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电磁阀的基本结构如图1所示。当线圈通电时,磁回路受激产生了电磁吸力,使活动铁芯受到吸引力而向下移动,它克服了复位弹簧的力把阀塞开启,于是工作介质(空气或油)从进气口流至工作口,使工作介质在管路中流动;当线圈断电后,电磁吸力消失了,活动铁芯在弹簧的作用下回复到原来的位置,关闭了阀塞,于是工作介质停止了流动。对于常见的二位二通电磁阀也是这样的工作原理,只是阀上没有了排气口而已。 ▲图1:二位三通电磁阀工作原理示意图 按工作原理可将电磁阀分为:直动式、先导式、分步直动式三类。
电磁阀的用途广泛,由于使用的行业不同,其图型略有差别。
(2) 机械行业 ▲图3:电磁阀图形符号示意图 特别要说明的是:上下两个方框不是两个腔体,而是分别表示通电和未通电时的状态,上面方框(左边方框)是表示通电后流体流动的方向和端口,下面方框(右边方框)是表示不通电的时候流体流动的方向和端口。这种双状态的画法是把管路连接画在不通电的情况下,即画在下面的方框(右边方框)。 图中的1、2、3标号采用的是GB/T 32215-2015标准的标识,按标准规定主气口由一位数字来识别,具体标识分别是:进气口为1,工作口为2,排气口为3。按标准规定:控制机构,先导控制口和电气连接线都用二位数字标识,如以下图5中的12,14,其第一位数字是1,第二位数字表示当相应控制机构动作时与主气口1连接的主气口的编号。 图符的方框表示电磁阀的工作位置,有几个方框就表示有几“位”。方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。方框内的┫ 形符号表示该通路不通。方框外部连接的接口数有几个,就表示几“通”。平时说的二位二通,二位三通,二位四通,二位五通就是根据以上来的 二位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。这样的设计是为了避免电源有故障时,导致电磁阀的动作失败。 常闭型指线圈没通电时气路是断的,即断电关闭,通电打开。当电磁阀需要长时间关闭,并且关闭的时间多于开启的时间应选用常闭型。 常开型指线圈没通电时气路是通的,即断电打开,通电关闭。当电磁阀需要长时间打开,并且打开的时间多于关闭的时间应选用常开型。 (3) 二位三通电磁阀的冗余 为了生产安全,有的场合用一只电磁阀进行控制不太安全,这时就有必要考虑电磁阀的冗余问题。图8是一个冗余电路,当一只电磁阀有故障时,另一只电磁阀仍能保持正常工作,这就保证了生产的安全性。 当某只电磁阀掉电或出现故障时,也就是电磁阀失效时,是如何保证用气设备的压缩空气不中断的,单从图8中是很难看出来,为了能直观的看出电磁阀正常和失效时,电磁阀的动作及压缩空气的流向,特把四种状态时电磁阀的动作及压缩空气的流向在图9中画出供分析。dlr再把上半部分文中的一段话复制下来:“方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。”以免看图9时出现误解。 (1) 如何识别电磁阀的端口 很多电磁阀的端口在阀体上都有标注,较好识别。 二位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。这样的设计是为了避免电源有故障时,导致电磁阀的动作失败。 常闭型指线圈没通电时气路是断的,即断电关闭,通电打开。当电磁阀需要长时间关闭,并且关闭的时间多于开启的时间应选用常闭型。 常开型指线圈没通电时气路是通的,即断电打开,通电关闭。当电磁阀需要长时间打开,并且打开的时间多于关闭的时间应选用常开型。 (3) 二位三通电磁阀的冗余 为了生产安全,有的场合用一只电磁阀进行控制不太安全,这时就有必要考虑电磁阀的冗余问题。图8是一个冗余电路,当一只电磁阀有故障时,另一只电磁阀仍能保持正常工作,这就保证了生产的安全性。 当某只电磁阀掉电或出现故障时,也就是电磁阀失效时,是如何保证用气设备的压缩空气不中断的,单从图8中是很难看出来,为了能直观的看出电磁阀正常和失效时,电磁阀的动作及压缩空气的流向,特把四种状态时电磁阀的动作及压缩空气的流向在图9中画出供分析。dlr再把上半部分文中的一段话复制下来:“方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。”以免看图9时出现误解。 (1) 如何识别电磁阀的端口 很多电磁阀的端口在阀体上都有标注,较好识别。 