電磁弁の基礎知識と選び方

ソレノイドバルブは、制御の中核部品として、伝動機械、油圧、機械、電力、自動車、農業機械などの分野で重要な役割を果たしています。様々な分類基準に基づき、ソレノイドバルブは多くの種類に分類されます。以下では、ソレノイドバルブの分類について詳しく説明します。
1. バルブの構造と材質による分類
ソレノイドバルブは、バルブ構造と材質の違いにより、直動ダイヤフラム構造、ステップ直動ダイヤフラム構造、パイロットダイヤフラム構造、直動ピストン構造、ステップ直動ピストン構造、パイロットピストン構造の6つのカテゴリーに分類されます。さらに、分岐サブカテゴリーに分類されます。これらの構造はそれぞれ独自の特性を持ち、さまざまな流体制御状況に適しています。
直動式ダイヤフラム構造:構造が簡単で応答速度が速く、小流量・高周波制御に適しています。

段階的直動ダイヤフラム構造:直動とパイロットの利点を組み合わせ、大きな圧力差範囲内で安定して作動します。

パイロットダイヤフラム構造:主弁の開閉はパイロット穴によって制御され、開放力が小さく、密閉性が良好です。

直動ピストン構造:大きな流路面積と高い耐圧性を持ち、大流量・高圧の制御に適しています。

段付き直動ピストン構造:直動ピストンとパイロット制御の利点を組み合わせ、大きな圧力差と流量範囲内で安定して動作します。

パイロットピストン構造:パイロットバルブはメインバルブの開閉を制御し、開放力が小さく信頼性が高いです。

2. 機能による分類
電磁弁は、弁の構造や材質による分類に加え、機能によっても分類できます。一般的な機能分類としては、水用電磁弁、蒸気用電磁弁、冷凍用電磁弁などがあります。極低温電磁弁, ガスソレノイドバルブ, 消火用電磁弁、アンモニアソレノイドバルブ、ガスソレノイドバルブ、液体ソレノイドバルブ、マイクロソレノイドバルブ、パルスソレノイドバルブ、油圧ソレノイドバルブ、ノーマルオープンソレノイドバルブ、オイルソレノイドバルブ、DCソレノイドバルブ、高圧ソレノイドバルブ、防爆ソレノイドバルブなど。
これらの機能分類は、主に電磁弁の用途と流体媒体によって分けられます。例えば、水用電磁弁は主に水道水や下水などの流体を制御するために使用されます。蒸気用電磁弁は主に蒸気の流量と圧力を制御するために使用されます。冷凍用電磁弁は主に冷凍システム内の流体を制御するために使用されます。電磁弁を選択する際には、機器の正常な動作と長期にわたる信頼性の高い動作を確保するために、具体的な用途と流体媒体に応じて適切なタイプを選択する必要があります。
3. バルブ本体の空気通路構造に応じて
バルブ本体のエアーパス構造により、2位置2ウェイ、2位置3ウェイ、2位置4ウェイ、2位置5ウェイ、3位置4ウェイなどに分けられます。
ソレノイドバルブの動作状態の数は「位置」と呼ばれます。たとえば、よく見られる2位置ソレノイドバルブは、バルブコアに2つの制御可能な位置があり、空気経路の2つのオン/オフ状態(開と閉)に対応していることを意味します。ソレノイドバルブとパイプのインターフェースの数は「パス」と呼ばれます。一般的なものには、2ウェイ、3ウェイ、4ウェイ、5ウェイなどがあります。2ウェイソレノイドバルブと3ウェイソレノイドバルブの構造上の違いは、3ウェイソレノイドバルブには排気ポートがあるのに対し、前者には排気ポートがないことです。4ウェイソレノイドバルブは5ウェイソレノイドバルブと同じ機能を持ちます。前者は1つの排気ポートを持ち、後者は2つの排気ポートを持っています。2ウェイソレノイドバルブには排気ポートがなく、流体媒体の流れを遮断することしかできないため、プロセスシステムで直接使用できます。多方向ソレノイドバルブは、媒体の流れ方向を変更するために使用できます。さまざまなタイプのアクチュエータで広く使用されています。
4.電磁弁コイルの数に応じて
ソレノイドバルブのコイル数により、シングルソレノイド制御とダブルソレノイド制御に分けられます。
シングルコイルはシングルソレノイド制御、ダブルコイルはダブルソレノイド制御と呼ばれ、2ポジション2ウェイ、2ポジション3ウェイはすべてシングルスイッチ(シングルコイル)、2ポジション4ウェイまたは2ポジション5ウェイはシングル電気制御(シングルコイル)です。
•デュアル電子制御(ダブルコイル)も可能
ソレノイドバルブを選定する際には、分類に加え、いくつかの重要なパラメータと特性にも注意を払う必要があります。例えば、流体圧力範囲、温度範囲、電圧や電流などの電気的パラメータ、シール性能、耐腐食性などです。さらに、実際のニーズや設備の特性に合わせてカスタマイズし、流体差圧条件などの要件を満たす必要があります。
以上、ソレノイドバルブの分類について詳しく説明しました。ソレノイドバルブの選定・ご使用の際の参考になれば幸いです。

