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煤气灶电磁阀结构图
浏览: 发布日期:2020-12-14

  电磁阀工作原理(图文并茂)_物理_自然科学_专业资料。电磁阀工作原理(图文并茂)

  电磁阀工作原理 纵观国内外电磁阀,到目前为止,从动作方式上可分为三大类即:直动式、反冲 式、先导式,而从阀瓣结构和材料上的不同以及原理上的区别反冲式又可分为: 膜片式反冲电磁阀、活塞式反冲电磁阀;先导式又可分为:先导式膜片电磁阀、 先导式活塞电磁阀;从阀座及密封材料上分又可分为:软密封电磁阀、钢性密封 电磁阀、半钢性密封电磁阀。 一、直动式电磁阀 原理:常闭型直动式电磁阀通电时,电磁线圈产生电磁吸力把阀芯提起,使关闭 件离远开阀座密封副打开;断电时,电磁力消失,靠弹簧力把关闭元件压在阀座 上阀门关闭。(常开型与此相反) 特点:在真空、负压、零压差时能正常工作,DN50 以下可任意安装,但电磁头 体积较大。 如我公司引进 HERION 公司技术生产的直动电磁阀可用于 1.33×10-4 Mpa 真空。 二、反冲型电磁阀 原理:它的原理是一种直动和先导相结合,通电时,电磁阀先将辅阀打开,主阀 下腔压力大于上腔压力而利用压差及电磁阀的同时作用把阀门开启; 断电时, 辅 阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向下移动便阀门关闭。 特点:在零压差或高压时也能可靠工作,但功率及体积较大,要求竖直安装。 三、先导式电磁阀 原理:通电时,电磁力驱动先导阀打开先导阀,主阀上腔压力迅速下降,在主阀 上下腔内形成压差,依靠介质压力推动主阀关闭件上移,阀门开启;断电时,弹 簧力把先导阀关闭, 入口介质压力通过先导孔迅速进入主阀上腔在上腔内形成压 差,从而使主阀关闭。 特点:体积小,功率低,但介质压差范围受限,必须满足压差条件。 两位三通电磁阀通常与单作用气动执行机构配套使用, 两位是两个位置可控: 开 -关,三通是有三个通道通气,一般情况下 1 个通道与气源连接,另外两个通道 1 个与执行机构的进气口连接,1 个与执行机构排气口连接,具体的工作原理可 以参照单作用气动执行机构的工作原理图。 两位五通电磁阀通常与双作用气动执行机构配套使用, 两位是两个位置可控: 开 -关,五通是有五个通道通气,其中 1 个与气源连接,两个与双作用气缸的外部 气室的进出气口连接, 两个与内部气室的进出气口接连, 具体的工作原理可参照 双作用气动执行机构工作原理 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@_@)。 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 1 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)。 对于小型自动控制设备,气管一般选用 8~12mm 的工业胶气管。在电气上来说, 两位三通电磁阀一般为单电控(即单线圈),两位五通电磁阀一般为双电控(即双 线圈)。线圈电压等级一般采用 DC24V、AC220V 等。 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”。 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, 则反动作气路接通(反动作出气孔有气), 即使给反动作线圈 断电后反动作气路仍然是接通的, 将会一直维持到给正动作线圈通电为止。 这相 当于“自锁”。 基于两位五通双电控电磁阀的这种特性, 在设计机电控制回路或编制 PLC 程序的 时候, 可以让电磁阀线 秒就可以了, 这样可以保护电磁阀线圈不容易 损坏。 电磁阀在液路系统中用来实现液路的通断或液流方向的改变, 它一般具有一个可 以在线圈电磁力驱动下滑动的阀芯, 阀芯在不同的位置时, 电磁阀的通路也就不 同。阀芯的工作位置有几个,该电磁阀就叫几位电磁阀:阀体上的接口,也就是 电磁阀的通路数,有几个通路口,该电磁阀就叫几通电磁阀。 电磁阀安装后, 一般所有接口都应该是连接好了的, 所谓工作位置指的是阀芯的 位置。阀芯在线圈不通电时处在甲位置,在线圈通电时处在乙位置,阀芯在不同 位置时,对各接口起到或接通或封闭的作用。 