pole magnetyczne, które automatycznie otwiera i zamyka zawór.

Zasady działania zaworów elektromagnetycznych znacznie różnią się od innych typów. Zawory elektromagnetyczne wykorzystują energię elektryczną do sterowania kierunkiem przepływu. Istnieje wiele typów zaworów elektromagnetycznych powszechnie stosowanych w układach hydraulicznych, biorąc pod uwagę ich zastosowanie lub konstrukcję.

Główne elementy zaworu elektromagnetycznego

Komponenty zależą od typów zaworów elektromagnetycznych i ich działania. Poniżej wymieniono i opisano cztery krytyczne elementy zaworu elektromagnetycznego.

Cewka:

Cewka jest jedną z integralnych części zaworu elektromagnetycznego. Cewka jest owinięta wokół rurki, w której znajduje się tłok. Pole magnetyczne jest generowane, gdy przepływa przez nią prąd elektryczny. To właśnie to przyciąganie magnetyczne kontroluje przepływ cieczy, ciągnąc tłok w dół lub popychając go w górę. Cewka zaworu zapewnia szybki ruch do sterowania zaworem.

Tłok nurnikowy:

Tłok jest ruchomym elementem zamontowanym wewnątrz cewki, zwykle wykonanym z materiału magnetycznego. Ułatwia to reagowanie na pole magnetyczne wytwarzane przez cewkę. Tłok jest regulowany w celu otwierania lub zamykania zaworu. Pomaga również w ograniczaniu lub wspomaganiu przepływu płynu w zależności od jego położenia.

W zaworach elektromagnetycznych ruch otwiera zawór poprzez podniesienie tłoka z zaworu, aby umożliwić przepływ cieczy. Gdy cewka jest wyłączona, tłok powraca do pierwotnego położenia. Przepływ prądu zostaje w ten sposób zatrzymany lub zmieniony w kierunku, wspomagany przez sprężynę.

Korpus zaworu:

Korpus zaworu mieści wszystkie inne komponenty i pojemnik na płyn. Jest to przede wszystkim pusta obudowa z kanałami, przez które płyn będzie przepływał i wypływał. Korpus zawiera również gniazdo tłoków, gdzie tłoki będą spoczywać, gdy nie będą używane.

Korpus zaworu jest solidny i niezawodny, biorąc pod uwagę operacje, jakie wykonuje na innych komponentach, które mieści. Trwałość korpusu zaworu determinuje zawór elektromagnetyczny jako całość. Jest on skonstruowany tak, aby przez pewien czas utrzymywać płyn bez wycieku.

Wiosna:

Znajduje się w zaworze, tuż obok tłoka. Sprężyna zawsze wspomaga zawór, gdy pole magnetyczne nie może uruchomić ruchu tłoka. Pozostawia tłok zamknięty w dowolnym momencie, gdy cewka jest bez prądu, aby zablokować przepływ cieczy. Sprężyna utrzymuje tłok w pozycji, gdy płynie prąd elektryczny.

Rodzaje zaworów elektromagnetycznych

Istnieje kilka typów zaworów elektromagnetycznych w zależności od konstrukcji, kanałów przepływu i trybów działania używanych w ich zastosowaniu. Typy zaworów elektromagnetycznych hydraulicznych z poniższym diagramem są używane na różne sposoby w zależności od wymaganego poziomu kontroli.

Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania

Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania działają przy użyciu bezpośredniego ciągnięcia z cewki elektromagnesu, która jest używana do zamykania lub otwierania zaworu. Po naładowaniu cewki pole magnetyczne bezpośrednio pociąga tłok, aby umożliwić przepływ cieczy. Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania powinny być używane tylko w zastosowaniach niskociśnieniowych, ponieważ działają bez ciśnienia z wnętrza układu.

Typowe zastosowania:

• Stosuje się je w urządzeniach niskociśnieniowych do sterowania płynami, np. w dystrybutorach wody i zmywarkach do naczyń.
• W urządzeniach medycznych systemy tlenowe wykorzystują tego typu elementy sterujące do obsługi określonych urządzeń włączających/wyłączających.
• Stosuje się je w laboratoriach, gdzie zachodzi potrzeba obsługi niewielkich ilości substancji chemicznych, cieczy lub gazów.
• Zawory elektromagnetyczne są również stosowane w układach pneumatycznych ze względu na ich prostotę i niezawodność w sterowaniu powietrzem o niskim ciśnieniu.

