电磁阀工作原理及..ppt

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1、电磁阀工作原理及故电磁阀工作原理及故障处理障处理 牛头山运行项目部牛头山运行项目部20092009年年7 7月月6 6日日目目 录录n n一、电磁阀的作用n n二、电磁阀分类n n三、电磁阀原理n n四、二位三通先导活塞式电磁阀n n五、电磁阀使用n n六、电磁阀维修n n七、附件一、电磁阀的使命一、电磁阀的使命 科学技术的发展使得工业生产走向了自动化，生产作业逐科学技术的发展使得工业生产走向了自动化，生产作业逐步由机械替代人工来完成，为了达到这一目的，要求更多步由机械替代人工来完成，为了达到这一目的，要求更多的的可控的流体介质可控的流体介质来参与作业过程。例如：来参与作业过程。例如：1、操作

2、用的压力油、压缩空气、压力水；、操作用的压力油、压缩空气、压力水；2、冷却、保温、传导用的液态、气态介质；、冷却、保温、传导用的液态、气态介质；3、真空状态、真空状态n另外，生产过程中出现的流体原料、辅料、中间品、成品另外，生产过程中出现的流体原料、辅料、中间品、成品的流动方向也需要控制。于是，阀门的概念由此提出。而的流动方向也需要控制。于是，阀门的概念由此提出。而阀门控制方式则经历了手动、电动、电磁、脉冲控制的发阀门控制方式则经历了手动、电动、电磁、脉冲控制的发展过程。展过程。n因此因此，电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀 是一种由电磁力操作的用来控制流体介质流是一种由电磁力操作的用来控制流体介质流是

3、一种由电磁力操作的用来控制流体介质流是一种由电磁力操作的用来控制流体介质流向的自动化元件。用来控制流体介质流动方向向的自动化元件。用来控制流体介质流动方向向的自动化元件。用来控制流体介质流动方向向的自动化元件。用来控制流体介质流动方向。二、电磁阀分类二、电磁阀分类n n追朔追朔电磁电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的阀的发展史，到目前为止，国内外的电电磁阀磁阀从原理上分为三大类，即：直动式、分步直从原理上分为三大类，即：直动式、分步直动式和先导式动式和先导式n n按控制对象（即流道口数量）可分为二通、三通、按控制对象（即流道口数量）可分为二通、三通、五通等五通等n n按控制效果（即阀门开启程度

4、）可分为二位（通按控制效果（即阀门开启程度）可分为二位（通与断）、三位（通、断、控制开度）与断）、三位（通、断、控制开度）n n按电源类别可分为直流、交流电磁阀按电源类别可分为直流、交流电磁阀n n另外，还可按工作制式、工作频率、使用环境进另外，还可按工作制式、工作频率、使用环境进行分类行分类三、电磁阀原理三、电磁阀原理n n电磁阀作为控制流体的自动化元件，以结点的方式布置在各种管道网络中，由电磁力驱动，通过改变电磁阀内阀芯的位置来改变电磁阀内不同流道口流道口之间的流道通断状态，以达到控制网络中流体的流向的目的。所以，从工作原理上可把电磁阀分为直动式、分步直动式和先导式电磁阀。1、直动式电磁阀

5、、直动式电磁阀n n直动式：由电磁力直接驱动阀芯运直动式：由电磁力直接驱动阀芯运直动式：由电磁力直接驱动阀芯运直动式：由电磁力直接驱动阀芯运动改变流道通断或换向动改变流道通断或换向动改变流道通断或换向动改变流道通断或换向。右图所示。右图所示为直动式二位二通电磁阀，线圈通为直动式二位二通电磁阀，线圈通电时电磁力将动铁芯提起，带动阀电时电磁力将动铁芯提起，带动阀芯上移，打开流道口芯上移，打开流道口B B；介质可在流；介质可在流道口道口A A、B B间流动。线圈断电时，动间流动。线圈断电时，动铁芯因复位弹簧的作用力下移，阻铁芯因复位弹簧的作用力下移，阻断流道。阀门关闭。断流道。阀门关闭。n n原理：