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)。 电磁阀二通、三通指电磁阀的阀体上有两个、三个通道口; 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。 国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即:直动式、分步直动式、先导式),而 从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结 构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活 塞结构)。 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。 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, 2 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、高压时亦能可*动作,但功率较大,要求必须水平安装。 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 电磁阀知识 电磁阀介绍 电磁阀的工作原理,电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的 油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通 过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,而进油孔是常开的,液压油就会进入不 同的排油管,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械 装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。 分类: 国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即:直动式、分步直动式、先导式),而从阀瓣结 构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、 先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构),按照气路数分为 2 位 2 通,2 位 3 通,2 位 4 通,2 位 5 通。 电磁阀分为单电控和双电控,指的是电磁线圈的个数,单线圈的称为单电控,双线 通一般时是单电控(单线 电控(单线圈),也可以是双电控(双线圈)。 一、按被控制管路内的介质及使用工况的不同可将电磁阀分为:液用电磁阀、气用电磁阀、 蒸汽电磁阀、燃气电磁阀、油用电磁阀、消防专用电磁阀、制冷电磁阀、防腐电磁阀、高 温电磁阀、高压电磁阀、无压差电磁阀、超低温电磁阀(深冷电磁阀)、真空电磁阀等。 二、按电磁阀内部结构不同可分为先导式、直动式、复合式、反冲式、自保持式、脉 冲式、双稳态、双向型等。 三、按电磁阀的使用材质不同可分为:铸铁体(灰口铸铁、球墨铸铁)、铜体(铸铜、 锻铜)、铸钢体、全不锈钢体(304、316)、非金属材料(ABS、聚四氟乙烯)。 四、按管道中介质的压力不同可分为:线.0~2.5Mpa)、高压型(4.0~6.4Mpa)、超高压型(10~21Mpa) 五、按介质温度不同可分为:常温型(~)、中温型(~)、高温型(~)、超高温型(~)、 低温型(~)、超低温型()。 六、按工作电压不同分为:交流电压:AC220V 380V 110V 24V;直流电压: DC24V 12V 6V 220V;一般常用电压为 AC220V DC24V,推荐用户尽量选用常用 电压、特殊电压供货周期较长。 七、按电磁阀的防护等级可分为:防爆型、防水型、户外型等。 从原理上分: 4 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。 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 5 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、高压时亦能可*动作,但功率较大,要求必须水平安装。 