电磁阀

液压电磁阀是一种通过电磁力驱动的阀，用于在液压系统中启动、停止或调节流体流动。液压电磁阀由阀体

和与之连接的电线圈机构，也就是电磁铁组成，可实现开启、关闭或控制流体流量。控制系统根据接收到的指令产生相应动作。

电磁阀由两个主要功能单元组成：

1. 带铁芯的电磁铁或线圈。

2. 带有一个或多个通口或孔口的阀体。

该电磁阀通常处于开启状态，使定位器输出压力进入膜片腔。如果电源中断，电磁阀会关闭通往阀门定位器的接口，同时释放控制阀膜片腔中的压力。

当电磁阀安装在气动阀的受控供气线路中，用于锁定膜片压力时，原始资料指出，电气故障保护逻辑应包括延时和手动复位，以防短暂断电造成非预期动作。

执行器简介

电磁阀

电磁阀是一种机电阀，在接通或断开电源时开启或关闭。电磁阀既可与气动执行器配合，也可与液压执行器配合。上图所示控制面板使用一个电磁阀。

当需要更高安全等级时，例如用于紧急停车功能，控制面板上可使用两个或三个电磁阀。下图展示了电磁阀的工作过程，右侧图示表示电磁阀通电时的状态。

线圈通电后在衔铁周围产生磁场，原始图中衔铁以蓝色表示。磁力将衔铁向上吸起，使阀门开启，如图所示。

切断电源后，磁场消失，衔铁向下移动，阀门关闭。

控制阀

电磁阀

从本质上说，电磁阀是一种由内部执行机构驱动的阀，该执行机构由电线圈和衔铁组成。电信号使阀开启或关闭，当信号消失后，机构通常依靠弹簧力返回初始位置。

电磁阀可制造为常开型或常闭型，这里的常开/常闭指电磁线圈未通电时阀门所处的位置。

直流还是交流电磁阀

原始资料指出，直流电磁铁通常更受青睐，因为它没有交流线圈那样明显的初始冲击电流峰值，从而降低过热或线圈损坏的风险，尤其适用于阀门频繁切换或阀芯意外受阻的情况。

不过，在需要更快响应或使用继电器式电气控制时，交流电磁铁可能更合适。原始资料给出的响应时间约为：交流电磁铁 8 至 15 微秒，直流电磁铁 30 至 40 微秒。

