電磁閥

電磁閥（Electromagnetic valve）是用電磁控制的工業設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執行器，并不限于液壓、氣動。用在工業控制系統中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統的不同位置發揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節閥等。
工作原理
電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。
主要分類
1、電磁閥從原理上分為三大類：
直動式電磁閥
原理：通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。
特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。
分步直動式電磁閥
原理：它是一種直動和先導式相結合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，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，先導閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。
特點：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。
先導式電磁閥
原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關 閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。
特點：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。
2、電磁閥從閥結構和材料上的不同與原理上的區別，分為六個分支小類：直動膜片結構、分步直動膜片結構、先導膜片結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構。
3、電磁閥按照功能分類：水用電磁閥、蒸汽電磁閥、制冷電磁閥、低溫電磁閥、燃氣電磁閥、消防電磁閥、氨用電磁閥、氣體電磁閥、液體電磁閥、微型電磁閥、脈沖電磁閥、液壓電磁閥 常開電磁閥、油用電磁閥、直流電磁閥、高壓電磁閥、防爆電磁閥等。
選型注意
選型依據
電磁閥選型首先應該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經濟性四大原 則，其次是根據六個方面的現場工況（即管道參數、流體參數、壓力參數、電氣參數、動作方式、特殊要求進行選擇）。
選型依據：
1、根據管道參數選擇電磁閥的：通徑規格（即DN）、接口方式
1）按照現場管道內徑尺寸或流量要求來確定通徑（DN）尺寸；
2）接口方式，一般>DN50要選擇法蘭接口，≤DN50則可根據用戶需要自由選擇。
2、根據流體參數選擇電磁閥的：材質、溫度組
1）腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質電磁閥；
2）高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結構類型的；
3）流體狀態：大至有氣態，液態或混合狀態，特別是口徑大于DN25時一定要區分開來；
4）流體粘度：通常在50cSt以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。
3、根據壓力參數選擇電磁閥的：原理和結構品種
1）公稱壓力：這個參數與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據管道公稱壓力來定；
2）工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。
4、電氣選擇：電壓規格應盡量優先選用AC220V、DC24較為方便。
5、根據持續工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續通電
1）當電磁閥需要長時間開啟，并且持續的時間多于關閉的時間應選 用常開型；
2）要是開啟的時間短或開和關的時間不多時，則選常閉型；
3）但是有些用于安全保護的工況，如爐、窯火焰監測，則不能選常開的，應選可長期通電型。
6、根據環境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水。
選型原則
安全性：
1、腐蝕性介質：宜選用塑料王電磁閥和全不銹鋼；對于強腐蝕的介 質必須選用隔離膜片式。中性介質，也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動作不頻繁的場合。氨用閥則不能采用銅材。
