電磁閥的解析與使用

董垠峰

(中鹽鎮(zhèn)江鹽化有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212114)

1 電磁閥的定義

電磁閥(Electromagnetic valve)是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。常用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥能配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，且控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有許多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。

2 電磁閥的分類(lèi)與原理

縱觀(guān)國(guó)內(nèi)外電磁閥，到目前為止，從動(dòng)作方式上可分為三大類(lèi)即：直動(dòng)式、反沖式、先導(dǎo)式。

2.1 直動(dòng)式電磁閥

原理。常閉型直動(dòng)式電磁閥通電時(shí)，電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁吸力把閥芯提起，使關(guān)閉件離遠(yuǎn)開(kāi)閥座密封副打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，靠彈簧力把關(guān)閉元件壓在閥座上閥門(mén)關(guān)閉(常開(kāi)型與此相反)。

特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓差時(shí)能正常工作，DN50以下可任意安裝，但電磁頭體積較大。

2.2 反沖型電磁閥

原理。它的原理是一種直動(dòng)和先導(dǎo)相結(jié)合，通電時(shí)，電磁閥先將輔閥打開(kāi)，主閥下腔壓力大于上腔壓力而利用壓差及電磁閥的同時(shí)作用把閥門(mén)開(kāi)啟；斷電時(shí)，輔閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)便閥門(mén)關(guān)閉。

特點(diǎn)：在零壓差或高壓時(shí)也能可靠工作，但功率及體積較大，要求豎直安裝。

2.3 先導(dǎo)式電磁閥

原理。通電時(shí)，電磁力驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)閥打開(kāi)，主閥上腔壓力迅速下降，在主閥上下腔內(nèi)形成壓差，依靠介質(zhì)壓力推動(dòng)主閥關(guān)閉件上移，閥門(mén)開(kāi)啟；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)閥關(guān)閉，入口介質(zhì)壓力通過(guò)先導(dǎo)孔迅速進(jìn)入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關(guān)閉。

特點(diǎn)：體積小，功率低，但介質(zhì)壓差范圍受限，必須滿(mǎn)足壓差條件。

3 電磁閥的使用

兩位三通電磁閥通常與單作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，兩位是兩個(gè)位置可控：開(kāi)—關(guān)，三通是有三個(gè)通道通氣，一般情況下1個(gè)通道與氣源連接，另外兩個(gè)通道1個(gè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣口連接，1個(gè)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)排氣口連接。

兩位五通電磁閥通常與雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，兩位是兩個(gè)位置可控：開(kāi)—關(guān)，五通是有五個(gè)通道通氣，其中1個(gè)與氣源連接，兩個(gè)與雙作用氣缸的外部氣室的進(jìn)出氣口連接，兩個(gè)與內(nèi)部氣室的進(jìn)出氣口接連。

在氣路(或液路)上來(lái)說(shuō)，兩位三通電磁閥具有1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)出氣孔(提供給目標(biāo)設(shè)備氣源)、1個(gè)排氣孔(一般安裝一個(gè)消聲器)。 兩位五通電磁閥具有1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)正動(dòng)作出氣孔和1個(gè)反動(dòng)作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一反動(dòng)作的氣源)、1個(gè)正動(dòng)作排氣孔和1個(gè)反動(dòng)作排氣孔(安裝消聲器)

圖1 兩位五通電磁閥Fig.1 Two position five way solenoid valve

圖1是常用的兩位五通電磁閥簡(jiǎn)圖。由圖1可見(jiàn)，1是進(jìn)氣管，2、4兩個(gè)是出氣管，3、5兩個(gè)是排氣管。當(dāng)12線(xiàn)圈通電時(shí)，閥工作在右閥位，進(jìn)氣由1經(jīng)過(guò)閥從2出去，管4的氣經(jīng)閥從5排出；當(dāng)14線(xiàn)圈通電時(shí)，閥工作在左閥位，進(jìn)氣由1經(jīng)過(guò)閥從4出去，管2的氣經(jīng)閥從3排出。

4 電磁閥的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 性?xún)r(jià)比高

由于電磁閥是開(kāi)關(guān)信號(hào)控制，與計(jì)算機(jī)連接十分方便。在當(dāng)今電腦普及，價(jià)格大幅下降的時(shí)代，電磁閥的優(yōu)勢(shì)就更加明顯。電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較低，比起調(diào)節(jié)閥等其它種類(lèi)執(zhí)行器易于安裝維護(hù)。

4.2 安全性能好

電磁閥的結(jié)構(gòu)型式容易控制內(nèi)泄漏，直至降為零。電磁閥是用電磁力作用于密封在隔磁套管內(nèi)的鐵芯完成，不存在動(dòng)密封，從而外漏易堵絕。所以，電磁閥使用十分安全，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。

