電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能

電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能電磁閥的定義：電磁閥是用電磁力作為驅(qū)動(dòng)力的閥門。從功能上分，電磁閥分為2通，3通，4通（5通）電磁閥。其中，2通電磁閥（3通）和其它類型的閥門一樣，主要是控制管路中介質(zhì)的通斷，我們把它稱為流體閥。3通和4通電磁閥主要是用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作（換向），根據(jù)使用的介質(zhì)不同，可以歸入氣動(dòng)元件和液壓元件這兩種類別。2通電磁閥：有1個(gè)控制閥門通斷的閥孔和2個(gè)端口（1個(gè)進(jìn)口，1個(gè)入口）。從功能和結(jié)構(gòu)上講，它分為兩種類型：?常閉結(jié)構(gòu)類型（NC）:斷電時(shí)閥門關(guān)閉，給電時(shí)閥門開啟。（見示意圖1）?常開結(jié)構(gòu)類型（NO）:斷電時(shí)閥門開啟，給電時(shí)閥門關(guān)閉。（見示意圖2）斷電狀態(tài)給電狀態(tài)斷電狀態(tài)給電狀態(tài)圖1（常閉）圖2（常開）3通電磁閥：有兩個(gè)閥孔和3個(gè)端口（1個(gè)入口，1個(gè)出口，1個(gè)排放口）。從功能上和結(jié)構(gòu)上講，它分為以下2個(gè)基本類型：?常閉結(jié)構(gòu)類型（NC）：（見示意圖3）斷電時(shí)，入口和其它2個(gè)口都不連通，出口和排放口互相連通。給電時(shí)，入口和出口互相連通，出口和排放口互不連通。?常開結(jié)構(gòu)類型（NO）：（見示意圖4）斷電時(shí)，入口和出口互相連通，出口和排放口相不連通。給電時(shí)，入口和其它2個(gè)口都不連通，出口和排放口互相連通。斷電狀態(tài)給電狀態(tài)斷電狀態(tài)給電狀態(tài)圖3（常閉）圖4（常開）3通電磁閥也可以實(shí)現(xiàn)以下2個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)功能：分流功能：1個(gè)入口，2個(gè)出口。（見示意圖5）合流功能：2個(gè)入口。1個(gè)出口。（見示意圖6）■de-energizedFig5erwgawlFig.6enw強(qiáng)zed斷電狀態(tài)給電狀態(tài)斷電狀態(tài)給電狀態(tài)圖5（合流）圖6（分流）電磁閥的類型和工作原理一個(gè)電磁閥基本由以下2個(gè)基本功能單元組成：1.執(zhí)行器部分：主要由電磁線圈，電磁管和活動(dòng)的電磁芯組成。2.閥體部分：主要由帶有孔的閥體（1個(gè)或幾個(gè)孔），活塞或膜片，彈簧等組成。電磁閥線圈的通電和斷電會(huì)帶動(dòng)電磁芯的移動(dòng)或回落，致使閥門內(nèi)部流路發(fā)生變化，從而直接或間接的導(dǎo)致閥門的開啟和關(guān)閉。從工作原理上分，電磁閥分為三種類型（以下說明依據(jù)2通常閉電磁閥來說明）:1.直動(dòng)式電磁閥通電時(shí)，直動(dòng)式電磁閥直接依靠電磁力把閥芯從閥座上提起，閥門開啟。斷電時(shí)，電磁芯依靠自身的重力和彈簧力回落到閥主閥孔上，并依靠管線本身的壓力將閥門嚴(yán)密關(guān)閉。特點(diǎn)：直動(dòng)式電磁閥開啟閥門僅僅依靠電磁力，當(dāng)閥門較大（閥孔尺寸較大）時(shí)，需要一個(gè)較大的電磁力來開啟閥門。一般來講，直動(dòng)式電磁閥對(duì)于大尺寸的閥門，壓力范圍很低。2.先導(dǎo)式電磁閥先導(dǎo)式電磁閥除了主閥孔以外，還有一個(gè)先導(dǎo)孔和一個(gè)旁通孔。先導(dǎo)孔連通閥門上腔室和閥門出口端，它的開啟和關(guān)閉由電磁線圈來控制。旁通孔則直接開孔在膜片上，它連通閥門的上腔和下腔。電磁線圈通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生的電磁力首先打開先導(dǎo)孔，上腔室的壓力迅速下降，管線本身的壓力會(huì)把膜片推向上方，閥門開啟；斷電時(shí)，先導(dǎo)孔關(guān)閉，介質(zhì)由先導(dǎo)孔迅速流入膜片的上方（上腔室），推動(dòng)膜片向下移動(dòng)緊密壓在閥座上，閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：閥門可以有一個(gè)很高的工作壓力范圍，但必須保證閥門前后有一個(gè)最小操作壓差才能正常操作。3.強(qiáng)制先導(dǎo)式電磁閥從結(jié)構(gòu)上看，它具有先導(dǎo)孔和旁通孔，從這一點(diǎn)看，它有先導(dǎo)式電磁閥的特點(diǎn)。它同時(shí)又把電磁芯和膜片通過機(jī)械形式連接在一起，且閥門可以在沒有前后壓差

