Spis treści:
- 1 Co to jest zawór elektromagnetyczny?
- 2 Z jakich elementów składa się konstrukcja zaworów elektromagnetycznych?
- 3 Budowa zaworów elektromagnetycznych
- 4 Jakie są rodzaje zaworów elektromagnetycznych?
- 5 Podział zaworów elektromagnetycznych ze względu na sposób działania
- 6 Jak działa zawór elektromagnetyczny?
- 7 Gdzie wykorzystuje się zawory elektromagnetyczne?
Zawory elektromagnetyczne służą do kontrolowania przepływu mediów. Sprawdź, czym dokładnie są, z jakich elementów się składają oraz jak wygląda ich działanie.
Co to jest zawór elektromagnetyczny?
Zawory elektromagnetyczne nazywane są również zaworami solenoidowymi. Ich głównym zadaniem jest kontrolowanie przepływu mediów, takich jak ciecz czy gaz. Są to proste zawory, których działaniem steruje przepływający przez ich struktury prąd. Można podzielić je na dwa główne rodzaje: zawory bezpośredniego działania i modele z serwowspomaganiem. Warto zaznaczyć, że elektrozawory są jednokierunkowe. W urządzeniach tych medium płynie wyłącznie w określoną stronę i nie może się cofać. Zawory elektromagnetyczne można spotkać w wielu dziedzinach przemysłu, a także w budynkach mieszkalnych. Dowiedz się, z jakich elementów są zbudowane.
Z jakich elementów składa się konstrukcja zaworów elektromagnetycznych?
Konstrukcja zaworów elektromagnetycznych może być wykonana z różnorodnych materiałów. Warto zwrócić uwagę na ten aspekt, dobierając je do konkretnych zastosowań.
Najczęściej można spotkać się z modelami wykonanymi z tworzywa sztucznego, np. teflonu, polipropylenu lub polietylenu. Takie elektrozawory wykorzystywane są zwykle w kontakcie z chemikaliami i płynami o agresywnym działaniu.
Dużą popularnością cieszą się również zawory ze stali nierdzewnej i kwasoodpornej. Charakteryzują się one niepodatnością na występowanie korozji oraz dopasowaniem do środowiska pracy przy wysokich ciśnieniach i temperaturach. Z kolei elektrozawory z mosiądzu używane są w instalacjach wodnych, a także z nieagresywnymi chemikaliami. Wyróżnia się ponadto modele z aluminium, odznaczające się łatwym montażem i lekkością.
Budowa zaworów elektromagnetycznych
Zawory elektromagnetyczne charakteryzują się nieskomplikowaną budową, złożoną z kilku kluczowych elementów.
- Korpus – może być wykonany z różnych materiałów, o czym wspomniano powyżej. Zawiera w sobie pozostałe elementy składowe zaworów. Jest swego rodzaju obudową. Wyposażony jest w otwory wyjściowe i wejściowe dla medium, przepływającego przez elektrozawór.
- Cewka elektromagnetyczna (solenoid) – to spiralna rura złożona z drutu przewodzącego. W czasie przepływu prądu przez wspomniany drut, generowane jest pole magnetyczne kluczowe dla działania całego zaworu. Cewka elektromagnetyczna może mieć zróżnicowane parametry i wymiary, w zależności od rodzaju zaworu.
- Jądro (rdzeń magnetyczny) – to element znajdujący się we wnętrzu cewki elektromagnetycznej. Zwykle wykonany jest z materiału ferromagnetycznego. Gdy pole magnetyczne zostaje wytworzone, jądro wprawiane jest w ruch.
- Zaworek (membrana) – element ten porusza się w odpowiedzi na ruch jądra. Odpowiada za otwarcie i zamknięcie przepływu medium.
Jakie są rodzaje zaworów elektromagnetycznych?
Zawory elektromagnetyczne występują w wielu wariantach. W zależności od liczby dróg przepływu medium przez urządzenia, rozróżnia się modele: 2-drogowe, 3-drogowe oraz wielodrogowe.
