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        电 磁 阀


         

        电磁阀工作原理

        电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成,是包含一个或几个孔的阀体。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将 导致流体通过阀体或被切断,以达到改变流体方向的目的。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈 等部件组成;阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁线圈被直接安装在阀体上,阀体被封闭 在密封管中,构成一个简洁、紧凑的组合。

        电磁阀从原理上分为三大类(即:直动式、分步直动式、先导式) 从气路或油路上来说,我们在生产中常用的电磁阀有二位三通、二位四通、二位五通等 。 电磁阀二位是指电磁阀的阀芯有两个不同的工作位置(开、关)。而多少通指电磁阀的阀体上有多少个通道口; 比如二位二通电磁阀是一进一出(二个通道、最普通常见)二位三通电磁阀控制液体是一进二出(两出分 别是一个常开一个常闭);气动换向电磁阀是一进一出一排气;液压一进一出一回油。

        电磁阀从结构原理上分为三大类:

        1)直动式电磁阀:
        原理:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧把关闭件压在阀座上,阀门关闭。
        特点:在真空、负压、零压时能正常工作,但通径一般不超过25mm。

        2)分布直动式电磁阀:
          原理: 它是一种直动和先导式相结合的原理,当入口与出口没有压差时,通电后,电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起,阀门打开。当入口与出口达到启动压差时,通电后,电磁力先导小阀,主阀下腔压力上升,上腔压力下降,从而利用压差把主阀向上推开;断电时,先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向下移动,使阀门关闭。
          特点: 在零压差或真空、高压时亦能动作,但功率较大,要求必须水平安装。

        3)先导式电磁阀:
          原理:通电时,电磁力把先导孔打开,上腔室压力迅速下降,在关闭件周围形成上低下高的压差,流体压力推动关闭件向上移动,阀门打开;断电时,弹簧力把先导孔关闭,入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差,流体压力推动关闭件向下移动,关闭阀门。
          特点: 流体压力范围上限较高,可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件。


        电磁阀从路上分

        二位三通电磁阀:

        在气路(或液路)上来说,两位三通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个出气孔(提供给目标设备气源)、1个 排气孔(一般安装一个消声器,如果不怕噪音的话也可以不装 )。 在电气上来说,两位三通电磁阀一般为单电控(即单线圈) 。两位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。常闭型 指线圈没通电时气路是断的,常开型指线圈没通电时气路是通的。 常闭型两位三通电磁阀动作原理:给线圈通 电,气路接通,线圈一旦断电,气路就会断开,这相当于“点动”。 常开型两位三通单电控电磁阀动作原理: 给线圈通电,气路断开,线圈一旦断电,气路就会接通,这也是“点动”。


         图1

        图2

                                                             

        图1表示二位三通直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。线圈通电时,静铁芯产生 电磁力,阀芯受到电磁力作用向上移动,密封垫抬起,使1、2接通,2、3断开,阀处于进气状态, 可以控制气缸动作。当断电时,阀芯靠弹簧力的作用恢复原状,即1、2断,2、3通,阀处于排气状 态。


        二位五通电磁阀

        两位五通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个正动作出气孔和1个反动作出气孔(分别提供给目标设备的一 正一反动作的气源)、1个正动作排气孔和1个反动作排气孔(安装消声器)。 两位五通电磁阀一般为双电控(即双线圈)。两位五通双电控电磁阀动作原理:给正动作线圈通电,则正动作气 路接通(正动作出气孔有气),即使给正动作线圈断电后正动作气路仍然是接通的,将会一直维持到给反动作线 圈通电为止。 给反动作线圈通电,则反作用气路接通(反动作出气口有气),即使给反作用线圈断电后反动作气路仍然是接通的,将会维持到给正作用线圈通电为止。这相当于“自锁”。

        图2表示二位五通直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。起始状态,1,2进气,4,5排气;线圈通电时,静铁芯产生电磁力,使先导阀动作,压缩空气通过气路进入阀先导活塞使活塞启动,在活塞中间,密封圆面打开通道,1,4进气,2,3排气;当断电时,阀芯靠弹簧力的作用恢复原状。

        其余几位几通电磁阀

        二位二通电磁阀:

        左端电磁线圈通电时,铁芯克服右端弹簧弹力及其他相关阻力推动活塞,使得P至A流道连通。 左端电磁线圈断电时,右端弹簧克服气体阻力及其他相关阻力推动活塞,使得P至A流道截断。

        二位四通电磁阀:

