Solenoīda elektromagnētiskais vārsts: kur tiek izmantots + veidi un darbības princips

Papildus parastajiem rokas vārstiem veikalā var redzēt arī automātiskās darbības solenoīda elektromagnētisko vārstu. Tas ļauj ne tikai attālināti vadīt šķidrumu un gāzu plūsmu cauruļvados, bet arī automatizēt šo procesu.

Šādas ierīces atšķiras pēc iekšējās konstrukcijas un mērķa. Tomēr darbības princips visām ir vienāds – vārsta aizvēršana/atvēršana notiek, aktivizējoties elektromagnētam.

Šajā rakstā apskatīsim, kāpēc ir nepieciešams šāds vārsts un kā tas darbojas. Arī parunāsim par galvenajiem solenoīda elektrovārstu paveidiem.

Kāpēc ir nepieciešams elektromagnētiskais vārsts?

Solenoīda vārsti ir mūsdienīgas noslēgarmatūras kategorija dažāda mērķa cauruļvadiem. Ikdienā šādus elektrovārstus izmanto automobiļos, speciālajā tehnikā, ūdensvados un automātiskās laistīšanas un apkures sistēmās.

Tāpat tos plaši izmanto rūpniecībā, lai regulētu plūsmu un kontrolētu dažādu šķidrumu un gāzu transportēšanu.

Solenoīda elektrovārsts pieder pie enerģijas atkarīgā aprīkojuma – lai tas iedarbotos atvēršanai vai aizvēršanai, tam nepieciešama elektrobarošana.

Elektromagnētiskajam vārstam ūdenim vai gāzei iekšpusē nav nekādu sensoru. Ar to var tikai regulēt vai pilnībā pārtraukt darba vides plūsmu. Ja ir nepieciešama šo procesu automatizācija, tad papildus būs jāuzstāda ārējas mērierīces, sasaistot elektrovārsta darbību ar tām.

Piemēram, papildus izmantot kontrolieri un ūdens noplūdes sensoru kopā, lai, atklājot noplūdi, solenoīda vārsts saņemtu atbilstošu komandu no kontroliera un pārtrauktu cauruļvadu.

Starp solenoīda vārstu izmantošanas priekšrocībām ir:

• ātra darba vides plūsmas regulēšana cauruļvadā;
• ierīces daudzpusība un uzticamība;
• ilgs ekspluatācijas laiks;
• nelieli izmēri un mazs svars;
• ierīces paveidu daudzveidība.

Vārsta iedarbošanās notiek burtiski sekundes daļās pēc signāla došanas. Tas ir paredzēts darbam ar šķidrumiem dažādos spiedienos, no 0 līdz 25 bāriem, un mainīgā temperatūrā, no -20 līdz +120 °C. Turklāt bezsprieguma stāvoklī šāds elektromagnētiskais vārsts var palikt gan aizvērtā, gan atvērtā stāvoklī – tas ir atkarīgs no ierīces modifikācijas.

Visbiežāk sadzīvē solenoīda elektromagnētiskais vārsts tiek izmantots ūdensapgādes un apkures sistēmās, kur ar tā palīdzību attālināti tiek regulēta ūdens plūsma.

Ūdensvados tas ļauj automātiski pārtraukt ūdens padevi cauruļu plīsuma gadījumā. Savukārt apkures sistēmās šāds vārsts tiek izmantots kā siltumnesēja plūsmas regulēšanas ierīce.

Šeit tas pēc ārējā temperatūras sensora patstāvīgi samazina vai palielina uzkarsētā šķidruma plūsmu no katla uz radiatoriem.

Kā darbojas vārsts ar solenoīdu?

Solenoīda elektromagnētiskais vārsts sastāv no:

• tērauda, čuguna, misiņa vai polimēra korpusa;
• indukcijas spoles ar serdi (solenoīda);
• darba aizvēršanas elementa;
• blīvējuma;
• slāpējošas atsperes.

Indukcijas spole no vara atrodas aizvēršanas ierīces iekšpusē hermētiskā korpusā, kur ūdenim piekļuve ir liegta. Darba vides plūsmas kanāla aizvēršana vai atvēršana notiek, pateicoties solenoīda iedarbībā izvirzošam stienim un membrānai.

Elektroapgādes pieslēgšana solenoīda vārstam tiek veikta, izmantojot spailes ierīces korpusa augšpusē blakus indukcijas spolei.

Bezsprieguma stāvoklī atsperes ietekmē vārsts pilnībā aizver plūsmas kanālu vai atstāj to pilnībā atvērtu. Pēc sprieguma padeves spolei notiek serdes un stieņa nobīde, kā rezultātā šīs plūsmas šķērsgriezums palielinās/samazinās.