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。 电磁阀结构示意图.JPG (69.47 KB) 单电控外部先导式电磁阀的动作原理图.JPG (39.25 KB) 电磁阀结构示意图.JPG (69.47 KB) 6 单电控外部先导式电磁阀的动作原理图.JPG (39.25 KB) 电磁阀在液路系统中用来实现液路的通断或液流方向的改变,它一般具有一个可以在线圈 电磁力驱动下滑动的阀芯,阀芯在不同的位置时,电磁阀的通路也就不同。阀芯的工作位置 有几个, 该电磁阀就叫几位电磁阀: 阀体上的接口, 也就是电磁阀的通路数, 有几个通路口, 该电磁阀就叫几通电磁阀。 按照气路数分: “X 位 Y 通”电磁阀的“X 位”代表的就是阀门一共有几种状态: “2 位”表示“通”和“断”2 种状态——P→A,P→B,A→R,B→S 等状态,断开的气路均 7 处于排气状态; “3 位”包括上面 2 种状态,还包括第 3 种状态——对于第 1 路排气/不排气,对于第 2 路 排气/不排气的状态,有多种组合。 “Y 通”指的是电磁阀一共有几个孔,对于气体电磁阀,因为存在排气的问题,可能有 2 个 孔(1 个进气、1 个出气),3 个孔(1 个进气、1 个出气、1 个排气),4 个孔(1 个进气、 2 个出气、1 个排气),5 个孔(1 个进气、2 个出气、2 个排气);对于液体电磁阀,就不 存在排气问题,因为液体一般不能排空。 P——POWER,进气孔; A——出气孔 1(接气缸); R——与出气孔 1 相通的排气孔 (B 侧线圈已经通过电或手动控制过, A 侧线圈不通电时这两 个孔相通); B——出气孔 2(接气缸); S——与出气孔 2 相通的排气孔 (A 侧线圈已经通过电或手动控制过, B 侧线圈不通电时这两 个孔相通); 两位两通(1 个进气、1 个出气) 断电时,压力口连到气缸口----通电时,压力口、气缸口关闭; 两(三)位三通(1 个进气、1 个出气、1 个排气) 常开:断电时,压力口连到气缸口而排气口关闭----通电时,压力口关闭而气缸口连到排气 口; 常闭:断电时,压力口关闭而气缸口连到排气口----通电时,压力口连到气缸口而排气口关 闭; 通常结构:允许阀连接成常闭或常开的位置其中之一,或选择两种流体之一,或由一个口转 换流到另一个口 8 两位四通(1 个进气、2 个出气、1 个排气) 一般用于操作双动气缸, 在一位置, 压力口连到 A 气缸口, 而另一个 B 气缸口连接到排气口, 在二位置,压力口连到 B 气缸口,而另一个 A 气缸口连接到排气口; 两位五通(1 个进气、2 个出气、2 个排气) 工作过程:由图可见,1 是进气管,2、4 两个是出气管,3、5 两个是排气管。当 12 线圈通 电时,阀工作在右阀位,进气由 1 经过阀从 2 出去,管 4 的气经阀从 5 排出;当 14 线圈通 电时,阀工作在左阀位,进气由 1 经过阀从 4 出去,管 2 的气经阀从 3 排出。 9 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,则反动作气路接通(反动作出气孔有气),即使给反动作线圈 断电后反动作气路仍然是接通的,将会一直维持到给正动作线圈通电为止。这相当于“自 锁”。 基于两位五通双电控电磁阀的这种特性,在设计机电控制回路或编制 PLC 程序的时 候,可以让电磁阀线 秒就可以了,这样可以保护电磁阀线 电磁阀特性 一、安全性:不注意安全即会产生灾难 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:不适用等于花钱买费物,还要添麻烦 11 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。 12 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 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。 14 三、可靠性:不可靠将会损害整个系统 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:不经济就是对资金,精力乃至生命的浪费 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。 