6、由电磁力直接控制阀芯移动，原理：由电磁力直接控制阀芯移动，控制流道的通断。控制流道的通断。n n特点：结构简单；动作可靠；可在特点：结构简单；动作可靠；可在零差压（进出口流道压力差极小）零差压（进出口流道压力差极小）或真空状态下工作；安装方向无特或真空状态下工作；安装方向无特殊要求。但因操作功率限制，通常殊要求。但因操作功率限制，通常只能控制只能控制25mm25mm以下的小通径。以下的小通径。2、分步直动式电磁阀、分步直动式电磁阀n n分步直动式：由电磁力先驱动小阀，分步直动式：由电磁力先驱动小阀，分步直动式：由电磁力先驱动小阀，分步直动式：由电磁力先驱动小阀，小阀动作后再带动主阀芯（同时吸小

7、阀动作后再带动主阀芯（同时吸小阀动作后再带动主阀芯（同时吸小阀动作后再带动主阀芯（同时吸收流道压力差）控制电磁阀的通断收流道压力差）控制电磁阀的通断收流道压力差）控制电磁阀的通断收流道压力差）控制电磁阀的通断。图二为分步直动式电磁阀：线圈通图二为分步直动式电磁阀：线圈通电时，电磁力使动铁芯带动小阀电时，电磁力使动铁芯带动小阀（图中红色）上行开放小阀，对主（图中红色）上行开放小阀，对主阀活塞上腔进行卸压，同时利用进阀活塞上腔进行卸压，同时利用进流口压力对活塞产生的上升压差带流口压力对活塞产生的上升压差带动主阀上移。使流道全通。线圈断动主阀上移。使流道全通。线圈断电时，动铁芯复位，先关闭小阀，电时

8、，动铁芯复位，先关闭小阀，再将阀芯活塞压下到全关位（同时再将阀芯活塞压下到全关位（同时利用活塞压差、活塞重力推动主阀利用活塞压差、活塞重力推动主阀下移），阻断流道。下移），阻断流道。n n特点：功耗大；在零压差、真空、特点：功耗大；在零压差、真空、高压力场合也能可靠关闭；必须水高压力场合也能可靠关闭；必须水平安装，流体方向特定。平安装，流体方向特定。3、先导式电磁阀、先导式电磁阀n n先导式：由电磁力驱动先导阀，先导式：由电磁力驱动先导阀，先导式：由电磁力驱动先导阀，先导式：由电磁力驱动先导阀，再由流道差压完成电磁阀的通断再由流道差压完成电磁阀的通断再由流道差压完成电磁阀的通断再由流道差压完成

9、电磁阀的通断操作操作操作操作。右图为二位二通先导式电。右图为二位二通先导式电磁阀，由先导阀与主阀组成，两磁阀，由先导阀与主阀组成，两者有导通通道相联系，当线圈通者有导通通道相联系，当线圈通电，动铁芯与静铁芯吸合，使导电，动铁芯与静铁芯吸合，使导阀孔开启，阀芯活塞上腔卸压，阀孔开启，阀芯活塞上腔卸压，压力小于进流口压力，利用压差压力小于进流口压力，利用压差使阀芯上移脱离主阀口，流道开使阀芯上移脱离主阀口，流道开通。当线圈断电时，导阀孔关闭，通。当线圈断电时，导阀孔关闭，活塞上腔压力趋平于进流口压力，活塞上腔压力趋平于进流口压力，阀芯在复位弹簧力作用下移，关阀芯在复位弹簧力作用下移，关闭流道，再由

10、压力差保证可靠关闭流道，再由压力差保证可靠关断流道。断流道。n n特点：功耗低；通径可较大；安特点：功耗低；通径可较大；安装必须按方向，要求进流口压力装必须按方向，要求进流口压力不得小于出流口压力。不得小于出流口压力。四、二位三通先导活塞式电磁阀四、二位三通先导活塞式电磁阀n n牛头山电厂使用较多的是二位三牛头山电厂使用较多的是二位三通先导活塞式电磁阀，主要用于通先导活塞式电磁阀，主要用于两级电厂主机制动回路的控制。两级电厂主机制动回路的控制。动作原理图如右。动作原理图如右。A A端口接气源，端口接气源，P P口接制动腔或复位腔，口接制动腔或复位腔，OO口直接口直接排空。排空。n n当线圈通电