2、爆炸性環境：必須選用相應防爆等級產品，露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種。
3、電磁閥公稱壓力應超過管內最高工作壓力。
適用性：
1、介質特性
1）質氣，液態或混合狀態分別選用不同品種的電磁閥；
2）介質溫度不同規格產品，否則線圈會燒掉，密封件老化，嚴重影響壽命命；
3）介質粘度，通常在50cSt以下。若超過此值，通徑大于15mm時，用多功能電磁閥；通徑小于15mm時，用高粘度電磁閥。
4）介質清潔度不高時都應在電磁閥前配裝反沖過濾閥，壓力低時，可選用直動膜片式電磁閥；
5）介質若是定向流通，且不允許倒流，需用雙向流通；
6）介質溫度應選在電磁閥允許范圍之內。
2、管道參數
1）根據介質流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號；
2）根據流量和閥門Kv值選定公稱通徑，也可選同管道內徑；
3）工作壓差：最低工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導式；最低工作壓差接近或小于零的必須選用直動式或分步直接式。
3、環境條件
1）環境的最高和最低溫度應選在允許范圍之內；
2）環境中相對濕度高及有水滴雨淋等場合，應選防水電磁閥；
3）環境中經常有振動，顛簸和沖擊等場合應選特殊品種，例如船用電磁閥；
4）在有腐蝕性或爆炸性環境中的使用應優先根據安全性要求選用耐發蝕型；
5）環境空間若受限制，需選用多功能電磁閥，因其省去了旁路及三只手動閥且便于在線維修。
4、電源條件
1）根據供電電源種類，分別選用交流和直流電磁閥。一般來說交流電源取用方便；
2）電壓規格用盡量優先選用AC220V.DC24V；
3）電源電壓波動通常交流選用+%10%.-15%，直流允許±%10左右，如若超差，須采取穩壓措施；
4）應根據電源容量選擇額定電流和消耗功率。須注意交流起動時VA值較高，在容量不足時應優先選用間接導式電磁閥。
5.控制精度
1）普通電磁閥只有開、關兩個位置，在控制精度要求高和參數要求平穩時需選用多位電磁閥；
2）動作時間：指電信號接通或切斷至主閥動作完成時間；
3）泄漏量：樣本上給出的泄漏量數值為常用經濟等級。
可靠性：
1、工作壽命，此項不列入出廠試驗項目，屬于型式試驗項目。為確保質量應選正規廠家的名牌產品。
2、工作制式：分長期工作制，反復短時工作制和短時工作制三種。對于長時間閥門開通只有短時關閉的情況，則宜選用常開電磁閥。
3、工作頻率：動作頻率要求高時，結構應優選直動式電磁閥，電源聽優選交流。
4、動作可靠性
嚴格地來說此項試驗尚未正式列入中國電磁閥專業標準，為確保質量應選正規廠家的名牌產品。有些場合動作次數并不多，但對可靠性要求卻很高，如消防、緊急保護等 ，切不可掉以輕心。特別重要的，還應采取兩只連用雙保險。
經濟性：
它選用的尺度之一，但必須是在安全、適用、可靠的基礎上的經濟。
經濟性不單是產品的售價，更要優先考慮其功能和質量以及安裝維修及其它附件所需用費用。
更重要的是，一只電磁閥在整個自控系統中在整個自控系統中乃至生產線中所占成本微乎其微，如果貪圖小便宜錯選而造成損害群是巨大的。
安裝注意
1、安裝時應注意閥體上箭頭應與介質流向一致。不可裝在有直接滴水或濺水的地方。電磁閥應垂直向上安裝；
2、電磁閥應保證在電源電壓為額定電壓的15%-10%波動范圍內正常工作；
3、電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數次，使之適溫后方可正式投入使用；
4、電磁閥安裝前應徹底清洗管道。通入的介質應無雜質。閥前裝過濾器；
5、當電磁閥發生故障或清洗時，為保證系統繼續運行，應安裝旁路裝置。
故障排除
電磁閥通電后不工作
檢查電源接線是否不良→重新接線和接插件的連接
不同種類的電磁閥
不同種類的電磁閥(34張)
檢查電源電壓是否在±工作范圍-→調致正常位置范圍
線圈是否脫焊→重新焊接
線圈短路→更換線圈
工作壓差是否不合適→調整壓差→或更換相稱的電磁閥
流體溫度過高→更換相稱的電磁閥
有雜質使電磁閥的主閥芯和動鐵芯卡死→進行清洗，如有密封損壞應更換密封并安裝過濾器
液體粘度太大，頻率太高和壽命已到→更換產品
電磁閥不能關閉
主閥芯或鐵動芯的密封件已損壞→更換密封件
流體溫度、粘度是否過高→更換對口的電磁閥
有雜質進入電磁閥產閥芯或動鐵芯→進行清洗
彈簧壽命已到或變形→更換
節流孔平衡孔堵塞→及時清洗
工作頻率太高或壽命已到→改選產品或更新產品
其它情況
內泄漏→檢查密封件是否損壞，彈簧是否裝配不良
外泄漏→連接處松動或密封件已壞→緊螺絲或更換密封件
通電時有噪聲→頭子上堅固件松動，擰緊。電壓波動不在允許范圍內，調整好電壓。鐵芯吸合面雜質或不平，及時清洗或更換。
密封材料
