一. 前言
電磁閥用途廣泛,為配合各種用途,有各種的形式,種類繁多,價位從機十元到機千元都有,在此加予介紹,希有助於大家的選用.
有很多人將電磁閥(Solenoid valve)與電螺管(Solenoid俗稱電磁吸鐵)搞混,兩種工作原理一樣,都是把電能透過線圈產生磁力,吸引可動鐵(plunger)作前後往復運動,而電磁閥是利用此往復運動對管路作開關動作,而電螺管無其他功能,兩者除少數外,大部份線圈結構都不同.
不論是油壓,氣壓或二口,三口,四口,五口電磁閥,其笫一級都是一個電螺管結構,即一般的二口二位直動式電磁閥,經過此級後,引其壓力驅動(即先導式)二口之大閥,油壓(四口)或氣壓(五口)方向控制閥,本文即介紹第一級及先導部份,在其後面的部份可視為管路的一部份加予處理.
二. 結構及規格說明
1.常開,常閉,直動,先導,直動補助.
2.流量: 流量由壓力, 流量孔徑Orifice, 可動鐵行程三項因素決定.
壓力: 每單位面積上的力量.
流量孔徑Orifice:閥內實際作開關動作的部份之孔徑,為影響流量之主要因素,其大小直徑與使用壓力成反比.
流量系數Cv :為流量計算用之系數,美日用Cv,歐洲用Kv,英國用fp,這些值在各廠商的型錄都會找到.如果有足夠的間隙
(可動鐵行埕h>1/4d), Cv為定值.
Cv之定義 The Cv rating of any valve is actually the amount of water at standard conditions (60℉,specific gravity=1) in GPM (gallons per minute), which will pass through the valve with a one psi pressure drop across the valve when in the full open position. This rating is determined by manufacturer’s tests and is published in catalogs and specification sheets.
1Kv=14.28 Cv
計算公式在各家型錄都可找到.
3.線圈
線圈是由線軸,漆包線,絕緣物,外殼,接線部份組合而成.概分為下列三種:
1. 膠布線圈 1.Dry coil
以膠布包裹線圈,二條導線 Encapsulation by tape, two lead wire
适用於乾淨及乾燥地方. Use on clean and dry place
耐溫B 級(130℃) B class(130℃)
須使用外殼或框架. Need housing or frame
2. 塑封線圈 2.Encapsulation coil
以epoxy包裹線圈,二條導線 Encapsulation by epoxy, two lead wire
适用於環境較差的地方 Use on bad environment
美製，耐溫Ｈ級(1８０℃) Made in USA, H class (1８０℃)
須使用外殼或框架. Need housing or frame
3. ISO線圈 3.ISO TYPE COIL
以塑膠(Epoxy, PBT,或Polyamide等) Coil and frame encapsulation by plastic
包裹線圈和框架. (Epoxy, PBT or Polyamide etc.)
配合接頭 ISO440/DIN43650 . Use ISO440/DIN43650 connector
包護等級IP65 Protection class IP65
(Polyamide不適合潮溼地方) (Polyamide can’t use in humility place)
耐溫F級 (155℃) 或H級 F class (155℃)
線圈是把電流改變為磁力,使用時不可與可動鐵組合(amature, tube head & plunger assy.) 分開,否則電流會太大,把線圈燒掉,如果把外殼拿掉,會使磁力大幅降低,外殼或框架有使磁力線集中的作用..
線圈溫度問題:當我們通常加上電流時,一部份作功,一部份 為熱能,其 為熱能的來源途徑有1.導線(漆包線)的電阻.2.磁阻.3.流体溫度(高溫時),當電磁閥使用時,溫度會慢慢升高,線圈溫度與環境溫度產生溫差,開始散熱,當電磁閥的發熱與散熱平衡時,溫度就固定不再升高,此情形約在二小時左右發生,理想的溫度是不要超過85度℃(指一般型電磁閥).
耐溫等級:是指在操作中,電磁閥所能承受最高溫度.(所有材料另件都要能耐該等級的溫度),由於內部發熱,及外部散熱,其表面溫度最高點是在磁頭上部中央.
依UL分類如下
A CLASS 105℃
M CLASS 120℃
B CLASS 130℃
F CLASS 155℃
H CLASS 180℃
環境保護等級(IEC 144):附件.