11、时（图中浅绿色区）当线圈通电时（图中浅绿色区）A-PA-P接通，接通，OO口阻断，将制动气导口阻断，将制动气导入制动器制动腔或复位腔。制动入制动器制动腔或复位腔。制动器制动或复位。器制动或复位。n n当线圈断电时（图中粉色区），当线圈断电时（图中粉色区），A A口阻断，将进气口封闭，口阻断，将进气口封闭，P-OP-O口口接通，对制动腔或复位腔排气。接通，对制动腔或复位腔排气。二位三通电磁阀动作过程二位三通电磁阀动作过程 现将二位三通电磁阀现将二位三通电磁阀现将二位三通电磁阀现将二位三通电磁阀动作过程演示如下：动作过程演示如下：动作过程演示如下：动作过程演示如下：1 1、非通电状态时：先导、非通

12、电状态时：先导、非通电状态时：先导、非通电状态时：先导阀关闭，活塞在弹簧阀关闭，活塞在弹簧阀关闭，活塞在弹簧阀关闭，活塞在弹簧及进气压力产生的上及进气压力产生的上及进气压力产生的上及进气压力产生的上举作用力下保持在最举作用力下保持在最举作用力下保持在最举作用力下保持在最高位。高位。高位。高位。A A口阻断，口阻断，口阻断，口阻断，P-OP-O口联通，制动腔或复口联通，制动腔或复口联通，制动腔或复口联通，制动腔或复位腔排气。位腔排气。位腔排气。位腔排气。二位三通电磁阀动作过程二位三通电磁阀动作过程22 2、线圈刚通电时，动铁、线圈刚通电时，动铁芯带动先导阀芯上提，芯带动先导阀芯上提，使先导阀打开

13、，使先导阀打开，A A进气进气口压力通过内置导气孔口压力通过内置导气孔对活塞上腔充气。使上对活塞上腔充气。使上腔压力升高。由于腔压力升高。由于 活活塞上端面的面积大于下塞上端面的面积大于下端面面积，使活塞获得端面面积，使活塞获得一个向下压力差。一个向下压力差。二位三通电磁阀动作过程二位三通电磁阀动作过程33 3、线圈子通电后。活塞、线圈子通电后。活塞上腔压力上升后，阀上腔压力上升后，阀芯活塞因差压作用力芯活塞因差压作用力下移，阻断中部下移，阻断中部P-OP-O联联通口，同时，打开了通口，同时，打开了下部的下部的A-PA-P联通口。联通口。由此，低压气进入制动由此，低压气进入制动器制动腔（或复位

14、腔）器制动腔（或复位腔）制动器制动或复位。制动器制动或复位。二位三通电磁阀动作过程二位三通电磁阀动作过程44 4、线圈断电。线圈断电后，、线圈断电。线圈断电后，先导阀关闭导气孔，活塞先导阀关闭导气孔，活塞上腔通过先导卸压孔卸压。上腔通过先导卸压孔卸压。活塞在进气压力及复位弹活塞在进气压力及复位弹簧力的作用下上移。重新簧力的作用下上移。重新阻断阻断A-PA-P，打开，打开P-OP-O流道。流道。制动腔（或复位腔排气）。制动腔（或复位腔排气）。安全注意：若先导卸压孔被若先导卸压孔被封闭，活塞上腔压力因渗封闭，活塞上腔压力因渗入得以升高且无法立即卸入得以升高且无法立即卸压时，将造成电磁阀开启，压时，

15、将造成电磁阀开启，产生预期外后果。产生预期外后果。五、电磁阀使用五、电磁阀使用1 1、选型：根据受控介质形式、流量、压力、工作制、选型：根据受控介质形式、流量、压力、工作制 式、工作频率、管道口径、电源类型、工作电压、式、工作频率、管道口径、电源类型、工作电压、使用环境等因素选择合适的电磁阀。使用环境等因素选择合适的电磁阀。2 2、安装：根据具体电磁阀要求安装，注意管道清洁；、安装：根据具体电磁阀要求安装，注意管道清洁；注意空间方向（立式、水平）安装；注意流体方注意空间方向（立式、水平）安装；注意流体方向，进流口必须不小于出流口。向，进流口必须不小于出流口。3 3、日常保养：、日常保养：电源电