電磁弁の基礎知識
1. 電磁弁の動作原理
ソレノイドバルブは、電磁力の原理を用いて流体の流れを制御する自動化部品です。その動作原理は電磁石の吸引と解放に基づいており、バルブコアの位置を変化させることで流体のオン/オフまたは方向を制御します。コイルに通電すると、電磁力が発生し、バルブコアが移動して流体流路の状態が変化します。この電磁制御原理は、応答速度が速く、制御精度が高いという特徴があります。
ソレノイドバルブには様々な種類があり、それぞれ動作原理が異なります。例えば、直動型ソレノイドバルブは電磁力によってバルブコアの動きを直接駆動します。ステップバイステップ直動型ソレノイドバルブは、パイロットバルブとメインバルブの組み合わせによって高圧・大口径の流体を制御します。パイロット操作型ソレノイドバルブは、パイロット孔とメインバルブ間の圧力差によって流体を制御します。これらの様々な種類のソレノイドバルブは、産業オートメーションにおいて幅広い用途に使用されています。
2. 電磁弁の構造
ソレノイドバルブの基本構造は、バルブ本体、バルブコア、コイル、スプリングなどの部品で構成されています。バルブ本体は流体流路の主要部分であり、流体の圧力と温度を支えます。バルブコアは流体のオン/オフや方向を制御する重要な部品であり、その運動状態によって流体流路の開閉が決まります。コイルは電磁力を発生させる部品で、コイルを通過する電流の変化によってバルブコアの動きを制御します。スプリングはバルブコアのリセットと安定性維持の役割を果たします。
ソレノイドバルブの構造には、シールやフィルターなどの重要な部品もいくつかあります。シールは、バルブ本体とバルブコア間の密閉を確保して流体の漏れを防止するために使用されます。フィルターは、流体内の不純物をろ過し、ソレノイドバルブの内部部品を損傷から保護するために使用されます。
3. 電磁弁のインターフェースと直径
ソレノイドバルブのインターフェースサイズとタイプは、流体パイプラインのニーズに合わせて設計されます。一般的なインターフェースサイズはG1/8、G1/4、G3/8など、インターフェースタイプはめねじ、フランジなどです。これらのインターフェースサイズとタイプにより、ソレノイドバルブと流体パイプライン間のスムーズな接続が保証されます。
直径とは、ソレノイドバルブ内部の流体流路の直径を指し、流体の流量と圧力損失を決定します。直径の大きさは、流体パラメータと配管パラメータに基づいて選択され、ソレノイドバルブ内部の流体のスムーズな流れを確保します。また、流路の選択においては、流体中の不純物粒子のサイズも考慮し、粒子が流路を塞ぐのを防ぐ必要があります。
4. 電磁弁の選択パラメータ
選定にあたっては、まず配管サイズ、接続方法など、配管パラメータを考慮する必要があります。これにより、ソレノイドバルブが既存の配管システムにスムーズに接続できるかどうかが保証されます。次に、媒体の種類、温度、粘度などの流体パラメータも重要な考慮事項であり、これらはソレノイドバルブの材料選定とシール性能に直接影響します。
圧力パラメータと電気パラメータも無視できません。圧力パラメータには、作動圧力範囲と圧力変動が含まれ、これらはソレノイドバルブの耐圧能力と安定性を決定します。また、電源電圧、周波数などの電気パラメータは、ソレノイドバルブの正常な動作を確保するために、現場の電源条件に適合させる必要があります。
動作モードの選択は、通常開型、通常閉型、スイッチング型など、特定のアプリケーションシナリオによって異なります。特定の環境での安全性と使用ニーズを満たすために、モデルの選択時には防爆、耐腐食などの特別な要件も十分に考慮する必要があります。
ソレノイドバルブ選定ガイド
産業オートメーション分野において、電磁弁は流体制御の重要な構成要素であり、その選定は特に重要です。適切な選定はシステムの安定した動作を確保しますが、不適切な選定は機器の故障や安全事故につながる可能性があります。したがって、電磁弁を選定する際には、一定の原則と手順に従い、関連する選定事項に注意を払う必要があります。
1. 選定原則
安全性は電磁弁選定の第一原則です。選定した電磁弁は、作動中に人や設備に危害を及ぼさないことを保証する必要があります。適用性とは、電磁弁がシステムの制御要件を満たし、流体のオンオフと流れ方向を確実に制御できることを意味します。信頼性とは、電磁弁の長寿命と低い故障率によってメンテナンスコストを削減することです。経済性とは、上記の要件を満たすことを前提に、可能な限りリーズナブルな価格でコストパフォーマンスの高い製品を選択することです。
2. 選択手順
まず、流体の特性、温度、圧力などのパラメータ、システムの制御方法、動作周波数など、システムの動作条件と要件を明確にする必要があります。次に、これらの条件と要件に応じて、2位置3方向、2位置5方向などの適切なソレノイドバルブのタイプを選択します。次に、インターフェースサイズ、直径などを含むソレノイドバルブの仕様と寸法を決定します。最後に、手動操作、防爆など、実際のニーズに応じて追加機能とオプションを選択します。
3. 選択上の注意
選定プロセスでは、以下の点に特に注意する必要があります。まず、腐食性媒体と材料の選択です。腐食性媒体の場合、プラスチックバルブやオールステンレス製品など、耐腐食性材料で作られたソレノイドバルブを選択する必要があります。次に、爆発性環境と防爆レベルです。爆発性環境では、対応する防爆レベルの要求を満たすソレノイドバルブを選択する必要があります。さらに、環境条件とソレノイドバルブの適応性、電源条件とソレノイドバルブのマッチング、動作の信頼性と重要場面の保護、ブランドの品質とアフターサービスの考慮事項などの要素も考慮する必要があります。これらの要素を総合的に考慮することによってのみ、安全で経済的なソレノイドバルブ製品を選択することができます。


投稿日時: 2024年4月19日

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