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- 英国NORGREN电磁阀技术介绍
- 点击次数:1664 更新时间:2026-02-06
- 一、公司背景与产品定位
英国NORGREN(诺冠)公司成立于1926年,是IMI集团旗下专业从事气动和流体控制技术的全球性企业,总部位于英国。作为气动元件领域品牌,NORGREN在电磁阀、气动执行器、过滤器、减压阀等产品线拥有深厚的技术积累。NORGREN电磁阀产品以模块化设计、高可靠性、易于维护和广泛的适用性著称,在工业自动化、机械制造、包装、汽车等行业应用广泛。公司通过全球化的生产、销售和服务网络,为不同地区的客户提供本地化支持。
二、产品系列与分类体系
NORGREN电磁阀产品线采用系统化的分类方式,可根据多种维度进行划分:
按驱动方式分类:
直动式电磁阀:电磁力直接驱动阀芯,结构简单,响应速度快,适用于小流量、低压差工况
先导式电磁阀:利用介质压力驱动主阀芯,电磁线圈仅控制先导阀,适用于大流量、高压差场合
分步直动式电磁阀:结合直动和先导式特点,可在零压差下启动,同时具备较大流量能力
按阀体结构分类:
二通阀:一个进口一个出口,实现通断控制
三通阀:一个进口、一个出口、一个排气口,用于单作用气缸控制
四通/五通阀:用于双作用气缸的换向控制,五通阀增加排气功能
多位阀:多位置控制,用于复杂动作序列
按功能类型分类:
常闭型(NC):断电时关闭,通电时开启
常开型(NO):断电时开启,通电时关闭
自保持型:脉冲信号控制,断电后保持当前状态
手动复位型:带手动操作功能,便于调试和应急操作
按介质类型分类:
空气用电磁阀:适用于压缩空气、惰性气体
液体用电磁阀:适用于水、油、液压油等液体介质
特殊介质用阀:针对腐蚀性气体、高温介质等特殊工况设计
按连接方式分类:
螺纹连接:G螺纹、NPT螺纹、BSP螺纹等标准接口
快插式连接:便于快速安装和拆卸
板式安装:通过底板集成多个阀,节省空间
集装式阀岛:多个阀集成在公共气路板上,通过总线控制
三、技术特点与核心优势
3.1 模块化设计理念
NORGREN电磁阀采用模块化结构设计,阀体、线圈、先导头、手动操作器等部件可独立更换。这种设计便于维护、降低备件成本,同时支持快速配置不同功能组合。例如,同一阀体可配不同电压的线圈,同一线圈可配不同功能的阀体。
3.2 密封技术
主密封材料:丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FKM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚四氟乙烯(PTFE)等,根据介质特性和温度要求选择
密封结构:平面密封、锥面密封、O型圈密封等多种形式
密封等级:泄漏量符合ISO 标准,部分型号可达零泄漏
阀座材料:不锈钢、黄铜、工程塑料等,确保耐磨性和密封寿命
3.3 电磁线圈技术
线圈绝缘等级:F级(155℃)或H级(180℃),适应高温环境
防护等级:标准产品IP65,部分型号可达IP67,防尘防水
功耗设计:低功耗线圈(典型值3-5W),部分节能型产品功耗更低
过载保护:内置热保护或过流保护装置,防止线圈烧毁
电气接口:多种接线方式(接线端子、插头式、NAMUR接口等)
3.4 材料与制造工艺
阀体材质包括黄铜、不锈钢(304、316L)、铝合金、工程塑料等。关键运动部件如阀芯、弹簧采用不锈钢或特殊合金,表面进行硬化处理或特殊涂层,提高耐磨性和耐腐蚀性。制造过程采用精密加工和严格的质量控制,确保尺寸精度和性能一致性。
3.5 性能参数特点
工作压力范围:典型0-10bar,部分高压型号可达16bar或更高
温度范围:介质温度-5℃至+80℃(与密封材料相关),环境温度-20℃至+60℃
响应时间:开启时间10-50ms,关闭时间15-60ms,具体取决于阀型和介质
流量特性:Cv值从0.1到10以上,满足不同流量需求
工作频率:最高可达3000次/分钟(与负载和介质相关)
3.6 安装与维护便利性
阀体设计紧凑,安装空间要求小
线圈可360°旋转,便于接线
手动操作功能便于调试和应急操作
模块化结构便于快速更换部件
清晰的标识和接口设计,减少安装错误
四、工作原理详解
4.1 直动式电磁阀工作原理
直动式电磁阀的核心部件包括阀体、阀芯、电磁线圈、弹簧等。断电状态下,弹簧力将阀芯压在阀座上,阀门关闭。通电时,电磁线圈产生磁场,吸引衔铁(与阀芯连接)克服弹簧力和介质压力向上运动,阀口打开,介质流通。断电后,弹簧力推动阀芯复位,阀门关闭。这种结构简单可靠,但电磁力需直接克服介质压力,因此适用于小口径、低压差工况。
4.2 先导式电磁阀工作原理