的情況下操作，所以它又具有直動(dòng)式閥門的特點(diǎn)。當(dāng)閥門入口與出口壓差較小時(shí)，通電時(shí)，電磁力足夠直接帶動(dòng)電磁芯從閥座上提起，它的工作原理就如同一個(gè)直動(dòng)式電磁閥。當(dāng)閥門入口與出口壓差很大時(shí)，通電時(shí)它首先打開先導(dǎo)孔，使上腔的壓力的壓力降低，然后依靠電磁力和管線本身的壓力使膜片從閥座上提起，閥門開啟。特點(diǎn)：閥門可以有一個(gè)很高的工作壓力范圍，但又可以在零壓差的條件下工作。TwoWayThreeZerodifferential圖7圖8圖9先導(dǎo)式電磁閥三通電磁閥強(qiáng)制先導(dǎo)式電磁閥電磁閥的選型閥門選型取決于以下幾個(gè)方面的因素：最高和最低壓力，最大和最小流量，流體的比重，溫度，粘度等等。壓力：壓力我們一般指的是表壓力(相對(duì)壓力)，即相對(duì)與大氣壓并高于大氣壓的壓力。常用壓力單位有公斤力/厘米2(Kg/cm2)，巴(bar，歐洲)和磅/英寸2(Psi，美國(guó))來表示。常用壓力單位換算如下：巴(bar)公斤力/厘米2(kgf/cm2)兆帕(斯卡)(Mpa)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)毫米水柱(mmH2O)毫米水銀柱(mmHg)磅/英寸2(lb/in2)11.020.10.986910.2X10375014.50操作壓差：它是閥門上游壓力P1和下游壓力P2的壓力差值。最大操作壓差：是指閥門能夠正常安全地操作時(shí)可以承受的入口和出口的最大壓力差。最小操作壓差：是指開啟閥門和保持閥門開啟狀態(tài)所需要的最小壓差。對(duì)于先導(dǎo)式電磁閥，必須保證閥門前后壓差大于閥門規(guī)定的最小壓差值，以便閥門能夠正常操作。真空壓力表述：真空表示的是絕對(duì)壓力。介質(zhì)處于真空狀態(tài)指的是管道或容器內(nèi)介質(zhì)的壓力低于大氣壓。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于760毫米水銀柱。真空度一般用毫米水銀柱（mmHg）（或Torr）來表示。低真空度中真空度高真空度極高真空度760至25Torr25至10一3Torr10"3至10一6Torr10一6Torr以下流量Kv（或Cv）：Kv值代表的閥門的流通能力的大小。也可以說它決定了閥門的尺寸。電磁閥的Kv值是通過以下方法來測(cè)量得到的，介質(zhì)為水，入口壓力和閥門出口壓差為1Kg/cm2,1分鐘內(nèi)流過閥門多少升水的值即為Kv值。粘度：粘度是用來表示流體內(nèi)部相鄰兩層流體間的運(yùn)動(dòng)阻力的物理量。粘度影響流經(jīng)閥門的流體的流量等參數(shù)。粘度有兩種形式來表示：a）動(dòng)力粘度，用Poise（泊）或cp（厘泊）來表示。b）運(yùn)動(dòng)粘度，是動(dòng)力粘速與流體的密度之比，用cst（厘斯，單位是mm2/s）、或恩氏粘度（°E）等表示。動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度的換算公式為：u=n/pu單位：cst（mm2/s）n單位：cP（g/m?s）P單位：g/cm3運(yùn)動(dòng)粘度和恩氏粘度（°E）的換算如下：厘斯mm2八11222303845607590115150200300恩氏粘度。E1234568101215202639閥門工作溫度范圍:電磁閥的工作溫度范圍首先直接取決于電磁執(zhí)行器部分的溫度范圍限制（電磁芯的密封材質(zhì)的溫度范圍和線圈本身的耐溫性能）。當(dāng)閥門工作時(shí)，線圈溫度會(huì)升高，這是因?yàn)橥娋€圈本身的溫度升高，及受工作頻率，流體和環(huán)境溫度的影響。這些參數(shù)結(jié)合在一起決定了電磁閥的工作溫度范圍。