电磁阀的解析与使用

董垠峰

(中盐镇江盐化有限公司，江苏 镇江 212114)

1 电磁阀的定义

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。常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。电磁阀能配合不同的电路来实现预期的控制，且控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有许多种，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。

2 电磁阀的分类与原理

纵观国内外电磁阀，到目前为止，从动作方式上可分为三大类即：直动式、反冲式、先导式。

2.1 直动式电磁阀

原理。常闭型直动式电磁阀通电时，电磁线圈产生电磁吸力把阀芯提起，使关闭件离远开阀座密封副打开；断电时，电磁力消失，靠弹簧力把关闭元件压在阀座上阀门关闭(常开型与此相反)。

特点：在真空、负压、零压差时能正常工作，DN50以下可任意安装，但电磁头体积较大。

2.2 反冲型电磁阀

原理。它的原理是一种直动和先导相结合，通电时，电磁阀先将辅阀打开，主阀下腔压力大于上腔压力而利用压差及电磁阀的同时作用把阀门开启；断电时，辅阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动便阀门关闭。

特点：在零压差或高压时也能可靠工作，但功率及体积较大，要求竖直安装。

2.3 先导式电磁阀

原理。通电时，电磁力驱动先导阀打开，主阀上腔压力迅速下降，在主阀上下腔内形成压差，依靠介质压力推动主阀关闭件上移，阀门开启；断电时，弹簧力把先导阀关闭，入口介质压力通过先导孔迅速进入主阀上腔在上腔内形成压差，从而使主阀关闭。

特点：体积小，功率低，但介质压差范围受限，必须满足压差条件。

3 电磁阀的使用

两位三通电磁阀通常与单作用气动执行机构配套使用，两位是两个位置可控：开—关，三通是有三个通道通气，一般情况下1个通道与气源连接，另外两个通道1个与执行机构的进气口连接，1个与执行机构排气口连接。

两位五通电磁阀通常与双作用气动执行机构配套使用，两位是两个位置可控：开—关，五通是有五个通道通气，其中1个与气源连接，两个与双作用气缸的外部气室的进出气口连接，两个与内部气室的进出气口接连。

在气路(或液路)上来说，两位三通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个出气孔(提供给目标设备气源)、1个排气孔(一般安装一个消声器)。 两位五通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个正动作出气孔和1个反动作出气孔(分别提供给目标设备的一正一反动作的气源)、1个正动作排气孔和1个反动作排气孔(安装消声器)

图1 两位五通电磁阀Fig.1 Two position five way solenoid valve

图1是常用的两位五通电磁阀简图。由图1可见，1是进气管，2、4两个是出气管，3、5两个是排气管。当12线圈通电时，阀工作在右阀位，进气由1经过阀从2出去，管4的气经阀从5排出；当14线圈通电时，阀工作在左阀位，进气由1经过阀从4出去，管2的气经阀从3排出。

4 电磁阀的优缺点

4.1 性价比高

由于电磁阀是开关信号控制，与计算机连接十分方便。在当今电脑普及，价格大幅下降的时代，电磁阀的优势就更加明显。电磁阀本身结构简单，价格也比较低，比起调节阀等其它种类执行器易于安装维护。

4.2 安全性能好

电磁阀的结构型式容易控制内泄漏，直至降为零。电磁阀是用电磁力作用于密封在隔磁套管内的铁芯完成，不存在动密封，从而外漏易堵绝。所以，电磁阀使用十分安全，尤其适用于腐蚀性、有毒或高低温的介质。

4.3 节能

电磁阀响应时间可以短至几毫秒，即使是先导式电磁阀也可以控制在几十毫秒内。由于自成回路，比之其它自控阀反应更加灵敏。设计得当的电磁阀线圈功率消耗很低，属节能产品。还可做到只需触发动作，自动保持阀位，平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小，既节省空间，又轻巧美观。

4.4 调节精度不高且受流量介质影响

电磁阀通常只有开关两种状态，阀芯只能处于两个极限位置，不能连续调节，力图突破的新构思不少，但还都处于试验试用阶段，所以调节精度还是受到一定限制。

电磁阀对介质洁净度有较高要求，含颗粒状的介质不能适用，如属杂质须先滤去。另外，粘稠状介质不能适用，而且，特定的产品适用的介质粘度范围相对较窄。

5 电磁阀的维护及保养

电磁阀的主要结构为两大部分。一个是线圈，一个是阀体。所以一般电磁阀的故障也就出现在这两个地方，线圈或者是阀体上。电磁阀的线圈规格有DC24V，AC24V,AC110V,AC220V等。更换线圈的时候一定要注意线圈型号规格要与旧的的匹配。初步判定一个电磁阀的好坏，首先是手动按一下或者旋转一下切换按钮。看是否动作，要是动作的话说明整个阀体是没问题的。那就是线圈的问题了，需要更换线圈。要是没动作的话就要对线圈、阀体都进行检查维修更换。

以下是维修经验。

第一，给电磁阀通电，拔下线圈。用小螺丝刀或者是一根小铁棍都可以插进线圈中心，感觉一下是否有电磁吸力，根据有没有电磁吸力来判断线圈的好坏。这种方法是在手上没有检测工具时候用的，一般不建议使用。正规流程是，在断电的情况下，用万用表来检测。

第二，常见的线圈问题。一般判断线圈的好坏是用万用表打到电阻档，来检测线圈的通断状态。阻值无穷大或者是零，就说明线圈断路或者短路。一般常用的DC24V的线圈大概180 Ω左右。有一次检测到线圈阻值不到100 Ω，也没断或短路，就是不动作，最后更换一个新的线圈才恢复正常。所以有时候用万用表检测线圈的短路或者断路并不能判断线圈的好坏。另外一种常见的故障发生在插头和插座的地方。这种情况有但是发生的几率比的少。像这种情况就是线圈的插头和插座接触不良造成的。所以，正常更换线圈后要用紧固螺丝把线圈和插头紧死，封装的线圈就不存在这个问题。

第三，就是阀体和阀芯的问题。在电磁阀所通介质压力正常的情况下，手动动作切换按钮，电磁阀没有任何反应，那电磁阀的阀体一定有问题。需要拆开维修解决。一般这种故障是所通介质里含有水分或者杂质导致阀芯卡死。在拆解维修的时候一定要注意各个零部件的安装方向和位置。一般的阀芯很少有硬件故障坏掉不能用的。只要把阀芯和阀体里清理干净，在阀芯上涂抹一层凡士林或则润滑脂。使阀芯与阀体之间来回动作顺畅就没什么问题了。按步骤组装完毕，电磁阀阀体就维护好了。