        左端电磁线圈通电时,铁芯克服右端弹簧弹力及其他相关阻力推动活塞,流道P至A连通,流道O至B连通,阀门推杆在压差作用下向右移动。 左端电磁线圈失电,铁芯克服弹气压及其他相关阻力推动活塞,活塞在弹簧作用下复位,流道P至B连通,流道O至A连通,阀门推杆在压差作用下向左移动。

        三位三通电磁阀:

        左侧电磁线圈通电时,铁芯克服右端弹簧弹力及其他相关阻力推动活塞,流道A至P连通,压缩空气正常流通,流道A至O阻断。 右侧电磁线圈通电时,铁芯克服右端弹簧弹力及其他相关阻力推动活塞,流道A至O连通,流道A至P阻断。 左右侧线圈都失电时,左右两端弹簧推动活塞停留在中间位置,维持复位状态,并堵断进口A。

        三位四通电磁阀:

        左侧电磁线圈通电时,铁芯推动活塞,流道A至P连通,B至O连通。 右侧电磁线圈通电时,铁芯推动活塞,流道B至P连通,A至O连通。 左右两侧线圈都失电时,活塞在弹簧作用下复位,堵塞所有流道。

        三位五通电磁阀:

        左侧线圈通电时,流道P至B连通,气缸右侧进气,压力增大,同时A至R连通,左侧排气,压力减小,气缸活塞移动至左侧。 右侧线圈通电时,流道P-A连通,气缸左侧进气,压力增大,同时B至S连通,右侧排气,压力减小,气缸活塞移动至右侧。 两侧线圈都失电时,活塞在弹簧作用下复位,堵塞所有流道,气缸活塞保持在当前状态。

        电磁阀的选型要求:

        气路电磁阀:
        几位几通/直动还是先导/ 过气本体材质/线圈接线盒材质/口径/气源压力/功耗/电压/电气接口/防爆等级防护等级:防爆等级主要是:隔爆?本安?增安?还是不防爆(仅仅防水防尘)/安装方式:管接式(螺纹的)?还是板接的(NAMUR 拍接)?

        工艺电磁阀:
        几位几通/公称通径/法兰连接还是螺纹连接/介质名称腐蚀性/温度压力等级/密封等级/防爆等级(如ExidIIBT4)防护等级(如IP65)/功率要求(如下小于30W)/电气接口(如1/2NPT),手动复位装置带否?

        电磁阀在选型时的注意事项   

        一:适用性   管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。   流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。   电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下,大于20CST应注明。   工作压差,管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式;最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式(压差式)电磁阀;最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力;一般电磁阀都是单向工作,因此要注意是否有反压差,如有安装止回阀。   流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器,一般电磁阀对介质要求清洁度要好。   注意流量孔径和接管口径;电磁阀一般只有开关两位控制;条件允许请安装旁路管,便于维修;有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。   注意环境温度对电磁阀的影响   电源电流和消耗功率应根据输出容量选取,电源电压一般允许±10%左右,必须注意交流起动时VA值较高。   

        二、可靠性   电磁阀分为常闭和常开二种;一般选用常闭型,通电打开,断电关闭;但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。   寿命试验,工厂一般属于型式试验项目,确切地说我国还没有电磁阀的专业标准,因此选用电磁阀厂家时慎重。   动作时间很短频率较高时一般选取直动式,大口径选用快速系列。   

        三、安全性   一般电磁阀不防水,在条件不允许时请选用防水型,工厂可以定做。   电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力,否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。   有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型,强腐蚀性流体宜选用塑料王(SLF)电磁阀。   爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。   

        四、经济性   有很多电磁阀可以通用,但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。 [编辑本段] 电磁阀的选型   电磁阀选型首先应该依次遵循安全性,可靠性,适用性,经济性四大原则,其次是根据六个方面的现场工况(即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择)。   

        选型依据:   

        一、根据管道参数选择电磁阀的:通径规格(即DN)、接口方式   1、按照现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸。   2、接口方式,一般>DN50要选择法兰接口,≤DN50则可根据用户需要自由选择。   

        二、根据流体参数选择电磁阀的:材质、温度组   1、腐蚀性流体:宜选用耐腐蚀电磁阀和全不锈钢;食用超净流体:宜选用食品级不锈钢材质电磁阀。   2、高温流体:要选择采用耐高温的电工材料和密封材料制造的电磁阀,而且要选择活塞式结构类型的。   3、流体状态:大至有气态,液态或混合状态,特别是口径大于DN25订货时一定要区分开来。   4、流体粘度:通常在50cSt以下可任意选择,若超过此值,则要选用高粘度电磁阀。   