Elektrozawory można także zróżnicować ze względu na:
- Zastosowany element sterujący przepływem medium. Najczęściej wykorzystuje się: rdzeń zanurzony, ruchomą kotwicę albo membranę bądź tłoczek.
- Położenie spoczynkowe: zawory normalnie zamknięte (NZ) – bezprądowo zamknięte. W stanie spoczynku blokują przepływ medium. Cewka otwiera się pod wpływem zasilania. Natomiast zawory normalnie otwarte (NO) są bezprądowo otwarte i przepuszczają medium. Zamykają się po włączeniu zasilania.
- Liczbę pozycji spoczynkowych: zawory monostabilne, bistabilne (impulsowe).
- Liczbę możliwych przełożeń (2 lub 3).
- Zastosowanie: dostępne są zawory dedykowane dla różnych mediów: powietrza, wody, pary itd.
Podział zaworów elektromagnetycznych ze względu na sposób działania
Główny podział zaworów elektromagnetycznych obejmuje modele: bezpośredniego działania i z serwowspomaganiem (membranowe/ pośredniego działania).
Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania są wyposażone w uszczelnienie gniazda na rdzeniu magnetycznym. Otwarcie lub zamknięcie elektrozaworu powodowane jest przez zmianę położenia rdzenia. Takie modele są dedykowane dla małych wartości przepływu. Cechują się one ponadto krótkim czasem działania.
Elektrozawory pośredniego działania wykorzystują różnicę ciśnień do generowania siły otwierającej zawór i utrzymującej go w pozycji otwarcia. Cechują się szerokim zakresem ciśnień pracy. Stosowane są w rurach o dużym przekroju, w których siła nacisku medium jest duża.
Jak działa zawór elektromagnetyczny?
Zawory elektromagnetyczne działają dzięki wytworzeniu pola elektromagnetycznego, które zmienia położenie jądra i w ten sposób następuje zamknięcie lub otwarcie przepływu medium.
Kiedy prąd nie przepływa przez cewkę elektromagnetyczną, jądro się nie porusza. Znajduje się w stanie normalnie zamkniętym (NZ). W momencie uruchomienia przepływu energii elektrycznej, następuje wytworzenie pola elektromagnetycznego, a jądro (składające się z materiałów ferromagnetycznych) jest przez nie przyciągane. W efekcie jądro przesuwa się i odsłania otwór zaworu, przez który płynie medium.
Po odłączeniu prądu pole elektromagnetyczne zanika, przez co jądro wraca do pozycji spoczynkowej, jednocześnie blokując otwór zaworu. Przepływ medium zostaje zahamowany.
Jeśli chodzi o zawory normalnie otwarte (NO), wówczas opisany wyżej proces jest odwrócony. Elektrozawór jest otwarty w pozycji spoczynkowej, natomiast wygenerowane pole elektromagnetyczne powoduje jego zamknięcie i tym samym zatrzymanie przepływu medium.
Gdzie wykorzystuje się zawory elektromagnetyczne?
Zawory elektromagnetyczne znajdują szerokie zastosowanie. To wszechstronne urządzenia, które kontrolą przepływ różnorodnych substancji. Wykorzystuje się je m.in. w przemyśle, ciepłownictwie czy motoryzacji, a także automatyce przemysłowej czy pneumatyce. Ze względu na zróżnicowaną budowę tych urządzeń, wyróżnia się także niewielkie modele, które używane są w projektach elektronicznych. Sterowane są za pomocą komputera albo mikrokontrolera. Można za ich pomocą zbudować np. kran na fotokomórkę.
Zawory elektromagnetyczne można podzielić również na hydrauliczne i pneumatyczne. Te drugie cieszą się dużą popularnością m.in. w medycynie, przemyśle spożywczym czy w branży farmaceutycznej, ponieważ charakteryzują się sterylną pracą.