Zawór elektromagnetyczny sterowany pilotem

Zawory elektromagnetyczne sterowane pilotem pomagają otwierać i zamykać zawór główny za pomocą ciśnienia systemowego. Ta cecha sprawia, że są one bardziej odpowiednie do stosowania przy wysokim ciśnieniu. Gdy zawór elektromagnetyczny jest aktywny, tworzy otwór, aby uwolnić ciśnienie z jednej części zaworu. Ten typ działa lepiej niż zawór działający bezpośrednio pod względem wyższych przepływów.

Typowe zastosowania:

• Zawory elektromagnetyczne sterowane pilotem służą również do kontrolowania wysokiego ciśnienia w zakładach uzdatniania wody.
• Stosuje się je do kontrolowania przepływu ropy naftowej i gazu w rurociągach, zwłaszcza tych wymagających dużej ilości płynu.
• Nadają się do układów hydraulicznych, w których do zasilania ciężkiego sprzętu wymagany jest duży przepływ lub ciśnienie.

Zawory elektromagnetyczne dwudrożne

Ten typ zaworu elektromagnetycznego jest najbardziej podstawowym typem zaworów elektromagnetycznych i ma zarówno wlot, jak i wylot. Te porty kontrolują i zatrzymują ruch cieczy do zaworu. Jeśli zawór jest otwarty, ciecz będzie płynąć płynnie w oparciu o łączność dwóch portów. Jeśli zawór jest zamknięty, przepływ ten zostanie zatrzymany. 

Zastosowania:

• Dwudrożne zawory elektromagnetyczne są pomocne przy nawadnianiu, gdzie trzeba włączyć lub wyłączyć przepływ cieczy.
• W samochodach stosuje się również dwukierunkowe zawory elektromagnetyczne, które regulują strumień paliwa, umożliwiając jego swobodny przepływ lub zatrzymanie w razie potrzeby.
• Znajdują również zastosowanie w urządzeniach gospodarstwa domowego, np. pralkach, gdzie kontrolują przepływ wody.
• Służą do wypychania wody lub piany z systemów tłumienia ognia, gdy zajdzie taka potrzeba.

Zawory elektromagnetyczne trójdrożne

W przeciwieństwie do dwukierunkowych zaworów elektromagnetycznych, ten typ ma trzy porty i może przekierować przepływ cieczy między dwoma oddzielnymi ścieżkami. Trójdrożny zawór elektromagnetyczny ma port wylotowy, wylotowy i wlotowy. Bez prądu tylko dwa z trzech portów będą połączone. Po podaniu napięcia ciecz jest przekierowywana z jednej ścieżki wylotowej do drugiej, co ułatwia przełączanie zastosowań.

Port, który zwykle jest podłączony niezależnie od obecności lub braku prądu elektrycznego, nazywany jest „portem wspólnym”.

Zastosowania:

• Trójdrożne zawory elektromagnetyczne służą do przełączania powietrza pomiędzy różnymi ścieżkami w układach sterowania pneumatycznego w celu sterowania siłownikami.
• Są stosowane w bezdotykowych bateriach, w których zawór może otwierać się i zamykać na podstawie sygnałów z czujników.
• Stosuje się je również do przełączania między gazem i paliwem w systemach wymagających obu opcji, jak ma to miejsce w przypadku palników.

Zawory elektromagnetyczne czterodrogowe

Ten typ zaworu elektromagnetycznego ma cztery lub więcej portów, dwa dla wylotów i dwa dla wlotów. Są one przeznaczone do silników dwustronnego działania lub cylindrów, które wymagają sterowania kierunkowego w celu kontrolowania przepływu cieczy. Elektromagnes wzbudzony może zmieniać kierunek przepływu cieczy z jednego zestawu portów na inny.

Zastosowania:

• Zawory czterodrogowe kierują ruchem cylindrów hydraulicznych, umożliwiając ich wysuwanie i wsuwanie.
• Służą również do sterowania kierunkiem ruchu ciężkiego sprzętu, np. sprzętu górniczego.
• Są przydatne w systemach, które do automatyzacji wymagają kontrolowanego ruchu narzędzi lub części.

