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电磁阀知识

小麻籽  发表于 2009/10/6 19:00:55      2460 查看 5 回复  [上一主题]  [下一主题]

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什么是电磁阀?

电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件,属于执行器;并不限于液压,气动。电磁阀用于控制液压流动方向,工厂的机械装置一般都由液压钢控制,所以就会用到电磁阀。

电磁阀的工作原理,电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的油管,腔中间是阀,两面是两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔,而进油孔是常开的,液压油就会进入不同的排油管,然后通过油的压力来推动油刚的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。

 

电磁阀在空分领域中的应用及简要原理

电磁阀在我们的生产中应用十分广泛,我们在对生产的维护中一定遇见过不少有关电磁阀的问题,也处理过各种各样的故障,大家也一定积累了不少有关电磁阀故障处理的经验,而我在维护中处理电磁阀故障相对别的仪控故障相对较少,现在我就这个问题一起和大家讨论,渴望从大家那里学习更多的经验,共同提高。

我们先对电磁阀有个初步的认识,电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成,是包含一个或几个孔的阀体。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到改变流体方向的目的。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成;阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁线圈被直接安装在阀体上,阀体被封闭在密封管中,构成一个简洁、紧凑的组合。我们在生产中常用的电磁阀有二位三通、二位四通、二位五通等。这里先说说二位的含义:对于电磁阀来说就是带电和失电,对于所控制的阀门来说就是开和关。 

我们制氧机仪控系统中,二位三通电磁阀用的最多,它在生产中可用来接通或切断气 源,从而对气动控制膜头气路进行切换。

它由阀体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成,动铁芯底部的密封块借助弹簧的压力将阀体进气口关闭。通电后,电磁铁吸合,动铁芯上部带弹簧的密封块把排气口关闭,气流从进气口进入膜头,起到控制作用。当失电时,电磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯,向下移动,将排气口打开,堵住进气口,膜头气流经排气口排出,膜片恢复原来位置。在我们的制氧设备中,在透平膨胀机进口薄膜调节阀的紧急切断等处有应用. 

四通电磁阀在我们的生产中应用也很多,其工作原理如下: 

当有电流通过线圈时,产生励磁作用,固定铁芯吸合动铁芯,动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧,改变了滑阀芯的位置,从而改变了流体的方向。当线圈失电时,依*弹簧的弹力推动滑阀芯,顶回动铁芯,使流体按原来的方向流动。在我们制氧生产中,分子筛切换系统强制阀的开关就是通过二位四通电磁阀来控制的,气流分别供至强制阀的活塞两端。从而来控制强制阀的启闭。 电磁阀的故障将直接影响到切换阀和调节阀的动作,常见的故障有电磁阀不动作,应从以下几方面排查:

(1)       电磁阀接线头松动或线头脱落,电磁阀不得电,可紧固线头。

(2)       电磁阀线圈烧坏,可拆下电磁阀的接线,用万用表测量,如果开路,则电磁阀线圈烧坏。原因有线圈受潮,引起绝缘不好而漏磁,造成线圈内电流过大而烧毁,因此要防止雨水进入电磁阀。此外,弹簧过硬,反作用力过大,线圈匝数太少,吸力不够也可使得线圈烧毁。紧急处理时,可将线圈上的手动按钮由正常工作时的“0”位打到“1”位,使得阀打开。

(3)       电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小(小于0.008mm),一般都是单件装配,当有机械杂质带入或润滑油太少时,很容易卡住。处理方法可用钢丝从头部小孔捅入,使其弹回。根本的解决方法是要将电磁阀拆下,取出阀芯及阀芯套,用CCI4清洗,使得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置,以便重新装配及接线正确,还要检查油雾器喷油孔是否堵塞,润滑油是否足够。

(4)       漏气。漏气会造成空气压力不足,使得强制阀的启闭困难,原因是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几个空腔窜气。

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    小麻籽   发表于 2009/10/6 18:47:38

    . 安全性:


