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什么是電磁閥？

用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的部件

電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備,是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件,屬于執(zhí)行器,并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制,而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種,***內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即:直動式、分步直動先導(dǎo)式),而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類(直動膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))。

工作原理

電磁閥里有密閉的腔,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,兩面是兩塊電磁鐵,哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊,通過控制閥體的移動來開啟或關(guān)閉不同的排油孔,而進(jìn)油孔是常開的,液壓油就會進(jìn)入不同的排油管,然后通過油的壓力來推動油缸的活塞,活塞又帶動活塞桿,活塞桿帶動機(jī)械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動。

主要分類

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(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起,閥門打開;斷電時,電磁力消失,彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上,閥門關(guān)閉。

特點:在真空、負(fù)壓、零壓時能正常工作,但通徑一般不超過25mm。

分步直動式

原理:它是一種直動和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理,當(dāng)入口與出口沒有壓差時,通電后,電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起,閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動壓差時,通電后,電磁力先導(dǎo)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(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關(guān)閉件,向下移動,使閥門關(guān)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(dǎo)式電磁閥

原理:通電時,電磁力把先導(dǎo)孔打開,上腔室壓力迅速下降,在關(guān) 閉件周圍形成上低下高的壓差,流體壓力推動關(guān)閉件向上移動,閥門打開;斷電時,彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉,入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差,流體壓力推動關(guān)閉件向下移動,關(guān)閉閥門。

特點:流體壓力范圍上限較高,可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。

2、電磁閥從閥結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別,分為六個分支小類:直動膜片結(jié)構(gòu)、分步直動膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜片結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)。

3、電磁閥按照功能分類:水用電磁閥、蒸汽電磁閥、制冷電磁閥、低溫電磁閥、燃?xì)怆姶砰y、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、脈沖電磁閥、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。

選型注意

選型依據(jù)

電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性,可靠性,適用性,經(jīng)濟(jì)性四大原則,其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進(jìn)行選擇)。

選型依據(jù):

1、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的:通徑規(guī)格(即DN)、接口方式

1)按照現(xiàn)場管道內(nèi)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(jù)用戶需要自由選擇。

2、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的:材質(zhì)、溫度組

1)腐蝕性流體:宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼;食用超凈流體:宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)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制造的電磁閥,而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的;

3)流體狀態(tài):大至有氣態(tài),液態(tài)或混合狀態(tài),特別是口徑大于DN25時一定要區(qū)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、電氣選擇:電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。

4、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇:常閉、常開、或可持續(xù)通電

1)當(dāng)電磁閥需要長時間開啟,并且持續(xù)的時間多于關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型;

2)要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時,則選常閉型;

3)但是有些用于安全保護(hù)的工況,如爐、窯火焰監(jiān)測,則不能選常開的,應(yīng)選可長期通電型。

5、根據(jù)環(huán)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(zhì):宜選用塑料王電磁閥和全不銹鋼;對于強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)必須選用隔離膜片式。中性介質(zhì),也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥,否則,閥殼中常有銹屑脫落,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(huán)境:必須選用相應(yīng)防爆等級產(chǎn)品,露天安裝或粉塵多場合應(yīng)選用防水,防塵品種。

3、電磁閥公稱壓力應(yīng)超過管內(nèi)******工作壓力。

適用性:

1、介質(zhì)特性

1)質(zhì)氣,液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥;

2)介質(zhì)溫度不同規(guī)格產(chǎn)品,否則線圈會燒掉,密封件老化,嚴(yán)重影響使用壽命;

3)介質(zhì)粘度,通常在50cSt以下。若超過此值,通徑大于15mm時,用多功能電磁閥;通徑小于15mm時,用高粘度電磁閥。

4)介質(zhì)清潔度不高時都應(yīng)在電磁閥前配裝反沖過濾閥,壓力低時,可選用直動膜片式電磁閥;

5)介質(zhì)若是定向流通,且不允許倒流,需用雙向流通;

6)介質(zhì)溫度應(yīng)選在電磁閥允許范圍之內(nèi)。

2、管道參數(shù)

1)根據(jù)介質(zhì)流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號;

2)根據(jù)流量和閥門Kv值選定公稱通徑,也可選同管道內(nèi)徑;

3)工作壓差:******工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導(dǎo)式;******工作壓差接近或小于零的必須選用直動式或分步直接式。

3、環(huán)境條件

1)環(huán)境的******和******溫度應(yīng)選在允許范圍之內(nèi);

2)環(huán)境中相對濕度高及有水滴雨淋等場合,應(yīng)選防水電磁閥;

3)環(huán)境中經(jīng)常有振動,顛簸和沖擊等場合應(yīng)選特殊品種,例如船用電磁閥;

4)在有腐蝕性或爆炸性環(huán)境中的使用應(yīng)優(yōu)先根據(jù)安全性要求選用耐發(fā)蝕型;

