2019年中級注冊安全工程師答疑:電磁閥原理及使用注意事項?

問題：

電磁閥原理及使用注意事項?

答疑：

1.電磁閥從原理上分為三大類：

1)直動式電磁閥：

原理：通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開;斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。

特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。

2)分布直動式電磁閥：

原理： 它是一種直動和先導式相結合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開;斷電時，先導閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。

特點： 在零壓差或真空、高壓時亦能可*動作，但功率較大，要求必須水平安裝。

3)先導式電磁閥：

原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開;斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。

特點： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝(需定制)但必須滿足流體壓差條件。

2.電磁閥從閥結構和材料上的不同與原理上的區(qū)別，分為六個分支小類：

直動膜片結構、分步重片結構、先導膜式結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構。

電磁閥在選型時的注意事項

一：適用性

管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。

流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。

電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應注明。

工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時應選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動式和分步直動式;最低工作壓差大于0.04MPa時可選用先導式(壓差式)電磁閥;最高工作壓差應小于電磁閥的最大標定壓力;一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。

流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質要求清潔度要好。

注意流量孔徑和接管口徑;電磁閥一般只有開關兩位控制;條件允許請安裝旁路管，便于維修;有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調節(jié)。

注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響

電源電流和消耗功率應根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許±10%左右，必須注意交流起動時VA值較高。

二、可靠性

電磁閥分為常閉和常開二種;一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉;但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。

壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。

動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。

三、安全性

一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。

電磁閥的最高標定公稱壓力一定要超過管路內的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產生其它意外情況。

有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王(SLF)電磁閥。

爆炸性環(huán)境必須選用相應的防爆產品。

四、經(jīng)濟性

有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產品。

電磁閥的選型

電磁閥選型首先應該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟性四大原則，其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況(即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進行選擇)。

選型依據(jù)：

一、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格(即DN)、接口方式

1、按照現(xiàn)場管道內徑尺寸或流量要求來確定通徑(DN)尺寸。

2、接口方式，一般>DN50要選擇法蘭接口，≤DN50則可根據(jù)用戶需要自由選擇。

二、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質、溫度組

1、腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼;食用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質電磁閥。

2、高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結構類型的。

3、流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于DN25訂貨時一定要區(qū)分開來。

4、流體粘度：通常在50cSt以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。

三、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結構品種

1、公稱壓力：這個參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。

2、工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理;最低工作壓差在0.04Mpa以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。

四、電氣選擇：電壓規(guī)格應盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。

五、根據(jù)持續(xù)工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電

2、要是開啟的時間短或開和關的時間不多時，則選常閉型。

3、但是有些用于安全保護的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測，則不能選常開的，應選可長期通電型。

六、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動、防水霧、水淋、潛水

1、爆炸性環(huán)境：必須選用相應防爆等級的電磁閥(我公司現(xiàn)有：d II BT4、d II CT5、Ex m I/II T4) 。

2、當管內流體有倒流現(xiàn)象時，可選擇我公司OK71-N、OK72-N系列帶止回功能電磁閥。

3、當需要對電磁閥進行現(xiàn)場人工操作時，可選擇我公司OK71-S、OK72-S系列帶手動功能電磁閥。

4、露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種(防護等級在IP54以上)。

5、用于噴泉必須采用潛水型電磁閥(防護等級在IP68以上)。

1、當電磁閥需要長時間開啟，并且持續(xù)的時間多余關閉的時間應選用常開型。選擇使用時需要注意的特性

一、安全性：

1、腐蝕性介質：宜選用塑料王電磁閥和全不銹鋼;對于強腐蝕的介質必須選用隔離膜片式。例CD-F. Z3CF。中性介質，也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動作不頻繁的場合。氨用閥則不能采用銅材。

2、爆炸性環(huán)境：必須選用相應防爆等級產品，露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種。

3、電磁閥公稱壓力應超過管內最高工作壓力。

二、適用性：

1.介質特性

1.1質氣，液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥，例ZQDF用于空氣，ZQDF-Y用于液體， ZQDF-2(或-3)用于蒸汽，否則易引起誤動作。ZDF系列多功能電磁閥則可通通于氣.液體。最好訂時告明介質狀態(tài)，安裝用戶就不必再調式。

