对于对气动电磁阀基础知识缺少认识的朋友,下面我们将对常用的几种气动电磁阀逐一加以介绍,以便于设计中更好的选用。
二位三通电磁阀在实际应用中十分普遍,通常与单作用气动执行机构配套使用,在生产中可用来接通或切断气源,从而对气动控制膜头的气路进行切换。下面,我们就以一个具体的二位三通气动电磁阀为例进一步分析。
我们说的气动电磁阀工作位置(电磁阀开或关),其实指的就是气动电磁阀的阀芯的位置。阀芯在线圈不通电时处在A位置,在线圈通电时处在B位 置。当气动电磁阀的阀芯处在不同的位置时,对阀体上的各接口起到或是接通或是关闭的作用。例如,二位电磁阀是指电磁阀的阀芯有两个不同的工作位置(开或关), 对气动电磁阀而言就是电磁阀带电状态和失电状态;对其所控制的阀门来说就是阀门的开和关。二通、三通电磁阀,是指气动电磁阀的阀体上有两个、三个通道口。 二位二通电磁阀具有一进一出的二个通道,是最常见的气动电磁阀;二位三通电磁阀,则是一进二出的三个通道,其中的两出通道分别是对应连接为常开和常闭。同 样,三通、四通、五通也都是指阀体上的流体通道数。
图4表示了二位三通电磁阀的线圈得/失电状态切换而引起的气路切换。
从气路上讲,两位三通电磁阀有三个通道通气,一般情况下一个通道与气源连接,如图中的2号口;另外两个通道一个与执行机构的进气口连接,如1号口,另一个与执行机构排气口连接,通常加装一个消声器以消除噪声,如3号口。图4中的上图表示该电磁阀失电的状态。线圈不通电,此时,电磁阀铁芯在弹簧回复的作用下靠在双管端,关闭双管端1、2出口,而单管端出口3处于开启状态,即气路处于断开状态;图中表示二位三通电磁阀得电的状态。此时线圈通电,气动电磁阀铁芯在电磁力的作用下克服回复弹簧作用力移到单管端,关闭单管端出口3,双管端出口1、2处于开启状态。此时由于线圈的工作位置发生变化,气路切换到1-2接通状态。
2, 两位五通电磁阀 两位五通电磁阀通常与双作用气动执行机构配套使用,两位五通电磁阀具有1个进气孔与进气气源连接,1个正动作出气孔和1个反动作出气孔,分别与两个与双作用气缸的外部气室的进出气口连接,1个正动作排气孔和1个 反动作排气孔,则分别安装消音器,与内部气室的进出气口接连。两位五通的电磁阀一般为双电控,也就是双线圈。它的动作原理如下:给正动作线圈通电,则正动 作气路接通,正动作出气孔有气。此时,即使给正动作线圈断电后,正动作气路仍然是接通的,而且这种状态将会一直维持到给反动作线圈通电为止。给反动作线圈 通电,则反动作气路接通,反动作出气孔有气,即使给反动作线圈断电后反动作气路仍然是接通的,并且这种状态将会一直维持到给正动作线圈通电为止。这相当于 “自锁”。 基于两位五通双电控电磁阀的这种特性,在设计控制回路的时候,可以让电磁阀线圈动作1~2 s就可以了,这样可以保护气动电磁阀线圈不容易损坏。
3,四 通电磁阀 四通电磁阀在生产中应用也很多,其工作原理如下:当有电流通过线圈时,产生励磁作用,固定铁芯吸合动铁芯,动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧,改变了 滑阀芯的位置,从而改变了流体的方向。当线圈失电时,依靠弹簧的弹力推动滑阀芯,顶回动铁芯,使流体按原来的方向流动。四通是把五通的两个出口通道用一个 代替了。
4,应用实例——气路图分析 认识了不同的气动电磁阀,我们在设计气路图时就可以根据具体的工艺需求,选择最安全、精简的元件来实现工艺要求。下面以某一个应用实例,加以说明。 某出料系统中,工艺联锁逻辑要求该双气缸开关阀只有在电磁阀Va、Vb同时都失电时,阀门打开, 其余情况下,该开关阀都处于阀门关闭的状态。在失气时阀门保位。
