常見電磁閥原理及應用

電磁閥工作原理及應用電儀公司：王旭一、概述電磁閥在工業(yè)生產(chǎn)中應用十分廣泛，在化工裝置中尤為普遍。它既可用于水、空氣和中性氣體以及其他與電磁閥材質(zhì)相適宜的氣體、液體的開關(guān)控制(二通),又可作為安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)中不可缺少的一部分(三通、四通、五通)。二、電磁閥的組成電磁閥由電磁部件、閥體組成。電磁部件由固定鐵芯、動鐵芯、線圈等部件組成；閥體部分由滑閥芯、滑閥套、彈簧底座等組成。三、動作原理當線圈通電或斷電時，磁芯的運轉(zhuǎn)將導致流體通過閥體或被切斷，以達到開關(guān)或改變流體方向的目的。在安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)中應用的電磁閥主要有兩位兩通、二位三通、二位四通和二位五通，二位的含義為：對于電磁閥來說是帶電或失電，對于所控制的閥來說就是打開或關(guān)閉。二位三通電磁閥的組成與動作過程二位三通電磁閥由閥體、閥罩、電磁組件、彈簧及密封結(jié)構(gòu)等部件組成，動鐵芯底部的密封塊借助彈簧的壓力將閥本進氣口關(guān)閉。得電時，線圈勵磁、電磁閥吸合、動鐵芯上部帶彈簧的密封塊把排氣口關(guān)閉，氣流從進氣口進入閥門，起到控制作用；失電時，電磁力消失，動鐵芯在彈簧力作用下離開固定鐵芯向下移動，將排氣口打開，堵住進氣口，閥門因失氣而改變開關(guān)狀態(tài)。二位四通和五通電磁閥的動作過程二位四通和五通電磁閥的原理相同，只是四通有1個排氣口，五通有兩個排氣口。它們的工作原理：當有電流通過線圈時，產(chǎn)生勵磁作用，固定鐵芯吸合動鐵芯，動鐵芯帶動滑閥芯并壓縮彈簧，改變了滑閥芯的位置，從而改變了流體的方向，當線圈失電時，依靠彈簧的彈力推動滑閥芯，頂回動鐵芯，使流體按原來的方向流動。四、電磁閥的聯(lián)鎖控制為了避免因電源故障而導致電磁閥在聯(lián)鎖發(fā)生動作失敗，通常電磁閥都為常閉型（NC），即正常時帶電，聯(lián)鎖動作時失電；另外還有一種為通用型（可以連成常閉或常開的任意一種）。在實際應用中，應根據(jù)工藝過程的安全保護需要，確定哪種形式能夠滿足最安全的條件選用NC（常閉）或通用。下面以工程設計中電磁閥的應用實例進行說明。1：（如圖1）應用在單作用氣開式切斷閥聯(lián)鎖時關(guān)閉及單作用氣關(guān)切斷閥聯(lián)鎖時打開的場合：聯(lián)鎖過程：正常狀態(tài)下，電磁閥得電，進氣口1打開，排氣口2關(guān)閉，氣路1、3接通，切斷閥正常供氣，氣開式切斷閥打開，氣關(guān)式切斷閥則為關(guān)閉；連鎖狀態(tài)下，進氣口1關(guān)閉，排氣口2打開，氣路2、3接通，切斷閥供氣中斷，執(zhí)行機械的彈簧復位，氣開式切斷閥關(guān)閉，氣關(guān)式切斷閥則為打開。2：（如圖2）應用在單作用氣開式切斷閥聯(lián)鎖時打開及單作用氣關(guān)式切斷閥聯(lián)鎖時關(guān)閉的場合：聯(lián)鎖過程：正常狀態(tài)下，電磁閥得電，進氣口1關(guān)閉，排氣口2打開，氣路2、3接通，切斷閥不被供氣，氣開式切斷閥關(guān)閉，氣關(guān)式切斷閥則為打開；聯(lián)鎖狀態(tài)下，電磁閥失電，電磁閥進氣口1打開，排氣口2關(guān)閉，氣路1、3接通，切斷閥供氣，氣開式切斷閥打開，氣關(guān)式切斷閥則為關(guān)閉3：（如圖3）為二位五通單線圈電磁閥應用在切斷閥執(zhí)行機構(gòu)為雙作用氣缸式的場合：如果聯(lián)鎖發(fā)生時需要關(guān)閉切斷閥，則在正常操作時儀表空氣走向為1—4，切斷閥B氣缸進氣，A氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥2—3端口放空；當發(fā)生聯(lián)鎖時，儀表空氣走向為1—2，切斷閥A氣缸進氣，B氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥4—5端口放空，切斷閥達到關(guān)閉的目的。