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電磁閥隸屬于自動(dòng)化儀器儀表大類中的執(zhí)行器單元,是一種依靠電磁力為動(dòng)力源的自動(dòng)閥門,即利用電磁閥的電磁鐵通電后產(chǎn)生的電磁力,驅(qū)動(dòng)電磁閥相關(guān)零部件運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)其開啟、關(guān)閉或切換功能的閥門。
電磁閥具有體積小、重量輕、密封性好、無外漏、失效狀態(tài)確定、易維護(hù)、功耗低、控制簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、動(dòng)作可靠、響應(yīng)迅速等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包括航空航天、核電等各類涉及管路流體自動(dòng)控制的系統(tǒng)中,用以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝流程管路中流體的通、斷、切 換或調(diào)節(jié)等自動(dòng)控制。
電磁閥與其他閥門相比具有以下特點(diǎn)。
①無外漏,失效狀態(tài)確定,使用安全。閥門的內(nèi)、外泄漏是危及人員和設(shè)備安全的重要指標(biāo)。由于電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)閥門需通過其執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)使閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)或直線位移來控制閥芯的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)閥門的功能, 閥桿和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的連接必須有填料,閥桿和填料長(zhǎng)期動(dòng)作而出現(xiàn)的磨損導(dǎo)致外泄漏的問題至今仍是難題。
而電磁閥用電磁力作動(dòng)力源,通過無接觸方式驅(qū)動(dòng)密封在隔磁套管和閥腔內(nèi)的鐵芯等零部件而完成閥門的啟閉控制,避免了機(jī)械傳動(dòng)的填料系統(tǒng),所以可以實(shí)現(xiàn)無外漏。
電磁閥的這一特性提高了其使用安全性,尤其適用于腐蝕性、昂貴或高低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)中。
電磁閥的失效狀態(tài)確定,即當(dāng)系統(tǒng)電源出現(xiàn)故障時(shí),電磁閥可自動(dòng)恢復(fù)開啟或關(guān)閉狀態(tài)(常開型電磁閥自動(dòng)開啟,常閉型電磁閥自動(dòng)關(guān)閉),可以用于系統(tǒng)的安全保護(hù)。
②體積小,重量輕,價(jià)格低廉。電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于安裝維護(hù),價(jià)格與其他閥門相比要相對(duì)低廉。由于電磁閥是開關(guān)信號(hào)控制,與工控計(jì)算機(jī)連接十分方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)。電磁閥外形尺寸小,既節(jié)省空間,又輕巧美觀。
③動(dòng)作快速,功耗較小。與其他閥門相比,響應(yīng)時(shí)間短是電磁閥的一大特點(diǎn),甚至可以短至幾毫秒。與電動(dòng)類閥門相比,電磁閥線圈功率消耗很低, 還可做到只需觸發(fā)動(dòng)作,自動(dòng)保持閥,屬節(jié)能產(chǎn)品。 .
④動(dòng)作可靠,易于維護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高電磁閥已經(jīng)具備了很高的可靠性,能夠滿足高可靠性要求場(chǎng)合的使用要求。由于其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便,易于維護(hù)。
⑤品種眾多,用途廣泛。電磁閥由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于形成派生產(chǎn)品,形成適用于各類特定場(chǎng)合的特殊產(chǎn)品,滿足各種不同的需求,所以品種眾多,用途廣泛。
電磁閥按動(dòng)作原理分為直動(dòng)式電磁閥、先導(dǎo)式電 磁閥和反沖式電磁閥三大類,分別介紹如下。
10.2.1直動(dòng)式電磁閥
直動(dòng)式電磁閥是指電磁力直接作用于閥芯系統(tǒng), 電磁閥的動(dòng)作功能*依靠電磁力及復(fù)位彈簧,不受介質(zhì)壓差等因素的影響,可靠性很高。
由于要求較大的電磁力,限于經(jīng)濟(jì)性的影響,這種結(jié)構(gòu)的電磁閥國(guó)內(nèi)過去大多為小口徑(<DN10) 的電磁閥,應(yīng)用于壓力等級(jí)不高的管路系統(tǒng)中。20世紀(jì)90年代,鞍山電磁閥有限責(zé)任公司技術(shù)引進(jìn)了世界上*的大口徑直動(dòng)式電磁閥技術(shù)——德國(guó) HERION公司的直動(dòng)式雙向電磁閥設(shè)計(jì)制造技術(shù),
通過消化吸收自主創(chuàng)新,如今這種直動(dòng)式電磁閥已達(dá) DiV300。