15 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。 总之,经济性不单指产品价格,而是产品的性能价格比综合费用价格比。 电磁阀故障与排除 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。 电磁阀选型要领 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。煤气灶电磁阀结构图 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。 16 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 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。 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)。 电磁阀的主要特点 (1)外漏堵绝,内漏易控,使用安全。 内外泄漏是危及安全的要素。其它自控阀通常将阀杆伸出,由电动、气动、液动执行机构控 制阀芯的转动或移动。这都要解决长期动作阀杆动密封的外泄漏难题; 唯有电磁阀是用电 磁力作用于密封在隔磁套管内的铁芯完成,不存在动密封,所以外漏易堵绝。电动阀力矩控 制不易,容易产生内漏,甚至拉断阀杆头部;电磁阀的结构型式容易控制内泄漏,直至降为 零。所以,电磁阀使用特别安全,尤其适用于腐蚀性、有毒或高低温的介质。 (2)系统简单,便接电脑,价格低谦。 电磁阀本身结构简单 , 价格也低 , 比起调节阀等其它种类执行器易于安装维护。更 显 著的是所组成的自控系统简单得多 , 价格要低得多。由于电磁阀是开关信号控制,与 工 控计算机连接十分方便。 在当今电脑普及 , 价格大幅下降的时代 , 电磁阀的优势就更 加 明显。 (3)动作快递,功率微小,外形轻巧。 电磁阀响应时间可以短至几个毫秒, 即使是先导式电磁阀也可以控制在几十毫秒内。 由于自 成回路,比之其它自控阀反应更灵敏。设计得当的电磁阀线圈功率消耗很低,属节能产品; 17 还可做到只需触发动作,自动保持阀位,平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小,既节省空 间,又轻巧美观。 (4)调节精度受限,适用介质受限。 电磁阀通常只有开关两种状态,阀芯只能处于两个极限位置,不能连续调节, (力图突破的 新构思不少,但还都处于试验试用阶段)所以调节精度还受到一定限制。 电磁阀对介质洁净度有较高要求,含颗粒状的介质不能适用,如属杂质须先滤去。另外,粘 稠状介质不能适用,而且,特定的产品适用的介质粘度范围相对较窄。 (5)型号多样,用途广泛。 电磁阀虽有先天不足,优点仍十分突出,所以就设计成多种多样的产品,满足各种不同的需 求,用途极为广泛。电磁阀技术的进步也都是围绕着如何克服先天不足,如何更好地发挥固 有优势而展开。 安装注意事项如下: 1.安装前应仔细阅读产品的使用说明书,核查产品是否完全符合使用要求,熟悉安装要点, 做好准备工作。 2.核对铭牌所标参数是否为所选用产品的参数,是否与使用说明书相符。 3.接管之前用 0.3Mpa 的压力对管道充分冲洗,把管道中的金属粉末、残留密封材料、锈垢 等完全清除。 4.注意介质的洁净度, 如果介质内混有的尘垢等杂质妨碍电磁阀的正常工作, 管道中应装过 滤器。 5.电磁阀不宜装在管道低凹处,如装在容器的排出管道中,注意不可自容器底部引出,而应 装在容器底部稍上的位置。 6.如果介质会起水击现象,那么应该选用多功能电磁阀或采取相应的防范措施。 7.蒸汽用电磁阀入口侧应装有疏水阀,该处接管应倾斜,疏水阀装在低位,最好装多通反冲 过滤器。 8.电磁阀一般是定向的,不可装反,通常在阀体上用“箭头”指出介质流动方向,安装时要 依照“箭头”指示方向安装。 9.一般电磁阀的电磁线圈部件应正立向上,垂直于管道,有些产品有特别规定,请按说明书 安装。。 10.接管时应注意,密封材料不可使用过量。如螺纹连接时,接管螺纹应保持在有效长度内, 并在端部半螺距处用锉刀倒棱, 自端部起 2 牙处开始缠绕密封带, 不然过量的密封带或粘结 剂将进入电磁阀内,而发生妨碍正常动作的事故。 11.