16、压合适：注意保持电源电压在正常范围；电源电压合适：注意保持电源电压在正常范围；介质杂质清除：过滤器定期清洗或更换；介质杂质清除：过滤器定期清洗或更换；机械应力消除：检查管道变形，外力影响阀体；机械应力消除：检查管道变形，外力影响阀体；介质温度、压力合适；介质温度、压力合适；工作制式、工作频率合适。工作制式、工作频率合适。电磁阀故障分析与维修电磁阀故障分析与维修11 1 1 1、电磁阀通电后不工作电磁阀通电后不工作电磁阀通电后不工作电磁阀通电后不工作n n 检查电源接线是否不良检查电源接线是否不良重新接线和接插件的连接重新接线和接插件的连接 n n 检查电源电压是否在正常工作范围检查电源电压是否

17、在正常工作范围-调压至正常范围调压至正常范围 n n 线圈是否脱焊线圈是否脱焊重新焊接重新焊接n n 线圈短路或开路线圈短路或开路更换线圈更换线圈n n 工作压差是否不合适工作压差是否不合适调整压差调整压差或更换相称的电磁阀或更换相称的电磁阀n n 流体介质温度过高流体介质温度过高排除介质温度异常或更换电磁阀排除介质温度异常或更换电磁阀n n 杂质进入阀体使阀芯或动铁芯及先导阀卡阻杂质进入阀体使阀芯或动铁芯及先导阀卡阻进行清洗进行清洗n n 密封损坏密封损坏应更换密封并考滤安装过滤器应更换密封并考滤安装过滤器n n 液体粘度太大，频率太高和寿命已到液体粘度太大，频率太高和寿命已到更换产品更换产

18、品 电磁阀故障分析与维修电磁阀故障分析与维修2n n2 2、电磁阀不能关闭、电磁阀不能关闭、电磁阀不能关闭、电磁阀不能关闭 n n主阀芯或动铁芯的密封件已损坏主阀芯或动铁芯的密封件已损坏更换密封件更换密封件 n n流体温度、粘度过高流体温度、粘度过高更换合适的电磁阀更换合适的电磁阀 n n有杂质进入电磁阀卡塞阀芯或动铁芯有杂质进入电磁阀卡塞阀芯或动铁芯进行清洗进行清洗 n n弹簧寿命已到或变形弹簧寿命已到或变形更换复位弹簧更换复位弹簧n n节流孔平衡孔堵塞节流孔平衡孔堵塞及时清洗及时清洗 n n工作频率太高或寿命已到工作频率太高或寿命已到改选产品或更新产品改选产品或更新产品 电磁阀故障分析与维

19、修电磁阀故障分析与维修3n n3 3、其它情况、其它情况、其它情况、其它情况 n n内泄漏内泄漏检查密封件是否损坏检查密封件是否损坏,弹簧是否装配不良弹簧是否装配不良 对弹簧进行更换或重新装配对弹簧进行更换或重新装配n n外泄漏外泄漏连接处松动或密封件已坏连接处松动或密封件已坏上紧螺丝或上紧螺丝或更换密封件更换密封件n n通电时有噪声通电时有噪声电磁阀体坚固件松动，拧紧。电电磁阀体坚固件松动，拧紧。电压波动不在允许范围内，调整好电压。铁芯吸合压波动不在允许范围内，调整好电压。铁芯吸合面杂质或不平，及时清洗或更换。面杂质或不平，及时清洗或更换。n n线圈发热线圈发热 通电时间、电压、线圈匝间短路

20、故障。通电时间、电压、线圈匝间短路故障。附附1：常用电磁阀的密封材料：常用电磁阀的密封材料1 1、NBR NBR 丁晴橡胶丁晴橡胶丁晴橡胶丁晴橡胶 ：由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合：由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得法制得 ，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹性稍低电性能低劣，弹性稍低 。2 2、EPDM EPDM 三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶 ：三元乙丙橡胶是乙烯、：三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，最主要的丙烯以及非共轭二

21、烯烃的三元共聚物，最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力力 ，低密度高填充性，低密度高填充性;耐老化性耐老化性;耐腐蚀耐腐蚀;耐过热。耐过热。3 3、VITON VITON 氟橡胶氟橡胶氟橡胶氟橡胶 ：分子内含氟：分子内含氟 ，依氟含量（即，依氟含量（即单体构造）而有各种类型单体构造）而有各种类型 ，耐化学性，耐化学性,耐大部分耐大部分油及溶剂油及溶剂 ，耐臭氧，耐臭氧 ，但耐寒性则不良，但耐寒性则不良;价格较高价格较高 。附附2：电磁阀与电动阀的区别：电磁阀与电动阀的区别 本厂使用中的流体介质控制元件有手动阀、电动阀和电磁本厂使用中的流

