電磁閥是我們熟悉的一種自動(dòng)儀表執(zhí)行器。作為直接關(guān)系到企業(yè)安全生產(chǎn)的重要工業(yè)產(chǎn)品，在諸多領(lǐng)域都具有不可或缺的關(guān)鍵地位。電磁閥因其結(jié)構(gòu)簡單、使用安全、工作可靠、功率小、產(chǎn)品批次間性能一致性好等優(yōu)點(diǎn)，在國外已廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)等諸多方面。
與國外相比，我國電磁閥起步較晚，但隨著改革開放的到來和民營企業(yè)的崛起，電磁閥的生產(chǎn)能力不斷提高，產(chǎn)品逐漸進(jìn)入國外市場。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，水電、建筑、機(jī)械等行業(yè)對(duì)電磁閥的需求量不斷激增，對(duì)其質(zhì)量和規(guī)格都有進(jìn)一步的要求。
本文對(duì)電磁閥的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行了介紹，簡要概述了電磁閥未來的發(fā)展方向，并詳細(xì)介紹了電磁閥的選型和應(yīng)用相關(guān)事項(xiàng)，希望對(duì)您的選型和使用有所幫助。電磁閥。
一、走近電磁閥 電磁閥
自發(fā)明以來，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮著不可替代的作用。
電磁閥雖小，卻是許多專業(yè)領(lǐng)域不可缺少的部件。電磁閥在液壓氣動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)中被視為一只手和一只腳，足以說明電磁閥的作用不可小覷。
二、（一）電磁閥的一般概念介紹
電磁閥是用來控制流體自動(dòng)化的基本元件，屬于執(zhí)行器；并且不限于液壓、氣動(dòng)。電磁閥由電磁線圈、磁芯和含有一個(gè)或多個(gè)孔的閥體組成。當(dāng)線圈通電或斷電時(shí)，磁芯的運(yùn)動(dòng)會(huì)使流體通過或被切斷，從而達(dá)到改變流體方向的目的。電磁閥的電磁部分由固定鐵芯、動(dòng)鐵芯、導(dǎo)套線圈等部分組成；閥體部分由閥芯、閥套、彈簧、閥座等組成，電磁元件直接安裝在閥體上，形成簡單緊湊的組合。生產(chǎn)中常用的電磁閥有二位二通、
作為電磁控制的工業(yè)設(shè)備，電磁閥用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的方向、流量、速度等參數(shù)。電磁閥的種類很多。不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用。最常用的有止回閥、安全閥、方向控制閥、調(diào)速閥等。電磁閥采用電磁效應(yīng)控制，主要控制方式有繼電器控制、計(jì)算機(jī)程序控制等。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)所需的控制，保證控制的準(zhǔn)確性和靈活性。
（二）電磁閥工作原理
電磁閥包括電磁部分和閥體部分。通電或斷電時(shí)，電磁部分的動(dòng)鐵芯會(huì)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥門部分的通斷或流向的切換。
當(dāng)然，每種電磁閥的特點(diǎn)和原理還是不同的。追溯電磁閥的發(fā)展歷史，迄今為止，國內(nèi)外電磁閥按作用方式分為直動(dòng)式、反沖式（逐步重合）、先導(dǎo)式三類，并從結(jié)構(gòu)和材料上分碟片以上的區(qū)別和原理上的區(qū)別分為六小類（直動(dòng)式膜片結(jié)構(gòu)、步進(jìn)式結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)式活塞結(jié)構(gòu)、步進(jìn)式直動(dòng)式活塞結(jié)構(gòu)，先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)）。我們將對(duì)動(dòng)作方式略有不同的三種電磁閥進(jìn)行更詳細(xì)的討論：
一、直動(dòng)式電磁閥：
原理：通電時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生電磁力將關(guān)閉件從閥座上抬起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧將關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。
