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不同类型的电磁阀及其工作原理

电磁阀(Electromagnetic valve)是用电磁控制的工业设备,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。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。这些阀门的特点是结构紧凑,能够提供持久的流体服务,操作功率低且反应迅速。这些阀门如何实现独特的性能特征?答案在于它们的设计和阀门元件的电磁作用。

电磁阀包括阀体(包含孔口)和电磁阀。螺线管由围绕铁磁芯或柱塞的感应线圈组成。通过传递电信号为线圈通电,从而产生穿过线圈的磁场。磁场吸引柱塞并引起线性运动,从而使柱塞在阀体内运动。该运动导致各个阀门孔口的密封或打开。通过对螺线管通电产生的磁力足以克服惯性和相对弹簧的机械力,从而将柱塞移动到相对于孔口位置的次要位置。

电磁阀用途广泛,电路设计多样;它们可以打开或关闭流体的流动并控制流速,以及在管道系统中分配或混合服务流体。典型的应用领域包括自动化过程控制、开/关流体服务、液压和气动回路、供水、燃料供应、空调系统和废水处理。

电磁阀的类型

根据驱动模式和流路数量的不同,电磁阀有不同类型。这些独特的特征决定了特定电磁阀对工业应用的适用性。在评估或选择用于不同管道系统的电磁阀时,工程师和系统设计人员会权衡其他功能,例如阀门响应时间、线圈保护、电磁阀材料以及阀门和密封材料。不同类型电磁阀的描述如下:

直动式电磁阀

这些阀门的操作完全取决于电磁场。它们不需要外部压力或辅助执行机构即可运行。即使在阀门之间没有压差的情况下,直动式电磁阀也可以打开或关闭。柱塞将响应螺线管通电产生的电磁场而移动。

一种流行的直动式电磁阀是双向阀,可以选择常开或常闭配置。在常开螺线管配置中,弹簧提供力以将密封件保持远离孔座,只要线圈断电,就保持流路畅通。施加电力会产生电磁力,将密封件推向阀座并阻止沿所需方向的流动。对于常闭电路则正好相反。给电磁线圈通电后,密封件会从孔座上提起,打开流动通道,并允许流体流动。

由于执行机构位于阀体内,因此直动式阀门具有紧凑的设计。通过直动式电磁阀的流体的流量和允许压力限制取决于孔口的尺寸和电磁阀提供的磁力。它们适用于流速相对较低的应用场景。

有一种独特类型的直动式电磁阀,可以选择常开或常闭配置。这些被称为“双稳态”或“闭锁螺线管”。

先导式电磁阀

这些阀门的操作需要工作流体压力的帮助。它们在具有高压工作范围和高流量的流体应用中很常见。这些阀门的电磁阀提供足够的力来控制先导孔的打开和关闭。当先导孔打开或关闭时,它允许流体进入或排出顶部腔体,并将阀门隔膜保持在适当的位置。

在先导式电磁阀中,服务介质穿过电磁阀的先导孔口,并对隔膜的顶侧施加一些压力,使其保持在关闭位置。这些阀门包含机械弹簧,可将隔膜保持在主阀孔上以阻塞流道,不让流体流过阀门。给电磁阀通电会导致工作流体从顶部腔体中排出,并将其释放到主压力管线中。它在隔膜的下侧和上侧之间产生压力差。压差克服隔膜和弹簧的力来打开主阀。

先导阀的孔口通常小于主阀的孔口。这样的导向使得小型先导阀能够使用少量的能量来操作大型阀门。相比之下,这些阀门的运行速度比直动阀门慢。它们适用于高压液压系统、蒸汽设施和高流量工业过程。

三通电磁阀

除了管道系统中的常规开/关流体服务之外,这些电磁阀还提供额外的流量控制。它们适用于混合从两个不同来源抽取的流体或将流体从公共入口转移到两个目的地。这些阀门的方向可以具有一个入口和两个出口,或者两个入口和一个公共出口。这些阀门可以根据其配置为混合或分流流体提供可靠的服务。

当用于改变流体流动时,三通电磁阀将具有单个入口和两个出口。在其初始设置中,流体将从入口孔流出并通过一个出口流出,而另一个出口保持在关闭位置。给电磁线圈通电将流量从最初打开的孔口转移到最初关闭的出口的次级路径。在混合应用中,其中一个入口最初是打开的,另一个入口处于关闭位置。打开的入口将流体通过阀门转移,并通过公共出口将其排出。电磁线圈通电后,柱塞移动到阻塞最初打开的孔口的位置,同时第二个孔口打开以允许流体流动。

NAMUR 安装电磁阀

大多数电磁阀可以按预期固定到执行器上,以方便不同应用中的自动化阀门操作。许多应用需要具有特定安装模式和安装方式的标准电磁阀。它们被称为 NAMUR 安装阀。

特定的电磁阀安装设计适合专门设计用于适应这种标准化安装模式的气动执行器。这些阀门可以提供3路、4路甚至5路流道。给这些阀门的电磁阀通电会使柱塞移动到不同的位置并相应地打开或关闭孔口。为气动应用选择的NAMUR安装阀应满足管道的流动条件和适当的响应时间,以保证气动应用的精度。

国内部分电磁阀企业

█ 鞍山电磁阀有限责任公司

鞍山电磁阀有限责任公司坐落于辽宁省鞍山市岫岩县,研发中心坐落于大连市,1965年开始在国内生产电磁阀。其研究所1978年经原机械工业部批准成立,是国内的电磁阀专业研究所,承担了我国电磁阀行业主要的科研和科技攻关任务和涉核系统电磁阀的科研和科技攻关任务。

█ 迪艾智控迪艾智控是一家专业从事阀门产品研发与制造的产业集团,是中国阀门行业知名品牌、中国通用机械工业协会阀门分会副理事长单位。旗下拥有浙江迪艾智控科技股份有限公司、安徽红星阀门有限公司、南通市电站阀门有限公司、浙江华益精密机械有限公司四家实体企业。

█ 百灵气动/BLCH

百灵气动科技有限公司成立于2004年,主要生产气动元件,气缸,气源处理器电磁阀等产品,产品广泛应用于环保、轻纺、食品、科研、智能制造、新能源等国民经济领域。

█ 浙江中孚流体机械有限公司浙江中孚流体机械有限公司位于闻名全国的“中国泵阀之乡”-温州瓯北,是一家从事电磁阀、程控阀、调节阀、水泵产品研发、生产、销售服务的科技型企业。

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总而言之,电磁阀可以通过提供一种简单的方式来远程驱动尺寸和设计适合任何流体流动操作的阀门,从而提高各种流动应用的可靠性。选择此类阀门时,应确保其满足管道的流动条件和阀体材料,并确保密封件与使用介质兼容。