Vispārējais aplūkotā elektromagnētiskā vārsta darbības princips ir vienkāršs – stieņa kustība tajā notiek ar elektromagnētiskās indukcijas palīdzību. Elektriskajai strāvai plūstot caur spoli, uz tās centrā esošo serdi iedarbojas elektromagnētiskais lauks, kura spēks un virziens ir atkarīgs no pieliktā sprieguma voltos.

Rezultātā notiek aizvēršanas elementa nobīde un vārsta caurplūdes šķērsgriezuma izmaiņa.

Solenoīda vārsta spole atkarībā no ierīces modifikācijas var darboties ar 5–36 V līdzstrāvas spriegumu vai 220 V maiņstrāvu.

Elektromagnētiskie vārsti ar zemu vadības spriegumu ir paredzēti darbam maza diametra cauruļvados un ar zemu darba vides spiedienu. To pielietojuma joma ir diezgan ierobežota.

Toties šādus vārstus ir vieglāk integrēt vadības sistēmā uz zemsprieguma pusvadītāju ierīcēm un pieslēgt dažādiem mikrokontrolleriem. Ūdensvados un apkures kontūros privātmājās parasti izmanto tieši tos.

Solenoīda elektrovārstu paveidi

Ir vairāki aplūkojamās ierīces paveidi. Šādi aparāti tiek klasificēti pēc korpusa izgatavošanas materiāla, konstrukcijas un aizbīdņa stāvokļa bezsprieguma stāvoklī, blīvējuma veida un pieslēgšanas veida caurulēm.

Katrs no šiem variantiem ir paredzēts darbam ar noteiktu vidi pēc sastāva, temperatūras un spiediena. Solenoīda elektrovārsts jāizvēlas uzmanīgi. Ja ņem prasībām neatbilstošu ierīci, tā ilgi nekalpos.

Pirmais un galvenais elektromagnētisko vārstu iedalījums – pēc elektriskās strāvas veida. Tātad tie var darboties no maiņstrāvas vai līdzstrāvas.

Pēc pieslēgšanas veida solenoīdu elektrovārsti tiek iedalīti:

• atloka;
• mufu tipa;
• štucernie;

Bet pēc izmēra tie var būt no 6 līdz 150 DN (no 1/8 līdz 6 collām). Variants atradīsies jebkuram cauruļvadam.

Aplūkojamo elektrovārstu korpuss tiek izgatavots no:

• plastmasas (stiprināta PPA, PVC, neilona);
• nerūsējošā tērauda;
• misiņa;
• no čuguna.

Katram no šiem variantiem ir savi raksturlielumi attiecībā uz darba vides spiedienu un temperatūru. Šie skaitļi rūpīgi jāizpēta ierīces pasē, lai nekļūdītos ar izvēli. Tomēr ūdensvadam vai apkurei privātmājā derēs jebkurš no iepriekšminētajiem variantiem.

Klasifikācija #1 — pēc iekšējās uzbūves

Vārsti pēc vadības elementa konstrukcijas tiek iedalīti trīs grupās:

1. Zolotņiku vārsti.
2. Membrānu vārsti.
3. Virzuļu vārsti.

Elektromagnētiskie vārsti sadzīves izpildījumā parasti tiek izgatavoti ar membrānu. Tas ir lēts un uzticams variants, kas bez problēmām tiek galā ar ūdens plūsmas regulēšanu mājas apkures un ūdens apgādes sistēmās.

Iekšējie elementi – atspere, virzulis un serdenis, praktiski vienmēr tiek izgatavoti no nerūsējošā tērauda, kas izceļas ar augstu izturību pret ūdens temperatūras un spiediena svārstībām.

Galvenais solenoīdu vārstu iedalījums tiek veikts pēc aizbīdņa mehānisma stāvokļa, kad elektromagnēts ir bez sprieguma.

Pēc šī parametra solenoīdu elektrovārsti tiek iedalīti:

• parasti aizvērti, vārsts aizvērts (PA);
• parasti atvērti, vārsts atvērts (PO);
• bistabilie.

Pirmajā gadījumā, kamēr solenoīdam nav pievadīts spriegums, serdenis atsperes spiediena dēļ ir nolaists uz leju, un ūdens plūsmas nav. Otrajā gadījumā, ierīcei bez sprieguma stāvoklī, kanāls ir pilnībā atvērts, un tā aizvēršanās notiek tikai pēc barošanas pievadīšanas.

Trešais variants – stāvoklis var būt gan atvērts, gan aizvērts.