        1.腐蚀性介质:宜选用塑料王电磁阀和全不锈钢;对于强腐蚀的介质必须选用隔离膜片式。例CD-F. Z3CF。中性介质,也宜选用铜合金为阀壳材料的电磁阀,否则,阀壳中常有锈屑脱落,尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。


    2.爆炸性环境:必须选用相应防爆等级产品,露天安装或粉尘多场合应选用防水,防尘品种。


    3.电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。


    . 适用性:


    1.介质特性


    1.1质气,液态或混合状态分别选用不同品种的电磁阀,例ZQDF用于空气,ZQDFY用于液体,ZQDF2(或-3)用于蒸汽,否则易引起误动作。ZDF系列多功能电磁阀则可通通于气.液体。最好订时告明介质状态,安装用户就不必再调式。


    1.2介质温度不同规格产品,否则线圈会烧掉,密封件老化,严重影响寿命命。


    1.3介质粘度,通常在50cSt以下。若超过此值,通径大于15mmZDF系列多功能电磁阀作特殊订货。通径小于15mm订高粘度电磁阀。


    1.4介质清洁度不高时都应在电磁阀前配装反冲过滤阀,压力低时尚可选用直动膜片式电磁阀作例如CDP


    1.5介质若是定向流通,且不允许倒流ZDFNZQDFN单需用双向流通,请作特殊要求提出。 


    1.6介质温度应选在电磁阀允许范围之内。

    2
    、管道参数


    2.1根据介质流向要求及管道连接方式选择阀门通口及型号。例如,用于一条管道向两条管道切换的,小通径的选CA5Z3F,中等或大通径请选ZDFZ1/2。又如控制两条管道汇流的,请选ZDFZ2/1等。2.2根据流量和阀门Kv值选定公称通径,也可选同管道内径。请注意有的厂家未标有Kv值,往往阀孔尺寸小于接口管径,切不可贪图价低而误事。


     2.3工作压差最低工作压差在004Mpa以上是可选用间接先导式;最低工作压差接近或小于零的必须选用直动式或分步直接式。


    3、环境条件


    3.1环境的最高和最低温度应选在允许范围之内,如有超差需作特殊订货提出。


    3.2环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合,应选防水电磁阀


    3.3环境中经常有振动,颠簸和冲击等场合应选特殊品种,例如船用电磁阀。   


    3.4在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀。


    3.5环境空间若受限制,请选用多功能电磁阀,因其省去了旁路及三只手动阀且便于在线维修。


    4、电源条件


    4.1根据供电电源种类,分别选用交流和直流电磁阀。一般来说交流电源取用方便。


    4.2电压规格用尽量优先选用AC220VDC24V  


    4.3电源电压波动通常交流选用+10%、-15%,直流允许±%10左右,如若超差,须采取稳压措施或提出特殊订货要求。 


    4.4应根据电源容量选择额定电流和消耗功率。须注意交流起动时VA值较高,在容量不足时应优先选用间接导式电磁阀。


    5、控制精度    


    5.1普通电磁阀只有开、关两个位置,在控制精度要求高和参数要求平稳时请选用多位电磁阀;Z3CF三位常开电磁阀,具有微启,全开和关闭三种流量;ZDFZ1/1组合多功能电磁阀具有全开、大开、小开、全开四种流量。 


    5.2动作时间:指电信号接通或切断至主阀动作完成时间,只有专利产品多功能电磁阀可对开启和关闭时间分别调节,不仅可满足控制精度要求,还可防止水锤破坏。 


    5.3泄漏量样本上给出的泄漏量数值为常用经济等级,若嫌偏高,请作特殊订货。


    三、可靠性:


    1、工作寿命,此项不列入出厂试验项目,属于型式试验项目。为确保质量应选正规厂家的名牌产品。


    2、工作制式:分长期工作制,反复短时工作制和短时工作制三种。常规产品均为长期工作制,即线圈允许长期通电工作。对于长时间阀门开通只有短时关闭的情况,则宜选用常开电磁阀。用在短时工作制而批量又很大时,可作特殊订货以降低功耗。


