Électrovanne, principe de fonctionnement, description. Comment fonctionne une électrovanne ?

Pour l’eau, il est conçu pour réguler le passage du liquide. L'appareil fonctionne selon un principe électromécanique. Pour la fabrication du corps, résistant et universel, ainsi que des matériaux à haute résistance tels que la fonte, le laiton, en acier inoxydable. Quant aux membranes et joints, ils sont constitués de polymères hautement élastiques. Entre autres choses, la composition peut contenir du caoutchouc de silicone.

Un tel dispositif est installé dans la partie du système de canalisations à laquelle un accès facile sera fourni.

Conception de l'électrovanne

Aussi appelé solénoïde. Il se compose de pièces principales telles qu'une membrane, un boîtier, un ressort, un couvercle, une tige et également un solénoïde. Le couvercle et le corps de la vanne sont moulés en acier inoxydable, en laiton, en polymères ou en fonte. Ces appareils sont conçus pour fonctionner dans une large gamme d’environnements de fonctionnement, de températures et de pressions.

Des matériaux magnétiques sont utilisés pour les tiges et les pistons. Les bobines électriques, appelées solénoïdes, sont fabriquées dans un boîtier étanche à la poussière ou scellé. Un fil émaillé de haute qualité est utilisé pour enrouler les bobines. Il est en cuivre électrique. La connexion au système de canalisations peut être réalisée à l'aide de la méthode de l'ardoise ou du filetage. Pour se connecter à réseau électrique la fiche est utilisée. Le contrôle est effectué en appliquant une tension à la bobine.

Postes de travail de premier plan

Si l'on considère les dispositifs décrits ci-dessus selon leur conception, ils peuvent être normalement fermés ou normalement ouverts. Parmi les variétés, on peut également distinguer les vannes bistables, appelées vannes à impulsion. Le principe de commande facilite le passage de la position fermée à la position ouverte.

Principe de fonctionnement

Peut être utilisé pour conditions différentes, cela implique l'utilisation de dispositifs à action directe, ainsi que de dispositifs fonctionnant avec une chute de pression nulle. En vente, vous pouvez trouver des vannes à action indirecte qui sont des vannes pilotes. Ils fonctionnent exclusivement à la plus petite chute de pression.

De tels dispositifs peuvent être divisés en vannes de distribution à trois voies, d'arrêt et de commutation.

Informations sur les joints et membranes

L'électrovanne pour eau contient des membranes qui peuvent être en élastique matériaux polymères. Ces derniers ont un design spécial et composition chimique. Entre autres choses, les dernières compositions et autres polymères sont utilisés dans la conception des vannes.

Principe de fonctionnement de la vanne pilote

Une électrovanne pour l'eau peut être installée assez rapidement de vos propres mains. Si nous parlons deà propos d'un appareil normalement fermé, alors en position statique, il n'y a pas de tension, tandis que la vanne est à l'état fermé. Le piston, qui est un organe d'arrêt, est pressé hermétiquement, il est situé au niveau du siège de la surface d'étanchéité. Le canal pilote est dans un état fermé. La pression dans la cavité supérieure est maintenue grâce à un trou de dérivation dans la membrane.

Ce type de vanne reste fermé jusqu'à ce que la bobine soit sollicitée. Pour qu'elle s'ouvre, une tension doit être appliquée à la bobine. Sous influence champ magnétique le piston monte, ouvrant le canal. Du fait que le diamètre du canal est beaucoup plus grand que celui du by-pass, la pression de la cavité supérieure diminue. La différence de pression fait monter le piston ou le diaphragme, provoquant l'ouverture de la vanne. L’électrovanne d’alimentation en eau restera ouverte tant que la bobine sera alimentée.

Principe de fonctionnement d'une vanne normalement ouverte

Cet appareil fonctionne par le principe inverse: en position statique l'appareil est en formulaire ouvert, mais lorsque la tension augmente, la vanne se ferme. Afin de maintenir l'appareil fermé, une tension sera fournie à la bobine pendant une longue période. Pour que les vannes pilotes fonctionnent correctement, une faible chute de pression doit être maintenue.

De tels dispositifs sont appelés vannes à action indirecte car en plus de fournir une tension, une condition doit être remplie, à savoir une différence de pression. Cet appareil peut être utilisé pour les systèmes de chauffage, l'approvisionnement en eau, l'approvisionnement en eau chaude ainsi que le contrôle pneumatique. L'unité est adaptée aux conditions dans lesquelles il y a une pression dans le pipeline.

