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进口电磁阀技术原理

作者: 美国MILLER米勒阀门中国运营中心 时间:2022-09-08 16:25:57 阅读:67

进口电磁阀用于必须自动控制流体流动的地方。它们越来越多地用于各种类型的工厂和设备。可用的各种不同设计使得可以选择阀门以特别适合所讨论的应用。

一般的

进口电磁阀用于必须自动控制流体流动的地方。它们越来越多地用于各种类型的工厂和设备。可用的各种不同设计使得可以选择阀门以特别适合所讨论的应用。

建造

进口电磁阀是控制单元,当通电或断电时,它们会关闭或允许流体流动。致动器采用电磁体的形式。通电时,会形成一个磁场,该磁场会拉动柱塞或枢转的电枢以抵抗弹簧的作用。断电时,柱塞或枢轴衔铁通过弹簧作用返回到其原始位置。

阀门操作

根据驱动方式,可分为直动式阀、内部先导阀和外部先导阀。另一个显着特征是端口连接的数量或流动路径(“通道”)的数量。

直动阀

对于直动式电磁阀,阀座密封件连接到电磁铁芯上。在断电状态下,阀座孔关闭,当阀门通电时打开

直动式二通阀

二通阀是一种截止阀,具有一个入口和一个出口(图 1)。在断电状态下,芯弹簧在流体压力的帮助下,将阀密封件固定在阀座上以切断流量。通电时,铁芯和密封件被拉入电磁线圈,阀门打开。电磁力大于弹簧力和介质的静、动压力之和。

短图描述图1

直动式三通阀

三通阀具有三个端口连接和两个阀座。在断电模式下,一个阀门密封件始终保持打开状态,而另一个阀门密封件则处于关闭状态。当线圈通电时,模式反转。图 2 所示的三通阀采用柱塞型芯体设计。根据流体介质如何连接到图 2 中的工作端口,可以获得各种阀门操作。流体压力在阀座下方积聚。线圈断电时,锥形弹簧将下芯密封件紧紧地固定在阀座上并切断流体流动。端口 A 通过 R 排气。当线圈通电时,铁芯被拉入,端口 R 的阀座被弹簧加载的上铁芯密封件密封。流体介质现在从 P 流向 A。

短图描述图 2与带有柱塞型芯的版本不同,枢轴式电枢阀在阀体中具有所有端口连接。隔离膜片确保流体介质不会与线圈腔接触。枢轴阀可用于获得任何三通阀操作。基本设计原理如图 3 所示。枢轴式电枢阀配备手动操作作为标准功能。

短图描述图 3

内部先导电磁阀

对于直动式阀门,静压力随着孔口直径的增加而增加,这意味着克服压力所需的磁力相应地变得更大。因此,内部先导电磁阀用于切换更高的压力和更大的孔口尺寸。在这种情况下,流体压力差在打开和关闭阀门中起主要作用。

内部先导二通阀

内部先导电磁阀配有 2 通或 3 通先导电磁阀。隔膜或活塞为主阀座提供密封。这种阀的操作如图 4 所示。当先导阀关闭时,流体压力通过排放孔在隔膜的两侧形成。只要入口和出口之间存在压差,就可以通过隔膜顶部的较大有效面积获得关闭力。当先导阀打开时,压力从膜片的上侧释放。来自下方的更大的有效净压力现在提升隔膜并打开阀门。通常,内部先导阀需要最小压差以确保令人满意的打开和关闭。

短图描述图 4

内部先导多路电磁阀

内部先导四通电磁阀主要用于液压和气动应用,以驱动双作用气缸。这些阀有四个端口连接:一个压力入口 P,两个气缸端口连接 A 和 B,以及一个排气端口连接 R。内部先导 4/2 通提升阀如图 6 所示。断电时,先导阀在从压力入口到先导通道的连接处打开。主阀中的两个提升阀现在都加压并切换。现在端口连接 P 连接到 A,B 可以通过第二个限流器通过 R 排气。

短图描述图 5

外部先导阀

对于这些类型,使用独立的先导介质来驱动阀门。图 7 显示了带有关闭弹簧的活塞操作角座阀。在未加压的情况下,阀座关闭。可安装在执行器上的三通电磁阀控制独立的先导介质。当电磁阀通电时,活塞在弹簧的作用下上升,阀门打开。如果弹簧放置在执行器活塞的另一侧,则可以获得常开阀版本。在这些情况下,独立的先导介质连接到执行器的顶部。由 4/2 通阀控制的双作用版本不包含任何弹簧。

