电动阀工作原理

1.电动阀即电磁阀，就是运用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而变化阀体的通断，线圈断电，阀芯就依托弹簧的压力退回。电磁阀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。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，因此就会用到电磁阀。

电磁阀的工作原理，电磁阀里有密闭的腔，在的不一样位置开有通孔，每个孔都通向不一样的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不一样的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不一样的排油管，然后通过油的压力来推进油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。(中华泵阀网)一：合用性管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。流体的温度必须不不小于选用电磁阀的标定温度。电磁阀容许液体粘度一般在20CST如下，不小于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在不不小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差不小于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应不不小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意与否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质规定清洁度要好。注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件容许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调整。注意环境温度对电磁阀的影响电源电流和消耗功率应根据输出容量选用，电源电压一般容许±10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。二、可靠性电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在启动时间很长关闭时很短时要选用常开型了。寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业原则，因此选用电磁阀厂家时谨慎。动作时间很短频率较高时一般选用直动式，大口径选用迅速系列。三、安全性一般电磁阀不防水，在条件不容许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其他意外状况。有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。爆炸性环境必须选用对应的防爆产品。四、经济性有诸多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。2..何谓多功能水泵控制阀?水泵有什么运行特性需要阀门来控制?水泵控制阀能否实现这些控制?以及它与老式的闸阀、蝶阀、止回阀以及匀速、双速缓闭的水力控制止回阀在原理、功能等方面有什么质的不一样，笔者在本文中以活塞式多功能水泵控制阀(下称控制阀)为例，通过对其构造、重要功能、工作原理的剖析，提出对上述问题的见解，供读者参阅。一、构造控制阀的构造见图1(图示为启动状态)。控制阀构造的重要特点是取消了阀座中间的定位机构和阀瓣上侧的弹簧，并且在阀瓣的下侧设计了导流板，最大程度减少了介质过流时的机械损失和阀瓣下侧穹腔内的旋涡损失。以缸体内的活塞作驱动元件，在介质自身压力作用下带动阀瓣作上下运动，实现阀的启动或关闭。活塞、启闭件、连同缸体配置在阀体上，流线形、宽阀腔的阀体，不仅水头损失可以比同类产品减少30％以上，并且具有良好的抗气蚀性能。以电磁阀换向机构(下称电磁阀)和压力管路构成伺服系统，取控制阀两端的压力水为驱动源，通过电信号指令，任意一端的压力水都能实现水泵控制阀在设定的时刻和速度执行泵的启动或关闭。二、泵的运行特性与控制阀的功能特点、工作原理1.泵的启动特性及其控制a)离心泵的零流量启动特性及其控制(即关阀启动)离心泵在零流量工况时轴功率最小，为额定轴功率的30％－90％，因此离心泵的启动特性是零流量启动（即关阀启动）。待泵至额定转速之后控制阀按设定的速度缓慢启动。工作原理：泵启动时(前)压力水通过设有延时的电磁阀流向缸体内活塞上腔，而活塞下腔通过缸体下端经电磁阀通向大气，此时控制阀处在关闭状态。电动机赔偿启动结束，泵正常运转,电磁阀即执行换向指令,切断活塞上腔压力水源、关闭缸体下端通向大气的回路，同步将压力水经电磁阀注入缸内活塞下腔、打开活塞上腔通向大气的回路，活塞上腔的水经电磁阀排出阀外，控制阀按设定的速度缓慢启动，完毕并满足了离心泵在零流量时轴功率最小的启动特性，保证泵机组的安全运转。b)轴流泵的大流量启动特性及其控制(即全开阀启动)轴流泵在零流量工况时轴功率最大，为额定轴功率的140％～200％，因此轴流泵的启动特性应是大流量启动(即全开阀启动)。工作原理：控制阀满足轴流泵全开阀启动的工作原理是离心泵关阀启动的逆运行，即电磁阀先工作，将阀全开后，泵再启动。