Fonctionnement de la vanne à action directe

Une électrovanne, dont le schéma permet de comprendre le principe de fonctionnement, peut avoir une action directe. Cet appareil ne dispose pas de canal pilote. Dans la partie centrale se trouve une membrane élastique dotée d'un anneau métallique. Il est relié au piston par le ressort. Lorsqu'un champ magnétique est appliqué à la bobine, la vanne s'ouvre, le piston monte et relâche la force exercée sur la membrane. Ce dernier se lève et permet d'ouvrir la valve. Au moment de la fermeture, il n'y a pas de champ magnétique, le piston descend et agit sur la membrane.

Pour un tel dispositif, une perte de charge minimale n'est pas requise. L'électrovanne, dont une photo est présentée dans l'article, peut être utilisée dans les systèmes sous pression, ainsi que dans conteneurs de vidange. L'appareil peut également être installé dans des récepteurs de stockage. Un tel dispositif peut être installé dans des endroits où il n'y a pas de pression ou à un niveau minimum.

Caractéristiques de la vanne bistable

Cette vanne peut être dans deux positions stables : fermée et ouverte. La commutation s'effectue séquentiellement en appliquant une impulsion à la bobine. De tels appareils fonctionnent exclusivement à partir d'une source de courant continu. Aucune tension n'est requise pour maintenir la vanne en position fermée ou ouverte. De par leur conception, ces dispositifs sont fabriqués à titre pilote, ce qui indique la nécessité d'une chute de pression minimale.

Électromagnétique électrovanne représente un raccord fiable et fonctionnel pour le système de canalisations. Si nous parlons de bobines électromagnétiques spéciales, leur durée de vie est très longue. Jusqu'à ce que l'appareil tombe en panne, il peut fonctionner jusqu'à ce que le nombre de démarrages atteigne 1 million. Le temps nécessaire au fonctionnement de l'électrovanne peut varier de 30 à 500 millisecondes. Le chiffre final dépendra de la pression, du diamètre et de la conception.

Conclusion

Appareil électrovanne a été présenté ci-dessus, ainsi que le principe de son fonctionnement. De tels appareils peuvent être utilisés comme dispositif de verrouillage télécommande. Elles sont indispensables à la sécurité en tant qu'électrovannes d'arrêt, d'arrêt et de commutation. Ces caractéristiques doivent être prises en compte avant d'acheter une vanne et de l'installer dans certaines conditions.

Cet article se concentrera sur les solénoïdes. Considérons d'abord le côté théorique de ce sujet, puis le côté pratique, où nous noterons les domaines d'application des solénoïdes dans différents modes de leur fonctionnement.

Un solénoïde est un enroulement cylindrique dont la longueur est nettement supérieure à son diamètre. Le mot solénoïde lui-même est formé d'une combinaison de deux mots - solen et eidos, dont le premier est traduit par tuyau, le second - similaire. Autrement dit, le solénoïde est une bobine en forme de tuyau.

Les solénoïdes, au sens large, sont des inducteurs enroulés avec un conducteur sur un cadre cylindrique, qui peut être monocouche ou multicouche.. Étant donné que la longueur de l'enroulement du solénoïde dépasse largement son diamètre, lorsqu'un courant continu est fourni à travers un tel enroulement, un champ magnétique presque uniforme se forme à l'intérieur de celui-ci, dans la cavité interne.

Les solénoïdes sont souvent appelés actionneurs qui fonctionnent selon un principe électromécanique, comme l'électrovanne d'une transmission automatique d'une voiture ou le relais solénoïde de démarreur. En règle générale, la partie rétractée est un noyau ferromagnétique et le solénoïde lui-même est ce qu'on appelle une culasse ferromagnétique.

S'il n'y a pas de matériau magnétique dans la conception du solénoïde, alors lorsqu'un courant continu traverse le conducteur, un champ magnétique se forme le long de l'axe de la bobine, dont l'induction est numériquement égale à :

Où N est le nombre de tours dans le solénoïde, l est la longueur d'enroulement du solénoïde, I est le courant dans le solénoïde, μ0 est la perméabilité magnétique du vide.