響應(yīng)時(shí)間：電磁閥的響應(yīng)時(shí)間是指從給出控制信號(hào)（給電或掉電）到閥門完全開啟和關(guān)閉所需要的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間受如下參數(shù)影響：閥門的形式，功能，閥孔尺寸，入口壓力和壓力差，流體的性質(zhì)，溫度和線圈的性能。國(guó)際上比較通用的測(cè)量響應(yīng)時(shí)間的方法見如下：介質(zhì)空氣，壓力6Kg/cm2，出口對(duì)大氣，環(huán)境溫度20度。開閥的響應(yīng)時(shí)間:給電的瞬間直到閥門出口壓力達(dá)到閥門入口壓力90%時(shí)所需要的時(shí)間。關(guān)閥的響應(yīng)時(shí)間：斷電的瞬間直到閥門出口壓力降到閥門入口壓力10%時(shí)所需要的時(shí)間。直動(dòng)式閥的一次動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間為16-36毫秒，大的直動(dòng)式閥的響應(yīng)時(shí)間為40-80毫秒，先導(dǎo)式電磁閥的響應(yīng)時(shí)間為20-80毫秒。

動(dòng)作頻率：電磁閥的動(dòng)作頻率直接取決于閥門的響應(yīng)時(shí)間。它定義為閥門每分鐘最多可以進(jìn)行的有效操作次數(shù)。它和響應(yīng)時(shí)間一樣，取決于介質(zhì)，壓力，壓差等因素。手動(dòng)操作器的類型手動(dòng)操作器用于斷電時(shí)對(duì)電磁閥的操作。電磁閥可以安裝手動(dòng)操作器，主要有以下幾種類型：??機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)型(Rotarymanualoverride)有以下幾種結(jié)構(gòu)類型槽行結(jié)構(gòu)：用螺絲刀來擰動(dòng)操作，適用于壓力低于25bar的閥門，有黃銅和不銹鋼兩種材質(zhì)。塑料手柄結(jié)構(gòu)：用手來擰動(dòng)操作，適用于壓力低于12bar的閥門，材質(zhì)為尼龍。旋鈕結(jié)構(gòu)：用手來擰動(dòng)操作，適用于壓力范圍小于25bar的閥門，有黃銅和不銹鋼兩種材質(zhì)。?推入旋轉(zhuǎn)保持型(Pushlockmanualoverride)用螺絲刀頂住并推入后，閥門即打開；旋轉(zhuǎn)90度后，閥門保持開啟狀態(tài)。?推入短暫型(pushholdmanualoverride)用手頂住并推入后，閥門打開，松開手后，手動(dòng)操作器返回到原來位置，閥門關(guān)閉。RotarymanualoverrideAurtoMlanualPushlockmanualoverridePushhodmanualoverride電磁閥特殊結(jié)構(gòu)和特殊處理方法RotarymanualoverrideAurtoMlanualPushlockmanualoverridePushhodmanualoverride?氧氣應(yīng)用：所有閥門部件清洗去掉油脂。安裝閥門使用無油脂的工具來安裝。安裝完畢后用潔凈的空氣來測(cè)試閥門并將所有的入口和出口用塞子封住，放入一個(gè)干凈密封的袋子內(nèi)。?防腐保護(hù)：通過在閥體和閥門內(nèi)件的表層涂抹(鍍)一層特殊的防腐涂層來達(dá)到防腐的目的。?低噪音閥門：通過在閥內(nèi)部增加一個(gè)降噪器來使噪音降低。僅僅用于直流電磁閥。

?銀屏蔽環(huán)：交流電磁閥內(nèi)部有一個(gè)銅環(huán)用來消除交流噪音。對(duì)于一些特殊的應(yīng)用，可以使用銀屏蔽環(huán)來對(duì)抗可以腐蝕銅的介質(zhì)。?氦泄露檢測(cè)：可以根據(jù)用戶要求來進(jìn)行氦泄露檢測(cè)，泄露率低于10一9升/分鐘。閥體材料材料名稱使用特性Brass（黃銅）用途廣泛，但不適用于氨等腐蝕性介質(zhì)。Aluminum（鋁）主要用于中性介質(zhì)，壓力較低的場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)證明，鑄鋁可以用于油性介質(zhì)。SS303（303不銹鋼）奧氏體不銹鋼，主要用做制造閥體，彈簧，電磁管。用于腐蝕性介質(zhì)應(yīng)用。SS316（316不銹鋼）和303不銹鋼成分基本類似，主要用于腐蝕性介質(zhì)。