電磁閥的工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)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，最常用的是單向閥、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(yīng)進(jìn)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(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。
下面以氣動(dòng)系統(tǒng)為例子說明電磁閥在工業(yè)控制中的應(yīng)用。所謂氣動(dòng)系統(tǒng)，就是以氣體為介質(zhì)的控制系統(tǒng)。氣動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)還需要其他元件的配合，其中包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、開關(guān)、顯示設(shè)備及其它輔助設(shè)備。動(dòng)力元件包括各種壓縮機(jī)，執(zhí)行元件包括各種氣缸。這些都是氣動(dòng)系統(tǒng)中不可缺少的部分。而閥體是控制算法得以實(shí)現(xiàn)的重要設(shè)備。
氣動(dòng)系統(tǒng)的示意圖：
氣路系統(tǒng)：油路系統(tǒng)： 冷凍系統(tǒng)：
A 進(jìn)氣過濾器； J 油箱； P 冷凍壓縮機(jī)；
B 空氣進(jìn)氣閥； K 恒溫旁通閥； Q 冷凝器；
C 壓縮機(jī)主機(jī)； 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 最小壓力閥； O 斷油閥；
G 后冷卻器；
H 帶自動(dòng)疏水器的水分離器；
電磁閥不但能夠應(yīng)用在氣動(dòng)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(yīng)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(huì)污染環(huán)境，可用于食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。
現(xiàn)在，電磁閥技術(shù)與控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)能夠進(jìn)行多種復(fù)雜的控制。比如可以把電磁閥應(yīng)用在智能控制領(lǐng)域，應(yīng)用在無線控制技術(shù)等方面。電磁閥正是因?yàn)槟軌蛴秒姶胚M(jìn)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(yīng)用的一個(gè)主要原因。
一、安全性：
不注意安全即會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難。
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。例CD-F. Z3CF。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。
二、適用性：
不適用等于花錢買費(fèi)物，還要添麻煩。
(1) 介質(zhì)特性：
1.1質(zhì)氣，液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥，例ZQDF用于空氣，ZQDF—Y用于液體，ZQDF—2（或-3）用于蒸汽，否則易引起誤動(dòng)作。ZDF系列多功能電磁閥則可通通于氣.液體。最好訂時(shí)告明介質(zhì)狀態(tài)，安裝用戶就不必再調(diào)式。
1.2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)重影響壽命命。
1.3介質(zhì)粘度，通常在50cSt以下。若超過此值，通徑大于15mm用ZDF系列多功能電磁閥作特殊訂貨。通徑小于15mm訂高粘度電磁閥。
1.4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)尚可選用直動(dòng)膜片式電磁閥作例如CD—P。
1.5介質(zhì)若是定向流通，且不允許倒流ZDF—N和ZQDF—N單需用雙向流通，請作特殊要求提出。
1.6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)：
2.1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。例如，用于一條管道向兩條管道切換的，小通徑的選CA5和Z3F，中等或大通徑請選ZDF—Z1/2。又如控制兩條管道匯流的，請選ZDF—Z2/1等。
2.2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。請注意有的廠家未標(biāo)有Kv值，往往閥孔尺寸小于接口管徑，切不可貪圖價(jià)低而誤事。
2.3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：
3.1環(huán)境的最高和最低溫度應(yīng)選在允許范圍之內(nèi)，如有超差需作特殊訂貨提出。
3.2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。
3.3環(huán)境中經(jīng)常有振動(dòng)，顛簸和沖擊等場合應(yīng)選特殊品種，例如船用電磁閥。
3.4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。
3.5環(huán)境空間若受限制，請選用多功能電磁閥，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：
4.1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。
4.2電壓規(guī)格用盡量優(yōu)先選用AC220V.DC24V
4.3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)壓措施或提出特殊訂貨要求。
4.4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：
5.1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)請選用多位電磁閥；Z3CF三位常開電磁閥，具有微啟，全開和關(guān)閉三種流量；ZDF—Z1/1組合多功能電磁閥具有全開、大開、小開、全開四種流量。
5.2動(dòng)作時(shí)間：指電信號接通或切斷至主閥動(dòng)作完成時(shí)間，只有本公司專利產(chǎn)品多功能電磁閥可對開啟和關(guān)閉時(shí)間分別調(diào)節(jié)，不僅可滿足控制精度要求，還可防止水錘破壞。
5.3泄漏量：樣本上給出的泄漏量數(shù)值為常用經(jīng)濟(jì)等級，若嫌偏高，請作特殊訂貨。
三、可靠性：
不可靠將會(huì)損害整個(gè)系統(tǒng)。
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：分長期工作制，反復(fù)短時(shí)工作制和短時(shí)工作制三種。本公司常規(guī)產(chǎn)品均為長期工作制，即線圈允許長期通電工作。對于長時(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。用在短時(shí)工作制而批量又很大時(shí)，可作特殊訂貨以降低功耗。
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。
追朔電磁閥的發(fā)展史，到目前為止，國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即：直動(dòng)式、分步童先導(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(gè)分支小類(直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))。
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。
特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過25mm。
分布直動(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。
特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可靠動(dòng)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(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。
特點(diǎn)：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。
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