Электромагнитный клапан Belimo — управление потоком в инженерных системах

Клапаны Belimo с электрическим управлением применяются для автоматического перекрытия и регулирования потоков в инженерных системах. Они связывают команды автоматики с изменением проходного сечения трубопровода. От конструкции клапана и установленного привода зависят характер управления, время перемещения затвора и поведение оборудования при отключении питания.

Особенности электрического управления

Электрическое управление позволяет включать запорную арматуру в автоматизированные контуры отопления, охлаждения и вентиляции. Контроллер формирует команду, а привод механически перемещает затвор. При этом гидравлическая часть и исполнительный механизм остаются отдельными функциональными узлами. Для корректного описания оборудования необходимо различать следующие конструкции:

• электромагнитный клапан, в котором магнитное поле катушки перемещает сердечник, непосредственно воздействующий на затвор или управляющий пилотным каналом,
• клапан с электродвигательным приводом, в котором вращение двигателя передаётся затвору через механическую передачу,
• шаровой клапан R2020-S2, перекрывающий поток поворотом запорного элемента вокруг оси штока.

У электромагнитных клапанов требования к минимальному перепаду давления зависят от схемы действия. У шаровой арматуры движение затвора обеспечивается механическим моментом привода. Однако способность закрываться при заданной нагрузке также ограничивается допустимым перепадом давления и характеристиками конкретной комбинации клапана с приводом.

Технические характеристики

Параметры R2020-S2 описывают гидравлическую часть устройства. Напряжение питания, потребляемая мощность и время перемещения относятся к установленному приводу и не могут определяться только по обозначению клапана. Основные характеристики модели:

• исполнение — двухходовой шаровой клапан для управления «открыто — закрыто»,
• номинальный диаметр — DN 20,
• присоединение — внутренняя трубная резьба Rp 3/4′′,
• номинальное давление — PN 40,
• допустимое давление системы ps — 1600 кПа,
• коэффициент пропускной способности Kvs — 32 м3/ч,
• температура рабочей среды — от −10 до +120 C,
• допустимая объёмная доля гликоля в водной смеси — до 50 %,
• максимальный рабочий перепад давления — 1000 кПа,
• перепад давления закрытия — 1400 кПа,
• угол поворота запорного элемента — 90.

Обозначение PN 40 нельзя автоматически трактовать как разрешение эксплуатации при давлении 4 МПа. Номинальный класс и допустимое давление системы являются разными характеристиками. При проектировании учитываются установленное ограничение ps, температура среды и допустимые нагрузки на весь узел. Kvs показывает пропускную способность полностью открытого клапана при стандартных условиях определения этого коэффициента. Значение 32 м3/ч не означает, что такой расход должен постоянно проходить через устройство: фактический поток зависит от перепада давления и сопротивления трубопроводной сети. Для малошумной работы рекомендуется ограничивать перепад давления величиной 200 кПа. Более высокий допустимый перепад характеризует возможности арматуры, но сам по себе не обеспечивает приемлемый акустический режим.

Особенности конструкции

Конструкция R2020-S2 объединяет металлический корпус, поворотный затвор и уплотнения. Корпус воспринимает давление среды, а шток передаёт вращение от привода к шару. Основные элементы выполнены следующим образом:

• корпус — никелированная латунь,
• запорный элемент — нержавеющая сталь,
• шток — нержавеющая сталь,
• седло — политетрафторэтилен,
• уплотнительные кольца — EPDM.

Поворот шара совмещает его проходное отверстие с направлением потока либо перекрывает канал. Для полного изменения положения требуется четверть оборота. Электромагнитная катушка и втягивающий сердечник в такой схеме отсутствуют. Герметичность закрытого клапана соответствует классу утечки A по EN 12266-1. Эта характеристика относится к установленным условиям испытаний. Загрязнение седла, повреждение уплотнений и эксплуатация за пределами допустимых параметров могут нарушить плотность перекрытия.

Режимы и функциональные возможности

R2020-S2 предназначен для двухпозиционного управления. Открытое положение обеспечивает прохождение жидкости, закрытое изолирует участок системы. Промежуточные положения при перемещении затвора не делают эту модель специализированным регулирующим клапаном. Возможности собранного узла определяются несколькими условиями:

• тип управляющего сигнала должен соответствовать электрической схеме привода,
• вращающий момент должен обеспечивать перемещение затвора при расчётном перепаде давления,
• время открытия и закрытия определяется исполнительным механизмом,
• возврат в заданное положение после исчезновения питания возможен только при соответствующем исполнении привода,
• сигнализация положения предусматривается при наличии необходимых контактов или выходов.

Сам клапан не формирует команду управления и не измеряет температуру или расход. Эти функции выполняются внешней автоматикой либо дополнительными устройствами. Состояние после отключения питания особенно существенно для защиты теплообменников и ограничения нежелательного перетока. Его следует определять по конструкции исполнительного механизма, а не по общему названию арматуры.

Монтаж и подключение

Монтаж должен исключать механическую перегрузку корпуса и попадание загрязнений в уплотняющие поверхности. Электрическое подключение выполняется после проверки совместимости привода с системой управления. Основные требования к установке:

• трубопровод перед вводом оборудования в работу очищается от монтажных загрязнений,
• соединения собираются без передачи изгибающих усилий на корпус,
• при затяжке используется предназначенная для инструмента часть клапана,
• положение штока допускается от вертикального вверх до горизонтального,
• установка со штоком, направленным вниз, не допускается,
• вокруг привода сохраняется пространство для подключения, осмотра и демонтажа.

Питание и управляющие проводники подключаются по схеме конкретного привода. Подавать напряжение на оборудование без проверки его исполнения недопустимо. Обозначение R2020-S2 не задаёт номинал электрического питания. Теплоизоляция трубопровода не должна препятствовать работе исполнительного механизма. При использовании охлаждённой среды необходимо учитывать образование конденсата и возможность его попадания к электрическим соединениям.

Области применения

R2020-S2 используется в водяных контурах, где требуется автоматическое включение или отключение потока. Практическая применимость определяется свойствами среды и гидравлическим расчётом. Характерные направления использования:

• перекрытие подачи воды к теплообменникам вентиляционных установок,
• отключение отдельных ветвей отопления,
• управление подачей охлаждённой воды к потребителям,
• изоляция участков вспомогательных водяных контуров промышленных объектов.

Для непрерывного поддержания температуры или расхода может потребоваться регулирующая арматура с соответствующей расходной характеристикой. Двухпозиционный клапан решает задачу коммутации потока и не заменяет все виды регулирующих устройств.

Таким образом, Belimo R2020-S2 представляет собой двухходовой шаровой клапан с управлением поворотным электроприводом. Его назначение — автоматическое перекрытие воды и допустимых водно-гликолевых смесей. Называть такую конструкцию электромагнитной технически некорректно: движение затвора обеспечивается электродвигательным механизмом. Надёжность применения определяется соблюдением ограничений по давлению, температуре и составу среды, а также совместимостью клапана с приводом. Для промышленной эксплуатации особенно важны расчётный перепад давления, чистота жидкости и заранее определённое положение арматуры при потере питания. Компания «Олниса» поставляет промышленное оборудование для предприятий России и стран СНГ. Поставки арматуры и средств автоматизации обеспечивают потребности новых объектов и действующих производственных систем.