Aux bords du solénoïde, l'induction magnétique est deux fois moins importante qu'à l'intérieur, puisque les deux moitiés du solénoïde, au point de leur union, contribuent de manière égale au champ magnétique créé par le courant du solénoïde. Cela peut être dit d'un solénoïde semi-infini ou d'une bobine assez longue par rapport au diamètre du cadre. L'induction magnétique aux bords sera égale à :

Puisque le solénoïde est avant tout une bobine d'inductance, alors, comme toute bobine avec inductance, le solénoïde est capable de stocker de l'énergie dans un champ magnétique qui est numériquement égal au travail effectué par la source pour créer un courant dans l'enroulement qui génère le champ magnétique. champ du solénoïde :

Une modification du courant dans l'enroulement entraînera l'apparition d'une CEM d'auto-induction et la tension aux bords du fil de l'enroulement du solénoïde sera égale à :

L'inductance du solénoïde sera égale à :

Où V est le volume du solénoïde, z est la longueur du fil dans l'enroulement du solénoïde, n est le nombre de tours par unité de longueur du solénoïde, l est la longueur du solénoïde, μ0 est la perméabilité magnétique du solénoïde. vide.

Lors du passage d'un courant alternatif à travers le fil du solénoïde, le champ magnétique du solénoïde sera également alternatif. La résistance du solénoïde au courant alternatif est complexe et comprend des composants actifs et réactifs, déterminés par l'inductance et la résistance active du fil d'enroulement.

Utilisation pratique des solénoïdes

Les solénoïdes sont utilisés dans de nombreuses industries et dans de nombreux domaines de l'activité civile. Souvent, les entraînements électriques linéaires ne sont qu'un exemple du fonctionnement de solénoïdes en courant continu. Ciseaux pour couper les reçus de caisses enregistreuses, soupapes moteur, relais de traction de démarreur, soupapes systèmes hydrauliques etc. En courant alternatif, les solénoïdes fonctionnent comme des inducteurs.

En règle générale, les enroulements des solénoïdes sont en cuivre, moins souvent en fil d'aluminium. Dans les industries de haute technologie, on utilise des enroulements constitués de supraconducteurs. Les noyaux peuvent être en fer, en fonte, en ferrite ou en d'autres alliages, souvent sous la forme d'un paquet de tôles, ou ils peuvent être totalement absents.

Selon la destination de la machine électrique, le noyau est constitué d'un matériau ou d'un autre. Des appareils tels que des électro-aimants de levage, des trieurs de graines, des purificateurs de charbon, etc. Ensuite, nous considérerons plusieurs exemples d'utilisation de solénoïdes.

Tant qu'aucune tension n'est appliquée à l'enroulement du solénoïde, le disque de la vanne est fermement pressé contre le trou pilote par le ressort et la canalisation est fermée. Lorsqu'un courant est appliqué à l'enroulement de la vanne, l'armature et la plaque de vanne qui y est connectée montent, étant aspirées par la bobine, contrecarrant le ressort et ouvrant le trou pilote.

La différence de pression sur les différents côtés de la vanne entraîne le mouvement du liquide dans la canalisation et tant qu'une tension est appliquée à la bobine de la vanne, la canalisation n'est pas bloquée.

Lorsque l'alimentation du solénoïde est coupée, rien ne retient plus le ressort et le clapet de la vanne se précipite vers le bas, bloquant le trou pilote. Le pipeline est à nouveau bloqué.

Le démarreur est essentiellement un puissant moteur à courant continu alimenté par la batterie de la voiture. Lorsque le moteur démarre, le pignon de démarrage (Bendix) doit engager rapidement le volant du vilebrequin pendant un certain temps, et en même temps le démarreur se met en marche. Le solénoïde ici est la bobine du relais solénoïde du démarreur.

Le relais rétracteur est monté sur le boîtier du démarreur et lorsque l'alimentation est appliquée à l'enroulement du relais, un noyau de fer connecté à un mécanisme qui pousse l'engrenage vers l'avant est rétracté. Après le démarrage du moteur, l'alimentation est retirée de l'enroulement du relais et l'engrenage revient grâce au ressort.

Dans les serrures électriques solénoïdes, le pêne est entraîné par la force d’un électro-aimant. De tels verrous sont utilisés dans les systèmes de contrôle d'accès et les passerelles. systèmes de portes. Une porte équipée d'une telle serrure ne peut être ouverte que lorsque le signal de commande est actif. Après la suppression de ce signal porte fermée restera verrouillé, qu'il ait été ouvert ou non.

