电磁阀的工作原理及适用性

一、 电磁阀定义

电磁阀（ Electromagnetic valve ）是用 电磁控制的 工业设备 ，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、 流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制， 而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种， 不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用， 最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

 

二、 电磁阀工作原理

电磁阀里有密闭的腔， 在不同位置开有通孔， 每个孔连接不同的油管， 腔中间是活塞， 两面是两块 电磁铁 ，哪面的磁铁线圈通电 阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔， 而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管， 然后通过油的压力来推动油缸的 活塞，活塞又带动活塞杆， 活塞杆带动机械 装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。

三、 电磁阀分类

1、 电磁阀从原理上分为三大类：

1.1 直动式电磁阀工作原理：通电时， 电磁 线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。工作特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过 25mm 。

1.2 分布直动式电磁阀工作原理：它是一种直动和先导式相结合的原理， 当入口与出口没有压差时， 通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起， 阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降， 从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。工作特点：在零压差或真空、高压时亦能可 *动作，但功率较大，要求必须水平安装。

1.3 先导式电磁阀工作原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关 闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭， 入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。工作特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。

2、 电磁阀从阀结构和材料上的不同与原理上的区别，分为六个分支小类：

2.1 直动膜片结构。

2.2 分步直动膜片结构。

2.3 先导膜片结构。

2.4 直动活塞结构。

2.5 分步直动活塞结构。

2.6 先导活塞结构。

3、电磁阀按照功能分类：水用电磁阀、蒸汽电磁阀、制冷电磁阀、低温电磁阀、燃气电磁阀、消防电磁阀、氨用电磁阀、气体电磁阀、液体电磁阀、微型电磁阀、脉冲电磁阀、液压电磁阀 常开电磁阀、 油用电磁阀、直流电磁阀、高压电磁阀、 防爆电磁阀等。

四、电磁阀选型

电磁阀选型时首先依次遵循安全性，适用性，可靠性，经济性四大原则，其次根据六个方面的现场工况（即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择） 。

4.1 四大原则安全性：

1）腐蚀性介质：宜选用塑料王电磁阀和全 不锈钢 ；对于强腐蚀的介 质必须选用 隔离膜片 式。中性介质，也宜选用 铜合金 为阀壳材料的电磁阀，否则，阀壳中常有锈屑脱落，尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。

2）爆炸性环境：必须选用相应防爆等级产品，露天安装或粉尘多场合应选用防水，防尘品种。

3）电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。

适用性：

1）介质特性介质构成是气体、液体或混合等介质的温度对电磁阀的密封材料的影响介质温度对电磁线圈的影响介质的浓度对电磁阀的影响

2）管道参数根据介质流向及管道连接方式选择阀门通口及型号根据流量和阀门Kv值选定公称通径，也可选同管道内径Kv值的定义：Kv值是表示阀门流量特性的一个参数和表示方法， 单位是m3/h。

3）环境条件环境的最高和最低温度应选在允许范围之内；环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合，应选防水电磁阀；环境中经常有振动，颠簸和冲击等场合应选特殊品种，例如船用电磁阀；在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀型；

4） 电源条件:控制线圈是交流还是直流，是 AC220V或 DC24V 5）控制精度:是控制几个位置，普通的是 2 位置控制，如果要求高的需要多位控制。打开或关闭的响应时间等。

可靠性：

1）工作寿命，此项不列入出厂试验项目， 属于型式试验项目。为确保质量应选正规厂家的名牌产品。

2）工作制式：分长期工作制，反复短时工作制和短时工作制三种。对于长时间阀门开通只有短时关闭的情况，则宜选用常开电磁阀。

3）工作频率：动作频率要求高时，结构应优选直动式电磁阀，电源优选交流

4）动作可靠性:严格地来说此项试验尚未正式列入中国电磁阀专业标准，为确保质量应选正规厂家的名牌产品。有些场合动作次数并不多， 但对可靠性要求却很高，如消防、紧急保护等 ，切不可掉以轻心。特别重要的，还应采取两只连用双保险。

5） 经济性:它选用的尺度之一，但必须是在安全、适用、可靠的基础上的经济。经济性不单是产品的售价， 更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需用费用。

电磁的几位几通的含义

位：是指执行机构（例如气缸）动作后的位置，常用的动作位置有 2 个位置或 3 个位置等。

通：是指电磁阀上开了几个气孔，有几个孔就是几通。它们合起来就是称为几位几通电磁阀，常用的电磁阀如下：二位二通电磁阀：

二位二通工作原理：当线圈没有电时，管路不导通，反之导通。

三通电磁阀 :

