Електромагнітні клапани в системах водопостачання, запобігають можливе затоплення квартир, підвалів або інших підсобних приміщень, поки, на жаль, не знайшли широкого застосування а побуті. Почасти це пояснюється тим, що час роботи електромагніту під напругою не обмежена, що може спричинити вихід його з ладу чи навіть загоряння. У зв'язку з цим представляє інтерес пропонована електронна система управління електромагнітним клапаном, яка, на думку автора статті, дозволяє уникнути подібних неприємностей.
Відмінною особливістю описуваного пристрою є дуже мале споживання ним струму від джерела живлення в робочому режимі, коли клапан відкритий. Це дає можливість використовувати автономне джерело енергії протягом тривалого часу.
Схема системи керування електромагнітним клапаном показано на рис. 1, а вдосконалена конструкція клапана - на рис. 2. Принцип дії заснований системи на взаємодію полів електромагніта клапана і доповнює його постійного магніту.
(натисніть для збільшення)
Пристрій складається з чотирьох блоків функціонального призначення: сигналізатора вологості, таймера з електромагнітним реле на виході перетворювача напруги джерела живлення і блоку керування електромагнітним клапаном. Щоб клапан включити, треба натиснути на кнопку SB1 і утримувати її в такому стані 4...5 с. це час замкнувшись контакти SB1.1 кнопки підключають до джерела живлення перетворювач напруги, зібраний на елементах мікросхеми DD2. З виходу помножувача на 3, утвореного діодами VD2 - VD5 і конденсаторами С7 - С10, напруга, підвищений до 27, надходить через контакти SB1.4 на конденсатор С11 і заряджає його. Через 4...5 з, коли конденсатор накопичить енергії, достатньої для включення електромагнітного клапана Y1, пускова кнопка повинна бути відпущена.
Заряджений конденсатор С11 розряджається на електромагніт клапана через контакти SB1.3. Навколо нього виникає магнітне поле, яке переміщує золотник у штоку клапана, і він відкривається. Коли ж вплив електромагнітного поля припиниться, золотник стане утримуватися магнітним полем постійного магніту. В відкритому стані клапан може знаходитися необмежено довгий час, не споживаючи енергії від джерела живлення, поки на контакти датчика, підключеного до входу сигналізатора вологості, не потрапить волога.
Елементи DD1.1 і DD1.2, генератор імпульсів, зібраний на елементах DD1.3, DD1.4, тріністор VS1 і, звичайно, датчик, встановлений в точці контролю вологості, утворюють сигналізатор вологості. Світлодіод HL1, підключений до виходу генератора імпульсів, сигналізує про наявність вологи періодичними спалахами. Їх частота (приблизно 1 Гц) залежить від номіналу резистора R3 і конденсатора С2.
При спрацьовуванні сигналізатора вологості напруга джерела живлення через відкритий тріністор VS1 і контакти SB1.2 пускової кнопки надходить на інтегральний таймер DA1 і датчик запускають сигналів, функцію якого виконує транзистор VT1. У ланцюзі бази транзистора виникає струм, який заряджає конденсатор C3 і відкриває транзистор на час, обумовлений параметрами ланцюжка C3R5. Імпульс негативної полярності з колектора транзистори VT1 надходить на вхід інтегрального таймера DA1 і запускає його. При цьому на виході таймера з'являється напруга високого рівня, в результаті чого загоряється світлодіод HL2, відкривається транзистор VT2 і спрацьовує реле К1 на час, що визначається номіналами времязадающей ланцюга C4R8. Тепер через замкнувшись контакти реле К1.1 енергія джерела живлення знову надходить на перетворювач напруги, але заряджається конденсатор С12 через контакти SB1.3 пускової кнопки, контакти К1.2 реле і обмотку електромагніта клапана.
Після закінчення 4...5 із таймер перемкнеться в початковий стан, обмотка реле К1 обесточится і конденсатор С12 розрядиться на електромагніт клапана Y1 через контакти реле К1.3, але тепер у зворотному напрямку по відношенню до розрядки конденсатора С11. Виникне протидія магнітних полів, і золотник штока клапани під дією пружини перекриє воду.
Деталі блоків пристрої змонтовані на чотирьох самостійних платах розмірами 40x40 мм (рис. 3), виконаних з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 2 мм. Всі резистори - МЛТ-0,125. Конденсатори C3 і С4 С7 - С12 - оксидні К50-6, а С1, С2, С5 і С6 - КМ, КОР. Діоди VD2 - VD5 - германієві серій Д311, ГД402. Реле К1 - РЭС9 (паспорт РС4.524.202). Перемикач SB1 - П2К без фіксації в натиснутому положенні.
(натисніть для збільшення)
Електромагнітний клапан, розрахований на постійне напруга 24 В, бажано застосувати промислового виробництва, наприклад, клапан від автоматичної пральної машини "Вятка". Придатна і саморобна конструкція, що відкриває воду при подачі напруги на обмотку електромагніта клапана. Доробка готового електромагнітного клапана полягає в доповненні його магнітною системою і виготовлення циліндричного тонкостінного кожуха з дюралюмінію або іншого немагнітного матеріалу. Магнітна система, показана на рис. 2, може бути від динамічної головки прямого випромінювання 1ГД-48-140 (ГОСТ 9010 - 78), попередньо звільнена від фланця і керна. Магніт з ярмом кріплять всередині кожуха гвинтами або клеєм. У кожусі просвердлюють два отвори для провідників обмотки електромагніту, після чого конструкцію встановлюють на штоку клапана.
Датчик вологості являє собою два металевих стрижня завдовжки до 10 мм, ізольованих один від іншого, які з'єднують із входом сигналізатора відрізками тонкого багатожильного проводу в ізоляції довжиною до 5 м. До сигнализатору допустимо підключити паралельно кілька датчиків і розташувати їх у різних місцях приміщення.
Конденсатор С1 захищає сигналізатор від перешкод електромагнітних випромінювань, наводяться в сполучних проводах датчика з сигналізатором.
Для живлення пристрою можна використовувати малопотужний блок, що працює спільно з батареєю "Корунд" або акумуляторної 7Д-0,125 в буферному режимі, або дві батареї 3336, з'єднавши їх послідовно.
Струм, споживаний пристроєм, настільки малий, що джерело з двох батарей 3336 буде працювати протягом всього терміну їх зберігання.
Налагодження пристрою зводиться до підбору конденсатора С4 і резистора R8 під вхідний ланцюга таймера DA1 таким чином, щоб конденсатора С12 вистачало часу накопичити достатньо енергії, необхідної для виключення клапана. За 4...5 с він повинен зарядиться до напруги 20...22 Ст.
При справних деталях і безпомилковому монтажі пристрій готовий до роботи. А якщо після включення живлення клапан не відкриється, це вкаже на необхідність поміняти місцями підключення провідників електромагніту на роз'ємах Х1 і Х2.
Клапан встановлюють на трубопроводі в горизонтальному положенні.
Слід зазначити, що клапан такої конструкції можна застосувати для автоматичної поливання грядок на присадибній або садівничому господарстві або створити на його основі регулятор рівня води в баку водокачки.
Автор: А. Бурцев, Новоросійськ р.