Jak działa zawór elektromagnetyczny? Wyjaśniono cewkę, tłok, kryzę i rozwiązywanie problemów

Większość wywołań zwrotnych dotyczących zaworów elektromagnetycznych zaczyna się od objawu, a nie teorii. Spacer po chłodnicy trwa całą noc i nigdy nie osiąga wartości zadanej. Pompa ciepła odwraca bieg w niewłaściwym momencie. Wytwornica lodu zalewa parownik po wyłączeniu. Następnie technik ściąga cewkę, naciska tłok śrubokrętem i stwierdza, że ​​zawór nadal porusza się swobodnie ręką. Kiedy tak się dzieje, usterka ma podłoże elektryczne lub systemowe, a nie mechaniczne. Wiedza o tym, do czego służą cewka, tłok i otwór oraz w jakiej kolejności, sprawia, że ​​długa wizyta diagnostyczna staje się krótka.

Jak działa zawór elektromagnetyczny: krótka odpowiedź

Zawór elektromagnetyczny jest urządzeniem odcinającym sterowanym elektrycznie. Prąd przepływa przez miedziane uzwojenie, uzwojenie wytwarza pole magnetyczne, które przyciąga ruchomy żelazny tłok do sprężyny powrotnej. Tłok posiada uszczelkę, która albo unosi się z małego otworu zwanego kryzą, aby umożliwić przepływ, albo naciska na niego, aby zatrzymać przepływ. Odetnij prąd, a sprężyna przywróci uszczelkę do pozycji spoczynkowej. Każda inna część zaworu ma za zadanie wspierać ten pojedynczy ruch: prowadzenie tłoka, uszczelnianie ścieżki płynu i kierowanie przepływu przez odpowiednie porty.

Wewnątrz zaworu: trzy zespoły, które wykonują swoją pracę

Zawór elektromagnetyczny wygląda jak korpus z małym cylindrem przykręconym na górze, ale zachowuje się jak trzy oddzielne zespoły ułożone razem. Każdy z nich zawodzi na swój sposób, a symptom zwykle wskazuje na winne zgromadzenie.

Sekwencja robocza, krok po kroku

1. W stanie spoczynku sprężyna powrotna dociska uszczelkę do otworu. W normalnie zamkniętym zaworze oznacza to brak przepływu, nawet przy pełnym ciśnieniu w rurociągu na porcie wlotowym. Jest to bezpieczny stan dla większości zastosowań chłodniczych i paliwowych.
2. Sterownik podaje napięcie na zaciski cewki, zwykle poprzez przekaźnik, termostat lub płytkę odszraniającą.
3. Prąd przepływający przez uzwojenie wytwarza pole magnetyczne wewnątrz rurki prowadzącej w ciągu kilkudziesięciu milisekund.
4. Siła magnetyczna działająca na tłok wzrasta, aż przekroczy siłę sprężyny plus ciśnienie płynu utrzymującego uszczelkę zamkniętą, a tłok uniesie się.
5. Uszczelka wysunie się z otworu. Płyn lub gaz przepływa teraz z otworu wlotowego do otworu wylotowego, a natężenie przepływu jest ustalane na podstawie średnicy kryzy i różnicy ciśnień na zaworze.
6. Po odłączeniu zasilania pole zapada się, sprężyna popycha tłok z powrotem w dół, a uszczelka ponownie zamyka otwór.

Dlaczego cewka się nagrzewa: rozruch, prąd trzymania i cykl pracy

Gdy tłok jest nadal osadzony, obwód magnetyczny ma dużą szczelinę powietrzną, więc do wciągnięcia tłoka potrzebne jest silne pole. Jest to faza rozruchu i przez ułamek sekundy pobierany jest prąd kilkakrotnie większy od znamionowego. Po wciągnięciu tłoka szczelina powietrzna zamyka się i tę samą siłę trzymania można utrzymać przy znacznie mniejszym natężeniu prądu. Cewka o mocy 10 watów może w chwili załączenia pobierać równowartość 40 woltów amperów. To wyjaśnia usterkę, która dezorientuje wielu techników: cewka może mierzyć prawidłową rezystancję i nadal się przegrzewać, ponieważ tłok, który nigdy nie jest całkowicie osadzony, utrzymuje zawór w stanie rozruchowym i gotuje uzwojenie. Wyjaśnia także parametry cyklu pracy. Zawór, który musi pozostać otwarty przez wiele godzin, wymaga cewki zaprojektowanej do pracy ciągłej, podczas gdy niektóre konstrukcje o krótkim impulsie są przeznaczone wyłącznie do użytku przerywanego.