电磁阀安装处应有一定的预留空间,以便对它的日常保养与定期维修。 12.安装时用扳手或管钳固定好阀体,再拧上接管,千万不可将力作用在线圈组件上引起变 形,使电磁阀难以正常工作。 13.在管道刚性不足,或有水击现象的情况下,请把阀前、后接管用支架扎实地固定好。 14.在冻结场所使用时,用隔热材料对管道加以保护或在管道上设置加热器。 15.要确认一下,电磁阀本身及它与接管连接处是否有泄漏。 16.对线圈引出线的连接要核查,特别是三根引出线.连接于电磁阀的电器元件,如继电器、开关和接触器等。开阀时触点不应振动,不然工 18 作将不可靠并影响其电磁阀寿命。 18.电气回路要接入相应的保险线,作为电气回路的保护。 19.为了维护与修理作业方便,或不中断连续性生产,对于一般电磁阀,建议采用旁路隔离 安装法。 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。 电磁阀标准汇总 标准编号 标准中文名称 标准英文名称 JB/T4119-1991 制冷用电磁阀 JB/T4080-1991 高真空电磁阀 型式与基本参数 JB/T7223-1994 小型制冷系统用两位三通电磁阀 JB/T7352-1994(2005 复审) 工业过程控制系统用电磁阀 JB/T57184-1994 电磁阀产品质量分等 JB/T57209-1994(2005 复审) 电磁阀可靠性要求与考核方法 JB/T8053-1996 制冷系统用直动型双稳态电磁阀 JB/T10302-2001 家用和类似用途小型制冷系统两通电磁阀 NF E49-093-2003 气压传动.3/2 电磁阀.安装接口表面 (Pneumatic fluid power - 3/2 solenoid valves - Mounting interface surfaces.) BS ISO 15218-2003 气液传动.3/2 电磁阀.安装接口表面 (Pneumatic fluid power - 3/2 solenoid valves - Mounting interface surfaces) JIS B8472-1994 蒸汽用电磁阀 (STEAM PIPE LINE - SOLENOID VALVES) JIS B8473-1994 燃油管道.电磁阀 (Fuel oil pipe line -- Solenoid valves) JIS B8471-1994 水管道.电磁阀 (Water pipe line -- Solenoid valves) JIS B8375-1993 气动系统.四通五通电磁阀 (PNEUMATIC SYSTEM - 4-PORT AND 5-PORT SOLENOID OPERATED VALVES) JIS B8373-1993 气动系统.二通电磁阀 (PNEUMATIC SYSTEM - 2-PORT SOLENOID OPERATED VALVES) JIS B8374-1993 气动系统.三通电磁阀 (Pneumatic system -- 3-port solenoid operated valves) JIS E4115-1988 铁路车辆用电磁阀 (Magnet valves for railway rolling stock) JIS S2143-1975 煤气装置用电磁阀 (Solenoid valves for gas appliances) ISO 15218-2003 气压传动.3/2 电磁阀.安装接口表面 (Pneumatic fluid power - 3/2 solenoid valves - Mounting interface surfaces) QB/T2278.1-1996 家用燃气快速热水器冲击电磁阀 QB/T2278.2-1996 家用燃气快速热水器自吸电磁阀 QB/T1291-1991 自动洗衣机用进水电磁阀 QC/T673-2000(2005 复审) 汽车用液化石油气电磁阀 QC/T674-2000(2005 复审) 汽车用压缩天然气电磁阀 QC/T675-2000(2005 复审) 汽车用汽油电磁阀 MT/T715-1997(2005 复审) 矿用防爆电磁阀通用技术条件 电磁阀技术的发展简介 19 2.1 精简化方向的发展 至精必至简,唯有简单的才能长久流传。 这也是科学家和工程师的永久追求。 (1)简化控制回路 以往的执行器大量采用气动和电动的控制回路, 这增加了系统的复杂性, 而先导型电磁阀则 在阀内形成利用工作介质自身的控制回路, 结构甚为简单。 过去国内外电磁阀多项技术参数 还受限制,现在国内电磁阀通径已扩展至 30Omm;介质温度低至--200 ℃,高至 450 ℃;工 作压力从线MPa。动作时间从十几秒到几毫秒。这些技术的新发展已完全可以取代原 有体积庞大价格昂贵的两位控制的快速切断阀和气动开关阀, 电动开关阀, 也能部分取代连 续调节的气动、电动调节阀。(怎样才能更好地满足调节精度要求,下文还要述及)。国外 的纺织、轻工、城建等行业已大量改用电磁阀,而冶金、化工等行业则率先在辅助系统中使 用越来越多的电磁阀。国内自控专业技术人员已越来越多地关注电磁阀了。 (2)简化管路系统 自动控制阀工作时在管路上还须配用一些辅助阀门和管件。 例如图 1 所示的隔离旁路是典型 的安装方法,须配三个手动阀,其中手动阀 1 是旁路阀,手动备用。而手动阀 2 和 3 是隔离 阀, 保证自动控制阀 5 的在线维修。当然还得配两只三通 4 和活接头 6。这种管路系统所 占空间大 ,安装又费时,还容易泄漏。ZDF 系列多功能电磁阀巧妙地省去了这些外加的附件 仍具有隔离旁路的功能,因而荣获日内瓦国际新技术金质奖。 自动控制阀的前面需加装过滤器。 多个自控阀联合使用还常需安装单向阀以防管道之间的干 扰。 现在, 单向电磁阀、 组合电磁阀和带过滤的电磁阀都已在简化管路方面发挥了作用。 (本 20 公司还推出了反冲过滤阀,兼开关和过滤功能,并且不须拆阀就可冲洗滤芯,获得了中美发 明专利。) (3)简化阔门结构和工艺 电磁阀属于原理和结构都简单的自动控制阀,但还要进一步简化。 家电行业洗衣机、电冰箱所配的电磁阀,其零部件的结构和工艺都适合于大批量生产。普通 电磁阀线圈部件已采用塑料封装,减少引出线断裂的故障,同时易实现防水、防爆等防护要 求。阀体、阀盖等部件都已采用精密铸造,锻造等工艺,工程塑料电磁阀也已批量上市。国 内防爆电磁阀已不只是隔爆型,还有浇封型、本安型。高压和高温的电磁阀也出现了简化了 结构和工艺。 2.2 智能化方向上的发展 这主要是指电磁阀如何与智能仪表更好配合 , 去提高系统的控制精度和可靠性。 一般认为位式调节难以达到很高精度 , 然而在好多场合采用恰当的方式却可以达到所需的 相当高精度,而大大节省了成本。 (1)双联组合电磁阔。 这是一种不同大小的电磁阀组合在一起。 21 大量使用的加油机对油的计量精度高达 0.02%,都采用双联电磁阀。大阀开启,使得加油在 较短的时间内接近完成;然后大阀关闭,由小阀补充保证流量精度。此项技术国外已应用多 年,产品由世界著名的电磁阀专业公司 ASCO Honeywell 等公司制造。现在本公司生产双联 电磁阀已达到进口产品的指标,还有独特的性能。 顺便指出国内油库大流量的计量还在引进或仿造国外的结构较复杂、 性能欠稳定的多段关闭 阀,这种产品并非世界著名的专业公司所制,因为市场需求量没达到足以引以他们的兴趣。 实际上我们的油库采用国内生产的大流量的双联组合阀,效果会好得多。 双联组合阀还常用来控制温度、压力、液位等参数。大阀保证基础量,小阀提供补偿量。在 参数相对稳定的系统中,这种位式控制能达相当高精度。好些参数变化较大的系统,变化的 速率仍受一定制约,例如温度控制系统,仍受热惯性的影响。所以运用得当的双联组合阀在 满足控制要求的前提下相对于调节阀能大幅降低成本。 (2)三位电磁阀与数字阀 三位电磁阀的阀芯有三个工作位置,平时不通电,处于微启状态,阀门提供初始流量;给一 种电信号,电磁阀全开,提供大流量;给另种电信号,阀门关阀。阀门还带有手动装置,使 得长期关阀时也不需耗电。 三位电磁阀可视为一种结构更为紧凑的双联电磁阀, 它很方便地 实现三位调节,得到了很多应用。 进一步的思路是 n 个大小成一定比例的电磁阀组成 2n 种流量,类似于数字电路称这种组合阀 为数字阀。 实际上两个大小不同的双联阀或三位阀就可产生 24=16 或 32=9 种流量,已经能达 非常高的精度。 从原理上说,它与工控计算机配套具有优势,但由于应用领域还没有提出大量 的需求,这项技术尚处于试验阶段。 (3)自保持型电磁阔 自保持型电磁阀就是只需瞬间通电即完成阀门开关动作,阀芯位置不需电来保持。它的优点 在于节约能源尤其是用电池作电源的场合, 而且可不考虑温升, 从而线圈寿命长, 在高低温、 22 防爆等场合有较高安全性。