    3、工作频率:动作频率要求高时,结构应优选直动式电磁阀,电源听优选交流。


    4、动作可靠性严格地来说此项试验尚未正式列入我国电磁阀专业标准,为确保质量应选正规厂家的名牌产品。有些场合动作次数并不多,但对可靠性要求却很高,如消防、紧急保护等,切不可掉以轻心。特别重要的,还应采取两只连用双保险。


    四、经济性:


    不经济就是对资金,精力乃至生命的浪费它选用的尺度之一,但必须是在安全、适用、可靠的基础上的 经济、经济性不单是产品的售价,更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需用费用、更重要的是,一只电磁阀在整个自控系统中在整个自控系统中乃至生产线中所占成本微乎其微,如果贪图小便宜而错选早造成损害群是巨大的。


    总之,经济性不单指产品价格,而是产品的性能价格比综合费用价格比。

    2楼 回复本楼

    引用 小麻籽 2009/10/6 18:47:38 发表于2楼的内容

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    小麻籽   发表于 2009/10/6 18:54:07

    气动系统中,气缸通常只有两个固定的定位点。如果要求气缸在运动过程中的某个中间位置停下来,则要求气动系统具有位置控制功能。由于气体具有压缩性,因此只利用三位五通换向阀对气找两腔进行给排气操作的纯气动方法难以得到高精度的位置控制。对于定位精度要求较高的场合,应采用机械辅助定位或气/液转换器等控制方法。
     
        1.利用机械挡块的位置(角度)控制
       
    为了使气缸在行程中间定位,最可靠的方法是采用如图.1-16所示的方法,即在定位点设置机械挡块。该方法的定位精度取决于机械挡块的设置精度。为了维持高的定位精度,挡块的设置既要考虑有较高的刚度,又要考虑具有吸收冲击的缓冲能力。

    2.利用气缸结构的位置控制   
    使用多位气缸,可实现多点位置控制,其基本构成如图.1-17所示。气缸ABC的行程各不相同。当三通换向阀1通电时,气缸A的活塞杆推动活塞BC伸出,到达气缸A的行程终点。当三通电磁阀2通电时,活塞A保持不动,活塞C向右移动。因此,适当选择各气缸的行程,最多可实现8个定位点的位置控制。

    3.利用气/液转换器的位置控制
       
    如前所述,通过在规定位置设置位移传感器或行程开关,根据行程信号控制三位阀的切换,可实现简单的中间定位控制。但在气缸的运动速度较快的场合,由于气体的压缩性,难以获得高的定位精度。为了保证定位精度,可以在一定程度上牺牲运动速度,采用气/液转换器来实现,如图.1-18和图.1-19所示。其中,图.1-18为直线气缸的中间定位控制回路,图.1-19为摆气缸的中间定位控制回路。

     

    3楼 回复本楼

    引用 小麻籽 2009/10/6 18:54:07 发表于3楼的内容

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    小麻籽   发表于 2009/10/6 18:55:35

    利用制动气缸可以实现中间定位控制,其回路如图.1-20所示。该回路中,三位五通电磁换向阀1的中位机能应为中位加压型。电磁阀2用来控制制动活塞的动作,因为制动气缸4的制动活塞有双作用型和单作用型两种,所以若制动活塞为双作用型,电磁阀2应采用二位五通阀;若制动活塞为单作用型,电磁阀2应采用二位三通阀。利用带单向阀的减压阀3来进行负载的压力补偿。当电磁阀12不通电时,气缸在行程中间定位并制动;当电磁阀2通电时,制协解除。

    4楼 回复本楼

    引用 小麻籽 2009/10/6 18:55:35 发表于4楼的内容

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    小麻籽   发表于 2009/10/6 18:58:52

    . 安全性:不注意安全即会产生灾难!


    1.腐蚀性介质:宜选用塑料王电磁阀和全不锈钢;对于强腐蚀的介质必须选用隔离膜片式。例CCF.。中性介质,也宜选用铜合金为阀壳材料的电磁阀,否则,阀壳中常有锈屑脱落,尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。
    2.
    爆炸性环境:必须选用相应防爆等级产品,露天安装或粉尘多场合应选用防水,防尘品种。
    3.
    电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。


    . 适用性:不适用等于花钱买费物,还要添麻烦!


