電磁閥，顧名思義，就是用電磁力控制閥芯，而非依賴人力或機械裝置來實現(xiàn)開關(guān)功能的閥門。

作為現(xiàn)代工業(yè)中一種重要的控制元件，電磁閥廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、工業(yè)自動化等多個行業(yè)，而新能源汽車、智能家居等新興應(yīng)用領(lǐng)域，也逐漸增加對電磁閥的需求。預(yù)計至2028年，電磁閥的全球市場總規(guī)模將達到81.16億元，復(fù)合年增長率為3.6%。

我國的閥門行業(yè)正在經(jīng)歷從仿制國外產(chǎn)品到自主研發(fā)的轉(zhuǎn)型，電磁閥作為附加值較高、結(jié)構(gòu)變種較多、應(yīng)用場景相對復(fù)雜的閥門類型，其研發(fā)、生產(chǎn)、交付的難度，都遠遠高于傳統(tǒng)的球閥、蝶閥等。

以下是一些常見的電磁閥分類：

事實上，電磁閥的分類標準有很多，

本文將分析電磁閥的不同分類、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場景帶來的研發(fā)復(fù)雜性，這種研發(fā)復(fù)雜性會直觀地反映到企業(yè)提供給客戶的電磁閥小樣圖上，作為客戶進行選型、選配時的參考。

一、不同原理的電磁閥系統(tǒng)及應(yīng)用場景

電磁閥是依靠電磁力控制閥芯動作的閥門的統(tǒng)稱。實際應(yīng)用中，由于電磁閥響應(yīng)速度較快、控制精度高，既可以通過線圈產(chǎn)生的電磁力直接控制閥門，也可以用電磁力控制先導(dǎo)閥，剪通過壓強間接控制主閥的動作，從而具有更大的流量和壓力控制范圍。

不同結(jié)構(gòu)的電磁閥性能具有較大的差異，適用的行業(yè)、場景也不同。

1.直動式電磁閥

直動式電磁閥是最基本的一種電磁閥，其工作原理是利用線圈產(chǎn)生的磁力直接推動閥芯運動，從而控制流體的通斷。

應(yīng)用場景：直動式電磁閥由于其結(jié)構(gòu)簡單和響應(yīng)速度快的特點，常用于水處理行業(yè)，如家庭和工業(yè)用水的自動控制系統(tǒng)，以及農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中的閥門控制。

2.膜片式電磁閥

膜片式電磁閥是利用膜片的彈性變形來控制流體的通斷。當(dāng)線圈通電時，膜片受到磁力作用向上彎曲，打開閥門；當(dāng)斷電時，膜片恢復(fù)原狀，關(guān)閉閥門。

應(yīng)用場景：膜片式電磁閥由于其密封性好和響應(yīng)速度快，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備中的流體控制，如呼吸機和輸液泵，以及食品加工和飲料生產(chǎn)線中的流體控制，確保衛(wèi)生和精確的流體計量。

3.先導(dǎo)式電磁閥

先導(dǎo)式電磁閥由一個先導(dǎo)閥和一個主閥組成，先導(dǎo)閥先開啟或關(guān)閉，通過主閥芯兩端的壓力差來控制主閥的開啟或關(guān)閉。

應(yīng)用場景：先導(dǎo)式電磁閥由于其較大的工作壓力范圍和流量調(diào)節(jié)能力，適用于石油化工行業(yè)中的高壓流體控制，如煉油廠和化工廠的管道系統(tǒng)，以及天然氣輸送和壓縮空氣系統(tǒng)中的流量調(diào)節(jié)。

4.分步直動式電磁閥

分步直動式電磁閥結(jié)合了直動式和先導(dǎo)式電磁閥的特點，當(dāng)線圈通電時，先導(dǎo)閥先動作，使主閥芯兩端的壓力平衡，然后主閥芯動作。

應(yīng)用場景：分步直動式電磁閥適用于需要在高壓差下精確控制流體的場合，如火力發(fā)電廠的鍋爐給水系統(tǒng)，以及高層建筑的供水系統(tǒng)中的減壓閥，確保在不同壓力下都能穩(wěn)定工作。

二、不同閥體結(jié)構(gòu)的電磁閥及應(yīng)用場景

根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)的區(qū)別，電磁閥可以分為電磁截止閥、電磁安全閥、電磁換向閥、電磁減壓閥等多種類型。

1.電磁截止閥

在生產(chǎn)中很常用，電磁截止閥的閥芯是塞形的，通過閥芯的升降來控制流體通道的開關(guān)。其優(yōu)點是可以精確控制流體開啟和關(guān)閉，如管道系統(tǒng)中的流量控制、壓力控制等，因為密封性能好，電磁截止閥也常用于需要頻繁操作的場合，可以減少流體泄漏。