Les avantages des serrures solénoïdes incluent leur conception - elle est beaucoup plus simple que celle des serrures motorisées et plus résistante à l'usure. Comme vous pouvez le constater, ici le solénoïde fonctionne à nouveau en tandem avec le ressort de rappel.

Pour le chauffage continu, des inducteurs solénoïdes multitours sont généralement utilisés. L'enroulement de l'inducteur est constitué d'un tube de cuivre refroidi à l'eau ou d'un jeu de barres en cuivre.

Dans les installations à moyenne fréquence, des enroulements monocouches sont utilisés, et dans les installations à fréquence industrielle, l'enroulement peut être monocouche ou multicouche. Cela est dû à une possible diminution pertes électriques dans l'inducteur et avec les conditions d'adaptation des paramètres de charge et avec les paramètres de la source d'alimentation en termes de tension et de facteur de puissance. Pour assurer la rigidité de la bobine inductrice, il est le plus souvent utilisé pour la lier entre les dalles d'extrémité en amiante-ciment.

DANS installations modernes les solénoïdes fonctionnent en mode d'alimentation CA haute fréquence et, en règle générale, ils n'ont pas besoin de noyau ferromagnétique.

Dans les moteurs à solénoïde à bobine unique, l'activation et la désactivation de la bobine de fonctionnement entraînent mouvement mécanique mécanisme à manivelle, et le retour est à nouveau effectué par un ressort, semblable à ce qui se passe dans l'électrovanne et dans l'électrovanne.

Dans les moteurs solénoïdes multi-bobines, les bobines sont activées en alternance à l'aide de vannes. Le courant provenant de la source d'alimentation est fourni à chaque bobine dans l'un des demi-cycles de la tension sinusoïdale. Le noyau est alternativement attiré par l'une ou l'autre bobine, effectuant un mouvement alternatif, entraînant le vilebrequin ou la roue en rotation.

Les installations expérimentales telles que le détecteur ATLAS, fonctionnant au Grand collisionneur de hadrons du CERN, utilisent de puissants électro-aimants, qui comprennent également des solénoïdes. Expériences en physique particules élémentaires sont menés pour découvrir les éléments constitutifs de la matière et étudier les forces fondamentales de la nature sur lesquelles repose notre Univers.

Enfin, les connaisseurs de l'héritage de Nikola Tesla utilisent toujours des solénoïdes pour construire des bobines. L'enroulement secondaire d'un transformateur Tesla n'est rien de plus qu'un solénoïde. Et la longueur du fil dans la bobine s'avère très importante, car les constructeurs de bobines utilisent ici les solénoïdes non pas comme des électro-aimants, mais comme des guides d'ondes, comme des résonateurs, dans lesquels, comme dans tout circuit oscillant, il n'y a pas seulement l'inductance du fil, mais aussi la capacité formée dans dans ce cas bobines situées à proximité les unes des autres. À propos, le tore au-dessus de l'enroulement secondaire est conçu pour compenser cette capacité distribuée.

Nous espérons que notre article vous a été utile et que vous savez maintenant ce qu'est un solénoïde et combien de domaines de son application il existe monde moderne, car nous ne les avons pas tous répertoriés.

Un enroulement cylindrique dont la longueur est nettement supérieure à son diamètre est appelé solénoïde. Traduit de l'anglais, ce mot signifie « comme un tuyau », c'est-à-dire qu'il s'agit d'une bobine semblable à un tuyau.

Dispositif et principe de fonctionnement

Un solénoïde peut également être appelé bobine d'induction, qui est enroulée avec un fil sur un cadre en forme de cylindre. De telles bobines peuvent être enroulées en une ou plusieurs couches. Étant donné que la longueur de l'enroulement est bien supérieure au diamètre, lorsqu'une tension constante est connectée à cet enroulement, une tension se forme à l'intérieur de la bobine.

Les dispositifs électromécaniques contenant une bobine avec un noyau ferromagnétique à l'intérieur sont souvent appelés solénoïdes. De tels dispositifs se présentent sous la forme de relais enrouleurs d'un démarreur de voiture, de diverses vannes électriques. L'élément rétractable d'un électroaimant aussi unique est un noyau en matériau ferromagnétique.

S'il n'y a pas de noyau dans le dispositif solénoïde, alors lorsqu'un courant continu est connecté, un champ magnétique se forme le long de l'enroulement. L'induction de ce champ est égale à :

Où, N– nombre de tours dans le bobinage, je– longueur de bobine, je– le courant circulant dans le solénoïde, μ0

Aux extrémités du solénoïde, l'amplitude de l'induction magnétique est deux fois inférieure à celle de la partie interne, puisque les deux parties du solénoïde forment ensemble un double champ magnétique. Ceci s'applique à un solénoïde long ou sans fin par rapport au diamètre du cadre d'enroulement.

