Встроенный фиксирующий электромагнитный клапан с нулевым энергопотреблением: единственный тип, работающий от батарей

Почему большинство электромагнитных клапанов не могут работать от аккумулятора

Питание стандартного электромагнитного клапана от аккумуляторной батареи может длиться всего несколько дней или самое большее несколько недель, прежде чем аккумулятор разрядится. У катушки нет альтернативы: чтобы плунжер удерживался втянутым против силы пружины, ток должен течь непрерывно в течение всего времени, пока клапан остается открытым. В момент отключения питания пружина захлопывает клапан.

Это одно требование исключает почти все традиционные конструкции для работы от батареи. Типичная катушка постоянного тока 12 В потребляет 2,5–9 Вт силы, тянущая от 0,2 А до 0,8 А постоянно все время, пока он открыт. Умножьте это на часы или дни работы в открытом режиме, и вы поймете, что даже большой аккумулятор быстро разряжается. Солнечная зарядка может частично компенсировать это, но в удаленных или автоматических установках такой подход часто непрактичен.

Как работает конструкция со встроенным сбросом с нулевым энергопотреблением

встроенный запирающийся электромагнитный клапан сброса с нулевым энергопотреблением решает эту проблему в источнике: он вообще не использует ток для сохранения своего состояния. Небольшой постоянный магнит, встроенный в корпус клапана, удерживает плунжер в любом положении, в котором он последний раз переключался, будь то открытое или закрытое. Питание требуется только в тот момент, когда клапан меняет состояние, и этот импульс обычно длится всего лишь от 20 до 50 миллисекунд .

«Комплексный сброс» имеет такое же значение, как и самоподдержание. Механизм сброса встроен в корпус клапана, поэтому для возврата клапана в известное положение не требуется отдельная схема сброса или ручной рычаг. Это означает, что контроллеру достаточно послать только один короткий импульс одной полярности, чтобы открыть клапан, а затем обратный импульс, чтобы закрыть его — никакого непрерывного сигнала, никакой вспомогательной проводки сброса и никаких дополнительных компонентов, конкурирующих за емкость аккумулятора. Для инженеров, разрабатывающих замену импульсных запорных клапанов со стандартной катушкой и латунным корпусом, это часто является решающим фактором по сравнению с традиционной конструкцией.

Расчет потребляемой мощности: непрерывная потребляемая мощность в сравнении с мгновенным импульсом

Цифры делают разницу более ясной, чем любое описание. Стандартный электромагнитный клапан потребляет ток все время, пока он удерживается открытым. Самоудерживающийся клапан с нулевой мощностью потребляет ток только в тот момент, когда он переключается, и ничего после этого.

Этот пробел объясняет, почему, когда в открытом состоянии необходимо удерживать более нескольких минут, стандартный клапан просто не подходит для питания от батареи. Самоблокирующийся клапан, напротив, может оставаться открытым в течение нескольких месяцев, потребляя не больше энергии, чем в момент переключения. Это тот же принцип, который более подробно рассмотрен в нашем подробном анализе того, как конструкции самоудерживающихся клапанов снижают общее энергопотребление, но практический вывод здесь более прямой: только конструкция, которая прекращает пропускать ток между переключателями, может реально обеспечить длительный срок службы батарей.

Где эта технология действительно меняет то, что возможно

Низкое напряжение и почти нулевая мощность в режиме ожидания делают возможными установки, которые просто не может обеспечить клапан с постоянным питанием. Например:

1. Зона капельного орошения, которая работает весь сезон от одной батареи 9 В или батарейки типа «таблетка».
2. Станции экологического мониторинга, расположенные вне сети, где легкий пластиковый самоблокирующийся клапан снижает как стоимость установки, так и бюджет электроэнергии.
3. Портативное медицинское или лабораторное оборудование, которое должно работать всю смену на внутренних батареях без зарядного порта поблизости.

Он также, естественно, подходит для беспроводного управления. Поскольку для изменения состояния клапану требуется только короткий импульс, его можно запустить с помощью контроллера с батарейным питанием для удаленного включения/выключения через приложение, что полезно для автоматического орошения, без необходимости подачи постоянного тока на клапан самому контроллеру.

Это не означает, что самоблокирующийся клапан подходит для любого применения. Напряжение должно оставаться в пределах жестких допусков во время импульса переключения, и системе нужен какой-то способ отслеживать, открыт или закрыт клапан в данный момент, поскольку мощность резки не вернет его в положение по умолчанию, как это происходит со стандартным клапаном. Но для любой установки, где альтернативой является прокладка кабеля, до которого невозможно дотянуться, или замена батарей каждую неделю, встроенный защелкивающийся электромагнитный клапан сброса с нулевой мощностью, по сути, является единственным типом электромагнитного клапана, который делает реалистичной длительную работу от батареи.