        三、根据压力参数选择电磁阀的:原理和结构品种   1、公称压力:这个参数与其它通用阀门的含义是一样的,是根据管道公称压力来定。   2、工作压力:如果工作压力低则必须选用直动或分步直动式原理;最低工作压差在0.04Mpa以上时直动式、分步直动式、先导式均可选用。   

        四、电气选择:电压规格应尽量优先选用AC220V、DC24较为方便。   

        五、根据持续工作时间长短来选择:常闭、常开、或可持续通电   2、要是开启的时间短或开和关的时间不多时,则选常闭型。   3、但是有些用于安全保护的工况,如炉、窑火焰监测,则不能选常开的,应选可长期通电型。   

        六、根据环境要求选择辅助功能:防爆、止回、手动、防水雾、水淋、潜水   1、爆炸性环境:必须选用相应防爆等级的电磁阀(我公司现有:d II BT4、d II CT5、Ex m I/II T4) 。   2、当管内流体有倒流现象时,可选择我公司OK71-N、OK72-N系列带止回功能电磁阀。   3、当需要对电磁阀进行现场人工操作时,可选择我公司OK71-S、OK72-S系列带手动功能电磁阀。   4、露天安装或粉尘多场合应选用防水,防尘品种(防护等级在IP54以上)。   5、用于喷泉必须采用潜水型电磁阀(防护等级在IP68以上)。   1、当电磁阀需要长时间开启,并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。

        选择使用时需要注意的特性   

        一、安全性:   1、腐蚀性介质:宜选用塑料王电磁阀和全不锈钢;对于强腐蚀的介质必须选用隔离膜片式。例CD-F. Z3CF。中性介质,也宜选用铜合金为阀壳材料的电磁阀,否则,阀壳中常有锈屑脱落,尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。   2、爆炸性环境:必须选用相应防爆等级产品,露天安装或粉尘多场合应选用防水,防尘品种。   3、电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。    

        二、适用性:    1.介质特性   1.1质气,液态或混合状态分别选用不同品种的电磁阀,例ZQDF用于空气,ZQDF—Y用于液体, ZQDF—2(或-3)用于蒸汽,否则易引起误动作。ZDF系列多功能电磁阀则可通通于气.液体。最好订时告明介质状态,安装用户就不必再调式。   1.2介质温度不同规格产品,否则线圈会烧掉,密封件老化,严重影响寿命命。   1.3介质粘度,通常在50cSt以下。若超过此值,通径大于15mm用ZDF系列多功能电磁阀作特殊订货。通径小于15mm订高粘度电磁阀。   1.4介质清洁度不高时都应在电磁阀前配装反冲过滤阀,压力低时尚可选用直动膜片式电磁阀作例如CD—P。   1.5介质若是定向流通,且不允许倒流ZDF—N和ZQDF—N单需用双向流通,请作特殊要求提出。   1.6介质温度应选在电磁阀允许范围之内。   2.管道参数   2.1根据介质流向要求及管道连接方式选择阀门通口及型号。例如,用于一条管道向两条管道切换的,小通径的选CA5和Z3F,中等或大通径请选ZDF—Z1/2。又如控制两条管道汇流的,请选ZDF—Z2/1等。   2.2根据流量和阀门Kv值选定公称通径,也可选同管道内径。请注意有的厂家未标有Kv值,往往阀孔尺寸小于接口管径,切不可贪图价低而误事。   2.3工作压差   最低工作压差在0.04Mpa以上是可选用间接先导式;最低工作压差接近或小于零的必须选用直动式或分步直接式。   3.环境条件   3.1环境的最高和最低温度应选在允许范围之内,如有超差需作特殊订货提出。   3.2环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合,应选防水电磁阀   3.3环境中经常有振动,颠簸和冲击等场合应选特殊品种,例如船用电磁阀。   3.4在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀   3.5环境空间若受限制,请选用多功能电磁阀,因其省去了旁路及三只手动阀且便于在线维修。   4.电源条件   4. 1根据供电电源种类,分别选用交流和直流电磁阀。一般来说交流电源取用方便。   4.2电压规格用尽量优先选用AC220V.DC24V。   4.3电源电压波动通常交流选用+%10%.-15%,直流允许±%10左右,如若超差,须采取稳压措施或提出特殊订货要求。   4.4应根据电源容量选择额定电流和消耗功率。须注意交流起动时VA值较高,在容量不足时应优先选用间接导式电磁阀。   5.控制精度   5.1普通电磁阀只有开、关两个位置,在控制精度要求高和参数要求平稳时请选用多位电磁阀;Z3CF三位常开电磁阀,具有微启,全开和关闭三种流量;   ZDF-Z1/1组合多功能电磁阀具有全开、大开、小开、全开四种流量。   5.2动作时间:指电信号接通或切断至主阀动作完成时间,只有本公司专利产品多功能电磁阀可对开启和关闭时间分别调节,不仅可满足控制精度要求,还可防止水锤破坏。   5.3泄漏量   样本上给出的泄漏量数值为常用经济等级,若嫌偏高,请作特殊订货。   