5)環(huán)境空間若受限制,需選用多功能電磁閥,因其省去了旁路及三只手動閥且便于在線維修。

4、電源條件

1)根據(jù)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(guī)格用盡量優(yōu)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(wěn)壓措施;

4)應(yīng)根據(jù)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(yīng)優(yōu)先選用間接導(dǎo)式電磁閥。

5.控制精度

1)普通電磁閥只有開、關(guān)兩個位置,在控制精度要求高和參數(shù)要求平穩(wěn)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(shù)值為常用經(jīng)濟(jì)等級。

可靠性:

1、工作壽命,此項不列入出廠試驗項目,屬于型式試驗項目。為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的******產(chǎn)品。

2、工作制式:分長期工作制,反復(fù)短時工作制和短時工作制三種。對于長時間閥門開通只有短時關(guān)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(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選直動式電磁閥,電源聽優(yōu)選交流。

4、動作可靠性

嚴(yán)格地來說此項試驗尚未正式列入中***電磁閥專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的******產(chǎn)品。有些場合動作次數(shù)并不多,但對可靠性要求卻很高,如消防、緊急保護(hù)等,切不可掉以輕心。特別重要的,還應(yīng)采取兩只連用雙保險。

經(jīng)濟(jì)性:

它選用的尺度之一,但必須是在安全、適用、可靠的基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)。

經(jīng)濟(jì)性不單是產(chǎn)品的售價,更要優(yōu)先考慮其功能和質(zhì)量以及安裝維修及其它附件所需用費(fèi)用。

更重要的是,一只電磁閥在整個自控系統(tǒng)中在整個自控系統(tǒng)中乃至生產(chǎn)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。

安裝注意

1、安裝時應(yīng)注意閥體上箭頭應(yīng)與介質(zhì)流向一致。不可裝在有直接滴水或濺水的地方。電磁閥應(yīng)垂直向上安裝;

2、電磁閥應(yīng)保證在電源電壓為額定電壓的15%-10%波動范圍內(nèi)正常工作;

3、電磁閥安裝后,管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次,使之適溫后方可正式投入使用;

4、電磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應(yīng)無雜質(zhì)。閥前裝過濾器;

5、當(dāng)電磁閥發(fā)生故障或清洗時,為保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行,應(yīng)安裝旁路裝置。

故障排除

通電后不工作

不同種類的電磁閥

檢查電源接線是否不良→重新接線和接插件的連接

檢查電源電壓是否在±工作范圍-→調(diào)致正常位置范圍

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(diào)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(zhì)使電磁閥的主閥芯和動鐵芯卡死→進(jìn)行清洗,如有密封損壞應(yīng)更換密封并安裝過濾器

液體粘度太大,頻率太高和壽命已到→更換產(chǎn)品

電磁閥不能關(guān)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(zhì)進(jìn)入電磁閥產(chǎn)閥芯或動鐵芯→進(jìn)行清洗

彈簧壽命已到或變形→更換

節(jié)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(chǎn)品或更新產(chǎn)品

其它情況

內(nèi)泄漏→檢查密封件是否損壞,彈簧是否裝配不良

外泄漏→連接處松動或密封件已壞→緊螺絲或更換密封件

通電時有噪聲→頭子上堅固件松動,擰緊。電壓波動不在允許范圍內(nèi),調(diào)整好電壓。鐵芯吸合面雜質(zhì)或不平,及時清洗或更換。

密封材料

電磁閥的密封材料目前有三種最常用的。

NBR

由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的,丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產(chǎn),耐油性***好,耐磨性較高,耐熱性較好,粘接力強(qiáng)。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(yōu)良的粘結(jié)性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、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、復(fù)印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。

丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐油性,其耐油性僅次于聚硫橡膠和氟橡膠,并且具有的耐磨性和氣密性。丁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

丁腈橡膠主要用于制作耐油制品,如耐油管、膠帶、橡膠隔膜和大型油囊等,常用于制作各類耐油模壓制品,如O形圈、油封、皮碗、膜片、活門、波紋管等,也用于制作膠板和耐磨零件。

分子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),只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,只會成為邊側(cè)鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈?zhǔn)峭耆柡偷摹＿@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(zhì)上是無***性的,對***性溶液和化學(xué)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。

分子內(nèi)含氟之橡膠,依氟含量即單體構(gòu)造而有各種類型;六氟化系的氟素橡膠耐高溫性優(yōu)于硅橡膠,耐化學(xué)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;一般廣泛用于汽機(jī)車、乙等品,化工廠之密封件,使用溫度范圍-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.

