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電磁閥原理詳細介紹

發布時間: 2019-09-05  點擊次數: 130次

電磁閥原理詳細介紹
電磁閥(Electromagnetic valve)是用電磁控製的工業設備,是用來控製流體的自動化基礎元件,屬於執行器,並不限於液壓、氣動。用在工業控製係統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控製,而控製的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種,不同的電磁閥在控製係統的不同位置發揮作用,Z常用的是單向閥、安全閥、方向控製閥、速度調節閥等。
電磁閥裏有密閉的腔,在不同位置開有通孔,每個孔連接不同的油管,腔中間是活塞,兩麵是兩塊電磁鐵,哪麵的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊,通過控製閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔,而進油孔是常開的,液壓油就會進入不同的排油管,然後通過油的壓力來推動油缸的活塞,活塞又帶動活塞杆,活塞杆帶動機械裝置。這樣通過控製電磁鐵的電流通斷就控製了機械運動。
1、電磁閥從原理上分為三大類:
直動式電磁閥
原理:通電時,電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起,閥門打開;斷電時,電磁力消失,彈簧把關閉件壓在閥座上,閥門關閉。
特點:在真空、負壓、零壓時能正常工作,但通徑一般不超過25mm。
分步直動式電磁閥
原理:它是一種直動和先導式相結合的原理,當入口與出口沒有壓差時,通電後,電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起,閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時,通電後,電磁力先導小閥,主閥下腔壓力上升,上腔壓力下降,從而利用壓差把主閥向上推開;斷電時,先導閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件,向下移動,使閥門關閉。
特點:在零壓差或真空、高壓時亦能可動作,但功率較大,要求必須水平安裝。
先導式電磁閥
原理:通電時,電磁力把先導孔打開,上腔室壓力迅速下降,在關 閉件周圍形成上低下高的壓差,流體壓力推動關閉件向上移動,閥門打開;斷電時,彈簧力把先導孔關閉,入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差,流體壓力推動關閉件向下移動,關閉閥門。
特點:流體壓力範圍上限較高,可任意安裝(需定製)但必須滿足流體壓差條件。
2、電磁閥從閥結構和材料上的不同與原理上的區別,分為六個分支小類:直動膜片結構、分步直動膜片結構、先導膜片結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構。
3、電磁閥按照功能分類:水用電磁閥、蒸汽電磁閥、製冷電磁閥、低溫電磁閥、燃氣電磁閥、消防電磁閥、氨用電磁閥、氣體電磁閥、液體電磁閥、微型電磁閥、脈衝電磁閥、液壓電磁閥 常開電磁閥、油用電磁閥、直流電磁閥、高壓電磁閥、防爆電磁閥等。
選型依據
電磁閥選型首先應該依次遵循安全性,可靠性,適用性,經濟性四大原 則,其次是根據六個方麵的現場工況(即管道參數、流體參數、壓力參數、電氣參數、動作方式、特殊要求進行選擇)。
選型依據:
1、根據管道參數選擇電磁閥的:通徑規格(即DN)、接口方式
1)按照現場管道內徑尺寸或流量要求來確定通徑(DN)尺寸;
2)接口方式,一般>DN50要選擇法蘭接口,≤DN50則可根據用戶需要自由選擇。
2、根據流體參數選擇電磁閥的:材質、溫度組
1)腐蝕性流體:宜選用耐腐蝕電磁閥和全不鏽鋼;食用超淨流體:宜選用食品級不鏽鋼材質電磁閥;
2)高溫流體:要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料製造的電磁閥,而且要選擇活塞式結構類型的;
3)流體狀態:大至有氣態,液態或混合狀態,特別是口徑大於DN25時一定要區分開來;
4)流體粘度:通常在50cSt以下可任意選擇,若超過此值,則要選用高粘度電磁閥。
3、根據壓力參數選擇電磁閥的:原理和結構品種
1)公稱壓力:這個參數與其它通用閥門的含義是一樣的,是根據管道公稱壓力來定;
