电磁阀拆解和详解.ppt

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1、仪表专业知识培训课件（十）,电磁阀基础知识解析,主要内容：,一.电磁阀的作用与原理 二.电磁阀的功能 三.电磁阀结构 四.电磁阀图形符号 五.电磁阀分类 六.电磁阀的应用 七.电磁阀使用和维修 八.电磁阀故障分析与排除方法,一、电磁阀的作用,电磁阀：是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用在机械控制和工业阀门上面，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，切断或接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，从而达到对阀门开关的控制。,原理：,电磁阀是由几个气路和阀芯组成的，由阀芯把各个气路之间接通或者断开；电磁阀的作用原理：得电时利用电磁线圈产生的电磁力的作用，推动阀芯移动，

2、实现各个气路的通断，单电控的失电时在弹簧力的作用下回复原位；双电控的保持原位；先导式的按功能而定。,二、电磁阀功能,在电-气动控制中，电磁阀可以实现的功能有：1、气动执行组件动作的方向控制，ON/OFF开关量控制，OR/NOT/AND 逻辑控制；2、电磁阀是在气动回路中控制气路通道的通、断或改变压缩空气的流动方向；3、电磁阀只是气动调节阀的一个附件，是控制气动阀门的气源气路的；,4、电磁阀常用于开关阀，通过电压信号控制气源气路的通断，以控制阀门的开关；5、电磁阀具有比定位器更大的流通口径，有时可以用于需要快速开启及快速关闭 的阀门；6、单电控电磁阀具有失电常闭或常开位置，可以用于断气保护功能。

3、,三、电磁阀结构,电磁阀的基本结构：包括一个或几个孔的阀体。阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成，当线圈通电或断电时，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，动铁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断。,不通电时,通电时,电磁线 圈,阀门,可动铁心（插棒式铁,心）,线圈,固定铁心（铁心）,复位弹 簧,操作方式电气（电磁线圈）,二通电磁阀结构图,SMCSMCSMCSMC（中国）有限公司无锡营业所（中国）有限公司无锡营业所（中国）有限公司无锡营业所（中国）有限公司无锡营业所,四、电磁阀图形符号,A,P,A,R,P,A,R,P,A,B,P,R,B,A,EA,P,

4、EB,A,B,EA,P,EB,A,B,EA,P,EB,A,B,EA,P,EB,2位2通,2位3通 常闭（NC）,2位3通 常通（NO）,2位4通,2位5通,3位5通中间排气式,3位5通中间封闭式,3位5通中间加压式,位置数(正方形),气口数进/排气口画在正方形下面输出口画在正方形上面,阀的主要功能及图形符号,五、电磁阀分类,电磁阀一般分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀：直接利用电磁力推动电磁阀阀芯实现气 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，使气体进入电磁阀阀芯气室，利用气压来推动电磁阀阀芯，实现气路之间的通断。电磁阀有几个气路就是几通，阀芯有几种位置就是几位

5、，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，电压分220V、110V、24V；电磁阀分防爆和不防爆。,按通口数分类换向阀的切换通口包括入口、出口和排气口。通常根据使用目的选择换向 阀的通口数。,按位置数分类换向阀的切换状态称为“位置”，有几个切换位置就称为几位阀。,1、直动式电磁阀 特点：结构简单、动作可靠,在零压差或真空下能正常工作,可任意方向安装,但一般适用于通径在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，在断电时,电磁阀呈关闭状态,当电磁阀线圈通电后,产生的电磁力使动铁芯与静铁芯吸合,直接开启阀口,介质从进口流向出口；当线圈断电后,动

6、铁芯在复位弹簧的作用下复位,直接关闭阀口,而切断了介质的流通。常开式则断电时阀门开启,通电时,阀门关闭。,2、先导式电磁阀特点：功率消耗低、通径较大,而结构简单、安装方向任意,但只能用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,两者有通道联系着,如图:当电磁线圈通电,动铁芯与静铁芯吸合而导阀孔开放,阀芯背腔的压力通过导阀孔流向出口,此时阀芯背腔的压力低于进口侧的压力,利用压差使得阀芯脱离主阀座,介质从进口流向出口。当线圈断电,动铁芯与静铁芯脱离,关闭了导阀孔,阀芯背腔压力受进口侧压力关闭了导阀孔,阀芯背腔压力受进口侧压力的补充逐渐趋于和进口侧平衡,阀芯因弹簧作用把阀门关闭。先导阀

