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電磁閥的原理詳細(xì)介紹
點(diǎn)擊次數(shù)：1025 發(fā)布時間：2017-8-14
縱觀國內(nèi)外電磁閥，到目前為止，從動作方式上可分為三大類即：直動式、反沖式、先導(dǎo)式，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同以及原理上的區(qū)別反沖式又可分為：膜片式反沖電磁閥、活塞式反沖電磁閥；先導(dǎo)式又可分為：先導(dǎo)式膜片電磁閥、先導(dǎo)式活塞電磁閥；從閥座及密封材料上分又可分為：軟密封電磁閥、鋼性密封電磁閥、半鋼性密封電磁閥。
一、直動式電磁閥原理：常閉型直動式電磁閥通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁吸力把閥芯提起，使關(guān)閉件離遠(yuǎn)開閥座密封副打開；斷電時，電磁力消失，靠彈簧力把關(guān)閉元件壓在閥座上閥門關(guān)閉。（常開型與此相反）。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓差時能正常工作，DN50以下可任意安裝，但電磁頭體積較大。如我公司引進(jìn)HERION公司技術(shù)生產(chǎn)的直動電磁閥可用于1.33×10-4Mpa真空。
二、反沖型電磁閥原理：它的原理是一種直動和先導(dǎo)相結(jié)合，通電時，電磁閥先將輔閥打開，主閥下腔壓力大于上腔壓力而利用壓差及電磁閥的同時作用把閥門開啟；斷電時，輔閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關(guān)閉件，向下移動便閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：在零壓差或高壓時也能可靠工作，但功率及體積較大，要求豎直安裝。
三、先導(dǎo)式電磁閥原理：通電時，電磁力驅(qū)動先導(dǎo)閥打開先導(dǎo)閥，主閥上腔壓力迅速下降，在主閥上下腔內(nèi)形成壓差，依靠介質(zhì)壓力推動主閥關(guān)閉件上移，閥門開啟；斷電時，彈簧力把先導(dǎo)閥關(guān)閉，入口介質(zhì)壓力通過先導(dǎo)孔迅速進(jìn)入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關(guān)閉。
特點(diǎn)：體積小，功率低，但介質(zhì)壓差范圍受限，必須滿足壓差條件。兩位三通電磁閥通常與單作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開-關(guān)，三通是有三個通道通氣，一般情況下1個通道與氣源連接，另外兩個通道1個與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口連接，1個與執(zhí)行機(jī)構(gòu)排氣口連接，具體的工作原理可以參照單作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理圖。兩位五通電磁閥通常與雙作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開-關(guān)，五通是有五個通道通氣，其中1個與氣源連接，兩個與雙作用氣缸的外部氣室的進(jìn)出氣口連接，兩個與內(nèi)部氣室的進(jìn)出氣口接連，具體的工作原理可參照雙作用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理。在氣路(或液路)上來說，兩位三通電磁閥具有1個進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個出氣孔(提供給目標(biāo)設(shè)備氣源)、1個排氣孔(一般安裝一個*，如果不怕噪音的話也可以不裝@_@)。兩位五通電磁閥具有1個進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個正動作出氣孔和1個*作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一*作的氣源)、1個正動作排氣孔和1個*作排氣孔(安裝*)。對于小型自動控制設(shè)備，氣管一般選用8~12mm的工業(yè)膠氣管。在電氣上來說，兩位三通電磁閥一般為單電控(即單線圈)，兩位五通電磁閥一般為雙電控(即雙線圈)。線圈電壓等級一般采用DC24V、AC220V等。兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。常閉型兩位三通電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會斷開，這相當(dāng)于“點(diǎn)動”。
常開型兩位三通單電控電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會接通，這也是“點(diǎn)動”。兩位五通雙電控電磁閥動作原理：給正動作線圈通電，則正動作氣路接通(正動作出氣孔有氣)，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給*作線圈通電為止。給*作線圈通電，則*作氣路接通(*作出氣孔有氣)，即使給*作線圈斷電后*作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止。這相當(dāng)于“自鎖”?；趦晌晃逋p電控電磁閥的這種特性，在設(shè)計機(jī)電控制回路或編制PLC程序的時候，可以讓電磁閥線圈動作1~2秒就可以了，這樣可以保護(hù)電磁閥線圈不容易損壞。電磁閥在液路系統(tǒng)中用來實(shí)現(xiàn)液路的通斷或液流方向的改變，它一般具有一個可以在線圈電磁力驅(qū)動下滑動的閥芯，閥芯在不同的位置時，電磁閥的通路也就不同。閥芯的工作位置有幾個，該電磁閥就叫幾位電磁閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個通路口，該電磁閥就叫幾通電磁閥。電磁閥安裝后，一般所有接口都應(yīng)該是連接好了的，所謂工作位置指的是閥芯的位置。閥芯在線圈不通電時處在甲位置，在線圈通電時處在乙位置，閥芯在不同位置時，對各接口起到或接通或封閉的作用。電磁閥二位是指電磁閥的閥芯有兩個不同的工作位置（開、關(guān)）。電磁閥二通、三通指電磁閥的閥體上有兩個、三個通道口；比如二位二通電磁閥是一進(jìn)一出（二個通道、zui普通常見）二位三通電磁閥控制液體是一進(jìn)二出（兩出分別是一個常開一個常閉）；氣動換向電磁閥是一進(jìn)一出一排氣；液壓一進(jìn)一出一回油。
