電磁閥在工業生產中應用非常廣泛,在石油物理工業中尤為普遍。它既可用于水、空氣和中性二氧化碳以及其他與電磁閥材質相適合的二氧化碳、液體的開關控制(二通),又可作為安全互鎖保護系統中不可缺乏的一部份(三通、四通、五通)。
電磁閥由電磁部件、閥體組成。電磁部件由固定鐵芯、動鐵芯、線圈等部件組成;殼體部份由滑軸套、滑閥套、彈簧基座等組成。當線圈通電或斷電時,磁芯的運轉將造成流體通過殼體或被切斷,以達到開關或改變流體方向的目的。在安全互鎖保護系統中應用的電磁閥主要有二位三通、二位四通和二位五通,二位的含意為:對于電磁閥來說是帶電或失電,對于所控制的閥來說就是打開或關掉。二位三通電磁閥由殼體、閥罩、電磁組件、彈簧及密封結構等部件組成,動鐵芯頂部的密封塊利用彈簧的壓力將軸套進氣道關掉。得電時,線圈電樞,電磁鐵銜鐵,動鐵芯下部帶彈簧的密封塊把排氣口關掉,氣流從進氣道步入球閥,起到控制作用;失電時,電磁力消失,動鐵芯在彈簧力作用下離開固定鐵芯向上聯通,將排氣口打開,擋住進氣道,球閥因失氣而改變開關狀態。
二位四通和五通電磁閥的原理相同,只是四通有1個排氣口,五通有2個排氣口。它們的工作原理:當有電壓通過線圈時,形成電樞作用,固定鐵芯銜鐵動鐵芯,動鐵芯推動滑軸套并壓縮彈簧,改變了滑軸套的位置,因而改變了流體的方向;當線圈失電時,借助彈簧的彈力帶動滑軸套,頂回動鐵芯,使流體按原先的方向流動。
在實際的設計應用中,電磁閥有兩種供電方式:220VAC或24VDC。假如選用220VAC供電方式,由于供電電流高,傳輸線纜導致的電壓降不會影響到電磁閥能夠正常工作,毋須考慮線纜內阻損失的電流,所以可以遠距離傳輸。假如電磁閥的供電電流為24VDC,就必須依照電磁閥的最低工作電流來進行線纜的最大容許寬度估算。假如24VDC供電電磁閥的最小工作電流為20V,這么線路上的最大容許壓降為4V。假定所選電磁閥的額定功率為12W,采用二芯2.5mm2的聚氯乙烯絕緣護套控制線纜,從電纜線樣本可以查到線纜的最大直流內阻為7.41Ω/km電磁閥電流過大是什么原因,由此可以估算出線纜的最大容許寬度如下。
a)電磁閥的工作電壓
式中I———電磁閥工作電壓,A;
P———電磁閥額定功率,W;
V———電磁閥工作電流,V。
b)容許線纜寬度的估算
式中R———電纜內阻,Ω;
L1———電纜單芯距離,km;
L2———電纜雙芯距離,m。
綜上所述,對于大功率且供電電流為24VDC的電磁閥,為了保證電磁閥在不高于正常工作電流(假定為20VDC)的條件下動作,可以通過選用較粗線徑線纜(2.5mm2)來增加線路上的壓降電磁閥電流過大是什么原因,這樣訊號容許的傳輸距離可以抵達500m左右。