参阅a)条，不赘述。轴流泵启动前，这时阀的进口压力为零，控制阀运用阀出水端的介质压力将阀启动，而离心泵启动时是运用阀进水端的介质压力将阀启动。无论阀的哪一端介质都能实现控制阀的开或启，这是水泵控制阀功能的重要特性之一。c)控制混流泵的启动特性混流泵在零流量工况时轴功率介于上述两种泵之间，为额定功率的100％～130％，因此混流泵的启动特性也应是上述两种泵之间，一般可选择泵启动与控制阀的缓慢启动同步进行。工作原理：工作原理与控制离心泵零流量启动特性相似，只要取消电磁阀的延时设置即可。2.停泵及其控制a)控制离心泵的零流量停泵（即先关阀后停泵)对于离心泵，先缓慢关闭控制阀，然后再停泵的重要性在于：这时管内介质流速由额定流速逐渐降至为零，速度变化梯度极小，可有效的防止停泵水锤的发生和泵的逆转；泵的轴功率由额定功率逐渐降至最小的运行功率，有助于机组安全。工作原理：需要停泵时，只要先切断电磁阀的控制电源，电磁阀即执行换向指令，关闭活塞下腔的压力水源和活塞上腔通大气的回路，同步启动活塞上腔的压力水源和活塞下腔通大气的回路，即以进口压力水作驱动源，缓慢关闭控制阀，等控制阀全关闭后，通过限位开关指令泵即停止运转，全过程为自动控制。控制阀缓闭时间可以通过节流阀的调整在5～60s范围内或根据顾客需要进行选择。b)控制轴流泵、混流泵的停泵轴流泵、混流泵的停泵功能和工作原理与上述内容相仿，不赘。3.变化妆置特性(即流量无级调整功能)变化妆置特性属于对泵运行工况调整的范围，最常用的是节流法，也称阀门调整法，运用开大或关小阀门的开度；变化泵装置中的阻力系数ξ，从而使管路的供水特性H=F(Q)发生变化，以到达调整流量的目的。控制阀从全闭至全开之间，阀的开度可以无级调整，由开度显示屏显示开度，并予以记忆和稳定。工作原理：a）流量由小调大活塞下腔的压力水注入管路和活塞上腔与大气相通的回路启动，同步活塞上腔的压力水注入管路和活塞下腔与大气相通的回路关闭，这时阀瓣缓慢启动，到达设定流量时，控制电路即按指令将活塞上、下腔与大气相通的回路关闭，同步将活塞上、下腔压力水注入管路启动，这时活塞上、下两侧总压力相等，活塞处在静止，整个缸体内成为密闭状态，稳定了阀的开度，并由开度显示屏显示开度。b）流量由大调小是a）条的逆运作，不赘。上述控制电路的指令可由限位开关执行，也可设小型的电控箱执行，两者都能实现自动控制。4.意外忽然停泵水锤力的控制意外忽然停泵一般指供电网络故障或强雷电保护性跳闸等停泵现象，此类停泵的概率不到停泵总次数的1％，但因此而产生的水锤对管网及供水机组具有破坏性，应予以重视。a）停泵水锤的物理现象本文不是讨论管道中的水锤，只是为了便于对控制阀减小水击力的功能和工作原理的论述，引用茹可夫斯基水锤公式对停泵水锤的物理现象作简朴的述说。式中H——产生水锤时的水击力（m水柱）；C——水锤波传播速度，若临时不考虑介质、管壁材料的弹性系数和管壁厚度，近似取C=1000m／s；g——重力加速度，9．81m/s;Vo——水锤发生前介质流速(m／s)；Vt——水锤发生时介质流速(m／s)。从式4－1可以看出发生水锤的必要条件是流体的速度变化，水击力的大小取决于变化梯度的大小。停泵时流速由V0降为零，首层液面由于流体的惯性，水层被压缩，压力上升(即水锤压力)，接着因惯性力的作用依次一层、一层……滞止、压力升高、被压缩，出现微观的高压区和低压区，它们的分界面称为水锤波(此时为增压波)，增压波直至输水管的管端末层消失。接着又逆向一层、一层……传播至水锤开始时的首层液面(此时为复压波)，这个来回过程所需时间t可用下式表达：式中L——输水管长度（m）。若阀门关闭时间为T关，则T关L/500s条件下的水锤为间接水锤，ΔH不不小于直接水锤。这是由于间接水锤时，阀门前正在发展的增压过程，会受到复压波的干扰而被减弱。ΔH的大小与干扰程度和干扰次数有关。从以上简述中可知，控制阀不能防止意外忽然停泵时水锤的发生，但可以根据输水管道长度，通过对阀门关闭时间的调整，将直接水锤转化为间接水锤使ΔH降为最小，保证输水管道和泵机组的安全。b）阀门关闭时间的调整目前水泵控制阀常用的关闭时间调整措施有两种，要指出的是本文所指的调整措施是水泵控制阀的功能之一，虽具有这种功能的多种类型的止回阀或其它阀门不一定是水泵控制阀，别以此而误导，详见本文第三章“结论”部分。c)两阶段关阀（即先迅速关阀后慢速关阀）这种关阀形式可以防止停泵水锤的发生，至于迅速关阀的时间，也应与管道的长度相匹配，兼顾水泵反转速度和倒流水量大小，满足消除停泵水锤的要求。d)匀速关阀这种关阀的特点是能根据多种不一样长度的输水管道和选择复压波的来回次数，调整不一样的关阀时间，恒满足T关>L/500s的条件。大幅度减弱忽然停泵水锤的水击力，适应性较两阶段关阀为广，足以满足GB/T50265－97《泵站设计规范》中有关反转速不应超过额定转速的1.2倍，持续时间不应超过2min的规定。水泵控制阀的上述两种措施都由电磁阀自动控制。5.选择压力源的机动性大电磁阀的伺服机构设计为双向同步取压，经单向阀分派，由一条压力较高输液管中的水为压力源注入电磁阀。无论是进水端的压力水还是出水端的压力水，都能单独执行控制阀的启动或关闭。正由于有该功能的存在，使水泵控制阀能满足多种水泵的启动、停泵等运行特性规定的也许。其重要还在于：当输送介质为浑浊水，不能作驱动源需要外供压力源时，只要一条伺服管路即可实现控制阀的所有功能。6.节能将过流介质的能耗控制在最小，是水泵控制阀的一项重要课题。我们抽样了某些通径的控制阀作了试验，得出下列试验公式供读者参照：阻力系数ξ如下列公式确定：当DN≤250时