連續使用:附件.
接線方式:
電壓,頻率:
瓦特數
線圈之一般檢查:
4.結構材料
電磁材料:為了防止生,大多為不袗,為了磁性及殘磁問題,應使用肥粒鐵不袗.
線圈材料:
漆包線:
紫銅線,線徑從0.03開始,使用電壓愈高,線徑愈細.
絕緣漆: 須耐熱(上述耐溫等級由此決定)及耐磨(決定線圈好壞因素之一).
線軸:材料主要是PBT或POLYAMIDE
外殼或框架:軟鋼等導磁材料
膠布或包裹絕緣材料:
膠布可從製造商型錄找到合适的規格.
包裹絕緣材料:
此項目為影響包裹線圈性能及價格之主要項目,可用於包裹之塑膠材料種類繁多,性能,價格多不同.這些塑膠材料,大多會加玻璃纖維,以增加其強度及耐溫度,增加含纖量,會增加其強度及耐溫,但會使製造困難及減少表面光澤.有關塑膠溫度有三種-溶解溫度,射出溫度,熱變形溫度,跟製造有關的是射出溫度,不能大於漆包線耐溫度(H級或200℃),跟使用者有關的是熱變 形溫度,上面所講的線圈耐溫,是指熱變形溫度.另外含水量,收縮率等性質都有影響.
常用的材料有下列机種
POLYAMIDE
含纖後,可耐溫F級,價格便宜,被大量使用,惟因含水量大,在潮濕地區會吸水,而導致短路.
PBT
可耐溫F級,适合潮濕地區,但表面光澤較差.
EPOXY
含纖後,可耐溫H級,表面光滑,美,德製線圈大都為此類.
由於塑膠材料有分等級,不同廠牌的類似品,含潻加劑多少,新舊料比例等問題,這些都會造成品質的不同與價差.
密封材料:
BUNA-N(NBR丁睛橡膠, Acrylnitrile butadiene rubber,俗稱耐油橡膠)
一般用途,多用於空氣,水,机油(不含添加劑)可耐溫-10℃-+90℃
FKM(VITON 氟橡膠,Fluoride rubber)
用於氣油,燃料,溶劑等化學品,唯化學品種類繁多,使用前,請先確認,可耐溫度至-20℃-+180℃但不包含水蒸氣
EPDM(Ethylane propylene rubber)
用於熱水或底壓蒸氣可耐溫度至-20℃-+130℃
H-NBR(Hydrogenated nitrile rubber)
此為配合冷媒R-134a之密封材料,但也可用於高底溫及部份化學品可耐溫度至-20℃-+150℃
PTFE(TEFLON 鐵氟龍,氟里昂 Polytetrafluoroethene)
此材料有非常優越的抗化學品性能及耐高底溫,但硬度高,製作密封件困難,主要使用於高溫蒸氣,底溫時有微漏,可耐溫度至-20℃-+200℃
另外有NEOPREN, KALREZ, RULLON等等,但是同塑膠一樣,每一種都分有很多等級,又滲有潻加劑,這些都造成性質上的不同,故採購時,最好告訴賣方,要用在何種流体上,確定能不能用.
磁管:有無縫不袗管,銅管等.
其他:彈簧等.
三.可能損壞之現象或部份
1. 內,外洩漏
2. 異聲
3. 線圈之溫度過高燒毀及短路.
4. 壽命
四.選擇要素
1.配管之管徑大小及方式:BSP(ISO 228,G牙),PT(ISO7-1,Rc牙),NPT(美規),法蘭式
2.使用流體之壓力
3.所需流體之流量
4.流體溫度
5.環境溫度
6.流體種類是否與閥材料起化學作用
7.所需壽命
8.電源
9.其他:振動,……
五.不適合使用電磁閥之場合
1. 高於180 之場合.
2. 含有固體粒子或黏度高.
3. 有化學反應者.
六.各種類型介紹
氣壓閥(PNEUMATIC) 30
油壓閥(HYDRUDIC) 40
瓦斯閥(GAS) 20
流体閥(FLUID) 10
比例閥-piezo:
isolate隔膜閥
lunching鎖定 |