图5是初版气路图。
在图5中目前表达的即为电磁阀失电时的阀门状态。如果我们以0代表失电,1代表得电,下面我们对气动电磁阀的不同状态进行详细分析。 若电磁阀Va=Vb=0,则仪表空气无法通过电磁阀进入气控阀Vc、Vd的右侧气室,此时,仪表空气只有从气控阀Vd的左侧进入开关阀的右侧气缸,而开关阀的左侧气缸气路此时则接到气控阀Vc的排气孔位置,从而推动阀门到“开”位置。 若电磁阀Va=0,Vb=1, 此时,Vb带电,Vb线圈的工作位置切换,气路切换到接通。这样,仪表 空气通过2个电磁阀进入气控阀Vc、 Vd的右侧气室,推动气控阀气路切换,仪表空气从气控阀Vc的左侧气室进入开关阀的左侧气缸,而开关阀的右侧气缸气路此时则接到气控阀Vd的排气孔位置,从而推动阀门到“关”位置。 若电磁阀Va=1,Vb=0,此时,Va带电,Va线圈的工作位置切换,气路切换到排气位置。而Vb状态不变,仍然是出于气路断开位置。这样,由于仪表空气还是无法通过电磁阀进入气控阀Vc、Vd的右侧气室,状态同Va=Vb=0,开关阀处于 “开”位置。 若电磁阀Va=Vb=1,即2个电磁阀同时带电,则Va、 Vb线圈的工作位置都发生切换,Vb气路接通,但由于同时Va的气路切换到排气状态,所以此时,仪表空气还是无法通过电磁阀进入气控阀Vc、Vd的右侧气室,状态同Va=Vb=0,开关阀处于 “开”位置。 从以上的分析,我们可以看出,该开关阀只有在Vb带电时,阀门关闭,其余时候阀门都处于“打开”的状态。不符合我们初始的工艺要求“任一电磁阀带电,阀门都要关闭”,必须重新设计。
图6是修改版气路图。
由于增加了一条电磁阀Va、Vb间的气路,只要Va、Vb中有一个电磁阀带电,就会导致气路接通,进入气控阀的右侧气室,推动气控阀气路切换,仪表空气从气控阀Vc的左侧气室进入开关阀的左侧气缸,而开关阀的右侧气缸气路此时则接到气控阀Vd的排气孔位置,从而推动阀门到“关”位置。 而Va、Vb都失电时,电磁阀的气路出于排气状态,仪表空气通过气控阀Vd进入开关阀右侧气室,推动阀门到“开”位置。 从以上分析可以看出,修改版的气路图完全符合我们的设计要求。
以上文中多是从气路的通、断上介绍如何根据不同的应用场合选择合适的气动电磁阀。但在设计时另外一个因素也不能忽略,那就是气动电磁阀需要的信号及供电等级。 从电气上来说,两位三通电磁阀一般为单电控,也就是单线圈,系统只需一个输出信号DO就可控制一个电磁线圈的得电或者失电。而四通、五通电磁阀都有单、双电控之分。双电控的2位电磁阀有2个电磁线圈。2个电磁线圈不可同时带电。其中一个得电后,电磁阀换向;当其失电时,电磁阀保持位置,必须另一边的电磁线圈得电,电磁阀才回复原位。可见,双电控的电磁阀系统必须提供2个输出信号DO才能有效地控制它。 电磁阀的线圈电压等级一般采用DC24V,AC220V等。随着对能耗的不断追求,24VDC的低功耗电磁阀在越来越多的应用场合受到青睐。 以上对电磁阀使用中的种种分析、体会还很粗浅,只希望能够对设计领域的同行们起到抛砖引玉的功效,在实际应用中根据不同的工艺要求,选择最安全、精简的元件,设计出合适的气路。
以下为一般常用气动电磁阀图形符号:
两通电磁阀:
两位三通电磁阀与三位五通电磁阀:
两位两通电磁阀与三位四通电磁阀:
两位三通电磁阀与两位四通电磁阀:
两位五通电磁阀与三位五通电磁阀:
三位六通电磁阀: