第十二期：電磁閥工作狀態(tài)以及運(yùn)作原理
欄目：公司動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間：2021-07-13
電磁閥(Solenoid Valve）由電磁線圈跟直通或多通閥組合使用，可分常開常閉兩種，通過AC220V或DC24電源控制開關(guān)或切換介質(zhì)流動(dòng)方向，是用來控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，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。
電磁閥工作狀態(tài)以及運(yùn)作原理
直動(dòng)式電磁閥原理：通電時(shí)，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(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。
分步直動(dòng)式電磁閥原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，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(dòng)壓差時(shí)，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(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。
先導(dǎo)式電磁閥原理：通電時(shí)，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(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，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(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門。
電磁閥結(jié)構(gòu)原理
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(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。這都要解決長(zhǎng)期動(dòng)作閥桿動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥隔磁套管內(nèi)的鐵芯完成，不存在動(dòng)密封，所以外漏易堵絕。電動(dòng)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(jiǎn)單，便接電腦
電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)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(jiǎn)單得多，價(jià)格要低得多。由于電磁閥是開關(guān)信號(hào)控制，與工控計(jì)算機(jī)連接十分方便。在當(dāng)今電腦普及，價(jià)格大幅下降的時(shí)代，電磁閥的優(yōu)勢(shì)就更加明顯。
3、動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧
電磁閥響應(yīng)時(shí)間可以短至幾個(gè)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(jì)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(dòng)作，自動(dòng)保持閥位，平時(shí)一點(diǎn)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(gè)極限位置，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(duì)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(duì)較窄。
5、型號(hào)多樣，用途廣泛
電磁閥雖有先天不足，優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，所以就設(shè)計(jì)成多種多樣的產(chǎn)品，滿足各種不同的需求，用途極為廣泛。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(shì)而展開。
電磁閥選型原理
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(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)作方式、特殊要求進(jìn)行選擇）。
電磁閥選型原理
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(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動(dòng)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(chǎng)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(jí)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(shí)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、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種
1）公稱壓力：這個(gè)參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)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(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用。
4、電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量?jī)?yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。
5、根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電
1）當(dāng)電磁閥需要長(zhǎng)時(shí)間開啟，并且持續(xù)的時(shí)間多于關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選 用常開型；
2）要是開啟的時(shí)間短或開和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，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(cè)，則不能選常開的，應(yīng)選可長(zhǎng)期通電型。
6、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動(dòng)、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(duì)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(dòng)作不頻繁的場(chǎng)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(jí)產(chǎn)品，露天安裝或粉塵多場(chǎng)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)最高工作壓力。
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(huì)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(shí)，用多功能電磁閥；通徑小于15mm時(shí)，用高粘度電磁閥。
4）介質(zhì)清潔度不高時(shí)都應(yīng)在電磁閥前配裝反沖過濾閥，壓力低時(shí)，可選用直動(dòng)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(hào)；
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：最低工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導(dǎo)式；最低工作壓差接近或小于零的必須選用直動(dòng)式或分步直接式。
3、環(huán)境條件
1）環(huán)境的最高和最低溫度應(yīng)選在允許范圍之內(nèi)；
2）環(huán)境中相對(duì)濕度高及有水滴雨淋等場(chǎng)合，應(yīng)選防水電磁閥；
3）環(huán)境中經(jīng)常有振動(dòng)，顛簸和沖擊等場(chǎng)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(dòng)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?jī)?yōu)先選用AC220V.DC24V；
3）電源電壓波動(dòng)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(dòng)時(shí)VA值較高，在容量不足時(shí)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(gè)位置，在控制精度要求高和參數(shù)要求平穩(wěn)時(shí)需選用多位電磁閥；
2）動(dòng)作時(shí)間：指電信號(hào)接通或切斷至主閥動(dòng)作完成時(shí)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(jí)。
可靠性：
1、工作壽命，此項(xiàng)不列入出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目。為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。
2、工作制式：分長(zhǎng)期工作制，反復(fù)短時(shí)工作制和短時(shí)工作制三種。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間閥門開通只有短時(shí)關(guān)閉的情況，則宜選用常開電磁閥。
3、工作頻率：動(dòng)作頻率要求高時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)選直動(dòng)式電磁閥，電源聽優(yōu)選交流。
4、動(dòng)作可靠性
嚴(yán)格地來說此項(xiàng)試驗(yàn)尚未正式列入中國(guó)電磁閥專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的名牌產(chǎn)品。有些場(chǎng)合動(dòng)作次數(shù)并不多，但對(duì)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(xiǎn)。
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(jià)，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(gè)自控系統(tǒng)中在整個(gè)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(cuò)選而造成損害群是巨大的。