電磁閥的密封材料目前有三種最常用的。
NBR 丁晴橡膠（nitrile butadiene rubber）
由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，電性能低劣，彈性稍低。
此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業中成為必不可少的彈性材料。
丁腈橡膠具有優良的耐油性，其耐油性僅次于聚硫橡膠和氟橡膠，并且具有的耐磨性和氣密性。丁晴橡膠的缺點是不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑，不宜做絕緣材料。
主要用途
丁腈橡膠主要用于制作耐油制品，如耐油管、膠帶、橡膠隔膜和大型油囊等，常用于制作各類耐油模壓制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活門、波紋管等，也用于制作膠板和耐磨零件。
EPDM三元乙丙橡膠（Ethylene-Propylene-Diene Monomer）
三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物，1963年開始商業化生產。每年全世界的消費量是80萬噸。EPDM最主要的特性就是其優越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力。由于三元乙丙橡膠屬于聚烯烴家族，它具有極好的硫化特性。在所有橡膠當中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影響特性不大。因此可以制作成本低廉的橡膠化合物。
分子結構和特性：三元乙丙是乙烯、丙烯和非共軛二烯烴的三元共聚物。二烯烴具有特殊的結構，只有兩鍵之一的才能共聚，不飽和的雙鍵主要是作為交鏈處。另一個不飽和的不會成為聚合物主鏈，只會成為邊側鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈是完全飽和的。這個特性使得三元乙丙可以抵抗熱，光，氧氣，尤其是臭氧。三元乙丙本質上是無極性的，對極性溶液和化學物具有抗性，吸水率低，具有良好的絕緣特性。
特點
1、低密度高填充性；
2、耐老化性；
3、耐腐蝕性；
4、耐水蒸汽性能；
5、耐過熱水性能；
6、電性能；
7、彈性；
8、粘接性。
VITON 氟橡膠（FKM)
分子內含氟之橡膠，依氟含量即單體構造而有各種類型；六氟化系的氟素橡膠耐高溫性優于硅橡膠，耐化學性，耐大部分油及溶劑（酮、酯類除外），耐候性，耐臭氧性均佳，但耐寒性則不良；一般廣泛用于汽機車、乙等品，化工廠之密封件，使用溫度范圍-20℃～260℃，低溫要求使用時有耐低溫型可選用能適用到-40℃，但價格較高.
主要區別
電動閥與電磁閥的區別
電磁閥是電磁線圈通電后產生磁力吸引克服彈簧的壓力帶動閥芯動作，就一電磁線圈，結構簡單，價格便宜，只能實現開關；
電動閥是通過電動機驅動閥桿，帶動閥芯動作，電動閥又分（關斷閥）和調節閥。關斷閥是兩位式的工作即全開和全關，調節閥是在上面安裝電動閥門定位器，通過閉環調節來使閥門動態的穩定在一個位置上。
電動閥和電磁閥的用途對比
電磁閥：用于液體和氣體管路的開關控制，是兩位DO控制。一般用于小型管道的控制。
電動閥：用于液體、氣體和風系統管道介質流量的模擬量調節，是AI控制。在大型閥門和風系統的控制中也可以用電動閥做兩位開關控制。
電磁閥：只能用作開關量，是DO控制，只能用于小管道控制，常見于DN50及以下管道。
電動閥：可以有AI反饋信號，可以由DO或AO控制，比較見于大管道和風閥等。
1、開關形式：
電磁閥通過線圈驅動，只能開或關，開關時動作時間短。
電動閥的驅動一般是用電機，開或關動作完成需要一定的時間模擬量的，可以做調節。
2、工作性質：
電磁閥一般流通系數很小，而且工作壓力差很小。比如一般25口徑的電磁閥流通系數比15口徑的電動球閥小很多。電磁閥的驅動是通過電磁線圈，比較容易被電壓沖擊損壞。相當于開關的作用，就是開和關2個作用。
電動閥的驅動一般是用電機，比較耐電壓沖擊。電磁閥是快開和快關的，一般用在小流量和小壓力，要求開關頻率大的地方電動閥反之。電動閥閥的開度可以控制，狀態有開、關、半開半關，可以控制管道中介質的流量而電磁閥達不到這個要求。
電磁閥一般斷電可以復位，電動閥要這樣的功能需要加復位裝置。
3、適用工藝：
電磁閥適合一些特殊地工藝要求，比如泄漏、流體介質特殊等，價格較貴。
電動閥一般用于調節，也有開關量的，比如：風機盤管末端。
主要特點
1、外漏堵絕，內漏易控，使用安全