Konstrukcje normalnie zamknięte, normalnie otwarte i wielokierunkowe

Normalnie zamknięte

Przepływ jest zablokowany bez podłączonego zasilania. Jest to powszechny wybór w przypadku pracy z linią cieczową, ponieważ awaria zasilania powoduje zatrzymanie przepływu zamiast zalania dolnej części systemu.

Normalnie otwarte

Przepływ odbywa się bez zasilania i zatrzymuje się, gdy cewka jest zasilana. Zawory te stosuje się tam, gdzie woda chłodząca lub przewód odpowietrzający musi pozostać otwarty, gdy obwód sterujący jest wyłączony.

Dwukierunkowe i trójstronne

Zawór dwudrogowy ma wlot i wylot i po prostu otwiera lub zamyka jedną ścieżkę. Zawór trójdrogowy ma trzy porty i może przekierować przepływ z jednego portu do drugiego, co jest przydatne przy sterowaniu butlą, przełączaniu próbek i niektórych układach obejścia gorącego gazu. Konfiguracja portu ma takie samo znaczenie jak napięcie cewki, ponieważ zawór trójdrogowy zainstalowany jako zawór dwudrogowy będzie przeciekał w jednym położeniu, niezależnie od tego, jak dobrze jest podłączony.

Co decyduje o tym, czy zawór działa w twoim obwodzie

• Rozmiar kryzy i współczynnik przepływu: zazwyczaj oferowany jest jeden rozmiar korpusu z kilkoma średnicami kryzy, a przepływ wzrasta gwałtownie wraz ze średnicą.
• Minimalna różnica ciśnień: zawory sterowane pilotem wymagają różnicy ciśnień na zaworze, aby się otworzyć. Poniżej tej wartości pozostają zamknięte nawet przy zasilaniu cewki.
• Maksymalna różnica ciśnień: powyżej niej zawór może nie otwierać się niezawodnie lub może nie zamykać się pod przepływem.
• Kierunek przepływu: większość konstrukcji uszczelnia przed przepływem, więc po zamknięciu instalacja odwrócona przecieka obok gniazda.
• Materiał uszczelki: mieszaniny czynnika chłodniczego, oleju i glikolu wymagają innego elastomeru, a spęczniona uszczelka ciągnie się po rurze prowadzącej.
• Napięcie cewki, częstotliwość i cykl pracy: cewka 24 V DC, cewka 110 V AC i cewka 220 V AC nie są zamienne, a wersje AC zależą od częstotliwości zasilania.

Dopasowanie zaworu do zadania w chłodnictwie

W chłodnictwie zawór elektromagnetyczny jest zwykle solenoidem przewodu cieczowego. Podczas cyklu odsysania termostat otwiera zawór po wzroście temperatury, sprężarka ściąga stronę niskiego ciśnienia do ustawienia odsysania, a przełącznik niskiego ciśnienia zatrzymuje sprężarkę. Jeśli zawór przecieka poza swoje gniazdo, strona dolna nigdy nie pozostaje opuszczona, sprężarka wykonuje krótkie cykle, a maszyna pracuje przez całą noc na regulatorze niskiego ciśnienia.

Zawory bezpośredniego działania nadają się do małych systemów, w których dostępna różnica ciśnień jest niewielka, natomiast zawory sterowane pilotem obsługują przewody o większych średnicach, w których cewka bezpośredniego działania byłaby zbyt duża i zbyt ciepła. Wybór czynnika chłodniczego również ma tutaj znaczenie: konstrukcja, która dobrze sprawdza się w przypadku R134a, może wymagać innej kryzy i materiału uszczelniającego w przypadku R32 lub w układach CO2 pracujących przy znacznie wyższych ciśnieniach.