ξ=14．68×V1.1339(7－1)当DN>250时

ξ=10．97×V1.1339(7－2)式中ξ——阻力系数；V——介质流速(m／s)。局部水头损失hf如下列公式确定：hf=ξ×V2/2g

(7－3)或：hf=0.749×V0.8661

(7－4)hf=0.56×V0.8661

(7－5)式中hf——局部水头损失（m水柱）；V——介质流速(m／s)；g——重力加速度g=9．81(m／s2)。经检测，该种水泵控制阀的水头损失比同类型的水力控制阀能耗减少30％以上。三、结论具有控制水泵运行特性功能的阀门才称为水泵控制阀，这是显而易见的。本文第二章第1节《泵的启动特性及其控制》中的a)、b)、c)条；第2节《停泵及其控制》中的a)，b)条；第3节《变化妆置特性》中的a)，b)条；第4节《意外忽然停泵水锤力的控制》中的b)条;这里所论述的八种功能属于泵运转特性所规定的技术条件，也是泵自身运转特性规定阀门来控制的内容，也是水泵控制阀的必要功能。这些必要功能是水泵控制阀区别于多种类型止回阀或其他阀门质的界定。为何不具有上述必要功能不能称为水泵控制阀呢?这可以通过下面举例予以阐明：若不具有第2节a)条中先关阀后停泵的功能，对离心泵来说，所有停泵都变为意外忽然停泵，占停泵总数99％以上的正常停泵，并可以防止水锤和泵逆转发生的安全性化为乌有，多么危险。若不具有第2节和第3节的功能，则只有泵的启动才能实现阀的启动、泵的关闭才能实现阀的关闭，很明显这是泵在控制阀门工作，失去了控制阀的“控制”实质，更难理解为水泵控制阀了。若不具有第3节无级调整流量的功能，一旦泵的运行工况中因阻力偏小，流量过大时，不仅使泵偏离最高效率区耗能，并且因轴功率剧增超载而损坏