Aux bords du solénoïde, l'induction magnétique est égale à :

Puisque les solénoïdes sont des inducteurs, le solénoïde peut donc stocker de l’énergie dans un champ magnétique. Cette énergie est égale au travail effectué par la source pour générer du courant dans le bobinage.

Ce courant forme un champ magnétique dans le solénoïde :

Si le courant dans la bobine change, une force électromotrice auto-induite se produit. Dans ce cas, la tension sur le solénoïde est déterminée :

L'inductance du solénoïde est déterminée par :

Où, V– volume de la bobine solénoïde, z– longueur du conducteur de la bobine, n- nombre de tours, je– longueur de bobine, μ0 - perméabilité magnétique sous vide.

Lors de la connexion d'un solénoïde à tension alternative aux conducteurs, le champ magnétique sera également créé en alternance. Le solénoïde présente une résistance au courant alternatif sous la forme d'un complexe de deux composants : . Ils dépendent de l'inductance et de la résistance électrique du conducteur de la bobine.

Types de solénoïdes

Selon leur fonction, les solénoïdes sont divisés en deux classes :

1. Stationnaire. Autrement dit, pour les champs magnétiques stationnaires qui durent longtemps à certaines valeurs.
2. Impulsion. Pour créer des champs magnétiques pulsés. Ils ne peuvent exister que dans courte période temps, pas plus de 1 s.

Stationnaire capable de créer des champs ne dépassant pas 2,5x10 5 Oe. Les solénoïdes de type impulsionnel peuvent créer des champs de 5x10 6 Oe. Si, lors de la création d'un champ, les solénoïdes ne sont pas sujets à la déformation et ne deviennent pas trop chauds, alors le champ magnétique dépend directement du courant qui passe : Н = k*I, Où k – constante solénoïde, susceptible d'être calculé.

Les fixes sont divisés :

• Résistif.
• Supraconducteur.

Résistif les solénoïdes sont fabriqués à partir de matériaux dotés d'une résistance électrique. À cet égard, toute l’énergie qui s’en approche se transforme en chaleur. Pour éviter la destruction thermique de l'appareil, il est nécessaire d'évacuer l'excès de chaleur. À ces fins, cryogénique ou eau froide. Cela nécessite une énergie auxiliaire comparable à l'énergie nécessaire pour alimenter le solénoïde.

Supraconducteur les solénoïdes sont fabriqués à partir d’alliages aux propriétés supraconductrices. Leur résistance électrique est nulle à différentes températures au cours de l'expérience. Lorsqu'un solénoïde supraconducteur fonctionne, la chaleur est générée uniquement dans des conducteurs appropriés et une source de tension. Dans ce cas, la source d'alimentation peut être exclue, puisque le solénoïde fonctionne en mode court-circuit. Dans ce cas, le champ peut exister sans consommation d'énergie pendant une durée infinie, à condition que la supraconductivité soit maintenue.

Les dispositifs permettant de créer des champs magnétiques puissants comprennent trois parties principales :

1. Solénoïde.
2. Source actuelle.
3. Système de refroidissement.

Lors de la conception d'un solénoïde, tenez compte des quantités canal interne et l'alimentation électrique.

La création d'un dispositif doté d'un solénoïde résistif pour la formation de champs stationnaires est une tâche scientifique et technique mondiale. Dans le monde, y compris dans notre pays, seuls quelques laboratoires disposent d’appareils similaires. Des solénoïdes sont utilisés divers modèles, dont l'exploitation s'effectue à proximité de la limite thermique.

Pour entretenir de tels appareils, un personnel composé de travailleurs est nécessaire hautement qualifié, dont le travail est très apprécié. La plupart des finances sont consacrées au paiement énergie électrique. Le fonctionnement et l'entretien de solénoïdes aussi puissants s'avèrent rentables au fil du temps, car les scientifiques et les chercheurs divers domaines la science, de différents pays peut obtenir les résultats les plus importants pour le développement de la science.