2.電磁安全閥

電磁安全閥則是一種用于保護設(shè)備和系統(tǒng)的電磁閥，當(dāng)流體壓力超過設(shè)定值時，安全閥會自動關(guān)閉，以防止設(shè)備和系統(tǒng)受到損壞，電磁安全閥廣泛應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3.電磁換向閥

電磁換向閥則是一種可以改變流體流向的電磁閥，在液壓和氣動系統(tǒng)中非常重要，用于控制執(zhí)行機構(gòu)的運動方向，如液壓缸的伸縮、氣動工具的開合等。在自動化生產(chǎn)線、機器人技術(shù)、物流輸送系統(tǒng)等領(lǐng)域，電磁換向閥用于實現(xiàn)精確的流程控制和路徑切換。

4.電磁減壓閥

電磁減壓閥是一種用于降低流體壓力的電磁閥，通過控制閥芯的位移來調(diào)節(jié)流體壓力，以滿足家庭供水、化工生產(chǎn)等場景的需求。

三、不同位、通的電磁閥及其應(yīng)用場景

“位”和“通”是電磁閥研發(fā)設(shè)計中的基本概念。

位指的是電磁閥控制氣路的方式數(shù)量，即電磁閥可以切換的狀態(tài)數(shù)。通指的是電磁閥上的接口數(shù)量，包括進氣、出氣和排氣。

對于研發(fā)設(shè)計人員來說，了解電磁閥的“位”“通”

1. 二位二通電磁閥

這種電磁閥類似于電控水龍頭，控制流體的通斷。適用于簡單的開關(guān)控制，如自動門、小型氣動設(shè)備的啟停控制等。

2. 二位三通電磁閥

常用于單作用氣缸，控制氣缸的伸出和縮回。適用于需要氣缸完成簡單直線運動的場合，如機械臂的定位、夾緊裝置等。

3. 二位五通電磁閥

常用的電磁閥類型，適用于雙作用氣缸，控制氣缸的伸出和縮回。廣泛應(yīng)用于自動化設(shè)備、機械手臂、輸送系統(tǒng)等。

4. 三位五通電磁閥

三位五通電磁閥是一種在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的電磁閥，分為中封式、中壓式和中泄式。

中封式三位五通電磁閥：在斷電或斷氣時能使氣缸定位在行程中間任何位置，可做臨時急停功能使用，是三位五通電磁閥中應(yīng)用最多的一款。

缺點：由于閥本身的泄漏大小不同，保持當(dāng)前位置的定位精度不高，并且在豎直使用中的安全系數(shù)不高。

中壓式三位五通電磁閥：在斷電不斷氣的前提下，可保持氣缸內(nèi)前后腔體內(nèi)保持背壓，在沒有軟啟動閥的工況下長時間不啟動也不會有沖擊。

缺點：中位時活塞桿仍然會向前伸出。

中泄式三位五通電磁閥：在中位時兩個出氣口與排氣口相通，氣缸活塞桿可以任意推動，方便斷電維護；如果配合氣控單向閥應(yīng)用可保證斷電時氣缸停止在當(dāng)前位置。

缺點：斷電前后腔體內(nèi)無背壓，沒有軟啟動閥的情況下氣缸活塞桿會受到較大的沖擊速度。

四、電磁閥選型要考慮的9個方面

智橙團隊深入了解了多家電磁閥制造商的研發(fā)場景，電磁閥選型、出小樣圖的難點，來自于電磁閥結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，也來自于企業(yè)應(yīng)用場景。

原理的不同、閥體結(jié)構(gòu)的不同、位通的不同，都為電磁閥選型構(gòu)成了難度。

而不同企業(yè)的生產(chǎn)場景不同，在電磁閥選取時對電磁閥的要求也不同，怎樣綜合企業(yè)需求，選定不同結(jié)構(gòu)和參數(shù)的電磁閥，對采購人員、電磁閥的銷售人員（也包括銷售團隊里改圖的應(yīng)用工程師），都是一項挑戰(zhàn)。