22、体介质控制元件有手动阀、电动阀和电磁本厂使用中的流体介质控制元件有手动阀、电动阀和电磁本厂使用中的流体介质控制元件有手动阀、电动阀和电磁阀。现将电动阀与电磁阀简要区别如下：阀。现将电动阀与电磁阀简要区别如下：阀。现将电动阀与电磁阀简要区别如下：阀。现将电动阀与电磁阀简要区别如下：1.1.开关形式：电磁阀通过线圈驱动，只能开或关开关形式：电磁阀通过线圈驱动，只能开或关开关形式：电磁阀通过线圈驱动，只能开或关开关形式：电磁阀通过线圈驱动，只能开或关 ，开关时动，开关时动，开关时动，开关时动作时间短。而电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完作时间短。而电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完作时间短。

23、而电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完作时间短。而电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完成需要一定的时间模拟量，可以做调节。成需要一定的时间模拟量，可以做调节。成需要一定的时间模拟量，可以做调节。成需要一定的时间模拟量，可以做调节。2.2.工作性质：电磁阀一般流通系数很小，而且工作压力差很工作性质：电磁阀一般流通系数很小，而且工作压力差很工作性质：电磁阀一般流通系数很小，而且工作压力差很工作性质：电磁阀一般流通系数很小，而且工作压力差很小。比如，一般小。比如，一般小。比如，一般小。比如，一般2525口径的电磁阀流通系数比口径的电磁阀流通系数比口径的电磁阀流通系数比口径的电磁阀流通系数比151

24、5口径的电动口径的电动口径的电动口径的电动球阀小很多。电磁阀的驱动是通过电磁线圈，比较容易被球阀小很多。电磁阀的驱动是通过电磁线圈，比较容易被球阀小很多。电磁阀的驱动是通过电磁线圈，比较容易被球阀小很多。电磁阀的驱动是通过电磁线圈，比较容易被冲击电压损坏。相当于开关的作用，通常就是开和关冲击电压损坏。相当于开关的作用，通常就是开和关冲击电压损坏。相当于开关的作用，通常就是开和关冲击电压损坏。相当于开关的作用，通常就是开和关2 2个个个个作用。而电动阀的驱动一般是用电动机，比较耐电压冲击。作用。而电动阀的驱动一般是用电动机，比较耐电压冲击。作用。而电动阀的驱动一般是用电动机，比较耐电压冲击。作用

25、。而电动阀的驱动一般是用电动机，比较耐电压冲击。电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求开关频率大的地方。电动阀反之。电动阀的开度可以控制，开关频率大的地方。电动阀反之。电动阀的开度可以控制，开关频率大的地方。电动阀反之。电动阀的开度可以控制，开关频率大的地方。电动阀反之。电动阀的开度可以控制，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的

26、流量，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量，而普通电磁阀达不到这个要求。电磁阀一般断电可以复位，而普通电磁阀达不到这个要求。电磁阀一般断电可以复位，而普通电磁阀达不到这个要求。电磁阀一般断电可以复位，而普通电磁阀达不到这个要求。电磁阀一般断电可以复位，电动阀要这样的功能则需要加专门的复位装置。电动阀要这样的功能则需要加专门的复位装置。电动阀要这样的功能则需要加专门的复位装置。电动阀要这样的功能则需要加专门的复位装置。3.3.生产工艺：电磁阀适合一些特殊的工艺要求，比如防泄漏、生产工艺：电磁阀适合一些特殊的工艺要求，比如防泄漏、生产工艺：电磁阀适合一些特殊的工艺要求，比如防泄漏、生产工艺：电磁阀适合一些特殊的工艺要求，比如防泄漏、流体介质贵重等，价格较贵。而电动阀一般用于调节，也流体介质贵重等，价格较贵。而电动阀一般用于调节，也流体介质贵重等，价格较贵。而电动阀一般用于调节，也流体介质贵重等，价格较贵。而电动阀一般用于调节，也有开关量的，比如：机组技术供水。有开关量的，比如：机组技术供水。有开关量的，比如：机组技术供水。有开关量的，比如：机组技术供水。谢谢大家谢谢大家2009年7月