Zawór elektromagnetyczny typu EVR do systemów chłodniczych i klimatyzacyjnych Kompaktowy zawór elektromagnetyczny o dzielonej konstrukcji z mosiężnym korpusem i niebieską cewką, dostępny w wersji bezpośredniego działania lub serwo do przewodów cieczy, ssania i gorącego gazu. Zobacz produkt →

Rodziny zaworów są zwykle zbudowane w oparciu o tę samą zasadę działania, a następnie skalowane według rozmiaru przyłącza, kryzy i stylu połączenia, zatem specyfikacja pasująca do jednego rozmiaru przewodu często ma bezpośredni odpowiednik o jeden rozmiar większy lub mniejszy.

Zawór elektromagnetyczny chłodniczy DSF do klimatyzacji i chłodni Kompaktowy zawór elektromagnetyczny w korpusie z mosiądzu z czarną cewką, przeznaczony do precyzyjnej kontroli przepływu czynnika chłodniczego w instalacjach klimatyzacyjnych, chłodniach i komercyjnych obwodach chłodniczych. Zobacz produkt →

Dla każdego, kto chce bliżej przyjrzeć się jednej popularnej rodzinie stosowanej w instalacjach cieczowych, znajduje się krótka uwaga techniczna na ten temat Zawory elektromagnetyczne typu EVR który obejmuje budowę i długoterminową eksploatację.

Tryby awarii, które można znaleźć w ciągu kilku minut

• Awaria cewki: otwarte uzwojenie, zwarcie lub spalona warstwa izolacji. Zmierz rezystancję i porównaj ją z wartością wybitą na cewce.
• Zablokowany tłok: korozja, szlam lub spęczniona uszczelka klinuje tłok w rurce prowadzącej, przez co zawór brzęczy bez przesuwania się.
• Nieszczelne gniazdo: odłamek miedzi, topnik lutowniczy lub zgorzelina przedostaje się i przecina uszczelkę, pozostawiając trwałą ścieżkę wycieku.
• Lód na kryzie: wilgoć w obiegu zamarza na zwężeniu i blokuje przepływ do czasu ponownego nagrzania zaworu.
• Niewłaściwa cewka dla zasilania: cewka AC na zasilaniu DC lub odwrotnie załączy się raz i wkrótce ulegnie awarii.

Zanim złożysz zamówienie: praktyczna lista kontrolna

1. Zanotuj rozmiar przewodu, typ połączenia i kierunek przepływu pokazany na starym korpusie.
2. Zwróć uwagę na płyn, normalną temperaturę roboczą i temperaturę otoczenia wokół cewki.
3. Sprawdź napięcie cewki, AC lub DC, oraz częstotliwość zasilania cewek AC.
4. Zdecyduj, czy obwód wymaga funkcji normalnie zamkniętej, czy normalnie otwartej.
5. Sprawdź minimalną i maksymalną różnicę ciśnień, jaką może zapewnić system.
6. Sprawdź cykl pracy, ponieważ zawór, który pozostaje otwarty przez wiele godzin, wymaga cewki o pracy ciągłej.

Przynieś te sześć liczb dostawcy, a wybór stanie się krótką rozmową, a nie grą w zgadywanie. Większe katalogi obejmują ten sam obszar bardziej szczegółowo i w sposób pełny broszura produktu jest zazwyczaj najszybszym sposobem porównania wydajności w całym zakresie.

Zawór elektromagnetyczny typu FDF do chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła Sterowany pilotem zawór elektromagnetyczny ze zintegrowaną cewką i korpusem zaworu, stosowany w chłodniach, klimatyzacji, osuszaczach i odszraniaczach. Zobacz produkt →

Zawór elektromagnetyczny jest prostą maszyną z wąskim zestawem ruchomych części i dlatego jest łatwy do zdiagnozowania. Cewka zamienia prąd w ruch, tłok zamienia ruch w zmianę stanu, a uszczelka decyduje o zatrzymaniu przepływu. Kiedy system zachowuje się nieprawidłowo, sprawdzenie kolejności trzech połączeń zajmuje kilka minut i pozwala stwierdzić, czy problem leży po stronie zaworu, sterownika, czy gdzieś dalej.