Les problèmes les plus complexes et les plus importants peuvent être résolus en utilisant des solénoïdes supraconducteurs. Cette méthode est plus efficace, économique et simple. On peut citer par exemple la création de champs stationnaires puissants par des solénoïdes supraconducteurs. La plupart propriété d'origine la supraconductivité est l'absence de résistance électrique dans certains alliages et métaux à des températures inférieures à une valeur critique.

Le phénomène de supraconductivité permet de réaliser un solénoïde qui ne dissipe pas d'énergie lors du passage courant électrique. Cependant, le champ généré présente une limitation dans la mesure où lorsqu'une certaine valeur du champ critique est atteinte, la propriété de supraconductivité est détruite et la résistance électrique est restaurée.

Le champ critique augmente à mesure que la température diminue de 0 à la valeur la plus élevée. Dans les années 50 du siècle dernier, on a découvert des alliages dont la température critique est comprise entre 10 et 20 K. De plus, ils possèdent les propriétés de champs critiques très puissants.

La technologie permettant de créer de tels alliages et de produire des matériaux pour les bobines de solénoïde à partir de ceux-ci est très laborieuse et complexe. Par conséquent, de tels appareils ont un coût élevé. Cependant, ils sont peu coûteux à exploiter et faciles à entretenir. Cela nécessite uniquement une alimentation basse tension composée de faible puissance et d'hélium liquide. La puissance de la source n’aura pas besoin de plus de 1 kilowatt. Le dispositif de tels solénoïdes est constitué d'une bobine en cuivre et d'un supraconducteur avec fil toronné, ruban ou bus.

Il est possible de réduire les coûts énergétiques pour créer des champs encore plus puissants. Cette opportunité est mise en œuvre dans plusieurs pays leaders, dont la Russie. Cette méthode est basée sur l’utilisation d’une combinaison de solénoïdes refroidis à l’eau et supraconducteurs. On l'appelle également solénoïde hybride. Cet appareil intègre les champs les plus élevés possibles des deux types de solénoïdes.

Le solénoïde refroidi à l’eau doit être situé à l’intérieur du solénoïde supraconducteur. La création d'un solénoïde hybride est un problème scientifique et technique volumineux et complexe. Le résoudre nécessite le travail de plusieurs équipes d’institutions scientifiques. Un dispositif hybride similaire est utilisé dans notre pays à l'Académie des sciences. Là, un solénoïde aux propriétés supraconductrices a une masse de 1,5 tonne. Le bobinage est constitué d'alliages spéciaux de niobium, de zinc et de titane. Le bobinage du solénoïde refroidi à l'eau est constitué d'un jeu de barres en cuivre.

L'électrovanne est look moderne Vannes d'arrêt, installés sur les conduites de chauffage, l'approvisionnement en eau, la remise en état des terres, les conduites d'eau techniques dans les entreprises industrielles. L'appareil est basé sur une bobine électromagnétique - un solénoïde, qui reçoit une impulsion de dispositif externe(capteur ou contrôleur) et bloque ou ouvre le flux de l'environnement de travail.

Le principe principal et l'avantage de l'utilisation de cet appareil sont l'automatisation. La vanne a été conçue pour couper le débit d'eau ou d'un autre liquide/gaz lorsque certains paramètres du système (température, pression, vitesse et débit) changent sans intervention humaine. Cela se produit à cause de Champ électromagnétique dans la zone d'action du noyau de valve (piston). Lorsque la tension apparaît, elle diminue ou augmente, selon les conditions fournies.

L'énergie de travail qui entraîne le piston est générée par le mouvement des électrons le long de l'enroulement en cuivre de la bobine. Le magnétisme qui apparaît lorsqu'une impulsion est appliquée à partir d'un appareil externe est converti en un mouvement de translation qui abaisse le piston. Ce dernier bloque l’écoulement de l’eau, évitant ainsi de grosses pertes technologiques. Dès que la situation redevient normale, la tension disparaît et le piston remonte, permettant à l'eau de continuer à circuler dans les canalisations.

Important! Un autre avantage de l'électrovanne est sa vitesse de réponse élevée. Grâce à cela, l'appareil peut couper le débit d'eau en cas d'accident sur une section de canalisation dans les 2-3 secondes suivant le déclenchement du capteur. Pour cette raison, les vannes sont indispensables dans les systèmes de chauffage, l'approvisionnement en eau chaude et froide et dans les canalisations techniques des entreprises industrielles.

Caractéristiques de conception

Le dispositif de vanne est constitué d'un corps en polymère ou en métal, à l'intérieur duquel se trouvent un solénoïde, un piston, une tige et une membrane.