2)工作壓力:如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理;Z低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。
4、電氣選擇:電壓規格應盡量優先選用AC220V、DC24較為方便。
5、根據持續工作時間長短來選擇:常閉、常開、或可持續通電
1)當電磁閥需要長時間開啟,並且持續的時間多於關閉的時間應選 用常開型;
2)要是開啟的時間短或開和關的時間不多時,則選常閉型;
3)但是有些用於安全保護的工況,如爐、窯火焰監測,則不能選常開的,應選可長期通電型。
6、根據環境要求選擇輔助功能:防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水。
選型原則
安全性:
1、腐蝕性介質:宜選用塑料王電磁閥和全不鏽鋼;對於強腐蝕的介 質必須選用隔離膜片式。中性介質,也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥,否則,閥殼中常有鏽屑脫落,尤其是動作不頻繁的場合。氨用閥則不能采用銅材。
2、爆炸性環境:必須選用相應防爆等級產品,露天安裝或粉塵多場合應選用防水,防塵品種。
3、電磁閥公稱壓力應超過管內Z高工作壓力。
適用性:
1、介質特性
1)質氣,液態或混合狀態分別選用不同品種的電磁閥;
2)介質溫度不同規格產品,否則線圈會燒掉,密封件老化,嚴重影響使用壽命;
3)介質粘度,通常在50cSt以下。若超過此值,通徑大於15mm時,用多功能電磁閥;通徑小於15mm時,用高粘度電磁閥。
4)介質清潔度不高時都應在電磁閥前配裝反衝過濾閥,壓力低時,可選用直動膜片式電磁閥;
5)介質若是定向流通,且不允許倒流,需用雙向流通;
6)介質溫度應選在電磁閥允許範圍之內。
2、管道參數
1)根據介質流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號;
2)根據流量和閥門Kv值選定公稱通徑,也可選同管道內徑;
3)工作壓差:Z低工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導式;Z低工作壓差接近或小於零的必須選用直動式或分步直接式。
3、環境條件
1)環境的Z高和Z低溫度應選在允許範圍之內;
2)環境中相對濕度高及有水滴雨淋等場合,應選防水電磁閥;
3)環境中經常有振動,顛簸和衝擊等場合應選特殊品種,例如船用電磁閥;
4)在有腐蝕性或爆炸性環境中的使用應優先根據安全性要求選用耐發蝕型;
5)環境空間若受限製,需選用多功能電磁閥,因其省去了旁路及三隻手動閥且便於在線維修。
4、電源條件
1)根據供電電源種類,分別選用交流和直流電磁閥。一般來說交流電源取用方便;
2)電壓規格用盡量優先選用AC220V.DC24V;
3)電源電壓波動通常交流選用+%10%.-15%,直流允許±%10左右,如若超差,須采取穩壓措施;
4)應根據電源容量選擇額定電流和消耗功率。須注意交流起動時VA值較高,在容量不足時應優先選用間接導式電磁閥。
5.控製精度
1)普通電磁閥隻有開、關兩個位置,在控製精度要求高和參數要求平穩時需選用多位電磁閥;
2)動作時間:指電信號接通或切斷至主閥動作完成時間;
3)泄漏量:樣本上給出的泄漏量數值為常用經濟等級。
可靠性:
1、工作壽命,此項不列入出廠試驗項目,屬於型式試驗項目。為確保質量應選正規廠家的產品。
2、工作製式:分長期工作製,反複短時工作製和短時工作製三種。對於長時間閥門開通隻有短時關閉的情況,則宜選用常開電磁閥。
3、工作頻率:動作頻率要求高時,結構應優選直動式電磁閥,電源聽優選交流。
4、動作可靠性
嚴格地來說此項試驗尚未正式列入中國電磁閥專業標準,為確保質量應選正規廠家的產品。有些場合動作次數並不多,但對可靠性要求卻很高,如消防、緊急保護等 ,切不可掉以輕心。特別重要的,還應采取兩隻連用雙保險。
經濟性:
它選用的尺度之一,但必須是在安全、適用、可靠的基礎上的經濟。
經濟性不單是產品的售價,更要優先考慮其功能和質量以及安裝維修及其它附件所需用費用。
更重要的是,一隻電磁閥在整個自控係統中在整個自控係統中乃至生產線中所占成本微乎其微,如果貪圖小便宜錯選而造成損害群是巨大的。
1、安裝時應注意閥體上箭頭應與介質流向一致。不可裝在有直接滴水或濺水的地方。電磁閥應垂直向上安裝;
2、電磁閥應保證在電源電壓為額定電壓的15%-10%波動範圍內正常工作;
3、電磁閥安裝後,管道中不得有反向壓差。並需通電數次,使之適溫後方可正式投入使用;
4、電磁閥安裝前應徹底清洗管道。通入的介質應無雜質。閥前裝過濾器;