    1.介质特性


    1.1介质是气、液态或混合状态分别选用不同品种的电磁阀。
    1.2
    介质温度应选在电磁阀允许范围之内,否则线圈会烧掉,密封件老化,严重影响寿命命。
    1.3
    介质粘度,通常在50cSt以下。若超过此值,电磁阀作特殊订货。
    1.4
    介质清洁度不高时都应在电磁阀前配装过滤阀,压力低时尚可选用直动膜片式电磁阀作例如ZCP
    1.5
    介质若是定向流通,且不允许倒流,应选用单向电磁阀。


    2.管道参数


    2.1根据介质流向要求及管道连接方式选择阀门通口及型号。
    2.2
    根据流量和阀门Kv值选定公称通径,也可选同管道内径。请注意有的厂家未标有Kv值,往往阀孔尺寸小于接口管径,切不可贪图价低而误事。
    2.3
    工作压差;最低工作压差在0.04Mpa以上是可选用间接先导式;最低工作压差接近或小于零的必须选用直动式或分步直接式。


    3.环境条件


    3.1环境的最高和最低温度应选在允许范围之内,如有超差需作特殊订货提出。
    3.2
    环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合,应选防水电磁阀
    3.3
    环境中经常有振动,颠簸和冲击等场合应选特殊品种,例如船用电磁阀。
    3.4
    在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀


    4.电源条件


    4. 1根据供电电源种类,分别选用交流和直流电磁阀。一般来说交流电源取用方便。
    4.2
    电压规格用尽量优先选用AC220VDC24V
    4.3
    电源电压波动通常交流选用+%10%.-15%,直流允许±%10左右,如若超差,须采取稳压措施或提出特殊订货要求。
    4.4
    应根据电源容量选择额定电流和消耗功率。须注意交流起动时AV值较高,在容量不足时应优先选用间接导式电磁阀。


    5泄漏量


    样本上给出的泄漏量数值为常用经济等级,若嫌偏高,请作特殊订货。


    三、可靠性:不可靠将会损害整个系统!


    1、工作寿命,此项不列入出厂试验项目,属于型式试验项目。为确保质量应选正规厂家的名牌产品。
    2
    、工作制式:分长期工作制,反复短时工作制和短时工作制三种。本公司常规产品均为长期工作制,即线圈允许长期通电工作。对于长时间阀门开通只有短时关闭的情况,则宜选用常开电磁阀。用在短时工作制而批量又很大时,可作特殊订货以降低功耗。
    3
    、工作频率:动作频率要求高时,结构应优选直动式电磁阀,电源应优选交流。
    4
    、动作可靠性
    严格地来说此项试验尚未正式列入我国电磁阀专业标准,为确保质量应选正规厂家的名牌产品。有些场合动作次数并不多,但对可靠性要求却很高,如消防、紧急保护等,切不可掉以轻心。特别重要的,还应采取两只连用双保险。


    .经济性:不经济就是对资金,精力乃至生命的浪费


    它选用的尺度之一,但必须是在安全、适用、可靠的基础上的 经济。
    经济性不单是产品的售价,更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需用费用。
    更重要的是,一只电磁阀在整个自控系统中在整个自控系统中乃至生产线中所占成本微乎其微,如果贪图小便宜而错选早造成损害群是巨大的。
    总之,经济性不单指产品价格,而是产品的性能价格比综合费用价格比。

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    引用 小麻籽 2009/10/6 18:58:52 发表于5楼的内容

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    小麻籽   发表于 2009/10/6 19:00:55

    ●流量计算


    公式:Q=52.175KvP/G=44.7CvP/G
    Q
    :流量L/min
    P=阀前压力P1MPa-阀后压力P2MPa
    G
    :流体介质重度g/cm
    Kv
    :流量系数(某些生产厂家为Cv
    1.0MPa=10kg/cm