二位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。这样的设计是为了避免电源有故障时,导致电磁阀的动作失败。 常闭型指线圈没通电时气路是断的,即断电关闭,通电打开。当电磁阀需要长时间关闭,并且关闭的时间多于开启的时间应选用常闭型。 常开型指线圈没通电时气路是通的,即断电打开,通电关闭。当电磁阀需要长时间打开,并且打开的时间多于关闭的时间应选用常开型。 (3) 二位三通电磁阀的冗余 为了生产安全,有的场合用一只电磁阀进行控制不太安全,这时就有必要考虑电磁阀的冗余问题。图8是一个冗余电路,当一只电磁阀有故障时,另一只电磁阀仍能保持正常工作,这就保证了生产的安全性。 当某只电磁阀掉电或出现故障时,也就是电磁阀失效时,是如何保证用气设备的压缩空气不中断的,单从图8中是很难看出来,为了能直观的看出电磁阀正常和失效时,电磁阀的动作及压缩空气的流向,特把四种状态时电磁阀的动作及压缩空气的流向在图9中画出供分析。dlr再把上半部分文中的一段话复制下来:“方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。”以免看图9时出现误解。 (1) 如何识别电磁阀的端口 很多电磁阀的端口在阀体上都有标注,较好识别。 二位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。这样的设计是为了避免电源有故障时,导致电磁阀的动作失败。 常闭型指线圈没通电时气路是断的,即断电关闭,通电打开。当电磁阀需要长时间关闭,并且关闭的时间多于开启的时间应选用常闭型。 常开型指线圈没通电时气路是通的,即断电打开,通电关闭。当电磁阀需要长时间打开,并且打开的时间多于关闭的时间应选用常开型。 (3) 二位三通电磁阀的冗余 为了生产安全,有的场合用一只电磁阀进行控制不太安全,这时就有必要考虑电磁阀的冗余问题。图8是一个冗余电路,当一只电磁阀有故障时,另一只电磁阀仍能保持正常工作,这就保证了生产的安全性。 当某只电磁阀掉电或出现故障时,也就是电磁阀失效时,是如何保证用气设备的压缩空气不中断的,单从图8中是很难看出来,为了能直观的看出电磁阀正常和失效时,电磁阀的动作及压缩空气的流向,特把四种状态时电磁阀的动作及压缩空气的流向在图9中画出供分析。dlr再把上半部分文中的一段话复制下来:“方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。”以免看图9时出现误解。 我们结合图4进行说明,从照片看这是一个二位五通双控电磁阀。 ▲图4:电磁阀局部照片 我们把它画成图5,来看看该阀门流体与端口的状态,12与14下边的图形表示:电磁铁与内部先导控制和手动操纵控制。图5是假设12侧线圈是不通电的。只是14侧线圈通、断电的动作,左边是14侧线圈不通电时的状态,右边是通电时的状态。由于其与工艺要求的正、反动作还有关系,因此,详细说明请看下半部分的:电磁阀应用实例的内容。 ▲图5:二位五通先导式电磁阀示意图 如果想深入了解相关的内容,建议阅读GBT 786.1-2009/ISO 1219-1:2006《流体传动系统及元件图形符号和回路图 第1部分:用于常规用途和数据处理的图形符号》。 (1) 如何识别电磁阀的端口 很多电磁阀的端口在阀体上都有标注,较好识别。 二位三通电磁阀分为常闭型和常开型两种。这样的设计是为了避免电源有故障时,导致电磁阀的动作失败。 常闭型指线圈没通电时气路是断的,即断电关闭,通电打开。当电磁阀需要长时间关闭,并且关闭的时间多于开启的时间应选用常闭型。 常开型指线圈没通电时气路是通的,即断电打开,通电关闭。当电磁阀需要长时间打开,并且打开的时间多于关闭的时间应选用常开型。 (3) 二位三通电磁阀的冗余 为了生产安全,有的场合用一只电磁阀进行控制不太安全,这时就有必要考虑电磁阀的冗余问题。图8是一个冗余电路,当一只电磁阀有故障时,另一只电磁阀仍能保持正常工作,这就保证了生产的安全性。 当某只电磁阀掉电或出现故障时,也就是电磁阀失效时,是如何保证用气设备的压缩空气不中断的,单从图8中是很难看出来,为了能直观的看出电磁阀正常和失效时,电磁阀的动作及压缩空气的流向,特把四种状态时电磁阀的动作及压缩空气的流向在图9中画出供分析。dlr再把上半部分文中的一段话复制下来:“方框内的箭头表示流体处于接通状态,但箭头方向不一定表示流体的实际方向。”