Mágnesszelep: hol használják? + típusok és működési elv

A hagyományos kézi szelepek mellett a boltban látható automata működésű szolenoidos elektromágneses szelep is. Nemcsak a folyadékok és gázok áramlásának távvezérlését teszi lehetővé a csővezetékekben, hanem a folyamat automatizálását is.

Ezek az eszközök belső felépítésükben és rendeltetésükben különböznek. Működési elvük azonban mindegyiknél azonos – a csap zárása/nyitása az elektromágnes működésbe lépésével történik.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk, mire való ez a szelep és hogyan működik. Beszélünk a szolenoidos elektromos szelepek főbb típusairól is.

Mire való az elektromágneses szelep?

A szolenoidszelepek a legkülönfélébb rendeltetésű csővezetékek modern elzárószerelvényeinek kategóriájába tartoznak. A háztartásban az ilyen elektromos szelepeket autókban, speciális gépekben, vízvezetékekben, valamint automatikus öntöző- és fűtési rendszerekben használják.

Széles körben használják az iparban is a különféle folyadékok és gázok áramlásának szabályozására és szállításának ellenőrzésére.

A szolenoidos elektromos szelep energiafüggő berendezés, a nyitáshoz vagy záráshoz elektromos tápellátásra van szüksége

Az elektromágneses szelep belsejében nincsenek érzékelők a víz vagy gáz számára. Segítségével csak a munkaközeg áramlását lehet szabályozni vagy teljesen elzárni. Ha ezen folyamatok automatizálása szükséges, akkor külső mérőműszereket kell telepíteni, és az elektromos szelep működését azokhoz kell kötni.

Például használjon további vezérlőt és vízszivárgás-érzékelőt párosítva, hogy a szivárgás észlelésekor a szolenoidszelep megkapja a megfelelő parancsot a vezérlőtől és elzárja a csővezetéket.

A szolenoidszelepek használatának előnyei közé tartoznak:

• a munkaközeg áramlásának gyors szabályozása a csővezetékben;
• az eszköz sokoldalúsága és megbízhatósága;
• a hosszú élettartam;
• kis méret és alacsony súly;
• a készülék fajtáinak sokfélesége.

A szelep működésbe lépése a jeladás után szó szerint a másodperc töredéke alatt megtörténik. Különböző nyomású (0–25 bar) és változó hőmérsékletű (-20 és +120 °C közötti) folyadékokkal való munkára tervezték. Feszültségmentes állapotban ez az elektromos szelep zárt vagy nyitott helyzetben is maradhat – ez a készülék módosításától függ.

A háztartásban a szolenoid mágnesszelepet leggyakrabban vízellátó és fűtési rendszerekben alkalmazzák, ahol segítségével távolról szabályozzák a víz áramlását.

Vízvezetékekben lehetővé teszi a vízellátás automatikus elzárását csőtörés esetén. Fűtési rendszerekben pedig egy ilyen szelepet a hőhordozó áramlásának szabályozó eszközeként használnak.

Itt a külső hőmérséklet-érzékelő alapján önállóan csökkenti vagy növeli a fűtött folyadék áramlását a kazántól a radiátorok felé.

Hogyan működik a szolenoidos szelep?

A szolenoid elektromos szelep a következőkből áll:

• acél, öntöttvas, sárgaréz vagy polimer házból;
• indukciós tekercsből (szolenoid) vasmaggal;
• működő elzáró elemből;
• tömítésből;
• csillapító rugóból.

A rézből készült indukciós tekercs az elzáró szerkezeten belül egy hermetikusan zárt házban helyezkedik el, ahová víz nem juthat be. A munkaközeg áramlási csatornájának elzárása vagy megnyitása a szolenoid hatására kinyúló rúd és membrán segítségével történik.

A szolenoid szelep elektromos táplálását a készülék házának tetején, az indukciós tekercs mellett található kapcsokon keresztül végzik.

Feszültségmentes állapotban a rugó hatására a szelep teljesen elzárja az áramlási csatornát, vagy teljesen nyitva hagyja. Ezután, a tekercsre feszültséget adva, a vasmag és a rúd elmozdul, aminek következtében az adott áramlási keresztmetszet nő/csökken.

