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電磁閥的主要特點(diǎn)以及發(fā)展
點(diǎn)擊次數(shù)：280 發(fā)布時(shí)間：2014-1-11
論文摘要：電磁閥作為自動(dòng)化儀表的一種執(zhí)行器，近年來用量急劇上升。本文分析了電磁閥的主要特點(diǎn)，并側(cè)重應(yīng)用的角度對(duì)國(guó)內(nèi)成熟技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)作簡(jiǎn)要綜述，分別在精簡(jiǎn)化、智能化、通用化、化方向作了考察，并略對(duì)影響電磁閥技術(shù)發(fā)展的社會(huì)因素作點(diǎn)探討。
一、電磁閥的主要特點(diǎn)
（1）外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全。
內(nèi)外泄漏是危及安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出，由電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)。這都要解決長(zhǎng)期動(dòng)作閥桿動(dòng)密封的外泄漏難題； 唯有電磁閥是用電磁力作用于密封在隔磁套管內(nèi)的鐵芯完成，不存在動(dòng)密封，所以外漏易堵絕。電動(dòng)閥力矩控制不易，容易產(chǎn)生內(nèi)漏，甚至拉斷閥桿頭部；電磁閥的結(jié)構(gòu)型式容易控制內(nèi)泄漏，直至降為零。所以，電磁閥使用特別安全，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。
（2）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便接電腦，價(jià)格低謙。
電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 價(jià)格也低 ， 比起調(diào)節(jié)閥等其它種類執(zhí)行器易于安裝維護(hù)。更 顯著的是所組成的自控系統(tǒng)簡(jiǎn)單得多 ， 價(jià)格要低得多。由于電磁閥是開關(guān)信號(hào)控制， 與 工控計(jì)算機(jī)連接十分方便。在當(dāng)今電腦普及 ， 價(jià)格大幅下降的時(shí)代 ， 電磁閥的優(yōu)勢(shì)就更 加明顯。
（3）動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧。
電磁閥響應(yīng)時(shí)間可以短至幾個(gè)毫秒，即使是先導(dǎo)式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內(nèi)。由于自成回路，比之其它自控閥反應(yīng)更靈敏。設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)碾姶砰y線圈功率消耗很低，屬節(jié)能產(chǎn)品；還可做到只需觸發(fā)動(dòng)作，自動(dòng)保持閥位，平時(shí)一點(diǎn)也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節(jié)省空間， 又輕巧美觀。
（4）調(diào)節(jié)精度受限，適用介質(zhì)受限。
電磁閥通常只有開關(guān)兩種狀態(tài)，閥芯只能處于兩個(gè)極限位置，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，（力圖突破的新構(gòu)思不少，但還都處于試驗(yàn)試用階段）所以調(diào)節(jié)精度還受到一定限制。
電磁閥對(duì)介質(zhì)潔凈度有較高要求，含顆粒狀的介質(zhì)不能適用，如屬雜質(zhì)須先濾去。另外， 粘稠狀介質(zhì)不能適用，而且，特定的產(chǎn)品適用的介質(zhì)粘度范圍相對(duì)較窄。
（5）型號(hào)多樣，用途廣泛。
電磁閥雖有先天不足，優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，所以就設(shè)計(jì)成多種多樣的產(chǎn)品，滿足各種不同的需求，用途極為廣泛。電磁閥技術(shù)的進(jìn)步也都是圍繞著如何克服先天不足，如何更好地發(fā)揮固有優(yōu)勢(shì)而展開。
二、電磁閥技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介更多電磁閥技術(shù)
2.1、精簡(jiǎn)化方向的發(fā)展
至精必至簡(jiǎn)，唯有簡(jiǎn)單的才能長(zhǎng)久流傳。
這也是科學(xué)家和工程師的*追求。
（1）簡(jiǎn)化控制回路
以往的執(zhí)行器大量采用氣動(dòng)和電動(dòng)的控制回路，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而先導(dǎo)型電磁閥則在閥內(nèi)形成利用工作介質(zhì)自身的控制回路，結(jié)構(gòu)甚為簡(jiǎn)單。過去國(guó)內(nèi)外電磁閥多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)還受限制，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)電磁閥通徑已擴(kuò)展至30Omm；介質(zhì)溫度低至--200 ℃，高至450 ℃；工作壓力從真空到25MPa。動(dòng)作時(shí)間從十幾秒到幾毫秒。這些技術(shù)的新發(fā)展已*可以取代原有體積龐大價(jià)格昂貴的兩位控制的快速切斷閥和氣動(dòng)開關(guān)閥，電動(dòng)開關(guān)閥，也能部分取代連續(xù)調(diào)節(jié)的氣動(dòng)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。（怎樣才能更好地滿足調(diào)節(jié)精度要求，下文還要述及）。國(guó)外的紡織、輕工、城建等行業(yè)已大量改用電磁閥，而冶金、化工等行業(yè)則在輔助系統(tǒng)中使用越來越多的電磁閥。國(guó)內(nèi)自控專業(yè)技術(shù)人員已越來越多地關(guān)注電磁閥了。