分为一进二出，二进一出，一进一出，通常情况下，常用的是一进一出常开型或常闭型二位三通电磁阀符号：二位三通常闭型二位三通常开型二位三通工作原理：当线圈没有通电时，常闭型 2-3 通，常开型 1-2 通，当线圈通电时，常闭型 1-2 通，常开型 2-3 通。

二位五通电磁阀：

二位五通单电控二位五通双电控二位五通电磁阀工作原理：单电控：线圈没有通电时， 1-2通，4-5 通；线圈有电时 1-4 通，2-3 通。双电控：当线圈都没有通电时，电磁阀内部通孔保持上次某个电磁线圈得电时的状态；例如当 14 号线圈得电时， 1-4 通， 2-3 通，而当 12 号线圈得电时 1-2 通， 4-5通，为了延长电磁阀使用寿命， 通常 2 个线圈不能同时得电， 即使某个线圈得电后，最好别长时间通电。

三位五通电磁阀符号：

三位五通中封式中封式工作原理：当线圈不通电时， 1~5 气路封闭不通，当 14 号线圈通电时2-3 通， 1-4 通；当 12 号线圈通电时， 1-2 通，4-5 通。

三位五通中压式中压式工作原理：当线圈没通电时， 1-2-4 通，3-5 封闭；当 14 号线圈通电时， 2-3 通， 1-4 通；当 12号线圈通电时， 1-2 通， 4-5 通。

三位五通中泄式中泄式工作原理：当线圈没有通电时， 2-3 通，4-5 通，1 封闭；当 14 号线圈通电时， 1-4 通， 2-3 通；当 12 号线圈通电时， 4-5通， 1-2 通。

三位五通电磁阀 1~5 代表意义：1 是进气， 2 和 3 是连接气缸的 AB口， 3 和5 是排气口。

五、电磁阀的连接孔径和通径

5.1 通径和孔径的区别

电磁阀的口径指的是电磁阀的接口尺寸常见的是 G1/4、1/4NPT、G1/2、1/2NPT的，这是与气缸连接的尺寸。

而通径指的则是实际流通能力，以 1/4 的为例，其通径就有 2mm，5mm，6mm，8mm的，通径越大流通能力就越大， 此外你把电磁阀的气源接口打开也可以看到， 里面的口径是比外面的小的，而且口径一样的电磁阀，通径也是有不同的。1/4" 螺纹英制 锥管螺纹,，牙形角是55°，的螺距是 1.337 毫米，外径是 13.158 毫米，每英寸 19 牙 NPT1/4 螺纹是美制锥管螺纹，牙形角是 60° 锥度是 1;16 ， 螺距是 1.411 毫米，外经是 13.616 毫米，每英寸 18 牙

5.2 螺纹标准: NPT，PT，G都是管螺纹。NPT是National (American) Pipe Thread 的缩写，属于美国标准的 60度锥管螺纹，用于北美地区。国家标准可查阅 GB/T12716-1991 PT是 Pipe Thread 的缩写，是 55 度密封圆锥管螺纹，属惠氏螺纹家族，多用于 欧洲 及英联邦国家。常用于水及煤气管行业， 锥度规定为 1:16。国家标准可查阅GB/T7306-2000 G 是 55度非螺纹密封管螺纹 ，属惠氏螺纹家族。标记为 G 代表圆柱螺纹。国家标准可查阅GB/T7307-2001 另外螺纹中的 1/4 、1/2 、1/8 标记是指管子的通径，单位是英寸。行内人通常用分来称呼螺纹尺寸，一寸等于8分，1/4寸就是2分，如此类推。G 好像就是管螺纹的统称(Guan)，55，60度的划分属于功能性的，俗称管圆。即螺纹由一圆柱面加工而成。ZG俗称管锥，即螺纹由一圆锥面加工而成，一般的水管接头都是这样的Rc 表示圆锥内螺纹准确的来讲它的内径是 19.05 毫米，但这是老标准，现在已经不用了。现在的国标规定ZG3/4〃螺纹内径是20毫米。它的表示方法应该是:ZG3/4〃。其中(〃)是英寸的代表符号。一英寸等于25.4 毫米。一英寸等于8 英分。3/4 的来历是 6/8=3/4 。俗称6 分。同样ZG1/2〃螺纹的管子内径≈ 15 毫米。俗称4分。ZG1〃螺纹的管子内径≈ 25 毫米。俗称 1寸。ZG11/2〃螺纹的管子内径≈ 32毫米。俗称1寸半。锥管螺纹只用于液压系统连接；而管螺纹 G3/4〃只用于水管连接。锥管螺纹与管螺纹极为相似，区别只在锥度上。DN是公称直径。
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