一般而言，電磁閥選型要考慮9個方面：

1.基本參數(shù)（基礎(chǔ)要求）

工作介質(zhì)：介質(zhì)類型、化學(xué)性質(zhì)、溫度、粘度。

壓力參數(shù)：最高工作壓力、壓差范圍。

流量參數(shù)：流量范圍、Cv值。

2.電氣和操作特性（操作要求）

電壓和功率：工作電壓、功率消耗、電源類型。

控制方式：常閉型或常開型、多位控制或特殊功能。

操作頻率：單位時間內(nèi)的開關(guān)次數(shù)。

3.安裝和接口（安裝要求）

連接方式：管道連接方式、接口尺寸和標準。

尺寸和重量：尺寸、重量限制。

4.材料和耐久性（耐用性要求）

材料和表面處理：閥體、閥芯、密封件的材料、表面處理。

壽命和可靠性：預(yù)期使用壽命、可靠性要求。

5.環(huán)境和安全（環(huán)境與安全要求）

環(huán)境條件：環(huán)境溫度、濕度、爆炸性或腐蝕性介質(zhì)、防護等級。

安全性：防水、防爆、耐腐蝕性。

6.標準和認證（合規(guī)性要求）

認證和標準：工業(yè)標準和認證。

7.經(jīng)濟性（成本效益）

經(jīng)濟性：成本效益、購買成本、維護成本、能耗。

8.附加功能和維護（附加要求）

附加功能：手動復(fù)位、位置指示、電氣接口類型。

維護和保養(yǎng)：維護和保養(yǎng)要求。

9.供應(yīng)商和兼容性（供應(yīng)商和系統(tǒng)要求）

制造商和品牌：制造商信譽、售后服務(wù)、技術(shù)支持。

兼容性：與其他組件的兼容性。

備用和替換：備用或替換需求。

五、電磁閥小樣圖要考慮的因素

上圖是智橙PLM泵閥行業(yè)版生成的小樣圖，研發(fā)人員提前配置好模板、上傳選配信息后，無論是招投標、銷售拜訪客戶還是其他情形，現(xiàn)場人員可以通過軟件進行選配，系統(tǒng)即時同步數(shù)據(jù)，現(xiàn)場出小樣圖。

研發(fā)工程師、應(yīng)用工程師在為客戶出電磁閥小樣圖時，除了圖紙、BOM外，還要考慮以下幾個因素：

1.標明分類

電磁閥只是一個總稱，實際分類較為復(fù)雜，小樣圖不是原理圖，對于電磁閥的功能看得不會很清楚，工程師需要標清楚電磁的類型、是幾位幾通的。

2. 標明上下游

部分電磁閥廠商使用的是外采的線圈、閥體等關(guān)鍵部件。這些和設(shè)計要求對電磁閥的性能有著直接影響，也增加了選型時需要考慮的因素。

3. 標明材料

電磁閥的使用環(huán)境往往對材料有著嚴格的要求。根據(jù)介質(zhì)的種類和特性（如腐蝕性、溫度、壓力等），需要選擇適合的材料以確保電磁閥的耐用性和可靠性。材料的選擇不僅關(guān)系到電磁閥的性能，也關(guān)系到其成本和維護難度，因此在選型時需要綜合考慮。

在制作電磁閥小樣圖的時候，工程師經(jīng)常需要根據(jù)選配信息，提供選配件的材料等屬性信息，以便客戶了解產(chǎn)品參數(shù)和報價。

六、PLM選型：盲目數(shù)字化，對企業(yè)無益

智橙今年和幾十家閥門企業(yè)展開了深入合作，研發(fā)、部署團隊在和電磁閥企業(yè)的接觸中，了解到電磁閥企業(yè)往往有其他的一些需求，比如編碼管理、變更管理、BOM管理等，對于這些功能，傳統(tǒng)的PLM軟件雖然都有，但是卻和閥門行業(yè)的實踐相去甚遠。

可以說，盲目地選用PLM，可能對企業(yè)無益——事實上，很多大型的閥門企業(yè)，十幾年前就上線了PLM系統(tǒng)，但也只是使用某幾個功能，然后再和別的系統(tǒng)、軟件集成在一起。

閥門企業(yè)選用PLM，必須從自身的研發(fā)場景出發(fā)。

比如，傳統(tǒng)PLM軟件，往往是一個產(chǎn)品一張圖、一個BOM，而閥門企業(yè)在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常是一張總圖下轄多張分圖，每張分圖一個BOM，傳統(tǒng)PLM不適用這種場景，企業(yè)如果強行上所謂的數(shù)字化軟件，除了培訓(xùn)成本高、業(yè)務(wù)流程變更管理高外，還意味著放棄了多年實踐中總結(jié)出來的高效模式。

通過與各地閥協(xié)、閥企的合作和對企業(yè)的深入走訪，智橙PLM在尋找閥門企業(yè)的最佳研發(fā)實踐和最佳研發(fā)數(shù)字化路線，并不斷優(yōu)化平臺的功能，以匹配閥門行業(yè)的研發(fā)場景。