先導電磁閥原理

1、先導式電磁閥結(jié)構(gòu)及工作原理 圖為先導式電磁閥，由先導閥與主閥組成，兩者有通道相聯(lián)系，當電磁閥線圈通電，動鐵芯與靜鐵芯吸合使導閥孔開放，閥芯背腔的壓力通過導閥孔流向出口，此時閥芯背腔的壓力低于進口壓力，利用壓差使閥芯脫離主閥口，介質(zhì)從進口流向出口。當線圈斷電，動鐵芯與靜鐵芯脫離，關閉了導閥孔，閥芯背腔壓力受進口壓力的補充逐漸趨于和進口平衡，閥芯因彈簧力作用下把閥門緊密關閉。 導活塞式電磁閥如：ZCB、ZCZP、ZCGL 先導膜片式電磁閥如： ZCA、ZCS 特點：功率消耗低、通徑較大，而結(jié)構(gòu)簡單、安裝方向任意，但只能用于電磁閥兩端有一定壓差的場合。 電磁閥是航天領域中廣泛使用的控制元件, 某先導

2、式雙向電磁閥是兩位五通結(jié)構(gòu), 具有常開和常閉兩個腔體, 通過氣體流動切換下游用氣設備的打開和關閉。由于該電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)和氣路通道比較復雜, 在使用過程中, 發(fā)現(xiàn)同一種電磁閥的不同個體會呈現(xiàn)出不同的建壓過程。由于該電磁閥的常開腔和常閉腔建壓壓力(無特殊說明, 本文中的壓力均指表壓) 和建壓時間有可能對下游用氣設備產(chǎn)生較大影響, 故需要對其進行深入分析。 先導式雙向電磁閥主要由閥體、常閉主閥瓣、常開主閥瓣、先導閥瓣、電磁鐵等零部件組成。主閥瓣和活塞之間通過頂桿相連(圖1) , 其特點是內(nèi)部無彈簧等彈性復位元件, 完全靠氣動力和電磁力切換各氣路通道, 控制常開腔和常閉腔供氣和密封, 最高工作壓力5.

3、0MPa 。 當電磁鐵處于斷電狀態(tài)時, 進口氣體分為兩路, 一路直接作用于常開主閥瓣上使其打開, 電磁閥常開腔B 供氣, 另外一路作用于先導閥瓣上,并沿氣體通道進入常閉控制腔F 內(nèi), 使常閉主閥瓣密封。當電磁鐵通電后, 先導閥瓣關閉, 常閉控制腔F 內(nèi)氣體從放氣口D 排入大氣, 常閉控制腔F泄壓, 常閉主閥瓣開啟, 電磁閥常閉腔C 供氣,同時氣體也會沿氣體通道進入到常開控制腔E 內(nèi),將常開主閥瓣壓緊密封。1.閥體2.常開主閥瓣3.膜片4.先導閥瓣5.電磁鐵6.常閉主閥瓣A - 進氣口B - 常開腔C - 常閉腔D - 放氣口E - 常開控制腔F - 常閉控制腔G- 常開控制腔放氣口H - 常閉

4、控制腔放氣口(a) 斷電狀態(tài)(b) 通電狀態(tài)圖1 先導式雙向電磁閥本文來自: DZ3W.COM 原文網(wǎng)址：縱觀國內(nèi)外電磁閥，到目前為止，從動作方式上可分為三大類即：直動式、反沖式、先導式，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同以及原理上的區(qū)別反沖式又可分為：膜片式反沖電磁閥、活塞式反沖電磁閥；先導式又可分為：先導式膜片電磁閥、先導式活塞電磁閥；從閥座及密封材料上分又可分為：軟密封電磁閥、鋼性密封電磁閥、半鋼性密封電磁閥。 一、直動式電磁閥 原理：常閉型直動式電磁閥通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁吸力把閥芯提起，使關閉件離遠開閥座密封副打開；斷電時，電磁力消失，靠彈簧力把關閉元件壓在閥座上閥門關閉。（常開型與此相反

5、） 特點：在真空、負壓、零壓差時能正常工作，DN50以下可任意安裝，但電磁頭體積較大。如我公司引進HERION公司技術生產(chǎn)的直動電磁閥可用于1.3310-4 Mpa真空。 二、反沖型電磁閥 原理：它的原理是一種直動和先導相結(jié)合，通電時，電磁閥先將輔閥打開，主閥下腔壓力大于上腔壓力而利用壓差及電磁閥的同時作用把閥門開啟；斷電時，輔閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動關閉件，向下移動便閥門關閉。 特點：在零壓差或高壓時也能可靠工作，但功率及體積較大，要求豎直安裝。 三、先導式電磁閥 原理：通電時，電磁力驅(qū)動先導閥打開先導閥，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)壓力推動主閥關閉件上移，閥門開