直流和交流线圈供电的电磁阀在运行特性上存在明显差异。根据原始资料，直流线圈响应较慢且适用压力相对较低，而交流线圈响应更快，并可在初始阶段承受较高压力。

见上图。更快的响应在需要时可实现更高的循环频率。不过，交流频率升高会增加电气损耗；例如原始资料指出，同一线圈在 60 Hz 交流电源下的损耗高于 50 Hz。

复位弹簧的影响

对于二通常闭阀，弹簧力和入口流体压力都会推动阀门关闭。因此复位弹簧可以设计得相对较弱，在某些结构中甚至可以完全省略。后一种结构要求阀门安装时使电磁铁保持垂直，

利用重力和流体压力共同提供复位作用，如下图所示。

对于二通常开阀，弹簧在流体压力辅助下使阀门保持开启。电磁力必须足以克服弹簧力和入口压力，才能关闭阀门。

三通阀需要上、下两个弹簧。下部弹簧将阀门压在阀座上，而入口压力可将其打开。上部弹簧按上图 B 和 C 位置所示方向作用。原始资料将所需弹簧强度组合总结如下：

阀类型 — 上部弹簧 — 下部弹簧

三通常闭 — 强 — 弱

三通常开 — 弱 — 强

混合阀 — 中等 — 中等

分流阀 — 强 — 弱

先导式阀

电磁铁直接驱动通常仅适用于较小尺寸的阀。能够直接驱动大型阀的较大电磁铁会消耗更多电能，并产生大量热量。

在这种情况下，先导式阀往往是更合适的方案。小型电磁铁先驱动先导阀，先导阀再将入口压力引至主阀适当位置，从而打开主阀。

先导压力源可以是内部式，直接利用阀门自身的管路压力；也可以是外部式，使用独立先导压力源。

为了使先导式阀正确工作，主阀两端必须存在一定压差。有了这一压差，阀门可以用较小电气输入控制较高管路压力。主阀的压力额定值需要与先导阀相协调

，因为两者承受相同的管路压力。先导式阀的响应时间通常比直动式电磁阀慢，不过许多设计允许对响应速度进行调节。

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半平衡阀

原始资料还将另一类电磁阀称为半平衡阀。它是一种双阀座结构，两个阀塞安装在同一阀杆上。下部阀塞略小于上部阀塞。管路压力作用在下部阀塞下方

以及上部阀塞上方，形成压差力，使阀门保持在阀座上，并在需要时由弹簧辅助。因此，电磁铁开启阀门时只需克服压力不平衡产生的力以及存在时的弹簧力。

 

电控液压阀

对于电控液压阀，一种较理想的设计方式是利用电磁力完成“推”动作，并利用弹簧完成返回或“拉”动作。电磁铁必须具有足够作用力，克服惯性和摩擦，以及弹簧力和液压力。

液压力可能变化很大，而且并不完全可预测，因此在选择电磁铁和弹簧额定能力时需要留出充分设计余量。

电磁铁可以采用“干式”或“湿式”结构。一般而言，在相同工作要求下，湿式电磁铁可以做得更小，因为其静摩擦和动摩擦都较低。湿式结构还有一个优势，就是所有运动部件都被封闭并得到润滑

，而且可以取消电磁铁与阀体之间的动态密封。这类结构也称为无填料阀或无密封压盖阀。

在原始资料描述的范围内，直动式电磁阀通常限于约 45 L/min 的流量，包括公称尺寸约 1/8 in 和 1/4 in 的阀。许多产品可以直接由固态控制系统切换。资料给出的典型线圈额定值为 24 V DC，功率约 20 至 65 W，具体取决于系统。

无填料电磁阀

将电磁铁衔铁布置在由电线圈包围的密封管内运行，可以取消密封压盖。这能够简化结构并消除一个潜在泄漏点。该原理广泛用于较小尺寸的阀。

下图展示了一种典型结构。无填料阀可以以多种位置安装，并能承受较大的冲击载荷。其响应时间被描述为非常短：

原始资料给出的数值约为交流 5 微秒、直流 10–15 微秒，并称每分钟可实现数百次循环。

这种原理广泛用于小型阀。原始资料中的图 16.36 展示了一种典型结构。无填料阀可以以不同位置安装，并能承受较大的冲击载荷。其响应时间被描述为非常短：

交流约 5 微秒，直流约 10–15 微秒，据称每分钟可以实现数百次循环。

电磁阀特性

当电磁阀用于工艺管线时，阀体应符合适用的仪表管路规范。原始资料指出，用于空气工况时，制造商的标准青铜结构通常即可满足要求。

阀体连接尺寸应为 1/8 in、1/4 in 和 3/8 in，或按相关数据表规定。

电磁线圈应采用模塑封装结构，并在规定的额定电压和频率下使用适合连续工作的 E 级或 F 级绝缘。

电磁铁本身可由直流或交流电源供电。原始资料给出的标准电气额定值包括 24 V AC 或 DC，以及 50 Hz 下的 110 V AC，或按数据表规定的其他数值。

除非数据表另有说明，电磁线圈应能够在约 ±10% 的电压波动范围内正常驱动阀门。

阀体可选多种材料，阀座材料应根据具体工况选择。原始资料列出 Buna-N、不锈钢阀片、Viton、PTFE 等材料；选型应遵循数据表中的要求。

根据原始资料，电磁阀结构中与工艺流体接触的外部部件应采用不锈钢。

无需最低工作压力的直动式三通和四通无填料电磁阀可安装在控制阀上。微型和标准电磁阀均可配置通用型外壳，以防间接飞溅和灰尘

，也可配置防爆和防风雨/水密外壳。用户应在相关数据表中指定所需外壳类型。

外壳应适用于数据表规定的区域等级。