Zawory elektromagnetyczne proporcjonalne

Proporcjonalne zawory elektromagnetyczne, zamiast po prostu kontrolować przepływ cieczy, regulują natężenie przepływu. Poziom prądu elektrycznego przyłożonego do cewki kontroluje położenie tłoka, umożliwiając stopniowe otwieranie lub zamykanie zaworu. To działanie daje proporcjonalnemu zaworowi kontrolę nad określonym natężeniem przepływu, w zależności od przyłożonego prądu. 

Zastosowania:

• Stosuje się je do regulacji prędkości i ciśnienia wymaganego w systemach, w których wymagany jest płynny przepływ, np. w robotyce.
• Zarządzają ilością płynu pompowanego do form, co jest niezbędne do uzyskania produktów o niezmiennej jakości.
• Zawory elektromagnetyczne proporcjonalne stosowane są w sprzęcie medycznym, np. w respiratorach, w celu regulacji przepływu powietrza w zależności od potrzeb pacjenta.

Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze zaworu elektromagnetycznego

Istnieje kilka czynników, które należy wziąć pod uwagę przed wyborem zaworu elektromagnetycznego, który będzie dla Ciebie najlepszy. Oto niektóre z nich:

Wymagania dotyczące natężenia przepływu i ciśnienia: 

Przepływ odnosi się do objętości cieczy wymaganej do przejścia przez zawór w danym czasie. Przepływ ten jest obliczany w litrach lub galonach na minutę. Ten czynnik jest ważny przy rozważaniu zakupu zaworu elektromagnetycznego, ponieważ określa rozmiar zaworu i otwór. Rozmiar ten wpływa na ilość cieczy, która może przejść przez zawór w określonym czasie. 

Jeśli masz system, który wymaga wysokiego przepływu, większy zawór będzie dla Ciebie lepszy. Jeśli Twój system ma niski przepływ, wówczas mniejszy zawór i otwór są odpowiednie do efektywnego zarządzania przepływem płynu.

Zgodność materiałów: 

Materiały użyte w zaworze elektromagnetycznym muszą być kompatybilne z przepływającym przez niego płynem. Różne rodzaje płynu reagują różnie na materiały zaworu. Niektóre zawory dobrze współpracują z agresywnymi płynami, a inne nie. Gdy w zaworze znajduje się płyn niezgodny z materiałem zaworu, może to prowadzić do kilku problemów.

Niektóre skutki stosowania zaworów z niekompatybilnymi materiałami obejmują pęcznienie, korozję lub całkowite zniszczenie materiału zaworu w czasie. Materiały takie jak mosiądz są kompatybilne z wodą, powietrzem lub olejem. Mówi się, że twardsze płyny, takie jak chemikalia i słona woda, najlepiej działają ze stalą nierdzewną.

Czas reakcji: 

Odnosi się to do tego, jak szybko zawór elektromagnetyczny reaguje po aktywacji. Ten czynnik jest kluczowy dla systemów, które wymagają szybkich reakcji na działania, ponieważ powolna reakcja może negatywnie wpłynąć na wydajność.

Warunki środowiskowe: 

Czynniki takie jak temperatura, narażenie na działanie wody, wilgotność i trudne warunki pogodowe mogą mieć wpływ na działanie zaworu elektromagnetycznego. Zmienne temperatury mogą mieć wpływ na funkcjonowanie i trwałość materiałów zaworów. Ważne jest, aby wybrać zawór, który najlepiej współpracuje z temperaturą płynu, którego będziesz używać.

W niebezpiecznych środowiskach, takich jak kopalnie i systemy naftowe, wybieraj typy zaworów elektromagnetycznych, które mogą zapobiegać iskrzeniu. Zwrócenie na to uwagi zapobiegnie zapaleniu i zapewni bezpieczeństwo Tobie i członkom Twojego zespołu.

Wniosek

Zrozumienie typów zaworów elektromagnetycznych i ich funkcji poprawi działanie układu hydraulicznego i zwiększy wydajność. Aby uzyskać więcej informacji na temat zaworów elektromagnetycznych, skontaktuj się z hydraflu.