Klasifikācija #2 — pēc darbības principa

Funkcionāli solenoīdu elektrovārsti ūdenim uz 220 V un cita sprieguma ir:

• vienvirziena;
• divvirziena;
• trīsvirziena.

Pirmajiem ir tikai viens pieslēguma atzars cauruļvadam. Tās ir drošības ierīces, kas paredzētas tvaika vai ūdens izlaišanai, ja caurulēs ir pārāk augsts spiediens.

Divvirziena solenoīdu vārsti ir visizplatītākie un pieprasītākie. Tiem ir divi atzari – ieeja un izeja, un tie tiek uzstādīti cauruļvada pārtraukumā.

Trīsvirziena ierīces ir ar trim atzariem pieslēgšanai pie caurulēm. Šādi varianti ir paredzēti plūsmas novirzīšanai no viena cauruļvada uz otru.

Visplašāk trīsvirzienu vārsti tiek izmantoti apkures sistēmās. Šādas ierīces ļauj viegli veikt dzesēšanas šķidruma pārplūdi no viena kontūra uz otru, lai sajauktu darba vidi.

Rezultātā ūdens temperatūra sistēmā mainās, bet siltuma avots turpina darboties bez režīma maiņas.

Arī elektromagnētiskie vārsti ir:

• tiešās darbības;
• netiešās darbības.

Pirmajos serde pārvietojas tikai elektromagnēta ietekmē. Otrajos – uz tā kustību ietekmē arī darba vides spiediens.

Klasifikācija #3 — pēc blīvējuma un membrānas materiāla

Elektromagnētiskā vārsta korpusa iekšpusē atrodas membrāna, kas bloķē ūdens plūsmu. Turklāt starp spoli un galveno daļu ar atzariem atrodas blīvējums. Abi šie elementi ir izgatavoti no elastīgiem polimērmateriāliem.

Visbiežāk sadzīves elektromagnētiskajos ūdens vārstos blīves un membrānas ir izgatavotas no EPDM, kam ir augsta izturība pret sāļiem un zemām temperatūrām.

Blīvējums elektrovārstos var būt izgatavots no:

• FPM (FKM, VITON) – fluorelastomēra;
• EPDM – etilēnpropilēna elastomēra;
• NBR – butadiēn-nitrila gumijas.

Pirmais variants izceļas ar augstu darba vides maksimālo temperatūru un izturību pret eļļām un benzīniem. Otrais – ir lēts un izturīgs pret ūdenī izšķīdušo sāļu, sārmu un skābju iedarbību. Trešais – viegli panes kontaktu ar naftas produktiem, parasti izmanto rūpniecībā un automašīnās.

Šim materiālam nav lielas ietekmes uz elektromagnētiskā vārsta cenu. No tā izgatavotās daļas ir pārāk maza izmēra. Blīvējuma un membrānas veids jāizvēlas tikai, pamatojoties uz darba vides īpašībām.

Blīvējumu termiskās īpašības ir parādītas nākamajā tabulā:

Tomēr jebkurā gadījumā, ekspluatējot elektrovārstu, īpaša uzmanība jāpievērš ūdenī esošo piemaisījumu neesamībai.

Smiltis un rūsa caurulēs agrāk vai vēlāk sabojās jebkuru membrānu, neatkarīgi no tās izpildes materiāla. Apskatāmo ierīci var uzstādīt tikai tad, ja cauruļvadā ir filtrs.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Pārskats par solenoīda vārsta ierīci:

Kā ir izveidots un darbojas elektromagnētiskais vārsts uz 220 V tiešās darbības:

Elektromagnētisko vārstu veidi pēc iedarbināšanas principa:

Soloenīda tālvadības vārsts ir nepretenciozs un uzticams darbā. Tas ir paredzēts vairākiem desmitiem tūkstošu iedarbinājumu (bez problēmām nostrādās 20–25 gadus) un neprasa specializētu apkopi.

Šāda ierīce ūdenim maksā robežās no 30–60 €, bet palīdz atrisināt daudzas problēmas. Turklāt to nav grūti pašam uzstādīt, tikai pareizi jāizvēlas līdzīgs vārsts pēc raksturlielumiem un materiāliem.

Vēlaties papildināt iepriekš izklāstīto materiālu ar noderīgu informāciju vai norādīt uz neatbilstību vai kļūdu? Vai vēlaties sniegt ieteikumus par optimāla solenoīda elektromagnētiskā vārsta modeļa izvēli? Lūdzu, rakstiet savus padomus un piezīmes komentāru blokā.

Ja jums ir palikuši jautājumi par raksta tēmu, uzdodiet tos mūsu ekspertiem zemāk zem šīs publikācijas.