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電磁閥的工作原理及選型

來源:溫州誠正閥門有限公司   2009年04月03日 16:54   4527

電磁閥的工作原理及選型
 
 電磁閥是用來控制流體的自動化基礎元件,屬于執(zhí)行器;并不限于液壓,氣動。電磁閥用于控制液壓流動方向,工廠的機械裝置一般都由液壓鋼控制,所以就會用到電磁閥。

    電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備,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)。電磁閥有很多種,不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用,zui常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥是用電磁的效應進行控制,主要的控制方式由繼電器控制。這樣,電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制,而控制的精度和靈活性都能夠保證。

 

圖中桿狀的物體就是通過電控制的閥桿,利用電磁力可以將閥桿打開或者關閉。

下面以氣動系統(tǒng)為例子說明電磁閥在工業(yè)控制中的應用。所謂氣動系統(tǒng),就是以氣體為介質(zhì)的控制系統(tǒng)。氣動系統(tǒng)中,這種能源的介質(zhì)通常就是空氣。在真正使用的時候,通常把大氣中的空氣的體積加以壓縮,從而提高它的壓力。壓縮空氣主要通過作用于活塞或葉片來作功。

氣動系統(tǒng)中,電磁閥的作用就是在控制系統(tǒng)中按照控制的要求來調(diào)整壓縮空氣的各種狀態(tài),氣動系統(tǒng)還需要其他元件的配合,其中包括動力元件、執(zhí)行元件、開關、顯示設備及其它輔助設備。動力元件包括各種壓縮機,執(zhí)行元件包括各種氣缸。這些都是氣動系統(tǒng)中*的部分。而閥體是控制算法得以實現(xiàn)的重要設備。

比如單向閥讓壓縮空氣從壓縮機進入氣罐,當壓縮機關閉時,阻止壓縮空氣反方向流動;安全閥當儲氣罐內(nèi)的壓力超過允許限度,可將壓縮空氣排出;方向控制閥通過對氣缸兩個接口交替地加壓和排氣,來控制運動的方向;速度調(diào)節(jié)閥能簡便實現(xiàn)執(zhí)行元件的無級調(diào)速。

 

氣路系統(tǒng): 油路系統(tǒng): 冷凍系統(tǒng):

A 進氣過濾器 J 油箱 P 冷凍壓縮機

B 空氣進氣閥 K 恒溫旁通閥 Q 冷凝器

C 壓縮機主機 L 油冷卻器 R 熱交換器

D 單向閥 M 油過濾器 S 旁通系統(tǒng)

E 空氣/油分離器 N 回油閥 T 空氣出口過濾器

F zui小壓力閥 O 斷油閥

G 后冷卻器

H 帶自動疏水器的水分離器

氣動系統(tǒng)的示意圖

電磁閥不但能夠應用在氣動系統(tǒng)中,在油壓的系統(tǒng)、水壓的系統(tǒng)中也能夠得到相同或者類似的應用,比如低功率不供油小型電磁換向閥,密封件不需供油,排出的氣體不會污染環(huán)境,可用于食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。

 

電磁換向閥

現(xiàn)在,電磁閥技術與控制技術、計算機技術、電子技術相結合,已經(jīng)能夠進行多種復雜的控制。比如可以把電磁閥應用在智能控制領域,應用在無線控制技術等方面。電磁閥正是因為能夠用電磁進行控制,所以它能與現(xiàn)在的各種電子系統(tǒng)很好地接口,這也是它得到廣泛應用的一個主要原因。

電磁閥已經(jīng)廣泛地應用在生產(chǎn)的各個領域中,隨著電磁控制技術和制造工藝的提高,電磁閥能夠?qū)崿F(xiàn)更加精巧的控制,為實現(xiàn)不同的氣動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)發(fā)揮它的作用。

電磁閥的工作原理:

電磁閥里有密閉的腔,在的不同位置開有通孔,每個孔都通向不同的油管,腔中間是閥,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檔住或漏出不同的排油的孔,而進油孔是常開的,液壓油就會進入不同的排油管,然后通過油的壓力來推動油剛的活塞,活塞又帶動活塞桿,活塞竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動。

