Solenoidový elektromagnetický ventil: kde se používá + typy a princip fungování

Kromě běžných ručních ventilů je v obchodě k vidění také solenoidní elektromagnetický ventil automatického působení. Umožňuje nejen ovládat tok kapalin a plynů v potrubí na dálku, ale také tento proces automatizovat.

Taková zařízení se liší vnitřní konstrukcí a účelem. Princip činnosti je však u všech stejný – uzavření/otevření kohoutu nastává sepnutím elektromagnetu.

V tomto článku se podíváme, k čemu takový ventil slouží a jak funguje. Také si povíme o hlavních variantách solenoidních elektroventilů.

K čemu slouží elektromagnetický ventil?

Solenoidní ventily jsou kategorií moderní uzavírací armatury pro potrubí nejrůznějšího účelu. V domácnostech se takové elektroventily používají v automobilech, speciální technice, vodovodech a systémech automatického zavlažování a vytápění.

Rovněž jsou široce používány v průmyslu pro regulaci toku a kontrolu přepravy různých kapalin a plynů.

Solenoidní elektroventil patří k energeticky závislému zařízení, pro sepnutí (otevření nebo zavření) potřebuje elektrické napájení.

Uvnitř elektromagnetický ventil pro vodu nebo plyn nemá žádná čidla. S jeho pomocí lze pouze regulovat nebo zcela uzavřít průtok pracovního média. Pokud je vyžadována automatizace těchto procesů, bude nutné dodatečně nainstalovat externí měřicí přístroje a na ně navázat činnost elektroventilu.

Například použít navíc ve spojení s řídicí jednotkou a čidlem úniku vody, aby v okamžiku detekce úniku solenoidní ventil obdržel příslušný povel od řídicí jednotky a uzavřel potrubí.

Mezi výhody použití solenoidních ventilů patří:

• rychlá regulace toku pracovního média potrubím;
• univerzálnost a spolehlivost zařízení;
• dlouhá životnost;
• malé rozměry a nízká hmotnost;
• rozmanitost variant přístroje.

Uzavření ventilu nastává doslova během zlomku sekundy po přivedení signálu. Je navržen pro práci s kapalinami pod různým tlakem, od 0 do 25 bar, a s proměnlivou teplotou, od -20 do +120 °C. V odpojeném stavu může takový elektroventil zůstat buď v zavřené, nebo otevřené poloze – záleží na modifikaci zařízení.

Nejčastěji se solenoidový elektromagnetický ventil v domácnosti používá v systémech zásobování vodou a vytápění, kde s jeho pomocí je dálkově regulován průtok vody.

Ve vodovodech umožňuje automaticky uzavřít přívod vody při prasknutí potrubí. V topných systémech se takový ventil používá jako zařízení pro regulaci průtoku topného média.

Zde na základě vnějšího teplotního senzoru samostatně snižuje nebo zvyšuje průtok ohřáté kapaliny z kotle k radiátorům.

Jak funguje ventil se solenoidem?

Solenoidový elektroventil se skládá z:

• tělesa z oceli, litiny, mosazi nebo polymeru;
• indukční cívky s jádrem (solenoidu);
• pracovního uzavíracího prvku;
• těsnění;
• tlumicí pružiny.

Indukční cívka z mědi uvnitř uzavíracího zařízení je umístěna v hermetickém tělese, ke kterému není voda přístupná. Uzavření nebo otevření kanálu průtoku pracovního média probíhá pomocí vysouvající se tyče a membrány působením solenoidu.

Připojení elektrického napájení k solenoidovému ventilu se provádí pomocí svorek na horní straně tělesa zařízení vedle indukční cívky.

V odpojeném stavu působením pružiny ventil zcela uzavře průtokový kanál nebo jej ponechá zcela otevřený. Poté, po přivedení napětí na cívku, dojde k posunu jádra s tyčí, v důsledku čehož se průřez tohoto průtoku zvětšuje/zmenšuje.

