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。這些閥門的特點是結構緊湊,能夠提供持久的流體服務,操作功率低且反應迅速。這些閥門如何實現獨特的性能特征?答案在于它們的設計和閥門元件的電磁作用。
電磁閥包括閥體(包含孔口)和電磁閥。螺線管由圍繞鐵磁芯或柱塞的感應線圈組成。通過傳遞電信號為線圈通電,從而產生穿過線圈的磁場。磁場吸引柱塞并引起線性運動,從而使柱塞在閥體內運動。該運動導致各個閥門孔口的密封或打開。通過對螺線管通電產生的磁力足以克服慣性和相對彈簧的機械力,從而將柱塞移動到相對于孔口位置的次要位置。
電磁閥用途廣泛,電路設計多樣;它們可以打開或關閉流體的流動并控制流速,以及在管道系統中分配或混合服務流體。典型的應用領域包括自動化過程控制、開/關流體服務、液壓和氣動回路、供水、燃料供應、空調系統和廢水處理。
電磁閥的類型
根據驅動模式和流路數量的不同,電磁閥有不同類型。這些獨特的特征決定了特定電磁閥對工業應用的適用性。在評估或選擇用于不同管道系統的電磁閥時,工程師和系統設計人員會權衡其他功能,例如閥門響應時間、線圈保護、電磁閥材料以及閥門和密封材料。不同類型電磁閥的描述如下:
直動式電磁閥:
這些閥門的操作取決于電磁場。它們不需要外部壓力或輔助執行機構即可運行。即使在閥門之間沒有壓差的情況下,直動式電磁閥也可以打開或關閉。柱塞將響應螺線管通電產生的電磁場而移動。
一種流行的直動式電磁閥是雙向閥,可以選擇常開或常閉配置。在常開螺線管配置中,彈簧提供力以將密封件保持遠離孔座,只要線圈斷電,就保持流路暢通。施加電力會產生電磁力,將密封件推向閥座并阻止沿所需方向的流動。對于常閉電路則正好相反。給電磁線圈通電后,密封件會從孔座上提起,打開流動通道,并允許流體流動。
由于執行機構位于閥體內,因此直動式閥門具有緊湊的設計。通過直動式電磁閥的流體的流量和允許壓力限制取決于孔口的尺寸和電磁閥提供的磁力。它們適用于流速相對較低的應用場景。
有一種獨特類型的直動式電磁閥,可以選擇常開或常閉配置。這些被稱為“雙穩態”或“閉鎖螺線管”。
先導式電磁閥:
這些閥門的操作需要工作流體壓力的幫助。它們在具有高壓工作范圍和高流量的流體應用中很常見。這些閥門的電磁閥提供足夠的力來控制先導孔的打開和關閉。當先導孔打開或關閉時,它允許流體進入或排出頂部腔體,并將閥門隔膜保持在適當的位置。
在先導式電磁閥中,服務介質穿過電磁閥的先導孔口,并對隔膜的頂側施加一些壓力,使其保持在關閉位置。這些閥門包含機械彈簧,可將隔膜保持在主閥孔上以阻塞流道,不讓流體流過閥門。給電磁閥通電會導致工作流體從頂部腔體中排出,并將其釋放到主壓力管線中。它在隔膜的下側和上側之間產生壓力差。壓差克服隔膜和彈簧的力來打開主閥。
先導閥的孔口通常小于主閥的孔口。這樣的導向使得小型先導閥能夠使用少量的能量來操作大型閥門。相比之下,這些閥門的運行速度比直動閥門慢。它們適用于高壓液壓系統、蒸汽設施和高流量工業過程。
三通電磁閥:
除了管道系統中的常規開/關流體服務之外,這些電磁閥還提供額外的流量控制。它們適用于混合從兩個不同來源抽取的流體或將流體從公共入口轉移到兩個目的地。這些閥門的方向可以具有一個入口和兩個出口,或者兩個入口和一個公共出口。這些閥門可以根據其配置為混合或分流流體提供可靠的服務。
當用于改變流體流動時,三通電磁閥將具有單個入口和兩個出口。在其初始設置中,流體將從入口孔流出并通過一個出口流出,而另一個出口保持在關閉位置。給電磁線圈通電將流量從最初打開的孔口轉移到最初關閉的出口的次級路徑。在混合應用中,其中一個入口最初是打開的,另一個入口處于關閉位置。打開的入口將流體通過閥門轉移,并通過公共出口將其排出。電磁線圈通電后,柱塞移動到阻塞最初打開的孔口的位置,同時第二個孔口打開以允許流體流動。
NAMUR 安裝電磁閥:
大多數電磁閥可以按預期固定到執行器上,以方便不同應用中的自動化閥門操作。許多應用需要具有特定安裝模式和安裝方式的標準電磁閥。它們被稱為NAMUR 安裝閥。
特定的電磁閥安裝設計適合專門設計用于適應這種標準化安裝模式的氣動執行器。這些閥門可以提供3路、4路甚至5路流道。給這些閥門的電磁閥通電會使柱塞移動到不同的位置并相應地打開或關閉孔口。為氣動應用選擇的NAMUR安裝閥應滿足管道的流動條件和適當的響應時間,以保證氣動應用的精度。