电磁阀的工作原理及操作方式——电气阀

电磁阀：是拿来控制流体方向的手动化基础器件，属于执行器；一般用在机械控制和工业管件里面，通过一个电磁导线来控制衬套位置，截断或拨通气源以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向进行控制，以便达到对管件继电器的控制。

电磁阀是由几个气路和轴套组成的，由气阀把各个气路之间拨通或则断掉。

工作原理：在气动回路中，电磁控制卸荷阀的作用是控制气流通道的通、断或改变压缩空气的流动方向。主要工作原理是运用电磁绕组形成的电磁力的作用，促使气阀切换，实现气流的卸荷。

按电磁控制部份对卸荷阀推进方法的不同，可以分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀直接运用电磁力带动衬套卸荷，而先导式卸荷阀则运用电磁先导阀输出的先导气压带动衬套卸荷。

电磁阀结构：

电磁阀的基本结构：包括一个或几个孔的阀门。阀门部份由滑衬套、滑阀套、弹簧基座等组成，当导线通电或跳闸时，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，动铁芯的运转将造成流体通过阀门或被截断。

操作模式—电气（电磁导线）：

常用电磁阀：

直动式电磁阀：导线带电时，球阀打开流体通过。导线停水时，球阀关掉，流体不能通过。

二位二通阀：当导线带电时活塞右移，A、P通，流体流过，跳闸时，A，P不通，流体不能流过。

备注：阀上主流囗的数量称为"通",衬套与阀门间的相对应位置称为"位"。

三位汽缸：通电时，活塞联通B、P通，A、P不通，流体流过B、P。跳闸时A、P通，B、P不通，流体流过A、P。

左导线通电时A、P通A、O闭，右导线通电时A、O通，A、P闭，都跳闸时A、P和A、O都闭。

三位四通阀：左导线通电时A、P通B、O通，右导线通电时A、O通，B、P通，都跳闸时A、P和B、O都闭。

电磁阀图形符号：

阀的主要功能及图形符号：

电磁阀分类：

电磁阀通常分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。

直动式电磁阀：直接运用电磁力带动电磁阀衬套实现气路之间的通断；

先导式电磁阀：则是在电磁力的作用下先打开先导阀，使二氧化碳踏入电磁阀衬套气室，运用气压来促进电磁阀衬套，实现气路之间的通断。

电磁阀有几个气路就是几通，气阀有几种位置就是几位，如：2位3通、2位4通、2位5通、3位5通等；电磁阀分单电控和双电控，电流分220V、110V、24V；电磁阀分防爆和不防爆。

按通口数分类：

卸荷阀的切换通口包括入口、出口和进气口。一般按照使用目的选择卸荷阀的通口数。

按位置数分类：

卸荷阀的切换状态称为“位置”，有几个切换位置就称为几位阀。

1、直动式电磁阀：

特征：结构简略、动作靠谱,在零压差或真空下能正常工作,可任意方向安装,但通常适用于管径在25mm以下。

直动式电磁阀分常开、常闭两种：

如图是直动常闭电磁阀，在跳闸时，电磁阀呈关掉状态，当电磁阀导线通电后，形成的电磁力使动铁芯与静铁芯脱扣，直接开启阀口，介质从进口流向出口；当导线跳闸后，动铁芯在复位弹簧的作用下复位，直接关掉阀口，而截断了介质的流通。常开式则跳闸时管件开启，通电时，球阀关闭。

2、先导式电磁阀

特征：功率消耗低、通径较大，而结构简略、安装方向任意，但没法适于电磁阀两端有一定压差的场合。电磁阀由先导阀与主阀组成，二者有通道联系着，如图：当电磁导线通电，动铁芯与静铁芯脱扣而导阀孔开放，气阀背腔的压力通过导阀孔流向出口，此刻衬套背腔的压力高于进口侧的压力，运用压差并且衬套脱离主喷嘴，介质从进口流向出口。当导线跳闸，动铁芯与静铁芯脱离，关掉了导阀孔，气阀背腔压力受进口侧压力关掉了导阀孔，气阀背腔压力受进口侧压力的补充日渐趋向和进口侧平衡，气阀因弹簧作用把球阀关掉。先导阀也可配常开式。