5、當電磁閥發生故障或清洗時,為保證係統繼續運行,應安裝旁路裝置。
電磁閥通電後不工作
檢查電源接線是否不良→重新接線和接插件的連接
不同種類的電磁閥
不同種類的電磁閥(34張)
檢查電源電壓是否在±工作範圍-→調致正常位置範圍
線圈是否脫焊→重新焊接
線圈短路→更換線圈
工作壓差是否不合適→調整壓差→或更換相稱的電磁閥
流體溫度過高→更換相稱的電磁閥
有雜質使電磁閥的主閥芯和動鐵芯卡死→進行清洗,如有密封損壞應更換密封並安裝過濾器
液體粘度太大,頻率太高和壽命已到→更換產品
電磁閥不能關閉
主閥芯或鐵動芯的密封件已損壞→更換密封件
流體溫度、粘度是否過高→更換對口的電磁閥
有雜質進入電磁閥產閥芯或動鐵芯→進行清洗
彈簧壽命已到或變形→更換
節流孔平衡孔堵塞→及時清洗
工作頻率太高或壽命已到→改選產品或更新產品
其它情況
內泄漏→檢查密封件是否損壞,彈簧是否裝配不良
外泄漏→連接處鬆動或密封件已壞→緊螺絲或更換密封件
通電時有噪聲→頭子上堅固件鬆動,擰緊。電壓波動不在允許範圍內,調整好電壓。鐵芯吸合麵雜質或不平,及時清洗或更換。
電磁閥的密封材料目前有三種常用的。
NBR D晴橡膠(nitrile butadiene rubber)
由D二烯和丙烯腈經乳液聚合法製得的,D腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產,耐油性極好,耐磨性較高,耐熱性較好,粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差,電性能低劣,彈性稍低。
此外,它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用於製各種耐油橡膠製品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等,在汽車、航空、石油、複印等行業中成為必不可少的彈性材料。
D腈橡膠具有優良的耐油性,其耐油性僅次於聚硫橡膠和氟橡膠,並且具有的耐磨性和氣密性。D晴橡膠的缺點是不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑,不宜做絕緣材料。
主要用途
D腈橡膠主要用於製作耐油製品,如耐油管、膠帶、橡膠隔膜和大型油囊等,常用於製作各類耐油模壓製品,如O形圈、油封、皮碗、膜片、活門、波紋管等,也用於製作膠板和耐磨零件。
EPDM三元乙丙橡膠
三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物,1963年開始商業化生產。每年全世界的消費量是80萬噸。EPDMZ主要的特性就是其優越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力。由於三元乙丙橡膠屬於聚烯烴家族,它具有極好的硫化特性。在所有橡膠當中,EPDM具有Z低的比重。它能吸收大量的填料和油而影響特性不大。因此可以製作成本低廉的橡膠化合物。
分子結構和特性:三元乙丙是乙烯、丙烯和非共軛二烯烴的三元共聚物。二烯烴具有特殊的結構,隻有兩鍵之一的才能共聚,不飽和的雙鍵主要是作為交鏈處。另一個不飽和的不會成為聚合物主鏈,隻會成為邊側鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈是完全飽和的。這個特性使得三元乙丙可以抵抗熱,光,氧氣,尤其是臭氧。三元乙丙本質上是無極性的,對極性溶液和化學物具有抗性,吸水率低,具有良好的絕緣特性。
特點
1、低密度高填充性;
2、耐老化性;
3、耐腐蝕性;
4、耐水蒸汽性能;
5、耐過熱水性能;
6、電性能;
7、彈性;
8、粘接性。
VITON 氟橡膠(FKM)
分子內含氟之橡膠,依氟含量即單體構造而有各種類型;六氟化係的氟素橡膠耐高溫性優於矽橡膠,耐化學性,耐大部分油及溶劑(酮、酯類除外),耐候性,耐臭氧性均佳,但耐寒性則不良;一般廣泛用於汽機車、乙等品,化工廠之密封件,使用溫度範圍-20℃~260℃,低溫要求使用時有耐低溫型可選用能適用到-40℃,但價格較高.
電動閥與電磁閥的區別
電磁閥是電磁線圈通電後產生磁力吸引克服彈簧的壓力帶動閥芯動作,就一電磁線圈,結構簡單,價格便宜,隻能實現開關;
電動閥是通過電動機驅動閥杆,帶動閥芯動作,電動閥又分(關斷閥)和調節閥。關斷閥是兩位式的工作即全開和全關,調節閥是在上麵安裝電動閥門定位器,通過閉環調節來使閥門動態的穩定在一個位置上。

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