特點(diǎn)：可在真空、負(fù)壓、低壓下正常工作，但直徑一般不超過25mm。
二、步進(jìn)式重合式（反沖式）電磁閥：
原理：是直動(dòng)式和先導(dǎo)式的結(jié)合。當(dāng)進(jìn)出口無壓差時(shí)，電磁力直接將先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提升，閥門開啟。當(dāng)進(jìn)出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力升高，上腔壓力下降，使壓差向上推動(dòng)主閥；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件并向下移動(dòng)關(guān)閉閥門。
特點(diǎn)：即使在零壓差或真空或高壓下也能可靠運(yùn)行，但功率大，必須水平安裝。
三、先導(dǎo)電磁閥：
原理：接通電源時(shí)，電磁力打開先導(dǎo)孔，上腔壓力迅速下降，關(guān)閉部分周圍形成高壓差。流體壓力推動(dòng)關(guān)閉部分向上移動(dòng)，閥門打開；斷電時(shí)，彈簧力控制先導(dǎo)孔關(guān)閉，進(jìn)口壓力通過旁通孔迅速到達(dá)上腔，在閥門關(guān)閉件周圍形成上下壓力差，流體壓力推動(dòng)關(guān)閉構(gòu)件向下移動(dòng)以關(guān)閉閥門。
特點(diǎn)：流體壓力范圍上限高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件
(三）電磁閥
的性能特點(diǎn) 電磁閥家族雖然龐大復(fù)雜，但人們?cè)陔姶砰y生產(chǎn)之初就對(duì)其性能進(jìn)行了基本設(shè)置。綜合來看，各類電磁閥有4個(gè)明顯的性能特點(diǎn)：安全性、適用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。這也是人們選擇電磁閥時(shí)的首要考慮因素。
安全性主要根據(jù)介質(zhì)的特性、應(yīng)用環(huán)境、公稱壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)；適用性主要根據(jù)介質(zhì)特性、管道參數(shù)、環(huán)境條件、供電條件、控制精度等進(jìn)行設(shè)計(jì)；可靠性是指電磁閥的工作壽命在工作系統(tǒng)和工作頻率方面，還有動(dòng)作可靠性和經(jīng)濟(jì)性。在這里，經(jīng)濟(jì)性不僅僅是指產(chǎn)品的價(jià)格，而是指產(chǎn)品的性價(jià)比和綜合成本價(jià)格比。
由于電磁閥的選擇與電磁閥的性能有著極其密切的關(guān)系，所以本文將在本文第三部分介紹如何選擇電磁閥，同時(shí)詳細(xì)展示電磁閥的性能特點(diǎn)——在為了使電磁閥的選型更清晰的參考。
二、電磁閥技術(shù)發(fā)展方向
一切都在變化和發(fā)展，電磁閥也不例外。我們知道，電磁閥通常只有開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。閥芯只能處于兩個(gè)極端位置，不能連續(xù)調(diào)節(jié)。因此，電磁閥的調(diào)節(jié)精度仍然受到一定的限制；電磁閥對(duì)介質(zhì)的清潔度也有更高的要求，包括顆粒。介質(zhì)不能應(yīng)用，如果是雜質(zhì)，必須先過濾掉。另外，不能應(yīng)用粘性介質(zhì)，特定產(chǎn)品的介質(zhì)粘度范圍比較窄。
電磁閥本身的特性決定了它自身的局限性。突破局限是電磁閥技術(shù)發(fā)展的重要命題。
傳統(tǒng)流體動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)與自動(dòng)化、IT技術(shù)的融合也對(duì)電磁閥提出了更高的要求。目前，電磁閥正朝著長壽命、小型化、智能化、節(jié)能環(huán)保、高集成化的方向發(fā)展。
（一）向智能化方向發(fā)展
電磁閥的智能化主要是指電磁閥如何更好地與智能儀表配合，提高系統(tǒng)的控制精度和可靠性。
一般認(rèn)為，位置調(diào)整很難達(dá)到非常高的精度，但在很多場合，使用適當(dāng)?shù)姆椒梢赃_(dá)到所需的高精度，大大節(jié)省了成本。
據(jù)悉，可以徹底改變傳統(tǒng)模擬控制方式的電磁閥已經(jīng)出現(xiàn)在我國，可以通過現(xiàn)場總線或PC進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。部分產(chǎn)品可用于流量要求大的傳統(tǒng)生產(chǎn)場合或完全通過數(shù)字信號(hào)反饋控制壓力比例閥，實(shí)現(xiàn)精確控制；甚至有些產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以滿足客戶對(duì)電磁閥島的高流量和響應(yīng)要求，速度快，重復(fù)精度高等要求。