Obecný princip činnosti tohoto elektromagnetického ventilu je jednoduchý – pohyb tyče v něm probíhá díky elektromagnetické indukci. Při průtoku elektrického proudu cívkou působí na jádro umístěné v jejím středu elektromagnetické pole, jehož síla a směr závisí na přiloženém napětí ve voltech.

V důsledku toho dochází k posunu uzavíracího prvku a změně průtočného průřezu ventilu.

Cívka solenoidového ventilu v závislosti na modifikaci zařízení může pracovat na napětí 5–36 V stejnosměrného proudu nebo 220 V střídavého proudu.

Elektroventily s nízkým řídicím napětím jsou navrženy pro práci v potrubích malého průměru a s malým tlakem pracovního média. Oblast jejich použití je značně omezená.

Zato takové ventily lze snadněji integrovat do řídicích systémů s nízkonapěťovými polovodičovými zařízeními a připojit k různým mikrokontrolérům. Ve vodovodních a topných okruzích rodinných domů se obvykle používají právě ty.

Varianty solenoidních elektroventilů

Existuje několik variant tohoto zařízení. Tyto přístroje se klasifikují podle materiálu těla, konstrukce a polohy uzávěru v beznapěťovém stavu, typu těsnění a způsobu připojení k potrubí.

Každá z těchto variant je určena pro práci s určitým médiem podle složení, teploty a tlaku. Solenoidový elektromagnetický ventil je třeba pečlivě vybírat. Pokud zvolíte přístroj, který neodpovídá požadavkům, dlouho nevydrží.

První a základní rozdělení elektromagnetických ventilů – podle typu elektrického proudu. Mohou pracovat na střídavý nebo stejnosměrný proud.

Podle způsobu připojení se solenoidové elektromagnetické ventily dělí na:

• přírubové;
• spojkové;
• fitinkové.

A podle velikosti mohou být od 6 do 150 DN (od 1/8 do 6 palců). Pro jakékoli potrubí se najde vhodná varianta.

Tělo těchto elektromagnetických ventilů je vyrobeno z:

• plastu (vyztužený PPA, PVC, nylon);
• nerezové oceli;
• mosazi;
• litiny.

Každá z těchto variant má své vlastnosti týkající se tlaku a teploty pracovního média. Tyto údaje je třeba pečlivě prostudovat v pasu přístroje, abyste neudělali chybu při výběru. Přitom pro vodovod nebo topení v rodinném domě se hodí kterákoli z výše uvedených variant.

Klasifikace #1 – podle vnitřního uspořádání

Ventily se podle konstrukce řídicího prvku dělí do tří skupin:

1. Šoupátkové.
2. Membránové.
3. Pístové.

Elektromagnetické ventily v domácím provedení jsou obvykle vybaveny membránou. Jedná se o levnou a spolehlivou variantu, která bez problémů zvládá regulaci průtoku vody v domácích topných a vodovodních systémech.

Vnitřní prvky – pružina, píst a jádro, jsou téměř vždy vyrobeny z nerezové oceli, která se vyznačuje vysokou odolností vůči teplotním a tlakovým výkyvům vody.

Základní rozdělení solenoidových ventilů se provádí podle polohy uzavíracího mechanismu při odpojeném elektromagnetu.

Podle tohoto parametru se solenoidové elektromagnetické ventily dělí na:

• normálně zavřené, ventil je zavřený (NZ);
• normálně otevřené, ventil je otevřený (NO);
• bistabilní.

V prvním případě, dokud na solenoid není přivedeno napětí, je jádro působením pružiny stlačeno dolů a voda neprotéká. Ve druhém případě je při beznapěťovém stavu přístroje kanál naopak zcela otevřený a k jeho uzavření dochází až po přivedení napájení.

Třetí varianta – poloha může být otevřená i zavřená.

Klasifikace #2 – podle principu fungování

Funkčně se solenoidové elektromagnetické ventily pro vodu na 220 V a jiné napětí dělí na:

• jednocestné;
• dvoucestné;
• třícestné.