Le matériau du corps est du plastique, de l'acier inoxydable, du laiton ou de la fonte, qui est déterminé par le domaine d'utilisation de la vanne. Par exemple, boîtier métallique utilisés dans des systèmes avec des environnements chimiquement agressifs ou à haute température, tandis que ceux en plastique sont utilisés pour la simple eau potable ou technique eau fraiche. Les membranes et joints de valve sont fabriqués à partir de matériaux polymères à base de caoutchouc et de polyéthylène.

Automatisation processus modernes le contrôle du débit d'air, de vapeur, d'eau et d'autres milieux gazeux et liquides où une électrovanne électromagnétique est utilisée est devenu solidement ancré dans nos vies. La vanne d'arrêt à entraînement électromagnétique est largement utilisée dans divers systèmes de canalisations et dispositifs à contrôle automatique, ainsi que lors du contrôle manuel de divers processus technologiques par l'opérateur.

Dans cet article, nous essaierons de répondre aux questions de ce qu'est une électrovanne d'arrêt, de sa conception de base, de sa classification et du principe de fonctionnement des électrovannes, ainsi que de la manière dont les électrovannes sont contrôlées dans les systèmes d'ingénierie modernes.

Électrovanne d'arrêt - fonction et fabrication

La vanne d'arrêt électromagnétique est destinée à être utilisée comme dispositif de contrôle et d'arrêt pour le contrôle à distance rapide (arrêt ou mise en marche) des flux de liquide, de vapeur, d'air ou de gaz de tout système de canalisation.

La plus utilisée est l’électrovanne. Dans la fabrication de cet appareil, on utilise des aimants électriques avec des parties fixes, appelés solénoïdes. Par conséquent, l'appareil lui-même est appelé électrovanne solénoïde.

Une vanne à entraînement électromagnétique se compose d'un boîtier, d'une bobine de vanne électromagnétique avec un noyau et d'un disque ou d'un piston installé dessus qui régule le débit du fluide de travail.

Les corps de vannes sont en plastiques spéciaux, en laiton ou en acier inoxydable. Les matériaux utilisés pour la fabrication des membranes, joints et garnitures des boîtiers d'électrovannes sont le plus souvent du caoutchouc, du caoutchouc, du plastique fluoré ou du silicone résistant à la chaleur et à l'huile.

En termes de conception, l'électrovanne solénoïde est similaire au dispositif de l'électrovanne conventionnelle, « connu » de nous tous - vanne d'arrêt. Cependant, le contrôle des vannes électromagnétiques, c'est-à-dire l'ouverture ou la fermeture de leur élément de travail, s'effectue sans l'application de nos efforts physiques, en appliquant une tension électrique à la bobine électromagnétique (solénoïde) de la vanne.

L'électrovanne électromagnétique est utilisée dans divers domaines assez complexes. processus technologiques, et dans notre vie de tous les jours.

À l'aide d'une électrovanne d'arrêt, nous pouvons fournir à distance le volume requis de vapeur, de liquide ou de gaz au moment requis, par exemple lors de l'alimentation en eau des systèmes d'irrigation, de la régulation de divers processus de chauffage domestique, d'assurer un fonctionnement stable des chaudières, etc. .

Principe de fonctionnement de l'électrovanne

DANS Plan général Le principe de fonctionnement de l'électrovanne électromagnétique est le suivant :

En position statique, lorsque la bobine de l'électrovanne est hors tension et que la vanne est fermée (ou ouverte selon son type), la membrane de la vanne ou son piston est en contact étanche avec le siège de vanne du fait de l'action mécanique du ressort. . Lorsqu'une tension électrique est appliquée à la bobine, la vanne à entraînement électromagnétique s'ouvre. Cela se fait en faisant en sorte qu'un champ magnétique créé dans la bobine de la vanne (solénoïde) agisse sur le piston et l'attire à l'intérieur.

Lors du choix d'une électrovanne d'arrêt, vous devez toujours en tenir compte Caractéristiques Et caractéristiques de conception, car toutes les vannes ne permettent pas le mouvement du fluide de travail dans n'importe quelle direction. Certaines vannes sont conçues uniquement pour fonctionner dans une direction spécifique d'écoulement du fluide de travail, généralement sous le tiroir. Si cette condition n'est pas remplie, ces vannes perdent généralement partiellement ou totalement leur fonctionnalité ou n'assurent pas complètement l'étanchéité de leur organe d'arrêt.