常见的有机械式保持和永磁体保持,又分双线圈和单线圈,以单 线圈磁保持结构最为简单。 它是以改变直流电源极性改变对应阀门开关的两种状态。 这种电 磁阀单独安装线圈外部接线需加转换开关,而与智能仪表配套则十分方便。IC 卡预收费煤 气表和水表所配的电磁阀是仪表成败的关键之一, 其中的自保持技术又是电磁阀的成败的重 要因素,国内的自保持电磁已日趋成熟,本公司已为多家智能表厂提供配套。 2.3 通用化方向上的发展 电磁阀应用十分广泛,而使用时情况却千差万别,增强通用性能降低制造、购销、存贮、安 装、维护的成本,近年来这方面迈出了大步。 (1)响应时间可调 给出电信号到阀芯动作完成的时间称为响应时间。 不同场合希望开关速度不同, 有四种组合: 快开快关----用于快速反应系统; 快开慢关----用于防止水锤; 慢开快关---用于缓启急断; 慢开慢关一一用于平稳过渡。ZDF 多功能电磁阀可方使地调整于任一状态,应用十分灵活。 (2) 扩展介质适用范固。 电磁阀与其它自控阀不同在于介质粘度适用范围较窄,所以空气、水、蒸汽、油等介质对于 先导型电磁阀其结构参数是不同的; 一般地说是不能通用的。 而 ZDF 多功能电磁阀只用一颗 小螺钉,却做到了气、水、油的通用,而且还使油的粘度适用范围大大加宽,深受欢迎。 (3)开度可调与于动兼窑 电磁阀在使用时常常还希望它兼具手动功能,作为停电或故障时备用。 23 一般手动装置只能手动开阀或手动关阀, 二者齐备的称完全手动。 手动装置还能对阀门开度 进行预置, 一般手动只能对阀的最大或最小开度进行预置, 而完全手动能分别对最大或最小 开度进行预置。ZDF 多功能电磁阀属完全手动类。其它型号电磁阀根据需要可带简单的一般 手动装置。 2.4 专用化方向上的发展 近年来电磁阀的销量已超过了调节阀, 主要是各种专用电磁阀的需求量剧增。 下面按介质类 别分别予以介绍: (1)燃气电磁阀 由于我国燃料结构的调整,气体燃料的比重不断上升,燃气电磁阀需求也不断增长。燃气有 天然气、工业煤气、城市煤气、液化石油气等好多种,所含杂质及腐蚀情况各异,对阀的要 求也不一样。而且,压力等级差别很大,压缩天燃气高达 21~25Mpa,而燃气具压力又低至 2Kpa。我国都分别已有成熟产品。本公司的 CE 系列燃气电磁阀已出口欧盟。 值得一提的是双燃料机动车在我国随环保法规的健全而不断推广,12 个城市已改装了数万 辆汽车,现在还多是选用成套进口的燃供装置,其中的电磁阀也随着配套进口。实际上这些 电磁阀也并非国外电磁阀专业公司生产, 性能测试结果并不全部符合我国燃气行业有关技术 标准。本公司已经有了更可靠更价廉的专用电磁阀,正在逐步取代进口电磁阀。 (2)蒸范电磁阔 蒸汽电磁阀首先要解决耐高温的难题,其密封材料,导电和导磁材料都要特别选择。蒸汽管 道的锈蚀比较厉害,须认真对待。更重要的是在工厂下班后蒸汽管道里有很多冷凝水,电磁 24 阀需要在气态和液态流体通过时都能可靠动作,其出厂检验有多道严格程序。本公司的 ZQDF-3 型电磁阀,92 年被列为国家级新产品,久经用户考验,近年又推出了精巧型 CC 系 列蒸汽电磁阀。 (3)水用电磁阔 水用电磁阀总被认为是最简单的,实则水就分为自来水、工业纯水、工业废水、灌溉水、海 水等多种类别,其腐蚀性能,洁净程度各异,应分别选用不同的电磁阀。自来水阀虽然最普 通,但用途不同对阀门的性能要求却不一样。 例如,消防用电磁阀,动作可靠性至关重要,万一失灵后果不堪设想。即使普通手动阀门长 期不启闭,也很难快速打开。近年高层建筑如雨后春笋,我国消防电磁阀技术也随之成熟。 又如,自来水厂需将电磁阀用于倒虹吸管路,这种电磁阀但要在压力状态,还要在真空状态 下可靠工作,绝不能有内漏,而且在水的洁净度不高的状况下,仍应动作灵活。本公司这种 水厂专用电磁阀已在全国数百家水厂得到应用。被中国水协列为唯一推荐的电磁阀。 另外喷灌电磁阀也随我国农业和园林业的发展而逐步得到应用。 (4)油用电磁阔 油品种类繁多,密封件技术是关键之一。耐油橡胶只是类别名称,不同的油甚至同种油所含 杂质不同就需选不同的耐油橡胶。例如,能耐有铅汽油就不一定耐无铅汽油。近年来随专用 电磁阀销量的增多,专用耐油橡胶的寿命也不断提高。 25 油品的粘度差异很大,须选用不同结构的电磁阀。 高粘度的油还常在高温的状态下流通, 所以电磁阀还随之要解决耐高温的问题。 对于燃油还 需满足防爆要求。 近年来本公司陆续推出汽油、柴油、重油等各种专用电磁阀,得到了广泛应用。 (5)空调用电磁阔 空调分制热和制冷。制冷剂近年发生明显变化,氨和氟里昂逐步减少,而溴化锂等新型制冷 剂在逐步增多,相关的密封、腐蚀、寿命等问题都要求认真地选材,合理的设计和先进的工 艺。值得一提的是空调主要靠调节风量来控制温湿度,阀门流量的连续调节并不完全必要。 现在无阀的空调系统也在用,但出现凝露滴水等毛病而受谴责。因此结构简单,价格低廉的 电磁阀是最住选择。因受国外传统的影响,结构复杂、力矩较难控制的电动阀国内仍在大量 选用。 97 年毛主席纪念堂维修工程中保存遗体这样高精度的空调系统选用了本公司的空调电磁阀 取得满意效果。 中共中央办公厅纪念堂管理局局长不久前还亲自将荣誉证书送到本公司, 实 际上该表彰的更应是工程设计人员的勇气和智** 活塞式和膜片式介绍? 26 材料 适合温 度 备注 丁晴橡胶 -18~82 适合大多数气体、水和轻油 聚氯丁橡胶 -18~82 肢冷场合和制氧工况 乙烯丙烯 -23~149 应用于热水蒸汽等, 不能应用于石油基流体和含有 杂质的流体(如润滑气体) 氟橡胶/Fluorel -18~177 用于碳水化合物和飞机机油、汽油、溶剂 特氟降 不易流动,具有冷流降的特点,任何一种流体都不 能侵蚀它 最大操作压力差( 电测线圈能够安全地操作阀门时可承受阀门入口与出口间的最大压力差。 若阀门出口压力是 未知的,把供给压力当作最大操作压力差是最安全的。 27 最小操作压力差 开启阀门或保持阀门开启所需的最小压差, 对于 2 通浮动活塞或浮动膜片阀来说, 当低于最 小操作压差时,阀门将开始关闭。对于 3,4 通先导阀来说,最小操作压力差是在压力口和 排气口之间压力差,须在一个操作周期被保持以确保有一个位置转变到另一个位置。 直动式、悬挂式膜片或活塞结构的电磁阀是无需最小操作压差的。 控制器发出的额定电压值为 24V。如果线路太长(有的灌区最远端电磁阀距控制器 可能达 1km 多),线选的不够粗的话,会使沿程电压损失太大,达不到开启电磁阀要 求的最小电压值,系统无法正常工作。因此选择合适的电线是非常重要的。电线)确定允许的电压损失值。所谓允许电压损失即指控制器输出电压与电磁阀最 小工作电压之差。如无厂家确切数据,通常可估算为 3V。 (2)计算允许最大电阻值。计算公式为 式中:R 为允许最大电阻值,Ω;U0 为允许电压损失值,V;I 为电 磁阀启动电流。 (3)根据实际线路,计算出单位长度上(如每 100m)允许的电阻值。 (4)与市场上销售的电线的单位长度上电阻值相比,确定适宜的电线型号。原则 是选定电线的电阻值应当小于计算的单位长度允许电阻值。 电磁阀带磁原因何在 28 人们常以为磁铁吸附电磁阀材,验证其优劣和真伪,不吸无磁,认为是好的,货真价实;吸 者有磁性,则认为是冒牌假货。其实,这是一种极其片面的、不切实的错误的辨别方法。 电磁阀的种类繁多,常温下按组织结构可分为几类: 1.奥氏体型:如 304、321、316、310 等; 2.马氏体或铁素体型:如 430、420、410 等; 奥氏体型是无磁或弱磁性,马氏体或铁素体是有磁性的。 通常用作装饰管板的电磁阀多数是奥氏体型的 304 材质,一般来讲是无磁或弱磁的, 但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性,但这不能认为是冒牌或不合 格,这是什么原因呢? 上面提到奥氏体是无磁或弱磁性, 而马氏体或铁素体是带磁性的, 由于冶炼时成分偏析 或热处理不当,会造成奥氏体 304 电磁阀中少量马氏体或铁素体组织。这样,304 电磁阀中 就会带有微弱的磁性。 另外,304 电磁阀经过冷加工,组织结构也会向马氏体转化,冷加工变形度越大,马氏 体转化越多,钢的磁性也越大。如同一批号的钢带,生产 Φ76 管,无明显磁感,生产 Φ9.5 管。因泠弯变形较大磁感就明显一些,生产方矩形管因变形量比圆管大,特别是折角部分, 变形更激烈磁性更明显。 要想完全消除上述原因造成的 304 钢的磁性,可通过高温固溶处理开恢复稳定奥氏体 组织,从而消去磁性。 特别要提出的是, 因上面原因造成的 304 电磁阀的磁性, 与其他材质的电磁阀, 如 430、 碳钢的磁性完全不是同一级别的,也就是说 304 钢的磁性始终显示的是弱磁性。 这就告诉我们,如果电磁阀带弱磁性或完全不带磁性,应判别为 304 或 316 材质;如 果与碳钢的磁性一样,显示出强磁性,因判别为不是 304 材质。 29