以免看图9时出现误解。 (1) 了解工作流体的性质 应根据介质的特性选择相应的电磁阀,如用于水和用于蒸汽的电磁阀就不相同。流体性质包括:温度、压力、粘度、腐蚀性等;温度高的流体,就不能使用常温电磁阀,否则其使用寿命将大大缩短,严重时甚至会损坏。当管道中流体含有微粒等杂质时,应选用膜片式电磁阀。电磁阀允许液体粘度一般在20mm2/S以下,大于50mm2/S时应专门订货。电磁阀对流体的清洁度要求较高,流体清洁度不高时可在电磁阀前安装过滤器。 (2) 搞清工作流体的压力和流量 流体流量大小关系到电磁阀的通径或阀座尺寸。电磁阀口径选择过大会造成经济上的浪费;如果口径选小了又会限制管道中应通过的流量,而造成较大的压力损失,使得系统的控制作用减小,使系统的控制精度下降或失控。 工作压差是指电磁阀能可靠开、关的阀入口与出口间的压力差,也是电磁阀能否正常工作的关键,是选择时首要考虑的问题。 (3)要重视环境条件 湿度会影响电气绝缘性,潮湿的环境会使电气绝缘下降,影响到电磁阀的可靠性。使用环境有灰尘、水滴、盐雾、腐蚀性气氛时,应选择密封性好的产品,如防水型、防溅型、防尘型电磁阀。要求防爆应选择防爆型电磁阀。在有振动、冲击的环境则应选择耐振型电磁阀。 (4) 工作电源的选择 电磁阀的供电电源应与铭牌上的额定电压相符,电源电压过高,使电磁阀电流过大而温升异常,且电磁吸力太大导致冲击力过大,而影响阀的可靠性。电源电压过低,电磁阀的电磁吸力下降过多,会影响到开阀能力而难以可靠地工作。 要考虑电磁阀的使用距离。电磁阀线圈电压一般以24V. DC 或220V. AC的居多。在使用中还应考虑导线压降的影响问题,举个例子说明如下,已知:电磁阀的工作电压为24V.DC,功率为DC 10W,工作电流取值0.42A;允许电压降为15%则取值4V;控制设备至电磁阀的电线如用2×1.5mm2的,其电阻为 0.014Ω/m,则电缆的最大长度为:4/0.014×2×0.42≈340m。如用2×2.5mm2的,其电阻为 0.008Ω/m,则电缆的最大长度为:4/0.008×2×0.42≈590m。 实际应用中为了保证电磁阀可靠动作,电缆长度不要超过以上计算值。对距离较远的现场,而且使用在信号联锁系统时,只能考虑更换线径更粗的导线,或者提高供电电源来解决。 (5) 要考虑阀的工作频度 生产有连续生产、间歇生产、短时生产。在连续生产场合使用了短时工作制的电磁阀,使用寿命就会缩短,甚至会在短期内损坏。无恰当产品可选时,只能选用高一档的产品,而不要降额选择。 (6) 重视细节问题 很多电磁阀是可以通用的,在满足使用要求的基础上,应选择最经济的产品。一般电磁阀是不防水的,安装环境要考虑防水问题。对腐蚀性介质应选用不锈钢产品;电磁阀是选择常闭型还是常开型,应根据工艺要求及安全来进行选择。 合理选型、正确安装、定期维修是电磁阀可靠工作的保证。电磁阀的种类繁杂,用途千差万别。因此,安装与维护方法,不可能一一罗列出来,本文仅谈一些基本原则供参考。 (1)安装 供电电源要与电磁阀铭牌上的规定一致,如交流、直流,电压等级、功率等。通过控制继电器驱动时匹配要合理。电磁阀应接地以保证安全。 电磁阀内装有弹簧,能承受一定程度的振动,安装稍不垂直尚可正常工作,但应尽可能安装在振动较小的地方,并尽量垂直安装。 安装时要注意与阀门相连部位及阀门本体的密封,防止泄漏。在有腐蚀性介质的工作场所,应对阀门采取必要的防护措施。 (2)维修 工艺停产期间,电磁阀不用时,应将阀门前的手动截止阀门关闭。如果停产时间过长,应把电磁阀拆下保管,否则由于工艺管道的严重积垢留置在阀内,使阀门内部卡死而不能工作。权衡利弊拆下保管比开工时处理故障更容易和主动。 准备必要的备品备件。电磁阀结构不太复杂,遇到故障时,处理起来也不是太困难。以下是一些常见故障,如: 通电后电磁阀不工作。先检查接线是否正常,然后再检查线圈是否断线。 通电后电磁阀阀没有打开。可检查阀盖螺丝是否松了。如果是更换阀盖密封垫后才出现这一故障,则应检查密封垫片是否过厚、过薄,或者由于螺丝松紧程度不一致造成的问题。再就是检查阀塞是否卡死了,有先导阀的则应观察导阀的阀口是否有堵塞现象。 断电后电磁阀关不了。先检查阀芯是否卡死了,先导阀的阀口是否有堵塞情况。 阀门已关闭,但关不死。仍然有工作介质泄漏,重点检查阀芯的密封垫片是否损坏,阀座是否松动。 阀芯卡死。堵塞故障可通过清洗来解决,清洗可用汽油或水,清洗后用压缩空气吹干,拆卸电磁阀一定要记住各部件的顺序,避免回装时出错造成新的故障。 |