4.3 節(jié)能

電磁閥響應(yīng)時(shí)間可以短至幾毫秒，即使是先導(dǎo)式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內(nèi)。由于自成回路，比之其它自控閥反應(yīng)更加靈敏。設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)碾姶砰y線(xiàn)圈功率消耗很低，屬節(jié)能產(chǎn)品。還可做到只需觸發(fā)動(dòng)作，自動(dòng)保持閥位，平時(shí)一點(diǎn)也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節(jié)省空間，又輕巧美觀(guān)。

4.4 調(diào)節(jié)精度不高且受流量介質(zhì)影響

電磁閥通常只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，閥芯只能處于兩個(gè)極限位置，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，力圖突破的新構(gòu)思不少，但還都處于試驗(yàn)試用階段，所以調(diào)節(jié)精度還是受到一定限制。

電磁閥對(duì)介質(zhì)潔凈度有較高要求，含顆粒狀的介質(zhì)不能適用，如屬雜質(zhì)須先濾去。另外，粘稠狀介質(zhì)不能適用，而且，特定的產(chǎn)品適用的介質(zhì)粘度范圍相對(duì)較窄。

5 電磁閥的維護(hù)及保養(yǎng)

電磁閥的主要結(jié)構(gòu)為兩大部分。一個(gè)是線(xiàn)圈，一個(gè)是閥體。所以一般電磁閥的故障也就出現(xiàn)在這兩個(gè)地方，線(xiàn)圈或者是閥體上。電磁閥的線(xiàn)圈規(guī)格有DC24V，AC24V,AC110V,AC220V等。更換線(xiàn)圈的時(shí)候一定要注意線(xiàn)圈型號(hào)規(guī)格要與舊的的匹配。初步判定一個(gè)電磁閥的好壞，首先是手動(dòng)按一下或者旋轉(zhuǎn)一下切換按鈕?？词欠駝?dòng)作，要是動(dòng)作的話(huà)說(shuō)明整個(gè)閥體是沒(méi)問(wèn)題的。那就是線(xiàn)圈的問(wèn)題了，需要更換線(xiàn)圈。要是沒(méi)動(dòng)作的話(huà)就要對(duì)線(xiàn)圈、閥體都進(jìn)行檢查維修更換。

以下是維修經(jīng)驗(yàn)。

第一，給電磁閥通電，拔下線(xiàn)圈。用小螺絲刀或者是一根小鐵棍都可以插進(jìn)線(xiàn)圈中心，感覺(jué)一下是否有電磁吸力，根據(jù)有沒(méi)有電磁吸力來(lái)判斷線(xiàn)圈的好壞。這種方法是在手上沒(méi)有檢測(cè)工具時(shí)候用的，一般不建議使用。正規(guī)流程是，在斷電的情況下，用萬(wàn)用表來(lái)檢測(cè)。

第二，常見(jiàn)的線(xiàn)圈問(wèn)題。一般判斷線(xiàn)圈的好壞是用萬(wàn)用表打到電阻檔，來(lái)檢測(cè)線(xiàn)圈的通斷狀態(tài)。阻值無(wú)窮大或者是零，就說(shuō)明線(xiàn)圈斷路或者短路。一般常用的DC24V的線(xiàn)圈大概180 Ω左右。有一次檢測(cè)到線(xiàn)圈阻值不到100 Ω，也沒(méi)斷或短路，就是不動(dòng)作，最后更換一個(gè)新的線(xiàn)圈才恢復(fù)正常。所以有時(shí)候用萬(wàn)用表檢測(cè)線(xiàn)圈的短路或者斷路并不能判斷線(xiàn)圈的好壞。另外一種常見(jiàn)的故障發(fā)生在插頭和插座的地方。這種情況有但是發(fā)生的幾率比的少。像這種情況就是線(xiàn)圈的插頭和插座接觸不良造成的。所以，正常更換線(xiàn)圈后要用緊固螺絲把線(xiàn)圈和插頭緊死，封裝的線(xiàn)圈就不存在這個(gè)問(wèn)題。

第三，就是閥體和閥芯的問(wèn)題。在電磁閥所通介質(zhì)壓力正常的情況下，手動(dòng)動(dòng)作切換按鈕，電磁閥沒(méi)有任何反應(yīng)，那電磁閥的閥體一定有問(wèn)題。需要拆開(kāi)維修解決。一般這種故障是所通介質(zhì)里含有水分或者雜質(zhì)導(dǎo)致閥芯卡死。在拆解維修的時(shí)候一定要注意各個(gè)零部件的安裝方向和位置。一般的閥芯很少有硬件故障壞掉不能用的。只要把閥芯和閥體里清理干凈，在閥芯上涂抹一層凡士林或則潤(rùn)滑脂。使閥芯與閥體之間來(lái)回動(dòng)作順暢就沒(méi)什么問(wèn)題了。按步驟組裝完畢，電磁閥閥體就維護(hù)好了。