電磁閥的結構原理

一:直動式電磁閥

有常閉型和常開型二種。常閉型斷電時呈關閉狀態(tài),當線圈通電時產(chǎn)生電磁力,使動鐵芯克服彈簧力同靜鐵芯吸合直接開啟閥,介質(zhì)呈通路;當線圈斷電時電磁力消失,動鐵芯在彈簧力的作用下復位,直接關閉閥口,介質(zhì)不通。結構簡單,動作可靠,在零壓差和微真空下正常工作。常開型正好相反。如小于φ6流量通徑的電磁閥。(圖一是典型結構圖)

二、分步直動式電磁閥

該閥采用一次開閥和二次開閥連在一體,主閥和導閥分步使電磁力和壓差直接開啟主閥口。當線圈通電時,產(chǎn)生電磁力使動鐵芯  和靜鐵芯吸合,導閥口開啟而導閥口設在主閥口上,且動鐵芯與主閥芯連在一起,此時主閥上腔的壓力通過導閥口卸荷,在壓力差和電磁力的同時作用下使主閥芯向上運動,開啟主閥介質(zhì)流通。當線圈斷電時電磁力消失,此時動鐵芯在自重和彈簧力的作用下關閉導閥孔,此時介質(zhì)在平衡孔中進入主閥芯上腔,使上腔壓力升高,此時在彈簧復位和壓力的作用下關閉主閥,介質(zhì)斷流。結構合理,動作可靠,在零壓差時工作也可靠。如:ZQDF,ZS,2W等。(圖二是典型結構圖)

三、間接先導式電磁閥

該系列電磁閥由先導閥和主閥芯著形成通道組合而成;常閉型在未通電時,呈關閉狀態(tài)。當線圈通電時,產(chǎn)生的磁力使動鐵芯和靜鐵芯吸合,導閥口打開,介質(zhì)流向出口,此時主閥芯上腔壓力減少,低于進口側的壓力,形成壓差克服彈簧阻力而隨之向上運動,達到開啟主閥口的目的,介質(zhì)流通。當線圈斷電時,磁力消失,動鐵芯在彈簧力作用下復位關閉先導口,此時介質(zhì)從平衡孔流入,主閥芯上腔壓力增大,并在彈簧力的作用下向下運動,關閉主閥口。常開式原理正好相反。如:SLA,DF(φ15以上口徑),ZCZ等。(圖三是典型結構圖)

 

電磁閥的選型

一:適用性

管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質(zhì)一致。

流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。

電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下,大于20CST應注明。

工作壓差,管路zui高壓差在小于0.04MPa時應選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動式和分步直動式;zui低工作壓差大于0.04MPa時  可選用先導式(壓差式)電磁閥;zui高工作壓差應小于電磁閥的zui大標定壓力;一般電磁閥都是單向工作,因此要注意是否有反壓差,如有安裝止回閥。

流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器,一般電磁

閥對介質(zhì)要求清潔度要好。

注意流量孔徑和接管口徑;電磁閥一般只有開關兩位控制;條件允許請安裝旁路管,便于維修;有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調(diào)節(jié)。

注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響

電源電流和消耗功率應根據(jù)輸出容量選取,電源電壓一般允許±10%左右,必須注意交流起動時VA值較高。

二、可靠性

電磁閥分為常閉和常開二種;一般選用常閉型,通電打開,斷電關閉;但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。

壽命試驗,工廠一般屬于型式試驗項目,確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準,因此選用電磁閥廠家時慎重。

動作時間很短頻率較高時一般選取直動式,大口徑選用快速系列。

三、安全性

一般電磁閥不防水,在條件不允許時請選用防水型,工廠可以定做。

電磁閥的zui高標定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的zui高壓力,否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。

有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型,強腐蝕性流體宜選用塑料王(SLF)電磁閥。

爆炸性環(huán)境必須選用相應的防爆產(chǎn)品。

四、經(jīng)濟性

有很多電磁閥可以通用,但在能滿足以上三點的基礎上應選用的產(chǎn)品。

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