短图描述图 6

材料

阀门构造中使用的所有材料均根据不同类型的应用进行了精心挑选。选择阀体材料、密封材料和螺线管材料以优化功能可靠性、流体兼容性、使用寿命和成本。

车身材料

中性流体阀体由黄铜和青铜制成。对于高温流体,例如蒸汽,可使用耐腐蚀钢。此外,出于经济原因,在各种塑料阀门中使用聚酰胺材料。

电磁铁材料

电磁执行器与流体接触的所有部件均由奥氏体耐腐蚀钢制成。通过这种方式,可以保证抵抗中性或轻度腐蚀性介质的腐蚀。

密封材料

在选择密封材料时,应用因素中的特定机械、热和化学条件。温度高达 194°F 的中性流体的标准材料通常是 FKM。对于更高的温度,使用 EPDM 和 PTFE。PTFE 材料普遍耐受几乎所有具有技术意义的流体。

压力等级 - 压力范围

本节中引用的所有压力数据均代表表压。压力等级以 PSI 为单位。阀门在给定的压力范围内可靠地工作。我们的数据适用于 15% 欠压至 10% 过压的范围。如果在不同的操作中使用 3/2 通阀,则允许的压力范围会发生变化。更多详细信息包含在我们的数据表中。

在真空操作的情况下,必须注意确保真空位于出口侧(A 或 B),而较高的压力(即大气压)连接到入口 P。

流量值

通过阀门的流量取决于设计的性质和流量的类型。特定应用所需的阀门尺寸通常由 Cv 等级确定。这个数字是针对标准化单位和条件演变而来的,即 GPM 中的流量和使用温度在 40°F 和 86°F 之间的水,压降为 1 PSI。引用了每个阀门的 Cv 额定值。流量值的标准化系统也用于气动系统。在这种情况下,SCFM 上游的气流和 15 PSI 的压降在 68°F 的温度下。

电磁执行器

所有 Omega 电磁阀的一个共同特点是环氧树脂封装的电磁系统。有了这个系统,整个磁路——线圈、连接、磁轭和磁芯导管——都集成在一个紧凑的单元中。这导致在最小的空间内包含高磁力,确保一流的电气绝缘和防止振动以及外部腐蚀影响。

线圈

Omega 线圈可用于所有常用的交流和直流电压。低功耗,尤其是较小的螺线管系统,意味着可以通过固态电路进行控制。

短图描述

图 7无论是交流还是直流,随着铁芯和螺帽之间的气隙减小,可用的磁力都会增加。AC 螺线管系统在更大的冲程中比类似的 DC 螺线管系统具有更大的磁力。

交流螺线管的电流消耗由电感决定。随着冲程的增加,感应电阻降低并导致电流消耗增加。这意味着在断电的瞬间,电流达到最大值。相反的情况适用于电流消耗仅是绕组电阻的函数的直流螺线管。图 9 显示了基于时间的交流和直流螺线管通电特性比较。通电时,即气隙最大时,电磁阀吸收的电流比铁芯完全通电时高得多。缩回,即气隙关闭。这导致高输出和增加的压力范围。在直流系统中,接通电流后,流量相对缓慢地增加,直到达到恒定的保持电流。因此,这些阀门在相同的孔口尺寸下只能控制比 AC 阀门更低的压力。只能通过减小孔口尺寸来获得更高的压力,从而降低流动能力。

热效应

电磁线圈通电时总是会产生一定量的热量。标准版电磁阀的温升相对较低。它们设计为在连续运行 (100%) 和 10% 过电压的条件下达到 144°F 的最大温升。此外,通常允许的最高环境温度为 130°F。允许的最高流体温度取决于指定的特定密封件和阀体材料。这些数字可以从技术数据中获得。

时间定义 (VDE0580) 响应时间

与电磁阀有关的小体积和相对较高的磁力能够获得快速的响应时间。具有不同响应时间的阀门可用于特殊应用。响应时间定义为从应用开关信号到完成机械打开或关闭之间的时间。

期间

开启周期定义为打开和关闭螺线管电流之间的时间。

周期

通电和断电的总时间就是循环周期。首选循环周期:2、5、10 或 30 分钟。

相对占空比

相对占空比 (%) 是通电周期与总周期周期的百分比。连续运行(100% 占空比)定义为连续运行直到达到稳态温度。

阀门操作

阀门操作的编码始终由大写字母组成。左侧的摘要详细说明了各种阀门操作的代码,并指出了相应的标准电路符号

粘度

技术数据适用于不超过所引用数字的粘度。较高的粘度是允许的,但在这些情况下,电压容差范围会减小,响应时间会延长。

温度范围

流体介质的温度限制总是很详细。然而,各种因素,例如环境条件、循环、速度、电压容差、安装细节等,都会影响温度性能。因此,此处引用的值应仅用作一般指南。如果涉及在极端温度范围内操作,您应该向 Omega 工程部寻求建议。