直动式和先导式比较：

电磁导线的数目：

二位5通电磁阀有单电控型和双电控型两种。

单电控〔复位型〕

双电磁导线〔保持型〕

3位5通电磁阀：

中封：全部通口封闭

ABR连结（中泄）：

中压：PAB连结：

向汽缸的两端口供给空气。

无杆汽缸或双杆型汽缸在左右输出相似后（平衡）停止。停止后可以通过外力使汽缸动作。

为了达到平衡，单杆汽缸应通过带检测功能的减压阀进行压力调整。适于避免带锁止功能的汽缸的控制回路发生迅速抬起现象。

图形符号的涵义如下：

(1)用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”。

(2)方框内的箭头表示气路处于拨通状态，但箭头方向不一定表示流体的实际方向。

(3)方框内符号“┻”或“┳’”表示该气路不通。

(4)方框外部连结的插口数有几个，就表示几“通”。

电磁阀的选型指导：

选型重点：电磁阀选型应当依次遵守安全性，靠谱性，适用性，经济性四大原则和六个现场载荷要求(即管径大小、介质种类、压力等级、电源电流、动作模式、特殊功能)。

选型根据：

1、根据管线参数选择电磁阀的：管径尺寸(即DN)、接口模式（连结模式）

（1）根据现场管线管径规格或流量要求来确定管径(DN)规格；

（2）、接口模式，通常DN＞50要选择法兰插口，DN=50则可依照用户须要自由选择螺纹式或则法兰式。

2、根据介质种类选择电磁阀的：铸件材质、密

封材料、温度等。

（1）磨蚀性流体：铸件材质宜采用碳钢或PTFE（聚四氟烯烃，也称塑胶王），并选装氟橡胶或PTFE密封材料；

（2）饮用或超净流体：铸件材质宜采用卫生级铸铁，并选装硅橡胶密封材料；

（3）低温流体：要选择选用耐低温的焊工材料和密封材料制造的电磁阀，但是要选择活塞型原理结构的；

（4）流体状态：大至有气态，液态或混和状态，非常是口径小于25时一定要区分开来，因它与导孔参数有关；

（5）流体黏度：一般在50cSt以下可任意选择，若超出此值，则需采用高硬度电磁阀。

（6）流体清洁度：介质含少量微小杂质时可选阀座结构的，但也可在电磁阀前安装过滤器任选其它结构。

3、根据压力等级选择电磁阀的：原理结构类别

（1）当电磁阀还要长时间的启动，而且持续开启的时间大大超出关掉的时间，宜采用常开型。

（2）要是开和关经常切换或开启的时间短或开、关的时间差不多时不锈钢减压阀，则选常闭型。

（3）虽然有些适于安全保护的载荷，如锅炉火焰检测、燃气泄漏报案、消防安全联动系统，则应当选择紧急截断电磁阀，而不宜选常年通电型（常年通电也是一个相对概念），更不能选常开式。

（4）自保持式电磁阀（俗称：双稳态）是一种新型技术，它主要适于还要节省能源或低电流驱动的场合。

4、电源电流选择：尽量优先选择常用，DC2424V较为便捷；

5、根据工作时间粗细或特殊还要来选择控制方法：常闭式、常开式、自保持、紧急截断式（自动复位）；

（1）公称压力：这个参数与其它通用管件的涵义是一样的，是依据管线公称压力或使用压力的1.5倍来定；

（2）工作压差：是指电磁阀处于关掉或开启状态时，阀后端管道压力除以阀前端管道压力得到的数值；当无压差、低压差、真空时，应当采用直动式或分布直动式原理；当具有一定压差以上时各类原理结构方式均可采用；

6、根据环境要求选择辅助功能：防爆、止回、手动、防水雾、水淋、潜水等。

（1）可燃、易爆环境：务必采用相应等级的防爆电磁阀；

（2）当管线介质有倒流现象时，可选择带止回功能电磁阀；

（3）当还要对电磁阀进行现场人工操作时，可选择带自动功能电磁阀；

（4）露天安装或烟尘多场合应采用防水，防尘品种（防护等级在IP45以上）。适于喷泉或水下管道则应当选用潜水电磁阀（防护等级在IP68以上）；

电磁阀应用：

1、2位3通电磁阀控制单作用汽缸：

初始状态：电磁阀为常闭电磁阀，处于失电状态，单作用汽缸活塞由弹簧作用在汽缸两侧，见图13；

工作状态：电磁阀得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口踏入汽缸，汽缸活塞右移，见图14；

失电状态：电磁阀失电，电磁阀A口与R口通，汽缸通过电磁阀漏气，活塞在弹簧作用下回到右边，见图13。

2、2位3通电磁阀控制气动薄膜驱动部：

初始状态：电磁阀为常闭电磁阀，处于失电状态，气动薄膜驱动部的推杆由弹簧作用下停在上位，见图15；

工作状态：电磁阀得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口踏入薄膜驱动部上气室，促进推杆下移，见图16；