         三、可靠性:   1、工作寿命,此项不列入出厂试验项目,属于型式试验项目。为确保质量应选正规厂家的名牌产品。   2、工作制式:分长期工作制,反复短时工作制和短时工作制三种。本公司常规产品均为长期工作制,即线圈允许长期通电工作。对于长时间阀门开通只有短时关闭的情况,则宜选用常开电磁阀。用在短时工作制而批量又   很大时,可作特殊订货以降低功耗。   3、工作频率:动作频率要求高时,结构应优选直动式电磁阀,电源听优选交流。   4、动作可靠性   严格地来说此项试验尚未正式列入我国电磁阀专业标准,为确保质量应选正规厂家的名牌产品。有些场合动作次数并不多,但对可靠性要求却很高,如消防、紧急保护等,切不可掉以轻心。特别重要的,还应采取两只连用双保险。    

        四、经济性:   它选用的尺度之一,但必须是在安全、适用、可靠的基础上的 经济。   经济性不单是产品的售价,更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需用费用。   更重要的是,一只电磁阀在整个自控系统中在整个自控系统中乃至生产线中所占成本微乎其微,如果贪图小便宜而错选早造成损害群是巨大的。

         

        电磁阀的密封材料

        NBR/EPDM/VITON 氟橡胶(FKM)

         

        安装注意事项:

        1、安装时应注意阀体上箭头应与介质流向一致。不可装在有直接滴水或溅水的地方。电磁阀应垂直向上安装。   

        2、电磁阀应保证在电源电压为额定电压的15%-10%波动范围内正常工作。   

        3、电磁阀安装后,管道中不得有反向压差。并需通电数次,使之适温后方可正式投入使用。   

        4、电磁阀安装前应彻底清洗管道。通入的介质应无杂质。阀前装过滤器。   

        5、当电磁阀发生故障或清洗时,为保证系统继续运行,应安装旁路装置。

         

        电磁阀的用途

        电磁阀:用于液体和气体管路的开关控制,是两位DO控制。一般用于小型管道的控制。   

        电磁阀:只能用作开关量,是DO控制,只能用于小管道控制,常见于DN50及以下管道,往上就很少了。   

        1.开关形式:   电磁阀通过线圈驱动,只能开或关 ,开关时动作时间短。   

        2.工作性质:   电磁阀一般流通系数很小,而且工作压力差很小。比如一般25口径的电磁阀流通系数比15口径的电动球阀小很多。电磁阀的驱动是通过电磁线圈,比较容易被电压冲击损坏。相当于开关的作用,就是开和关2个作用。  

         电磁阀一般断电可以复位,电动阀要这样的功能需要加复位装置。

         

        电磁阀常见故障:

        ■电磁阀线圈烧坏,一般受潮进水容易引起

        ■电磁阀卡住,有杂质进入。

        ■电磁阀漏气,一般为密封垫片损坏或滑阀磨损

         一、电磁阀通电后不工作   检查电源接线是否不良→重新接线和接插件的连接   检查电源电压是否在±工作范围-→调致正常位置范围   线圈是否脱焊→重新焊接   线圈短路→更换线圈   工作压差是否不合适→调整压差→或更换相称的电磁阀   流体温度过高→更换相称的电磁阀   有杂质使电磁阀的主阀芯和动铁芯卡死→进行清洗,如有密封损坏应更换密封并安装过滤器   液体粘度太大,频率太高和寿命已到→更换产品   

        二、电磁阀不能关闭   主阀芯或铁动芯的密封件已损坏→更换密封件   流体温度、粘度是否过高→更换对口的电磁阀   有杂质进入电磁阀产阀芯或动铁芯→进行清洗   弹簧寿命已到或变形→更换   节流孔平衡孔堵塞→及时清洗   工作频率太高或寿命已到→改选产品或更新产品  

         三、其它情况   内泄漏→检查密封件是否损坏,弹簧是否装配不良   外泄漏→连接处松动或密封件已坏→紧螺丝或更换密封件   通电时有噪声→头子上坚固件松动,拧紧。电压波动不在允许范围内,调整好电压。铁芯吸合面杂质或不平,及时清洗或更换。

         

         

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