7、也可配常开式。,直动式,先导式,可动铁心,先导阀,直动式和先导式比较：,线圈,口,口,滑阀,排气口压力口排气口,复位弹簧,口,排气口压力口,排气口,必须在0.10.2MPa以上（由于机种的不同而有所不同）,即使在0MPa下 也可使用切换,最低使用压力,小,大,大小,少,多,消耗电力,直动式 先导式,对策 外部先导型,二位5通电磁阀有单电控型和双电控型两种。5通阀,电磁线圈的数量,2通阀,3通阀,单电磁线圈,双电磁线圈,排気口,排気口,圧力口,接口A,接口B,排气口R,R,压力口排气口P,OFF,ON,復帰,不通电时,通电时,复位力（弹簧、空气等）通常 作用于阀体。,阀的原始位（不通电时）是 固

8、定的。,单电控复位型,解除通电，则自动回到初 始状态。,线圈,线轴,复位弹簧,排気口,R,圧力口,P,排気口,R,A側OFF,B側,OFF,OFF,ON,OFF,機構,即使解除通电，仍保持其所在位。,通电时PABR,接口B,接口B侧A,ON,双电磁线圈保持型,初始状态不确定。不通电时，P,B不一定成立,通电时,PB,AR,A侧,接口,B侧,排气口压力口,排气口,止动器（detent）机构,如果切断电源,保持其位,依靠弹簧、气压（复位 力），阀门回到原始位。,OFF,OFF,双电磁线圈保持型,单电磁线圈复位型,瞬间通电时，通电时间需要在0.1秒以上，即使在行程中途切断电源，也会动作到末端。,3位

9、5通电磁阀,排気口,A侧通电时排气口 压力口 排气口RPR,圧力口,排気口,A側,B側,ON,OFF,OFF,OFF,ON,OFF,接口,全部接口封闭中封式,A侧,B侧,接口,B侧通电时,不通电时,中封：全部通口封闭,封闭气缸和电磁阀之间的空气。用于发生故障时的紧急停止和中途停止。如果从与配管和机器之间的连 接部漏气，气缸会动作，请注意。,长时间保持停止位较为困难。,停止后，即使通过装置入口排除残压，气缸内仍会残留压力。,排気口,圧力口,排気口,側通電時,非通電時,接口,A侧通电时排气口 压力口 排气口RPR,接口,A側,B側,ON,OFF,OFF,OFF,A侧ON,B侧OFF,3位5通电磁阀

10、,ABR连接中泄式,B侧通电时,不通电时,ABR连接（中泄）,停止后气缸可在外力作用下动作。因此在容易出现夹伤危险的地方采取安全措施等。排气节流控制的场合，由于重,新启动时不能进行速度控制，会 发生快速伸出现象。对策（防止快速伸出）同,时并用进气节流阀和排气节流控制。,AB,R,R,排出气缸与电磁阀之间的空气。,3位5通电磁阀,排気口,A侧通电时 排气口压力口排气口 R P R,ON,OFF,OFF,OFF,ON,OFF,接口,接口,PAB连接中压式,A侧,B侧,B侧通电时,不通电时,向气缸的两端口供给空气。无杆气缸或双杆型气缸在左 右输出相同后（平衡）停止。停止后可以通过外力使气缸动作。为了

11、达到平衡，单杆气缸应 通过带检验功能的减压阀进行 压力调整。用于防止带锁止功能的气缸 的控制回路发生快速伸出现象。,中压：PAB连接,A,B,P,图形符号的含义如下：(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接通状态，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)、方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”。,五、电磁阀的选型指导,选型重点：电磁阀选型应该依次遵循安全性，可靠性，适用性，经济性四大原则和六个现场工况要求(即通径大小、介质种类、压力等级、电源电压、动作方式、特殊功能)。选型依据：1、根据管道

12、参数选择电磁阀的：通径规格(即DN)、接口方式（连接方式）（1）、按照现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸；,（2）、接口方式，一般DN50 要选择法兰接口，DN=50 则可根据用户需要自由选择螺纹式或者法兰式。2、根据介质种类选择电磁阀的：阀体材质、密封材料、温度等。（1）、腐蚀性流体：阀体材质宜选用不锈钢或PTFE（聚四氟乙烯，俗称塑料王），并选配氟橡胶或PTFE 密封材料；,（2）、食用或超净流体：阀体材质宜选用卫生级不锈钢，并选配硅橡胶密封材料；（3）、高温流体：要选择采用耐高温的电工材料和密封材料制造的电磁阀，而且要选择活塞型原理结构的；（4）、流体状态：大至有气态，液态

13、或混合状态，特别是口径大于25 时一定要区分开来，因它与导孔参数有关；,（5）、流体粘度：通常在50cSt以下可任意选择，若超过此值，则需选用高粘度电磁阀。（6）、流体清洁度：介质含少量微小杂质时可选膜片结构的，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：原理结构类型（1）、当电磁阀需要长时间的启动，并且持续开启的时间大大超过关闭的时间，宜选用常开型。（2）、要是开和关频繁切换或开启的时间短或开、关的时间差不多时，则选常闭型。（3）、但是有些用于安全保护的工况，如炉窑火焰监测、燃气泄露报警、消防安全联动系统，则应该选择紧急切断电磁阀，而不宜选长期通电型（长期通电只是