如果聯(lián)鎖發(fā)生時需要打開切斷閥，則在正常操作時儀表空氣走向位1—2，切斷閥A氣缸進氣，B氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥4-5端口放空；聯(lián)鎖發(fā)生時，儀表空氣走向為1-4，切斷閥B氣缸進氣，A氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥2-3端口放氣，切斷閥達到打開的目的。（如圖4）為二位五通雙線圈電磁閥應用在切斷閥執(zhí)行機構(gòu)為雙作用氣缸式的場合：通?？梢愿鶕?jù)聯(lián)鎖要求通過切斷閥執(zhí)行機構(gòu)A、B氣缸的進氣、排氣達到閥門的通斷，但是在一些工藝要求電源故障保持閥位EFL(ElectricalFailure)的場合，可選用雙線圈電磁閥來實現(xiàn)在電源故障情況下閥位的保持，此類電磁閥磁芯的運轉(zhuǎn)所導致閥門的通斷分別由兩個線圈來完成，故稱為雙線圈。聯(lián)鎖過程：當電磁閥線圈S1接收聯(lián)鎖信號1時儀表空氣走向為1—4，切斷閥B氣缸進氣，A氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥2—3端口放空，切斷閥達到打開的目的，如果此時發(fā)生電源故障，只要電磁閥線圈S1未收到聯(lián)鎖信號2時，切斷閥依然保持打開位置，直到S2接收到連鎖信號2時，儀表空氣走向為1—2，切斷閥A氣缸進氣，B氣缸排氣，然后再經(jīng)電磁閥4—5端口放空，切斷閥達到關(guān)閉的目的?？偠灾?，雙線圈電磁閥可以實現(xiàn)當電源故障時切斷閥不會因為失電而動作，仍然保持在電源故障前的位置，在實際的設計應用中，單線圈或雙線圈電磁閥的選用必須根據(jù)工藝流程的需要，滿足聯(lián)鎖的需要。五、雙電磁閥參與聯(lián)鎖的應用1、雙電磁閥雙聯(lián)鎖信號2、雙電磁閥單聯(lián)鎖信號圖5、雙電磁閥雙聯(lián)鎖信號圖5中兩臺電磁閥分別接收同一個工藝參數(shù)（壓力）的不同值（高和低）引起的聯(lián)鎖信號?？刂崎y在正常狀態(tài)下為打開狀態(tài)，電磁閥S1、S2都處于得電狀態(tài)，電磁閥S1進氣口1關(guān)閉，排氣口2打開，氣路2、3接通，電磁閥S2進氣口1打開，排氣口2關(guān)閉，氣路1、3接通，控制閥不被供氣，氣關(guān)式控制閥打開；當電磁閥S1接收到聯(lián)鎖信號1（壓力低聯(lián)鎖）時，電磁閥S1失電，此時由于聯(lián)鎖信號2(壓力高聯(lián)鎖)不發(fā)生，電磁閥S2仍處于得電狀態(tài)，電磁閥S1的進氣口1打開，排氣口2關(guān)閉，氣路1—3接通，電磁閥S2仍然為進氣口1打開，旁通口2關(guān)閉，氣路1---3接通，即電磁閥S1、S2的1—3均為通路，控制閥由電氣閥門定位器調(diào)節(jié)；當電磁閥接收到聯(lián)鎖信號2（壓力高聯(lián)鎖）時，電磁閥S2失電，此時由于聯(lián)鎖信號1(壓力低聯(lián)鎖)不發(fā)生，電磁閥S1處于得電狀態(tài)，電磁閥S1的進氣口1關(guān)閉，排氣口2打開，氣路2、3接通，電磁閥S2的進氣口1關(guān)閉，排氣口2打開，氣路2、3接通，氣關(guān)式控制閥關(guān)閉。圖6、雙電磁閥單聯(lián)鎖信號雙電磁閥單聯(lián)鎖信號由于電磁閥同時動作，聯(lián)鎖過程與單電磁閥相同，優(yōu)點在于，調(diào)節(jié)閥供氣線路實現(xiàn)了冗余，兩個電磁閥只要有一個工作正常就能滿足要求，一般用于重要調(diào)節(jié)閥。六、電磁閥應用時的注意事項故障將直接影響到切斷閥或控制閥的動作，常見的故障為電磁閥發(fā)生拒動現(xiàn)象，遇到此類問題，應從以下幾方面排查。1、電磁閥接線頭松動或線頭脫落，電磁閥不得電，應緊固線頭。2、電磁閥線圈燒壞，可拆下電磁閥的接線，用萬用表電阻檔測量，如果開路，則電磁閥燒壞，可能因線圈受潮引起絕緣不好而漏磁，造成線圈內(nèi)電流過大而燒毀，因此要防止雨水進入電磁閥，此外彈簧過硬，反