這種電磁閥的特點(diǎn):適應(yīng)介質(zhì)廣泛,在水、氣、 油等流體工況條件下均可可靠工作。不大于DJV50的電磁閥可以任意安裝使用,可以在無壓差(從OMPa開始工作)或真空(1.33X10-7 MPa)狀態(tài)下進(jìn)行可靠的開關(guān)動(dòng)作,工作介質(zhì)可以正反兩個(gè)方向流 動(dòng),可實(shí)現(xiàn)雙通雙向截止。電磁閥動(dòng)作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用及維修方便,深受用戶歡迎。
(1) 小口徑直動(dòng)式電磁閥
小口徑直動(dòng)式電磁閥(圖10-1)的公稱尺寸不大于DiVIO,動(dòng)鐵芯下部鑲嵌密封塞,動(dòng)鐵芯的上下動(dòng)作就可以實(shí)現(xiàn)電磁閥工作介質(zhì)的通斷控制,所以稱為直動(dòng)式電磁閥。
小口徑直動(dòng)電磁閥線圈通電時(shí),磁路產(chǎn)生電磁吸力,提起動(dòng)鐵芯,克服了復(fù)位彈簧力開啟閥座,于是工作介質(zhì)立即在管路中流通。當(dāng)線圈斷電時(shí),電磁力消失,動(dòng)鐵芯因自重與彈簧力而下落,將閥座密封, 切斷工作介質(zhì)在管路中流通。
(2) 直動(dòng)式雙向電磁閥
鞍山電磁閥有限責(zé)任公司引進(jìn)德國(guó)HERION公司技術(shù)的直動(dòng)電磁閥為雙閥座雙方向的結(jié)構(gòu)(圖10- 2),該類電磁閥設(shè)計(jì)*、性能可靠,工作壓力可以從0 (無壓差)?4.0MPa,特別適用于小于或等于1.33X10-7MPa條件的真空系統(tǒng)中。該閥可實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向介質(zhì)的流動(dòng)(正反兩個(gè)方向密封),是目前世界上的直動(dòng)式電磁閥。
雙向電磁閥的電磁線圈通電時(shí),產(chǎn)生電磁力,吸起動(dòng)鐵芯克服彈簧力帶動(dòng)閥桿組件向上運(yùn)動(dòng)幵啟閥門。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí),電磁力消失,動(dòng)鐵芯在彈簧力及自重的作用下推動(dòng)閥桿組件向下運(yùn)動(dòng)關(guān)閉閥門。
斷電時(shí)關(guān)閉電磁閥為常閉式電磁閥,斷電時(shí)開啟的電磁閥為常開式電磁閥。
(3)多通直動(dòng)式電磁閥
小通徑的直動(dòng)三通電磁閥(圖10-3)在國(guó)內(nèi)很普遍,一般為0?l.OMPa,電磁閥小于或等于DN3的直動(dòng)式電磁閥在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用很普遍,大部分作為多通氣動(dòng)電磁閥的先導(dǎo)閥用。
但較大通徑D7V12?50的三通、四通(五通)電磁閥,國(guó)內(nèi)過去一直空白。自國(guó)內(nèi)引進(jìn)德國(guó)HERI- 〇N公司制造技術(shù)后,通過消化吸收,已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。不但作為執(zhí)行器的多通電磁閥應(yīng)用,而且在液動(dòng)、氣動(dòng)執(zhí)行器中得到應(yīng)用。
①二位三通直動(dòng)式電磁閥結(jié)構(gòu)及工作原理直動(dòng)式二位三通電磁閥(圖10-4)根據(jù)其接管位置的不同,可實(shí)現(xiàn)常閉、常開、換向、合流4種功能。
常開功能:二位三通直動(dòng)式電磁閥中“1” 口為 進(jìn)口,“2”為工作口,“3”為排空口,在斷電狀態(tài)1口與2口是相通的,3 口被截止。當(dāng)電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁力,密封閥盤關(guān)閉1 口,2 口與3口相通, 此時(shí)三通電磁閥實(shí)現(xiàn)常開功能。
常閉功能:二位三通直動(dòng)式電磁閥中“3” 口為 進(jìn)口,“2”為工作口,“1”為排空口,在斷電狀態(tài)1 口與2口是相通,3口被截止。當(dāng)電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁力,密封閥盤關(guān)閉1口,3 口與2 口相通,此時(shí)三通電磁閥實(shí)現(xiàn)常閉功能。
換向功能:二位三通直動(dòng)式電磁閥中“2” 口為進(jìn)口,“1”和“3”為工作口,在斷電狀態(tài)2 口與1口是相通,3口被截止。當(dāng)電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁
力,密封閥盤關(guān)閉1 口,2 口與3 口相通,此時(shí)三通電磁閥實(shí)現(xiàn)換向功能。
合流功能:二位三通直動(dòng)式電磁閥中“1” 口和 “3” 口為進(jìn)口,“2”為工作口,通過將兩個(gè)進(jìn)口通入不同的介質(zhì),從2口端混合,此時(shí)三通電磁閥可實(shí)現(xiàn)合流(混合)功能。
②直動(dòng)式二位四通(二位五通)電磁閥結(jié)構(gòu)及工作原理直動(dòng)二位四通電磁閥(圖10-5)及二位五通電磁閥的進(jìn)口方向及工作口的方向(常開口及常閉口)是一定的。其中,直動(dòng)二位四通電磁閥是將 “A”和“B”工作口的排氣口合二為一,形成直動(dòng)二位四通電磁閥。
圖10-5中“P” 口為進(jìn)口,“A”和“B”為工作 口,“R”為排空口。電磁閥的線圈在斷電狀態(tài)下,P 口與A 口相通,B口與R口相通。當(dāng)電磁線圈通電后產(chǎn)生電磁力吸起動(dòng)鐵芯提起閥桿及閥盤,使電磁閥實(shí)現(xiàn)P口與B口相通,A口與R口相通的換向功能。
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