    ●订货须知


    1.订货时必须写明产品型号,电源电压,介质名称,温度等参数,常规电源电压为AC220VDC24V
    2.
    其他特殊要求可选用以下特殊品种
    [
    型号]-B 防爆电磁阀      用于易爆易燃环境,防爆等级d
    BT2dBT3dBT4
    [
    型号]-X 信号电磁阀     反馈阀门启闭状态及介质流动情况的电信号
    [
    型号]-C 全不锈钢电磁阀   用于酸碱等腐蚀性介质
    [
    型号]-S 带手动电磁阀   调节开度或停电、检修时可手动控制,省去旁路
    [
    型号]-N 单向电磁阀     阻止介质倒流, 省去止回阀


    ●安装须知


    1、 安装前应仔细阅读产品的使用说明书,查核产品是否完全符合使用要求,熟悉安装要点,做好准备工作。
    2
    、 校核铭牌所标参数是否为所选用的产品的参数。是否与使用说明丰符。
    3
    、 接管之前用0.3MPa的压力对管道充分冲洗,把管道中的金属粉末密封材料残留,锈垢等完全清除。
    4
    、 注意介质的洁度,如果介质内混有的尘垢,杂质妨碍电磁阀的正常工作,管道中应装过滤阀。
    5
    、 电磁阀不宜装在管道低 ,装在容器的 管道中,注意不 自容器底部引出,而应装在容器底部稍上们位置。
    6
    、 如果介质会起水击现象, 么应该选用多功能电磁阀或采取相应的防范措施。
    7
    、 蒸汽用电磁阀入口侧应装有疏水阀,该处接管应倾斜,疏水阀装在低位。
    8
    、 磁阀一般是定向的,不可装反,通常在阀体上用“箭头”指出介质流动方向,安装时要依照“箭头”指示的方向安装。
    9
    、 一般电磁阀的电磁线圈部件应正立向上,垂直于管道,有些产品有特别规定,请按说明书安装。
    10
    、 接管时注意,密封材料不可使用过量。如螺纹连接时,接管螺纹应保持在有效长度内,并在端部半螺距处用锉刀倒棱,自端部起2牙处开始缠绕密封带,不然过量的密封带或粘结剂将进入电磁阀内,而发生妨碍正常动作的事故。
    11
    、 电磁阀安装处应有一定的预留空间,以便对它的日常保养与定期维修。
    12
    、 安装时用扳手或管钳固定好阀体,再拧上接管,千万不可将力作用在线圈组件上而引起变形,使电磁阀难以正常工作。
    13
    、 在管道刚性不足,或有水击现象的情况下,请把阀前后接管用支架扎实地固定好。
    14
    、 在冻结场所使用时,用隔热材料对管道加以保护或在管道上设置加热器。
    15
    、 要确认一下,电磁阀本身及它与接管连接处是否有泄露。
    16
    、 对线圈引出线的连接要核查,特别是三根引出线的场合。
    17
    、 连接于电磁阀的电器元件,如继电器、开关和接触器等。开阀时触点不应振抖,不然工作将不可靠并影响其电磁阀寿命。
    18
    、 电气回路要接入相应的保险线,作为电气回路的保护。
    19
    、 为了维护与修理作业方便,或不中断连续性生产,对于一般电磁阀,建议采用旁路隔离装法。 


    ●使用维护


    1、建议使用单位指派专人负责,使用和维护
    2
    、每年1-2次的定期检修是电磁阀可靠工作和长寿的最佳方法。电磁阀内部的下列4种情况,是妨碍电磁阀正常工作与缩短寿命的原因。
       2.1、使用中介质发生变化              
       2.2、接管内生锈
       2.3、空压机的油氧化,产生碳粒焦油等杂物,混入管道 2.4管道中有尘粒污垢等杂质
    3
    、电磁阀安装后或长时间停用后再次投入运行时须通入介质试动作数次工作正常后方可正式使用
    4
    、蒸气阀长时间停用后再次投入运行时,应排净凝结水后试动作数次,工作正常后方可投入运行。
    5
    、在维护之前,必须切断电源,卸去介质压力.
    6
    、线圈组件不宜拆开

    6楼 回复本楼

    引用 小麻籽 2009/10/6 19:00:55 发表于6楼的内容

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