先导式电磁阀采用两级控制结构。主阀芯由介质压力驱动,先导阀为小口径直动阀。工作过程:通电时,先导阀打开,主阀上腔压力通过先导阀释放,主阀芯在介质压力差作用下开启;断电时,先导阀关闭,介质通过节流孔进入主阀上腔,主阀芯在弹簧和压力差作用下关闭。这种结构可用小功率线圈控制大流量,但需要一定启动压差(通常0.3bar以上)。
4.3 分步直动式工作原理
分步直动式电磁阀结合了直动和先导式的优点。阀芯采用特殊结构,在开启初期,电磁力直接开启小阀口(直动阶段),建立压力差后,介质压力辅助开启主阀口(先导阶段)。这种设计可在零压差或低压差下启动,同时具备较大的流量能力,功耗相对较低。
4.4 多位阀工作原理
多位阀(如三位五通阀)具有多个工作位置,通过不同电磁铁组合控制阀芯位置,实现气缸的多个动作状态。例如,三位阀的中位通常为排气位置或保持位置,用于特殊控制需求。
五、选型关键因素
介质特性:确定阀体材质和密封材料。空气、水、油、腐蚀性介质等需选择不同的材料组合。例如,压缩空气用阀可选黄铜阀体+NBR密封,腐蚀性介质需用不锈钢+PTFE密封。
工作压力范围:包括最大工作压力、最小启动压差。直动式阀可零压差启动,先导式阀需要一定启动压差(通常0.3-0.5bar)。
流量要求:根据系统流量需求选择Cv值合适的阀门。Cv值过小会导致压降过大,影响系统性能;Cv值过大会增加成本和尺寸。
电压和功耗:选择与控制系统匹配的电压规格(AC24V/110V/220V,DC12V/24V等),考虑功耗要求和散热条件。
环境条件:包括环境温度、湿度、振动、防爆要求等。高温环境需选择高温线圈,潮湿环境需高防护等级。
功能要求:常闭、常开、自保持、手动复位等功能选择。
连接方式:螺纹接口尺寸和标准(G、NPT、BSP等),或快插式、板式安装等。
5.2 选型辅助工具
NORGREN提供在线选型软件、技术手册、选型图表等工具,帮助用户根据具体工况参数快速选择合适的型号。建议在选型时提供完整的工况信息,必要时咨询技术支持。
六、安装、调试与维护
6.1 安装前准备
确认阀门型号、规格与系统要求匹配
检查阀体、线圈等部件有无运输损伤
确认介质流向与阀体箭头方向一致
准备合适的安装工具和密封材料
6.2 安装注意事项
安装位置应便于操作和维护,线圈接线端应朝上或水平方向
阀前建议安装过滤器,防止杂质进入阀内
对于振动环境,应采取减振措施或选择抗振型产品
环境温度不应超过线圈允许温度
接线时确认电压规格,避免接错导致线圈烧毁
螺纹连接时使用合适的密封带或密封胶,避免过紧或过松
6.3 调试步骤
检查气路连接是否正确,有无泄漏
确认电源电压正确,接线牢固
手动操作(如有手动功能)检查阀芯动作是否灵活
通电测试,观察阀门动作是否正常,有无异常声音
检查系统压力、流量是否正常
运行一段时间后检查温升是否在允许范围内
6.4 日常维护
定期检查阀体有无泄漏,必要时更换密封件
检查线圈温度,异常发热需排查原因(电压异常、负载过大等)
对于频繁动作的场合,建议定期清洗阀内杂质
长期不用的阀门,建议定期通电动作,防止卡滞
记录运行时间和维护情况,建立维护档案
6.5 常见故障与处理
阀门不动作:
检查电源是否正常,电压是否匹配
检查线圈是否烧毁(用万用表测量电阻)
检查阀芯是否卡死(可手动操作检查)
检查介质压力是否在允许范围内
泄漏:
检查密封件是否损坏或老化
检查阀座是否有杂质或损伤
检查安装是否到位,密封面是否平整
响应慢或动作不到位:
检查介质压力是否过低
检查阀芯是否磨损或卡滞
检查弹簧是否疲劳
线圈烧毁:
检查电压是否过高或过低
检查环境温度是否过高
检查是否频繁动作导致过热
七、应用领域与典型案例
7.1 工业自动化
在自动化生产线、装配设备、机械手等应用中,NORGREN电磁阀用于控制气缸、气动夹具、真空吸盘等执行元件的动作。例如,在包装机械中,控制送料、封口、贴标等工序的气缸;在自动化装配线中,控制工件的夹紧、定位、搬运等动作。
7.2 包装机械
包装行业对气动元件的可靠性要求高。NORGREN电磁阀用于灌装机、封口机、贴标机、装箱机等设备,控制气动执行机构的动作。其快速响应、长寿命特性满足包装设备的高速、连续运行要求。
7.3 汽车制造
汽车生产线大量使用气动设备,如焊接机器人、装配夹具、输送系统等。NORGREN电磁阀用于控制这些设备的气缸、气动阀组,要求高可靠性、抗振动、耐油污等特性。
7.4 食品饮料行业
食品级电磁阀采用符合FDA标准的材料,用于灌装线、配料系统、清洗设备等。要求易清洗、、耐腐蚀,确保食品安全。
7.5 医疗设备
在医疗设备如分析仪器、治疗设备中,采用微型电磁阀或特殊要求的阀门,用于控制气体、液体的精确通断。要求高精度、低死体积、无泄漏。
7.6 水处理与环保
用于控制反冲洗、加药、排污等工艺环节。NORGREN电磁阀具有良好的耐腐蚀性和可靠性,适用于各种水质条件。