失电状态：电磁阀失电，电磁阀A口与R口通，薄膜气室通过电磁阀漏气，推杆在弹簧作用下回到上位，见图15。

3、2位5通单电控电磁阀控制双作用汽缸：

初始状态：电磁阀失电状态，电磁阀P口与A口相连，气源通过A口踏入双作用气动活塞驱动部两侧气室，活塞停在右边，B口与S口相连，与B口相连的气动活塞驱动部的左侧气室为进气状态，见图17；

工作状态：电磁阀得电，电磁阀P口与B口通，气源由B口踏入双作用气动活塞驱动部两侧气室，活塞联通到右边，A口与R口相连，与R口相连的气动活塞驱动部的两侧气室为进气状态，见图18；

失电状态：电磁阀恢复初始状态，见图17。

4、2位5通双电控电磁阀控制双作用汽缸：

两侧导线得电状态：电磁阀两侧导线得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口踏入双作用气动活塞驱动部两侧气室，促进活塞到汽缸另左侧，B口与S口相连，与B口相连的气动活塞驱动部的另左侧气室为进气状态，在另左侧导线不得电之前会保持该状态不动，见图19；

两侧导线得电状态：电磁阀两侧导线得电，电磁阀P口与B口通，气源由B口踏入双作用气动活塞驱动部两侧气室，郭鹏学暖通推进活塞到汽缸另左侧，A口与R口相连，与A口相连的气动活塞驱动部的另左侧气室为进气状态，在另左侧导线不得电之前会保持该状态不动，见图20；

故障剖析处理方式〔弹性密封型电磁阀例子〕

电磁阀通电不动作：

1.无电流、压降过大或电流不正确。

2.导线焚毁，导线电感为漏电或脱扣。

3.进口压力太小，不满足最小操作压差要求（对于先导式操作结构）

4.流量太小，尤其是大流量阀（316&344系列）。

5.杂质卡死或堵塞。

6.缺乏零件或零件破损、锈蚀。

7.零件安装不正确或不到位。

给压后发觉泄露或不复位：

1.杂质引起堵塞或卡死造成继电器不到位。

2.进口压力太小或太大，不满足压差要求。

3.流量太小，不能在顿时将轴套或活塞推到位，尤其是大流量阀（316&344系列）。

4.电磁阀进出口方向装反。

5.对于3，4，5通先导式电磁阀，喘气口应当连结汽缸或用丝堵挡住，产生闭合回路。

6.缺乏零件、密封件咬伤或损

电磁阀通电时有较大噪声：

1.杂质堵塞或卡住，并且衬套联通不到位。

2.电源电流不正确，AC与DC一般不可互换。

3.屏蔽环破损或断裂（AC结构）。

4.零件变型或松动，或没有组装到位。

5.电磁阀装反方向。

电磁阀使用和修理：

1、每年1-2次的定期检修是电磁阀靠谱工作和长寿命的最佳办法。电磁阀内部的下述几种状况是阻碍电磁阀正常工作与降低寿命的成因。

(1)使用介质质量发生变化；

(2)接管内锈蚀；

(3)空压机的油氧化，形成炭粒、焦油等杂物混进管线；

(4)管线中有尘粒锈斑等杂物。

2、电磁阀安装后或长时间停用后投入运作时，须通入介质试动作几次不锈钢减压阀，工作正常后方可投入运行；

3、在蒸气阀长时间停用后再度投入运行时，应排净凝结水后再动作几次，工作正常后方可投入运行；

4、在维护之前，应当截断电源，卸去介质压力；

5、线圈组件不宜拆开；

6、拆开电磁阀进行擦洗时，可使用煤油、三氯烯烃等碱液。

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