6、啟；斷電時，彈簧力把先導閥關閉，入口介質(zhì)壓力通過先導孔迅速進入主閥上腔在上腔內(nèi)形成壓差，從而使主閥關閉。 特點：體積小，功率低，但介質(zhì)壓差范圍受限，必須滿足壓差條件。 兩位三通電磁閥通常與單作用氣動執(zhí)行機構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開-關，三通是有三個通道通氣，一般情況下1個通道與氣源連接，另外兩個通道1個與執(zhí)行機構(gòu)的進氣口連接，1個與執(zhí)行機構(gòu)排氣口連接，具體的工作原理可以參照單作用氣動執(zhí)行機構(gòu)的工作原理圖。 兩位五通電磁閥通常與雙作用氣動執(zhí)行機構(gòu)配套使用，兩位是兩個位置可控：開-關，五通是有五個通道通氣，其中1個與氣源連接，兩個與雙作用氣缸的外部氣室的進出氣口連接，兩個與內(nèi)部氣室的進出氣

7、口接連，具體的工作原理可參照雙作用氣動執(zhí)行機構(gòu)工作原理在氣路(或液路)上來說，兩位三通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個出氣孔(提供給目標設備氣源)、1個排氣孔(一般安裝一個消聲器，如果不怕噪音的話也可以不裝_)。 兩位五通電磁閥具有1個進氣孔(接進氣氣源)、1個正動作出氣孔和1個反動作出氣孔(分別提供給目標設備的一正一反動作的氣源)、1個正動作排氣孔和1個反動作排氣孔(安裝消聲器)。 對于小型自動控制設備，氣管一般選用812mm的工業(yè)膠氣管。在電氣上來說，兩位三通電磁閥一般為單電控(即單線圈)，兩位五通電磁閥一般為雙電控(即雙線圈)。線圈電壓等級一般采用DC24V、AC220V等。 兩

8、位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。 常閉型兩位三通電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會斷開，這相當于“點動”。 常開型兩位三通單電控電磁閥動作原理：給線圈通電，氣路斷開，線圈一旦斷電，氣路就會接通，這也是“點動”。 兩位五通雙電控電磁閥動作原理：給正動作線圈通電，則正動作氣路接通(正動作出氣孔有氣)，即使給正動作線圈斷電后正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。 給反動作線圈通電，則反動作氣路接通(反動作出氣孔有氣)，即使給反動作線圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作

9、線圈通電為止。這相當于“自鎖”。 基于兩位五通雙電控電磁閥的這種特性，在設計機電控制回路或編制PLC程序的時候，可以讓電磁閥線圈動作12秒就可以了，這樣可以保護電磁閥線圈不容易損壞。 電磁閥在液路系統(tǒng)中用來實現(xiàn)液路的通斷或液流方向的改變，它一般具有一個可以在線圈電磁力驅(qū)動下滑動的閥芯，閥芯在不同的位置時，電磁閥的通路也就不同。閥芯的工作位置有幾個，該電磁閥就叫幾位電磁閥：閥體上的接口，也就是電磁閥的通路數(shù)，有幾個通路口，該電磁閥就叫幾通電磁閥。 電磁閥安裝后，一般所有接口都應該是連接好了的，所謂工作位置指的是閥芯的位置。閥芯在線圈不通電時處在甲位置，在線圈通電時處在乙位置，閥芯在不同位置時，對

10、各接口起到或接通或封閉的作用。電磁閥二位是指電磁閥的閥芯有兩個不同的工作位置（開、關）。 電磁閥二通、三通指電磁閥的閥體上有兩個、三個通道口； 比如二位二通電磁閥是一進一出（二個通道、最普通常見） 二位三通電磁閥控制液體是一進二出（兩出分別是一個常開一個常閉）；氣動換向電磁閥是一進一出一排氣；液壓一進一出一回油。國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動式、分步直動式、先導式），而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類（直動膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導膜式結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步直動活塞結(jié)構(gòu)、先導活塞結(jié)構(gòu))。直動式電磁閥：原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，

11、閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。 分布直動式電磁閥：原理：它是一種直動和先導式相結(jié)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(zhì)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。先導式電磁閥：原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關

12、閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，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，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。特點： 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一,適用性管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質(zhì)一致。 流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。 電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應注明。 工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時應選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于0.04MPa時可選用先導式（壓差式）電磁

13、閥；最高工作壓差應小于電磁閥的最大標定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。 流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質(zhì)要求清潔度要好。 注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調(diào)節(jié)。 注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響 電源電流和消耗功率應根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許10%左右，必須注意交流起動時VA值較高。 二、可靠性 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉；但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。 壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說

14、我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。 動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。 三、安全性 一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。 電磁閥的最高標定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。 有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥。 爆炸性環(huán)境必須選用相應的防爆產(chǎn)品。 四、經(jīng)濟性 有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品。 電磁閥的結(jié)構(gòu)原理 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(tài)，當線圈通電時產(chǎn)生電磁力，使動鐵芯克服彈簧力

15、同靜鐵芯吸合直接開啟閥，介質(zhì)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(zhì)不通。結(jié)構(gòu)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6流量通徑的電磁閥。（圖一是典型結(jié)構(gòu)圖） 二、分步直動式電磁閥 該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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)斷流。結(jié)構(gòu)合理，動作可靠，在零壓差時工作也可靠。如：ZQDF，ZS，2W等。（圖二是典型結(jié)構(gòu)圖） 三、間接先導式電磁閥 該系列