電磁閥結構原理、選型原則

電磁閥是用來控制流體的方向的自動化基礎元件，屬于執行器；通常用于機械控制、工業閥門、農業園林灌溉上面，對介質方向進行控制，從而達到對閥門開關的控制。電磁閥并不限于液壓、氣動。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。

電磁閥的結構原理

1.閥體 2.進氣口 3.出氣口 4.導線 5.柱塞

電磁閥原理上分為三大類：直動式、分步直動式、先導式。而從閥瓣結構和材料上的不同與原理上的區別又分為六個分支小類：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。

一直動式電磁閥

有常閉型和常開型二種。常閉型斷電時呈關閉狀態，當線圈通電時產生電磁力，使動鐵芯克服彈簧力同靜鐵芯吸合直接開啟閥，介質呈通路；當線圈斷電時電磁力消失，動鐵芯在彈簧力的作用下復位，直接關閉閥口，介質不通。結構簡單，動作可靠，在零壓差和微真空下正常工作。常開型正好相反。如小于φ6流量通徑的電磁閥。

原理：常閉型通電時，電磁線圈產生電磁力把敞開件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把敞開件壓在閥座上，閥門敞開。（常開型與此相反）

特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。

二分步直動式電磁閥

這種閥采用一次開閥和二次開閥連在一體，主閥和導閥分步使電磁力和壓差直接開啟主閥口。當線圈通電時，產生電磁力使動鐵芯和靜鐵芯吸合，導閥口開啟而導閥口設在主閥口上，且動鐵芯與主閥芯連在一起，此時主閥上腔的壓力通過導閥口卸荷，在壓力差和電磁力的同時作用下使主閥芯向上運動，開啟主閥介質流通。當線圈斷電時電磁力消失，此時動鐵芯在自重和彈簧力的作用下關閉導閥孔，此時介質在平衡孔中進入主閥芯上腔，使上腔壓力升高，此時在彈簧復位和壓力的作用下關閉主閥，介質斷流。結構合理，動作可靠，在零壓差時工作也可靠。如：ZQDF，ZS，2W等。

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。

三間接先導式電磁閥

這種電磁閥由先導閥和主閥芯聯系著形成通道組合而成；常閉型在未通電時，呈關閉狀態。當線圈通電時，產生的磁力使動鐵芯和靜鐵芯吸合，導閥口打開，介質流向出口，此時主閥芯上腔壓力減少，低于進口側的壓力，形成壓差克服彈簧阻力而隨之向上運動，達到開啟主閥口的目的，介質流通。當線圈斷電時，磁力消失，動鐵芯在彈簧力作用下復位關閉先導口，此時介質從平衡孔流入，主閥芯上腔壓力增大，并在彈簧力的作用下向下運動，關閉主閥口。常開式原理正好相反。

原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在敞開件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動敞開件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔敞開，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，流體壓力推動敞開件向下移動，敞開閥門。

特點：體積小，功率低，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

電磁閥選型選型四大原則--安全性，可靠性，適用性，經濟性

安全性：不注意安全即會產生災難！

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。

1.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。

2.電磁閥公稱壓力應超過管內最高工作壓力。

適用性：不適用等于花錢買廢物，還要添麻煩！

1.介質特性

質氣，液態或混合狀態分別選用不同品種的電磁閥。

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。

介質粘度，通常在50cSt以下。通徑小于15mm訂高粘度電磁閥。

介質清潔度不高時都應在電磁閥前配裝反沖過濾閥，壓力低時尚可選用直動膜片式電磁閥。

介質若是定向流通，需作特殊要求提出。

介質溫度應選在電磁閥允許范圍之內。

2.管道參數

根據介質流向要求及管道連接方式選擇閥門通徑及型號。

根據流量和閥門Kv值選定公稱通徑，也可選同管道內徑。

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

環境的最高和最低溫度應選在允許范圍之內，如有超差需作特殊訂貨提出。

環境中相對濕度高及有水滴雨淋等場合，應選防水電磁閥；

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；

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；

環境空間若受限制，可選用多功能電磁閥，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

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。

電壓規格用盡量優先選用AC220V.DC24V。

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，須采取穩壓措施或提出特殊訂貨要求。

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

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請選用多位電磁閥；

動作時間：指電信號接通或切斷至主閥動作完成時間；

泄漏量

樣本上給出的泄漏量數值為常用經濟等級，特殊工況需特殊對待！

可靠性：不可靠將會損害整個系統！

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。

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。用在短時工作制而批量又很大時，可作特殊訂貨以降低功耗。

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。

動作可靠性

嚴格地來說此項試驗尚未正式列入我國電磁閥專業標準，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：不經濟就是對資金，精力乃至生命的浪費

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，如果貪圖小便宜而錯選早造成損害群是巨大的。

總之，經濟性不單指產品價格，而是產品的性能價格比綜合費用價格比。

注意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)。

選型六大依據

1、根據管道參數選擇電磁閥的：通徑規格(即DN)、接口方式

按照現場管道內徑尺寸或流量要求來確定通徑(DN)尺寸。

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

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。

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。

流體狀態：大至有氣態，液態或混合狀態，特別是口徑大于DN25訂貨時一定要區分開來。

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

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。

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

當電磁閥需要長時間開啟，并且持續的時間多余關閉的時間應選用常開型。

要是開啟的時間短或開和關的時間不多時，則選常閉型。

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

爆炸性環境：必須選用相應防爆等級的電磁閥。

當管內流體有倒流現象時，可選擇帶止回功能電磁閥。

當需要對電磁閥進行現場人工操作時，可選擇帶手動功能電磁閥。

露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種(防護等級在IP54以上)。

用于噴泉必須采用潛水型電磁閥(防護等級在IP68以上)。

參考文獻：水肥農業《電磁閥結構原理、選型原則、保養維修》