1.2介質溫度不同規(guī)格產品，否則線圈會燒掉，密封件老化，嚴重影響壽命命。

1.3介質粘度，通常在50cSt以下。若超過此值，通徑大于15mm用ZDF系列多功能電磁閥作特殊訂貨。通徑小于15mm訂高粘度電磁閥。

1.4介質清潔度不高時都應在電磁閥前配裝反沖過濾閥，壓力低時尚可選用直動膜片式電磁閥作例如CD-P。

1.5介質若是定向流通，且不允許倒流ZDF-N和ZQDF-N單需用雙向流通，請作特殊要求提出。

1.6介質溫度應選在電磁閥允許范圍之內。

2.管道參數(shù)

2.1根據(jù)介質流向要求及管道連接方式選擇閥門通口及型號。例如，用于一條管道向兩條管道切換的，小通徑的選CA5和Z3F，中等或大通徑請選ZDF-Z1/2。又如控制兩條管道匯流的，請選ZDF-Z2/1等。

2.2根據(jù)流量和閥門Kv值選定公稱通徑，也可選同管道內徑。請注意有的廠家未標有Kv值，往往閥孔尺寸小于接口管徑，切不可貪圖價低而誤事。

2.3工作壓差

最低工作壓差在0.04Mpa以上是可選用間接先導式;最低工作壓差接近或小于零的必須選用直動式或分步直接式。

3.環(huán)境條件

3.1環(huán)境的最高和最低溫度應選在允許范圍之內，如有超差需作特殊訂貨提出。

3.2環(huán)境中相對濕度高及有水滴雨淋等場合，應選防水電磁閥

3.3環(huán)境中經(jīng)常有振動，顛簸和沖擊等場合應選特殊品種，例如船用電磁閥。

3.4在有腐蝕性或爆炸性環(huán)境中的使用應優(yōu)先根據(jù)安全性要求選用耐發(fā)蝕

3.5環(huán)境空間若受限制，請選用多功能電磁閥，因其省去了旁路及三只手動閥且便于在線維修。

4.電源條件

4. 1根據(jù)供電電源種類，分別選用交流和直流電磁閥。一般來說交流電源取用方便。

4.2電壓規(guī)格用盡量優(yōu)先選用AC220V.DC24V。

4.3電源電壓波動通常交流選用+%10%.-15%，直流允許±%10左右，如若超差，須采取穩(wěn)壓措施或提出特殊訂貨要求。

4.4應根據(jù)電源容量選擇額定電流和消耗功率。須注意交流起動時VA值較高，在容量不足時應優(yōu)先選用間接導式電磁閥。

5.控制精度

5.1普通電磁閥只有開、關兩個位置，在控制精度要求高和參數(shù)要求平穩(wěn)時請選用多位電磁閥;Z3CF三位常開電磁閥，具有微啟，全開和關閉三種流量;

ZDF-Z1/1組合多功能電磁閥具有全開、大開、小開、全開四種流量。

5.2動作時間：指電信號接通或切斷至主閥動作完成時間，只有本公司專利產品多功能電磁閥可對開啟和關閉時間分別調節(jié)，不僅可滿足控制精度要求，還可防止水錘破壞。

5.3泄漏量

樣本上給出的泄漏量數(shù)值為常用經(jīng)濟等級，若嫌偏高，請作特殊訂貨。

三、可靠性：

1、工作壽命，此項不列入出廠試驗項目，屬于型式試驗項目。為確保質量應選正規(guī)廠家的名牌產品。

2、工作制式：分長期工作制，反復短時工作制和短時工作制三種。本公司常規(guī)產品均為長期工作制，即線圈允許長期通電工作。對于長時間閥門開通只有短時關閉的情況，則宜選用常開電磁閥。用在短時工作制而批量又

很大時，可作特殊訂貨以降低功耗。

3、工作頻率：動作頻率要求高時，結構應優(yōu)選直動式電磁閥，電源聽優(yōu)選交流。

4、動作可靠性

嚴格地來說此項試驗尚未正式列入我國電磁閥專業(yè)標準，為確保質量應選正規(guī)廠家的名牌產品。有些場合動作次數(shù)并不多，但對可靠性要求卻很高，如消防、緊急保護等，切不可掉以輕心。特別重要的，還應采取兩只連用雙保險。

四、經(jīng)濟性：

它選用的尺度之一，但必須是在安全、適用、可靠的基礎上的 經(jīng)濟。

經(jīng)濟性不單是產品的售價，更要優(yōu)先考慮其功能和質量以及安裝維修及其它附件所需用費用。

更重要的是，一只電磁閥在整個自控系統(tǒng)中在整個自控系統(tǒng)中乃至生產線中所占成本微乎其微，如果貪圖小便宜而錯選早造成損害群是巨大的。

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