國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步直動式、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)別又分為六個分支小類（直動膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu))。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。
特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。分布直動式電磁閥：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(dá)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。
特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時亦能可*動作，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，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。
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對電磁閥在應(yīng)用中的一點(diǎn)認(rèn)識電磁閥在我們的生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，我們在對生產(chǎn)的維護(hù)中一定遇見過不少有關(guān)電磁閥的問題，也處理過各種各樣的故障，大家也一定積累了不少有關(guān)電磁閥故障處理的經(jīng)驗(yàn)，而我在維護(hù)中處理電磁閥故障相對別的儀控故障相對較少，現(xiàn)在我就這個問題一起和大家討論，渴望從大家那里學(xué)習(xí)更多的經(jīng)驗(yàn)，共同提高。我們先對電磁閥有個初步的認(rèn)識，電磁閥是由電磁線圈和磁芯組成，是包含一個或幾個孔的閥體。當(dāng)線圈通電或斷電時，磁芯的運(yùn)轉(zhuǎn)將導(dǎo)致流體通過閥體或被切斷，以達(dá)到改變流體方向的目的。電磁閥的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。電磁線圈被直接安裝在閥體上，閥體被封閉在密封管中，構(gòu)成一個簡潔、緊湊的組合。我們在生產(chǎn)中常用的電磁閥有二位三通、二位四通、二位五通等。這里先說說二位的含義：對于電磁閥來說就是帶電和失電，對于所控制的閥門來說就是開和關(guān)。我們制氧機(jī)儀控系統(tǒng)中，二位三通電磁閥用的zui多，它在生產(chǎn)中可用來接通或切斷氣源，從而對氣動控制膜頭氣路進(jìn)行切換。它由閥體、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體進(jìn)氣口關(guān)閉。通電后，電磁鐵吸合，動鐵芯上部帶彈簧的密封塊把排氣口關(guān)閉，氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入膜頭，起到控制作用。當(dāng)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(jìn)氣口，膜頭氣流經(jīng)排氣口排出，膜片恢復(fù)原來位置。在我們的制氧設(shè)備中，在透平膨脹機(jī)進(jìn)口薄膜調(diào)節(jié)閥的緊急切斷等處有應(yīng)用。
四通電磁閥在我們的生產(chǎn)中應(yīng)用也很多，其工作原理如下：當(dāng)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(dāng)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。在我們制氧生產(chǎn)中，分子篩切換系統(tǒng)強(qiáng)制閥的開關(guān)就是通過二位四通電磁閥來控制的，氣流分別供至強(qiáng)制閥的活塞兩端。從而來控制強(qiáng)制閥的啟閉。電磁閥的故障將直接影響到切換閥和調(diào)節(jié)閥的動作，常見的故障有電磁閥不動作，應(yīng)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，可緊固線頭。（2）電磁閥線圈燒壞，可拆下電磁閥的接線，用萬用表測量，如果開路，則電磁閥線圈燒壞。原因有線圈受潮，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(jìn)入電磁閥。此外，彈簧過硬，反作用力過大，線圈匝數(shù)太少，吸力不夠也可使得線圈燒毀。緊急處理時，可將線圈上的手動按鈕由正常工作時的“0”位打到“1”位，使得閥打開。（3）電磁閥卡住。電磁閥的滑閥套與閥芯的配合間隙很?。ㄐ∮?.008mm），一般都是單件裝配，當(dāng)有機(jī)械雜質(zhì)帶入或潤滑油太少時，很容易卡住。處理方法可用鋼絲從頭部小孔捅入，使其彈回。根本的解決方法是要將電磁閥拆下，取出閥芯及閥芯套，用CCI4清洗，使得閥芯在閥套內(nèi)動作靈活。拆卸時應(yīng)注意各部件的裝配順序及外部接線位置，以便重新裝配及接線正確，還要檢查油霧器噴油孔是否堵塞，潤滑油是否足夠。（4）漏氣。漏氣會造成空氣壓力不足，使得強(qiáng)制閥的啟閉困難，原因是密封墊片損壞或滑閥磨損而造成幾個空腔竄氣。在處理切換系統(tǒng)的電磁閥故障時，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臅r機(jī)，等該電磁閥處于失電時進(jìn)行處理，若在一個切換間隙內(nèi)處理不完，可將切換系統(tǒng)暫停，從容處理。