主要區(qū)別

區(qū)別

電磁閥是電磁線圈通電后產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,只能實現(xiàn)開關(guān);

電動閥是通過電動機(jī)驅(qū)動閥桿,帶動閥芯動作,電動閥又分(關(guān)斷閥)和調(diào)節(jié)閥。關(guān)斷閥是兩位式的工作即全開和全關(guān),調(diào)節(jié)閥是在上面安裝電動閥門定位器,通過閉環(huán)調(diào)節(jié)來使閥門動態(tài)的穩(wěn)定在一個位置上。

用途對比

電磁閥:用于液體和氣體管路的開關(guān)控制,是兩位DO控制。一般用于小型管道的控制。

電動閥:用于液體、氣體和風(fēng)系統(tǒng)管道介質(zhì)流量的模擬量調(diào)節(jié),是AI控制。在大型閥門和風(fēng)系統(tǒng)的控制中也可以用電動閥做兩位開關(guān)控制。

電磁閥:只能用作開關(guān)量,是DO控制,只能用于小管道控制,常見于DN50及以下管道。

電動閥:可以有AI反饋信號,可以由DO或AO控制,比較見于大管道和風(fēng)閥等。

1、開關(guān)形式:

電磁閥通過線圈驅(qū)動,只能開或關(guān),開關(guān)時動作時間短。

電動閥的驅(qū)動一般是用電機(jī),開或關(guān)動作完成需要一定的時間模擬量的,可以做調(diào)節(jié)。

2、工作性質(zhì):

電磁閥一般流通系數(shù)很小,而且工作壓力差很小。比如一般25口徑的電磁閥流通系數(shù)比15口徑的電動球閥小很多。電磁閥的驅(qū)動是通過電磁線圈,比較容易被電壓沖擊損壞。相當(dāng)于開關(guān)的作用,就是開和關(guān)2個作用。

電動閥的驅(qū)動一般是用電機(jī),比較耐電壓沖擊。電磁閥是快開和快關(guān)的,一般用在小流量和小壓力,要求開關(guān)頻率大的地方電動閥反之。電動閥閥的開度可以控制,狀態(tài)有開、關(guān)、半開半關(guān),可以控制管道中介質(zhì)的流量而電磁閥達(dá)不到這個要求。

電磁閥一般斷電可以復(fù)位,電動閥要這樣的功能需要加復(fù)位裝置。

3、適用工藝:

電磁閥適合一些特殊地工藝要求,比如泄漏、流體介質(zhì)特殊等,價格較貴。

電動閥一般用于調(diào)節(jié),也有開關(guān)量的,比如:風(fēng)機(jī)盤管末端。

主要特點

1、外漏堵絕,內(nèi)漏易控,使用安全

內(nèi)外泄漏是危及安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出,由電動、氣動、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯的轉(zhuǎn)動或移動。這都要解決長期動作閥桿動密封的外泄漏難題;唯有電磁閥是用電磁力作用于密封在電動調(diào)節(jié)閥隔磁套管內(nèi)的鐵芯完成,不存在動密封,所以外漏易堵絕。電動閥力矩控制不易,容易產(chǎn)生內(nèi)漏,甚至拉斷閥桿頭部;電磁閥的結(jié)構(gòu)型式容易控制內(nèi)泄漏,直至降為零。所以,電磁閥使用特別安全,尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。

2、系統(tǒng)簡單,便接電腦,價格低廉

電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡單,價格也低,比起調(diào)節(jié)閥等其它種類執(zhí)行器易于安裝維護(hù)。更顯著的是所組成的自控系統(tǒng)簡單得多,價格要低得多。由于電磁閥是開關(guān)信號控制,與工控計算機(jī)連接十分方便。在當(dāng)今電腦普及,價格大幅下降的時代,電磁閥的優(yōu)勢就更加明顯。

3、動作快遞,功率微小,外形輕巧

電磁閥響應(yīng)時間可以短至幾個毫秒,即使是先導(dǎo)式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內(nèi)。由于自成回路,比之其它自控閥反應(yīng)更靈敏。設(shè)計得當(dāng)?shù)碾姶砰y線圈功率消耗很低,屬節(jié)能產(chǎn)品;還可做到只需觸發(fā)動作,自動保持閥位,平時一點也不耗電。電磁閥外形尺寸小,既節(jié)省空間,又輕巧美觀。

4、調(diào)節(jié)精度受限,適用介質(zhì)受限

電磁閥通常只有開關(guān)兩種狀態(tài),閥芯只能處于兩個***限位置,不能連續(xù)調(diào)節(jié),所以調(diào)節(jié)精度還受到一定限制。

電磁閥對介質(zhì)潔凈度有較高要求,含顆粒狀的介質(zhì)不能適用,如屬雜質(zhì)須先濾去。另外,粘稠狀介質(zhì)不能適用,而且,特定的產(chǎn)品適用的介質(zhì)粘度范圍相對較窄。

5、型號多樣,用途廣泛

電磁閥雖有先天不足,優(yōu)點仍十分突出,所以就設(shè)計成多種多樣的產(chǎn)品,滿足各種不同的需求,用途***為廣泛。電磁閥技術(shù)的進(jìn)步也都是圍繞著如何克服先天不足,如何更好地發(fā)揮固有優(yōu)勢而展開。

電磁閥產(chǎn)品型號規(guī)格及種類