Conception typique d'une électrovanne

Comme le montre la figure présentée, la conception d'une électrovanne typique est la suivante, où :

1. Bobine solénoïde (aimants).

2. Ancrage de bobine.

3. Ressort de fermeture.

4. Plaque d'électrovanne.

5. Trou pilote.

6. Diaphragme amplificateur à membrane.

7. Trou d'écoulement principal.

8. Trou d'écoulement de nivellement.

9. Système obligatoire ouvrir la valve avec un ressort.

Classification et caractéristiques de conception des électrovannes électromagnétiques

En fonction de l'emplacement de l'élément d'arrêt, lorsque la bobine de l'électrovanne est hors tension, les types de vannes sont divisés en vannes normalement ouvertes (NO) et normalement ouvertes (NO). type fermé(Nouvelle-Zélande). Dans les vannes normalement ouvertes, lorsque leur bobine est hors tension, le passage vers le mouvement de l'agent fluide de travail est ouvert, mais pour les vannes de type NC et qu'il n'y a pas de tension sur leur bobine, ce passage est fermé.

Il existe également des modèles d'électrovannes modernes qui peuvent être ajustées à un type spécifique, en fonction des besoins - NO ou NC.

De plus, selon leur conception, en fonction de l'impulsion de commande fournie à la bobine, les électrovannes sont pulsées (bistables), qui peuvent passer de la position fermée à la position ouverte et vice versa.

Selon les systèmes d'utilisation, les électrovannes pour le fluide de travail sont l'air, le gaz, la vapeur, l'eau, l'essence ou un autre carburant.

De plus, en fonction des environnements et des locaux dans lesquels les électrovannes sont utilisées, elles peuvent être fabriquées aussi bien en version conventionnelle qu'en version antidéflagrante. La dernière catégorie de ces vannes est particulièrement largement utilisée dans les systèmes de production de pétrole et de gaz, les entrepôts de carburant, les stations-service automobiles et autres installations à risque d'incendie et d'explosion de l'économie nationale.

Commande d'électrovanne

Selon la manière dont les électrovannes sont commandées, elles sont divisées en électrovannes à action directe et en vannes à amplification à piston ou à membrane, où l'énergie de l'environnement de travail du système qu'elles régulent est utilisée comme énergie supplémentaire.

Une électrovanne électromagnétique à action directe crée sa force de déplacement sur la tige du tiroir uniquement grâce à la force de traction du solénoïde (bobine) situé dans la partie supérieure de l'appareil, tandis que les vannes avec « renfort » utilisent les différences de pression du fluide de travail dans le pipeline avant et après l'appareil installé.

Les vannes à action directe sont structurellement simples et, par rapport aux électrovannes fonctionnant avec amplification, ont une vitesse de fonctionnement élevée et se caractérisent par une fiabilité de fonctionnement.

Structurellement, les électrovannes fonctionnant avec amplification ont un tiroir principal conçu pour fermer directement le trou dans le siège du corps de la vanne, et un tiroir de commande - relié mécaniquement au noyau de l'entraînement électromagnétique du solénoïde.

Le tiroir de commande de la vanne lui-même est parfois également appelé vanne à impulsions de l'appareil. Sous l'influence de la tension électrique fournie à l'enroulement du solénoïde, le tiroir de commande ferme ou ouvre le passage du fluide de travail dans l'amplificateur à travers un trou de décharge dont le diamètre est bien inférieur au diamètre du passage principal de la vanne. .

L'utilisation d'un amplificateur pour déplacer la tige de vanne, qui fonctionne sur le principe de relier sa cavité de travail à la partie d'entrée de la vanne grâce à l'utilisation d'un tiroir de commande, permet de réduire fortement la force de traction sur le noyau de l'électro-aimant lui-même. , en utilisant en outre l'énergie du fluide de travail lui-même.

Un ou plusieurs orifices de décharge de l'électrovanne, qui sont bloqués par les tiroirs du corps d'arrêt de commande, servent à évacuer la pression de la cavité au-dessus de la membrane ou de la cavité au-dessus du piston, ce qui entraîne le soulèvement du tiroir principal. et, par conséquent, l'ouverture du passage principal de l'électrovanne.

Conclusion

Nous espérons que les informations fournies dans l'article élargiront considérablement vos connaissances dans le domaine de la régulation des systèmes de pipelines modernes grâce à l'utilisation d'électrovannes électromagnétiques.