A vizsgált mágnesszelep általános működési elve egyszerű – a rúd mozgása elektromágneses indukció révén történik. Az elektromos áram átfolyásakor a tekercsben, a közepén lévő vasmagra elektromágneses tér hat, amelynek erőssége és iránya a voltban megadott alkalmazott feszültségtől függ.

Ennek eredményeként megtörténik az elzáró elem elmozdulása és a szelep áramlási keresztmetszetének megváltozása.

A szolenoid szelep tekercse a készülék módosításától függően 5–36 V egyenfeszültségről vagy 220 V váltakozó feszültségről is működhet.

Az alacsony vezérlőfeszültségű elektromos szelepeket kis átmérőjű csővezetékekben és alacsony munkaközeg-nyomás melletti működésre tervezték. Alkalmazási területük meglehetősen korlátozott.

Azonban ezeket a szelepeket könnyebb beépíteni az alacsony feszültségű félvezető eszközök vezérlőrendszerébe és különböző mikrokontrollerekhez csatlakoztatni. A magánházak vízvezetékeiben és fűtési köreiben általában ezeket használják.

A szolenoidos elektromos szelepek változatai

A szóban forgó eszköznek több változata létezik. Az ilyen készülékeket a ház anyaga, a szerkezet és a belső záróelem feszültségmentes állapotbeli helyzete, a tömítés típusa és a csövekhez való csatlakoztatás módja alapján osztályozzák.

Ezen változatok mindegyike meghatározott közeggel való munkára van tervezve összetétel, hőmérséklet és nyomás tekintetében. A szolenoid elektromos szelepet figyelmesen kell kiválasztania. Ha nem megfelelő készüléket vesz, az nem fog sokáig tartani.

Az elektromágneses szelepek első és alapvető felosztása az áramtípus szerint történik. Így működhetnek váltakozó vagy egyenáramról.

A csatlakoztatás módja szerint a szolenoid elektromos szelepek a következőkre oszthatók:

• karimás;
• csatlakozós;
• Csonkosak.

Méret tekintetében 6-tól 150 DN-ig (1/8-tól 6 hüvelykig) terjedhetnek. Minden csővezetékhez található változat.

A szóban forgó elektromos szelepek háza a következő anyagokból készül:

• műanyag (erősített PPA, PVC, nejlon);
• rozsdamentes acél;
• sárgarézből;
• öntöttvasból.

Mindegyik változatnak megvannak a saját jellemzői a munkaközeg nyomása és hőmérséklete tekintetében. Ezeket az adatokat figyelmesen tanulmányoznia kell a készülék útmutatójában, hogy ne hibázzon a választásban. Ugyanakkor a fent felsorolt változatok bármelyike megfelel a magánház vízvezetékéhez vagy fűtéséhez.

Osztályozás #1 – belső felépítés szerint

A szelepek a vezérlőelem felépítése szerint három csoportra oszthatók:

1. Tolattyúsak.
2. Membránosak.
3. Dugattyúsak.

Az elektromágneses szelepek háztartási kivitelben általában membránosak. Ez egy olcsó és megbízható változat, amely gond nélkül megbirkózik a vízáramlás szabályozásával a háztartási fűtési és vízellátó rendszerekben.

A belső elemek – rugó, dugattyú és mag – szinte mindig rozsdamentes acélból készülnek, amely nagy ellenálló képességgel rendelkezik a víz hőmérséklet- és nyomásingadozásaival szemben.

A szolenoid szelepek alapvető felosztása a zárószerkezet helyzete szerint történik feszültségmentes elektromágnes esetén.

E paraméter szerint a szolenoid elektromos szelepek a következőkre oszthatók:

• normál esetben zárt, a szelep zárt (NC);
• normál esetben nyitott, a szelep nyitott (NO);
• bistabil.

Az első esetben, amíg a szolenoidra nincs feszültség, a mag a rugó nyomása miatt le van süllyesztve, és nincs vízáramlás. A második esetben pedig, a készülék feszültségmentes állapotában, a csatorna teljesen nyitott, és annak zárása csak a tápfeszültség megjelenése után történik.

A harmadik változat – a helyzet lehet nyitott és zárt is.

Osztályozás #2 – működési elv szerint

Funkcionálisan a 220 V-os és más feszültségű vízhez való szolenoid elektromos szelepek a következők lehetnek:

• egynyílásúak;
• kétnyílásúak;
• háromnyílásúak.