現(xiàn)場總線技術(shù)已成功應(yīng)用于工業(yè)過程控制。不可忽視的重要原因是輸出閥位信號(hào)的電磁閥的發(fā)展，其開關(guān)量直接進(jìn)入遠(yuǎn)程IO控制箱。模擬信號(hào)也通過AD模塊在本地轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過現(xiàn)場總線電纜傳輸?shù)絇LC。實(shí)現(xiàn)工作過程可視化，便于監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異?？勺詣?dòng)報(bào)警。而且在管路配置上，有組合式電磁閥、雙電磁閥、多路電磁閥、三位電磁閥。這使得智能控制能夠方便有效地執(zhí)行。在保養(yǎng)和維修方面，
（二）小型化、長壽命
“小型化”是電磁閥技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是電磁閥輕量化的必然要求。電磁閥的小型化不僅可以減少不必要的資源浪費(fèi)，還有助于減少設(shè)備投資。
電磁閥的小型化并不意味著以犧牲流量為代價(jià)。電磁閥小型化的發(fā)展是建立在流量不變的前提下的——這為電磁閥的研究提出了一個(gè)更進(jìn)一步的課題。這涉及到電磁頭技術(shù)和流道的科學(xué)化。在動(dòng)鐵芯推力不變的情況下，電磁頭體積的大規(guī)?？s小，為電磁閥小型化、節(jié)能化提供了可能。值得一提的是，現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展已成為“電磁頭”技術(shù)改進(jìn)中不可忽視的因素。
延長電磁閥的使用壽命并不是什么新鮮事。對(duì)電磁閥有需求的行業(yè)從未停止尋求延長其使用壽命。近年來，新材料和制造工藝的不斷引進(jìn)，使電磁閥的壽命大大提高成為可能，并能最大程度地改善主閥中閥芯與閥套之間的摩擦力。
(三) 超潔凈和低溫升是電磁閥技術(shù)面臨的另一個(gè)重要問題
在社會(huì)大發(fā)展的今天，各個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)都有不同程度的提高，包括清潔度和溫度要求。這兩個(gè)要求必須在某些行業(yè)中執(zhí)行。例如，在與人體健康密切相關(guān)的行業(yè)，如微加工行業(yè)和血液透析、生物制劑、醫(yī)藥等，都不能讓“灰塵”出現(xiàn)。顯然，電磁閥作為這些行業(yè)使用的部件，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)必須考慮清潔度和溫度等要素。
電磁閥利用動(dòng)閥芯來切換流道或改變流道的有效面積來控制流體的方向、流量和壓力。閥芯在運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦和沖擊不可避免地會(huì)產(chǎn)生顆粒；最近，為了提高電磁閥壽命，閥芯和閥套之間的摩擦副經(jīng)常需要潤滑脂來潤滑，這無疑帶來了另一個(gè)顆粒產(chǎn)生源：潤滑脂。
據(jù)悉，超凈電磁閥已經(jīng)出現(xiàn)?？沙晒Ρ苊馐芸亓黧w的污染，同時(shí)溫升僅為1℃，有效避免了對(duì)恒溫環(huán)境和特殊流體性能的影響。
（四）節(jié)能環(huán)保是持續(xù)挑戰(zhàn)
隨著環(huán)保意識(shí)的不斷加深，節(jié)能環(huán)保也對(duì)電磁閥行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。而且，近期歐盟R0HS指令進(jìn)入中國，無異于為各個(gè)行業(yè)設(shè)定了環(huán)保門檻。
在電磁閥行業(yè)，一些先行者已經(jīng)邁出了自己的步伐：一些電磁閥生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始按照歐盟R0HS法規(guī)設(shè)定管理目標(biāo)，防止污染物的產(chǎn)生，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和新型磁性材料的開發(fā).?大大降低電磁閥功率，有效降低原電磁線圈產(chǎn)生的熱量。
此外，還出現(xiàn)了自動(dòng)保持電磁閥。據(jù)介紹，這種閥門只在開啟或關(guān)閉的瞬間通電，通常由永磁體維持，具有良好的節(jié)能效果。