14、一个相对概念），更不能选常开式。（4）、自保持式电磁阀（也称：双稳态）是一种新型技术，它主要用于需要节约能源或低电压驱动的场合。,4、电源电压选择：尽量优先选择常用AC220V，DC24V 较为方便；5、根据工作时间长短或特殊需要来选择控制方式：常闭式、常开式、自保持、紧急切断式（手动复位）；（1）、公称压力：这个参数与其它通用阀门的含义是一样的，是根据管道公称压力或使用压力的1.5 倍来定；（2）、工作压差：是指电磁阀处于关闭或开启状态时，阀前端管路压力减去阀后端管路压力得到的数值；当无压差、低压差、真空时，必须选用直动式或分布直动式原理；当具备一定压差以上时各种原理结构形式均可选用；,6、

15、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）、易燃、易爆环境：必须选用相应等级的防爆电磁阀；（2）、当管道介质有倒流现象时，可选择带止回功能电磁阀；（3）、当需要对电磁阀进行现场人工操作时，可选择带手动功能电磁阀；（4）、露天安装或粉尘多场合应选用防水，防尘品种（防护等级在IP45 以上）。用于喷泉或水下管路则必须采用潜水电磁阀（防护等级在IP68 以上）；,六、电磁阀应用,1、2位3通电磁阀控制单作用气缸：初始状态：电磁阀为常闭电磁阀，处于失电状态，单作用气缸活塞由弹簧作用在气缸左侧，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口进入气缸，气缸活塞右

16、移，见图14；失电状态：电磁阀失电，电磁阀A口与R口通，气缸通过电磁阀放气，活塞在弹簧作用下回到左侧，见图13。,图13,图14,2、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口进入薄膜驱动部上气室，推动推杆下移，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放气，推杆在弹簧作用下回到上位，见图15。,图15,图16,3、2位5通单电控电磁阀控制双作用气缸：初始状态：电磁阀失电状态，电磁阀P口与A口相通，气源通过A口进入双作用气动活塞

17、驱动部左侧气室，活塞停在右侧，B口与S口相通，与B口相通的气动活塞驱动部的右侧气室为排气状态，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口进入双作用气动活塞驱动部右侧气室，活塞移动到左侧，A口与R口相通，与R口相通的气动活塞驱动部的左侧气室为排气状态，见图18；失电状态：电磁阀恢复初始状态，见图17。,图17,图18,4、2位5通双电控电磁阀控制双作用气缸：左侧线圈得电状态：电磁阀左侧线圈得电，电磁阀P口与A口通，气源由A口进入双作用气动活塞驱动部一侧气室，推动活塞到气缸另一侧，B口与S口相通，与B口相通的气动活塞驱动部的另一侧气室为排气状态，在另一侧线圈不得电之前会保持该状

18、态不动，见图19；右侧线圈得电状态：电磁阀右侧线圈得电，电磁阀P口与B口通，气源由B口进入双作用气动活塞驱动部一侧气室，推动活塞到气缸另一侧，A口与R口相通，与A口相通的气动活塞驱动部的另一侧气室为排气状态，在另一侧线圈不得电之前会保持该状态不动，见图20；,图19,图20,七、电磁阀使用和维修,1、每年1-2 次的定期检修是电磁阀可靠工作和长寿命的最佳方法。电磁阀内部的下列几种情况是妨碍电磁阀正常工作与缩短寿命的原因。(1)使用介质品质发生变化；(2)接管内生锈；(3)空压机的油氧化，产生炭粒、焦油等杂物混入管道；(4)管道中有尘粒污垢等杂物。,2、电磁阀安装后或长时间停用后投入运作时，须通

19、入介质试动作几次，工作正常后方可投入运行；3、在蒸汽阀长时间停用后再次投入运行时，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，必须切断电源，卸去介质压力；5、线圈组件不宜拆开；6、拆开电磁阀进行清洗时，可使用煤油、三氯乙烯等溶液。,八、故障分析处理方法弹性密封型电磁阀实例,漏气,确认电磁阀手动按钮的 动作,如果在此状态下拧紧，垫片可能会破损。排出空气将垫片重新安装于正确的位置后紧固螺栓。,从EXH口漏气,从垫片处漏气垫片,执行器漏气阀门安装螺钉紧 固不良,滑动阀或铁心中进入 异物滑动阀膨胀引起密封 圈磨损,垫片安装不良（错位）,正负槽小螺钉,故障现象及对策-作动不良,故障现象及对策-泄漏、蜂鸣声,END,