內外泄漏是危及安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出，由電動、氣動、液動執行機構控制閥芯的轉動或移動。這都要解決長期動作閥桿動密封的外泄漏難題；唯有電磁閥是用電磁力作用于密封在電動調節閥隔磁套管內的鐵芯完成，不存在動密封，所以外漏易堵絕。電動閥力矩控制不易，容易產生內漏，甚至拉斷閥桿頭部；電磁閥的結構型式容易控制內泄漏，直至降為零。所以，電磁閥使用特別安全，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質。
2、系統簡單，便接電腦，價格低廉
電磁閥本身結構簡單，價格也低，比起調節閥等其它種類執行器易于安裝維護。更顯著的是所組成的自控系統簡單得多，價格要低得多。由于電磁閥是開關信號控制，與工控計算機連接十分方便。在當今電腦普及，價格大幅下降的時代，電磁閥的優勢就更加明顯。
3、動作快遞，功率微小，外形輕巧
電磁閥響應時間可以短至幾個毫秒，即使是先導式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內。由于自成回路，比之其它自控閥反應更靈敏。設計得當的電磁閥線圈功率消耗很低，屬節能產品；還可做到只需觸發動作，自動保持閥位，平時一點也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節省空間，又輕巧美觀。
4、調節精度受限，適用介質受限
電磁閥通常只有開關兩種狀態，閥芯只能處于兩個極限位置，不能連續調節，所以調節精度還受到一定限制。
電磁閥對介質潔凈度有較高要求，含顆粒狀的介質不能適用，如屬雜質須先濾去。另外，粘稠狀介質不能適用，而且，特定的產品適用的介質粘度范圍相對較窄。
5、型號多樣，用途廣泛
電磁閥雖有先天不足，優點仍十分突出，所以就設計成多種多樣的產品，滿足各種不同的需求，用途極為廣泛。電磁閥技術的進步也都是圍繞著如何克服先天不足，如何更好地發揮固有優勢而展開。
相關規定
1、產品選用要點
1）電磁閥選用主要控制參數為通徑、設計公稱壓力、介質允許溫度范圍、接口尺寸等。
2）電磁閥是用電磁鐵推動閥門的開啟與關閉，通常用于口徑在40mm以下的兩位式控制中，尤其多用于接通、切斷或轉換氣路、液路等。
3）閥門的密封性能是考核閥門質量優劣的主要指標之一。閥門的密封性能主要包括兩個方面，即內漏和外漏。內漏是指閥座與關閉件之間對介質達到的密封程度。外漏是指閥桿填料部位的泄露，中口墊片部位的泄露以及閥體因鑄造缺陷造成的泄露。外漏是不允許發生的。
4）電磁閥主要優點是體積小，動作可靠，維修方便，價格便宜。選擇時需要注意根據工藝要求選擇常開或常閉型。
2、施工安裝要點
1）閥門的安裝位置、高度必須符合符合口方向設計要求，連接應牢固緊密。
2）閥門安裝前必須進行外觀檢查，閥門的銘牌應符合現行國家標準GB12220《通用閥門標志》的規定。
3、執行標準
產品標準：
中國電磁閥產品行業標準《工業過程控制系統用電磁閥（JB/T7352-2010）》
GB/T13927-92《通用閥門 壓力試驗》
JB/T8528-1997《普通型閥門電動裝置技術條件》
GB12220-89《通用閥門標志》
工程標準：
GB50243-2002《通風與空調工程施工質量驗收規范》
GB50242-2002《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》
常見類型
1、2位2通通用型閥
2、熱水/蒸汽閥
3、2位3通閥
4、2位4通閥
5、2位5通閥
6、本安型 防爆電磁閥
7、低功耗電磁閥
8、手動復位電磁閥
9、精密微型閥
10、閥位指示器
常見故障
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。當線圈通電或斷電時，磁芯的運轉將導致流體通過閥體或被切斷，以達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，構成一個簡潔、緊湊的組合。我們在生產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。
電磁閥的故障將直接影響到切換閥和調節閥的動作，常見的故障有電磁閥不動作，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，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，反作用力過大，線圈匝數太少，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∮�0.008mm），一般都是單件裝配，當有機械雜質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，使得閥芯在閥套內動作靈活。拆卸時應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。在處理切換系統的電磁閥故障時，應選擇適當的時機，等該電磁閥處于失電時進行處理，若在一個切換間隙內處理不完，可將切換系統暫停，從容處理。