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電磁閥工作原理(圖)
來源:www.mrsblanchet.net作者:上海凱利科閥門有限公司更新時間:2023-03-31 10:03:39
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)流動方向,是用來控制流體的自動化基礎(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)濟性四大原則。
電磁閥工作原理(圖)
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。
分步直動式電磁閥原理: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。
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。
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、氣動、液動執(zhí)行機構(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
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。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,用途極為廣泛。電磁閥技術(shù)的進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、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或分步直動式原理;最低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導(dǎo)式均可選用。
4、電氣選擇:電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。
5、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。
6、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)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,否則線圈會燒掉,密封件老化,嚴重影響使用壽命;
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: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)廠家的名牌產(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
嚴格地來說此項試驗尚未正式列入中國電磁閥專業(yè)標準,為確保質(zhì)量應(yīng)選正規(guī)廠家的名牌產(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。
經(jīng)濟性不單是產(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。
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