První mají pouze jednu přípojku k potrubí. Jsou to pojistná zařízení, určená k vypouštění páry nebo vody při příliš vysokém tlaku v trubkách.

Dvoucestné solenoidové ventily jsou nejrozšířenější a nejžádanější. Mají dvě přípojky – vstup a výstup, a instalují se do přerušení potrubí.

Třícestná zařízení mají tři přípojky pro připojení k trubkám. Tyto varianty jsou určeny k přesměrování průtoku z jednoho potrubí do druhého.

Nejčastěji se třícestné ventily používají v topných systémech. Takové přístroje umožňují snadno provést přetok teplonosné látky z jednoho okruhu do druhého pro smíchání pracovního média.

V důsledku toho se teplota vody v systému mění, zatímco zdroj tepelné energie pokračuje v práci beze změny režimu.

Také elektromagnetické ventily jsou:

• přímého působení;
• nepřímého působení.

U prvních se jádro pohybuje výhradně působením elektromagnetu. U druhých – na jeho pohyb má vliv také tlak pracovního média.

Klasifikace #3 – podle materiálu těsnění a membrány

Uvnitř tělesa elektromagnetického ventilu je umístěna membrána, která uzavírá průtok vody. Navíc, mezi cívkou a hlavní částí s přípojkami je umístěno těsnění. Oba tyto prvky jsou vyrobeny z elastických polymerních materiálů.

Nejčastěji se v domácích elektromagnetických ventilech pro vodu těsnění a membrány vyrábí z EPDM, který se vyznačuje vysokou odolností vůči solím a nízkým teplotám.

Těsnění v elektroventilech může být vyrobeno z:

• FPM (FKM, VITON) – fluoroelastomeru;
• EPDM – ethylen-propylenového elastomeru;
• NBR – butadien-nitrilového kaučuku.

První varianta se vyznačuje vysokou maximální teplotou pracovního média a odolností vůči olejům a benzínům. Druhá – je levná a odolná vůči působení solí rozpuštěných ve vodě, zásad a kyselin. Třetí – snáší kontakt s ropnými produkty, obvykle se používá v průmyslu a automobilech.

Na cenu elektromagnetického ventilu tento materiál nemá velký vliv. Díly z něj jsou příliš malé. Typ těsnění a membrány by měl být vybírán výhradně na základě vlastností pracovního média.

Tepelné vlastnosti těsnění jsou uvedeny v následující tabulce:

Při tom je v každém případě třeba věnovat zvláštní pozornost při provozu elektroventilu nepřítomnosti nečistot ve vodě.

Písek a rez v trubkách dříve nebo později poškodí jakoukoli membránu, bez ohledu na materiál jejího provedení. Instalovat dané zařízení je možné pouze při přítomnosti filtru v potrubí.

Závěry a užitečné video k tématu

Přehled zařízení solenoidového ventilu:

Jak je uspořádán a funguje elektroventil na 220 V přímého působení:

Druhy elektromagnetických ventilů podle principu činnosti:

Solenoidový ventil dálkového ovládání je nenáročný a spolehlivý v provozu. Je dimenzován na několik desítek tisíc spuštění (bezchybně funguje 20–25 let) a nevyžaduje specializovanou údržbu.

Stojí takové zařízení na vodu v rozmezí 600–1200 Kč, ale pomáhá řešit mnoho problémů. Přitom není obtížné jej samostatně namontovat, stačí jen správně vybrat podobný ventil podle parametrů a materiálů.

Chcete doplnit výše uvedený materiál užitečnými informacemi nebo upozornit na nesoulad či chybu? Nebo chcete poskytnout doporučení pro výběr optimálního modelu solenoidového elektroventilu? Pište prosím své rady a připomínky do bloku komentářů.

Pokud máte další otázky k tématu článku, pokládejte je našim expertům níže pod tímto příspěvkem.