事實(shí)上，電磁閥材料的選擇、磁路的設(shè)計(jì)、電路的配置、閥芯的制造等都與能耗有關(guān)。
從環(huán)境保護(hù)的角度來看，含有難以降解的Pb、Hg、Cd、Cr5+和PBB、PBDE等重金屬的材料對(duì)全球環(huán)境和人類健康有害。
相關(guān)資料顯示，德國正在開發(fā)采用壓電驅(qū)動(dòng)的微型閥門（或微型硅材料閥門）。當(dāng)其公稱直徑為0.25mm，工作壓力為1-11bar時(shí)，其功耗僅為400μW，響應(yīng)時(shí)間為20μs。
（五）我國電磁閥發(fā)展概況 就電磁閥
的發(fā)展而言，僅在國內(nèi)，已經(jīng)發(fā)生了許多可喜的變化。
與國外大型專業(yè)公司相比，國內(nèi)電磁閥企業(yè)起步較晚，技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力差距明顯。
改革開放后，民營科技企業(yè)崛起，并在美國、日本、歐洲擁有專利。產(chǎn)品逐步進(jìn)入發(fā)達(dá)國家市場，經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，在中小企業(yè)中甚至超過國外同行。近年來，衛(wèi)星發(fā)射基地、大亞灣核電站、上海寶鋼檢修項(xiàng)目等都中標(biāo)國產(chǎn)電磁閥。這反映了我國電磁閥行業(yè)正在逐步形成自己的生產(chǎn)實(shí)力。
過去，我國電磁閥行業(yè)的不正當(dāng)競爭非常嚴(yán)重。無證生產(chǎn)、無證銷售、假冒專利、假冒商標(biāo)、假廠名、假廣告、假產(chǎn)品，消費(fèi)者深受其害。近年來，隨著我國逐步推行IS09000質(zhì)量體系認(rèn)證，消費(fèi)者越來越容易獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。每個(gè)人都在逐漸自覺地選擇通過認(rèn)證的公司。
據(jù)了解，國產(chǎn)電磁閥也越來越重視國產(chǎn)化因素。現(xiàn)在很多有識(shí)之士已經(jīng)意識(shí)到從本土化做起的重要性。實(shí)現(xiàn)電磁閥真正的國產(chǎn)化，需要從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求入手，真正解決電磁閥的質(zhì)量問題。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，要向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏；在技??術(shù)條件方面，要制定更加科學(xué)合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；而在價(jià)格上，必須要兼容高性能。
三、電磁閥選型及應(yīng)用
電磁閥雖然有先天不足，但優(yōu)勢(shì)依然突出，因此被設(shè)計(jì)成多種產(chǎn)品，以滿足各種需求。并且隨著電磁閥技術(shù)不斷向智能化、簡單化方向發(fā)展，目前電磁閥的用途非常廣泛。也屬于電磁閥，但不同類型的電磁閥使用時(shí)的情況有很大不同。而且，據(jù)調(diào)查，近年來電磁閥的銷量猛增，其中各種特殊的電磁閥占據(jù)了重要的比重，這無疑需要專業(yè)的眼光來選擇合適的電磁閥。
（一）電磁閥選型要領(lǐng)
在選擇滿足不同需求的電磁閥時(shí)，首先要注意的是電磁閥本身的固有特性。下面參考電磁閥本身的特點(diǎn)，來介紹選擇電磁閥的幾個(gè)要領(lǐng)。
安全性：
（一）腐蝕性介質(zhì)：應(yīng)采用塑料電磁閥和全不銹鋼；對(duì)于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，必須選擇隔離膜片式。示例 CD-F、Z3CF。對(duì)于中性介質(zhì)，還應(yīng)使用以銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，銹屑往往會(huì)從閥殼上脫落，特別是在動(dòng)作不頻繁的場合。氨氣閥不能用銅制成。
(二)易爆環(huán)境：必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品，室外安裝或多塵場所應(yīng)選用防水防塵產(chǎn)品。
(三)電磁閥的公稱壓力應(yīng)超過管道內(nèi)的最高工作壓力。
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