Az elsők csupán egyetlen csatlakozócsonkkal rendelkeznek a csővezetékhez. Ezek biztonsági berendezések, amelyeket gőz vagy víz kiengedésére terveztek, ha a csövekben túl magas a nyomás.

A kétnyílású szolenoid szelepek a legelterjedtebbek és legkeresettebbek. Két csonkkal rendelkeznek – bemenet és kimenet, és a csővezeték megszakításába szerelik be.

A háromnyílású berendezések három csonkkal rendelkeznek a csövekhez való csatlakozáshoz. Ezek a változatok az áramlás átirányítására szolgálnak egyik csővezetékből a másikba.

A legszélesebb körben háromnyílású szelepeket használnak fűtési rendszerekben. Az ilyen készülékek lehetővé teszik a hőhordozó könnyű átáramlását egyik körből a másikba a munkaközeg keveréséhez.

Ennek eredményeképpen a rendszerben lévő víz hőmérséklete változik, míg a hőenergia-forrás üzemmód-változtatás nélkül folytatja a munkát.

Az elektromágneses szelepek továbbá lehetnek:

• közvetlen működésűek;
• közvetett működésűek.

Az első típusoknál a mag kizárólag az elektromágnes hatására mozog. A második típusoknál – a mozgását a munkaközeg nyomása is befolyásolja.

Osztályozás #3 – a tömítés és a membrán anyaga szerint

Az elektromágneses szelep házán belül egy membrán található, amely elzárja a víz áramlását. Továbbá, a tekercs és a csonkokkal ellátott fő rész között egy tömítés helyezkedik el. Mindkét elem rugalmas polimer anyagokból készül.

Leggyakrabban a háztartási vízhez használt elektromágneses szelepekben a tömítések és membránok EPDM-ből készülnek, amely nagy ellenálló képességgel rendelkezik a sókkal és az alacsony hőmérsékletekkel szemben.

Az elektromos szelepekben lévő tömítés a következő anyagokból készülhet:

• FPM (FKM, VITON) – fluor-elasztomer;
• EPDM – etilén-propilén elasztomer;
• NBR – butadién-nitril gumi.

Az első változat magas maximális munkaközeg-hőmérséklettel és olajokkal, benzinokkal szembeni ellenállósággal rendelkezik. A második – olcsó és ellenálló a vízben oldott sókkal, lúgokkal és savakkal szemben. A harmadik – nyugodtan elviseli a kőolajtermékekkel való érintkezést, általában iparban és autókban használják.

Az elektromágneses szelep árára ez az anyag nem befolyásol jelentősen. Az ebből készült alkatrészek túl kicsik. A tömítés és a membrán típusát kizárólag a munkaközeg jellemzői alapján kell kiválasztani.

A tömítések termikus tulajdonságait a következő táblázat mutatja be:

Mindazonáltal minden esetben különös figyelmet kell fordítani az elektromos szelep üzemeltetésekor a vízben lévő szennyeződések hiányára.

A csövekben lévő homok és rozsda előbb-utóbb tönkretesz bármilyen membránt, függetlenül annak anyagától. A szóban forgó készüléket csak akkor szabad felszerelni, ha a csővezetékben van szűrő.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A mágnesszelep szerkezetének áttekintése:

Hogyan épül fel és működik a közvetlen működésű 220 V-os elektromágneses szelep:

Az elektromágneses szelepek típusai a működési elv szerint:

A távvezérelt mágnesszelep igénytelen és megbízható működés közben. Több tízezer kapcsolásra tervezték (hibátlanul működik 20–25 évig), és nem igényel speciális karbantartást.

Egy ilyen, vízhez használatos készülék ára 12 000–24 000 Ft körül van, de segít számos problémát megoldani. Ráadásul nem nehéz saját kezűleg felszerelni, csak helyesen kell kiválasztani a szelepet a jellemzők és anyagok alapján.

Szeretné kiegészíteni a fent leírt anyagot hasznos információkkal, vagy rámutatni egy ellentmondásra vagy hibára? Vagy szeretne ajánlásokat adni az optimális mágnesszelep-modell kiválasztásához? Kérjük, írja meg tanácsait és észrevételeit a hozzászólások rovatban.

Ha kérdései maradtak a cikk témájával kapcsolatban, tegye fel őket szakértőinknek a kiadvány alján.