电磁阀在工业生产中应用非常广泛,在石油物理工业中尤为普遍。它既可用于水、空气和中性二氧化碳以及其他与电磁阀材质相适合的二氧化碳、液体的开关控制(二通),又可作为安全互锁保护系统中不可缺乏的一部份(三通、四通、五通)。
电磁阀由电磁部件、阀体组成。电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成;壳体部份由滑轴套、滑阀套、弹簧基座等组成。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将造成流体通过壳体或被切断,以达到开关或改变流体方向的目的。在安全互锁保护系统中应用的电磁阀主要有二位三通、二位四通和二位五通,二位的含意为:对于电磁阀来说是带电或失电,对于所控制的阀来说就是打开或关掉。二位三通电磁阀由壳体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成,动铁芯顶部的密封块利用弹簧的压力将轴套进气道关掉。得电时,线圈电枢,电磁铁衔铁,动铁芯下部带弹簧的密封块把排气口关掉,气流从进气道步入球阀,起到控制作用;失电时,电磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯向上联通,将排气口打开,挡住进气道,球阀因失气而改变开关状态。
二位四通和五通电磁阀的原理相同,只是四通有1个排气口,五通有2个排气口。它们的工作原理:当有电压通过线圈时,形成电枢作用,固定铁芯衔铁动铁芯,动铁芯推动滑轴套并压缩弹簧,改变了滑轴套的位置,因而改变了流体的方向;当线圈失电时,借助弹簧的弹力带动滑轴套,顶回动铁芯,使流体按原先的方向流动。
在实际的设计应用中,电磁阀有两种供电方式:220VAC或24VDC。假如选用220VAC供电方式,由于供电电流高,传输线缆导致的电压降不会影响到电磁阀能够正常工作,毋须考虑线缆内阻损失的电流,所以可以远距离传输。假如电磁阀的供电电流为24VDC,就必须依照电磁阀的最低工作电流来进行线缆的最大容许宽度估算。假如24VDC供电电磁阀的最小工作电流为20V,这么线路上的最大容许压降为4V。假定所选电磁阀的额定功率为12W,采用二芯2.5mm2的聚氯乙烯绝缘护套控制线缆,从电缆线样本可以查到线缆的最大直流内阻为7.41Ω/km电磁阀电流过大是什么原因,由此可以估算出线缆的最大容许宽度如下。
a)电磁阀的工作电压
式中I———电磁阀工作电压,A;
P———电磁阀额定功率,W;
V———电磁阀工作电流,V。
b)容许线缆宽度的估算
式中R———电缆内阻,Ω;
L1———电缆单芯距离,km;
L2———电缆双芯距离,m。
综上所述,对于大功率且供电电流为24VDC的电磁阀,为了保证电磁阀在不高于正常工作电流(假定为20VDC)的条件下动作,可以通过选用较粗线径线缆(2.5mm2)来增加线路上的压降电磁阀电流过大是什么原因,这样讯号容许的传输距离可以抵达500m左右。