SS430F（430F不銹鋼）適用于腐蝕性介質(zhì)，主要用作磁芯材料Nylon（尼龍）一種聚酰胺樹脂，具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力和一定的強(qiáng)度。PolyvinylChloride（PVC）對(duì)化學(xué)介質(zhì)具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，但是溫度范圍有限。對(duì)于堿，礦物酸，鹽等有很好的抵抗能力。Mazak一種復(fù)合材料，主要用于中性介質(zhì)。閥門密封材料的選擇GEVA-SOL電磁閥可以應(yīng)用于各種流體包括酸，堿，蒸氣，溶劑等。為了確保選型正確的閥門，必須選擇合適的閥體和密封材料。以下是一些較為常見的密封材料和性能。材料溫度范圍特性NBRorBUNA-N（丁臘橡膠）-20~+85°C標(biāo)準(zhǔn)彈性體，用途最廣泛的密封材料，主要用作彈性閥座和密封件。適用于大多數(shù)中性介質(zhì)如空氣，水和油等的應(yīng)用。EPDM（乙烯丙烯）-40~+149C用于丁臘橡膠溫度范圍以上的場(chǎng)合。適用于低濃度的酸、堿溶液，熱水和蒸汽，不適用于油基（汽油）產(chǎn)品。NEOPRENE（聚氯丁橡膠）-20~+85C聚氯丁橡膠氯化合物，是一種比較特殊的材料。它既可以用于氧氣，也可以用于石油產(chǎn)品，價(jià)格也比較適中。通常用語制冷領(lǐng)域，氧氣和石油產(chǎn)品。FKM（氟化橡膠）-20~+180C主要用于處理碳水化合物和飛機(jī)機(jī)油，汽油，等液體（會(huì)導(dǎo)致丁臘橡膠的惡性膨脹）。而且具有較高的溫度范圍。適用于酸基、油基（汽油）產(chǎn)品。PTFE-180~是一種塑料而不是彈性體，幾乎任何一種流體都不能侵蝕（聚四氟乙烯）+200°C之，使用溫度范圍高，多用于做閥門內(nèi)件和殼體。螺紋連接形式螺紋連接主要有4種類型：1.普通公制螺紋：公制（GB193-81）,用M及公稱直徑表示，例如M24。2.非螺紋密封的管螺紋（圓柱管螺紋）（GB7307-87,ISO228/1,DIN-ISO228/1,BS2779（BSPP）,JISB0202-1982）：非螺紋密封的管螺紋用字母G及螺紋尺寸來表示。3.用螺紋密封的管螺紋（55°圓錐管螺紋）（GB7306-87,ISO7/1-1982,DIN2999,BS21（BSPT）,JISB0203-1982）:用螺紋密封的管螺紋用字母R及螺紋尺寸來表示。有兩種形式，Rc表示圓錐內(nèi)螺紋；Rp表示圓柱內(nèi)螺紋。4.NPT螺紋（60°圓錐管螺紋）（GB/T12716-91,ANSIB1.20.1-1983）：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管路螺紋。電磁閥安裝及使用閥門安裝須知1.檢查閥門標(biāo)簽上的型號(hào)、參數(shù)，必須符合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求。2.檢查線圈、電磁管和電氣插座，確保沒有外力損傷。3.把管道清洗、吹掃干凈；如介質(zhì)內(nèi)有固態(tài)雜質(zhì)，必須在閥前管道上加裝過濾器。4.按閥體上箭頭指示的方向（與介質(zhì)流動(dòng)方向一致），把閥門的接口與管道連接上，并確保連接處良好的密封。5.直動(dòng)式和強(qiáng)制先導(dǎo)式電磁閥必須水平安裝，即電磁線圈必需保持垂直向上。先導(dǎo)式電磁閥最好水平安裝。6.安裝時(shí)，嚴(yán)禁把線圈和電磁管當(dāng)作扳手使用。7.焊接連接時(shí)，應(yīng)使用可行的焊接方法（比如水冷）來避免高溫傳到線圈、密封件等處。8.在確認(rèn)電磁閥的標(biāo)簽上標(biāo)明的工作電壓和現(xiàn)場(chǎng)電源電壓一致后方可接線連接。必須合格的電氣工程師才可以進(jìn)行電氣方面的連接。9.IP65的電磁閥并不代表完全防水，電磁閥露天安裝時(shí)，建議加裝保護(hù)罩，以保證性能，延長(zhǎng)使用壽命。閥門使用注意事項(xiàng)1.線圈帶電時(shí)，嚴(yán)禁覆蓋，以防過熱燒毀。2.線圈帶電正常工作時(shí)，由于自身發(fā)熱，溫度較高，請(qǐng)勿觸摸。3.線圈帶電時(shí)，禁止取下，以防過熱燒毀。4.電磁線圈、插座、電磁管及連接部分，嚴(yán)禁擊打碰撞，以免損壞。5.實(shí)際電源電壓不能超出規(guī)定的工作電壓范圍。6.介質(zhì)工作壓力不得超出規(guī)定的