（2）簡(jiǎn)化管路系統(tǒng)
自動(dòng)控制閥工作時(shí)在管路上還須配用一些輔助閥門和管件。例如圖1所示的隔離旁路是典型的安裝方法，須配三個(gè)手動(dòng)閥，其中手動(dòng)閥1是旁路閥，手動(dòng)備用。而手動(dòng)閥2和3是隔離閥， 保證自動(dòng)控制閥5的在線維修。當(dāng)然還得配兩只三通4和活接頭6。這種管路系統(tǒng)所占空間大 ， 安裝又費(fèi)時(shí)，還容易泄漏。ZDF系列多功能電磁閥巧妙地省去了這些外加的附件仍具有隔離旁路的功能，因而榮獲日內(nèi)瓦新技術(shù)金質(zhì)獎(jiǎng)。
自動(dòng)控制閥的前面需加裝過濾器。多個(gè)自控閥聯(lián)合使用還常需安裝單向閥以防管道之間的干擾?，F(xiàn)在，單向電磁閥、組合電磁閥和帶過濾的電磁閥都已在簡(jiǎn)化管路方面發(fā)揮了作用。（本公司還推出了反沖過濾閥，兼開關(guān)和過濾功能，并且不須拆閥就可沖洗濾芯，獲得了中美發(fā)明。）
（3）簡(jiǎn)化閥門結(jié)構(gòu)和工藝
電磁閥屬于原理和結(jié)構(gòu)都簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制閥，但還要進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
家電行業(yè)洗衣機(jī)、電冰箱所配的電磁閥，其零部件的結(jié)構(gòu)和工藝都適合于大批量生產(chǎn)。普通電磁閥線圈部件已采用塑料封裝，減少引出線斷裂的故障，同時(shí)易實(shí)現(xiàn)防水、防爆等防護(hù)要求。閥體、閥蓋等部件都已采用精密鑄造，鍛造等工藝，工程塑料電磁閥也已批量上市。國(guó)內(nèi)防爆電磁閥已不只是隔爆型，還有澆封型、本安型。高壓和高溫的電磁閥也出現(xiàn)了簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和工藝。
2.2、智能化方向上的發(fā)展
這主要是指電磁閥如何與智能儀表更好配合， 去提高系統(tǒng)的控制精度和可靠性。
一般認(rèn)為位式調(diào)節(jié)難以達(dá)到很高精度， 然而在好多場(chǎng)合采用恰當(dāng)?shù)姆绞絽s可以達(dá)到所需的相當(dāng)高精度，而大大節(jié)省了成本更多電磁閥技術(shù)
（1）雙聯(lián)組合電磁閥。
這是一種不同大小的電磁閥組合在一起。
大量使用的加油機(jī)對(duì)油的計(jì)量精度高達(dá)0.02%，都采用雙聯(lián)電磁閥。大閥開啟，使得加油在較短的時(shí)間內(nèi)接近完成；然后大閥關(guān)閉，由小閥補(bǔ)充保證流量精度。此項(xiàng)技術(shù)國(guó)外已應(yīng)用多年，產(chǎn)品由世界的電磁閥專業(yè)公司ASCO Honeywell等公司制造。現(xiàn)在本公司生產(chǎn)雙聯(lián)電磁閥已達(dá)到進(jìn)口產(chǎn)品的指標(biāo)，還有*的性能。
順便指出國(guó)內(nèi)油庫大流量的計(jì)量還在引進(jìn)或仿造國(guó)外的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、性能欠穩(wěn)定的多段關(guān)閉閥，這種產(chǎn)品并非世界的專業(yè)公司所制，因?yàn)槭袌?chǎng)需求量沒達(dá)到足以引以他們的興趣。實(shí)際上我們的油庫采用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大流量的雙聯(lián)組合閥，效果會(huì)好得多。
雙聯(lián)組合閥還常用來控制溫度、壓力、液位等參數(shù)。大閥保證基礎(chǔ)量，小閥提供補(bǔ)償量。在參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)中，這種位式控制能達(dá)相當(dāng)高精度。好些參數(shù)變化較大的系統(tǒng)，變化的速率仍受一定制約，例如溫度控制系統(tǒng)，仍受熱慣性的影響。所以運(yùn)用得當(dāng)?shù)碾p聯(lián)組合閥在滿足控制要求的前提下相對(duì)于調(diào)節(jié)閥能大幅降低成本。
（2）三位電磁閥與數(shù)字閥
三位電磁閥的閥芯有三個(gè)工作位置，平時(shí)不通電，處于微啟狀態(tài)，閥門提供初始流量；給一種電信號(hào)，電磁閥全開，提供大流量；給另種電信號(hào)，閥門關(guān)閥。閥門還帶有手動(dòng)裝置， 使得長(zhǎng)期關(guān)閥時(shí)也不需耗電。三位電磁閥可視為一種結(jié)構(gòu)更為緊湊的雙聯(lián)電磁閥，它很方便地實(shí)現(xiàn)三位調(diào)節(jié)，得到了很多應(yīng)用。
ZDF多功能電磁閥
進(jìn)一步的思路是n個(gè)大小成一定比例的電磁閥組成2n種流量，類似于數(shù)字電路稱這種組合閥為數(shù)字閥。實(shí)際上兩個(gè)大小不同的雙聯(lián)閥或三位閥就可產(chǎn)生24=16或32=9種流量，已經(jīng)能達(dá)非常高的精度。從原理上說，它與工控計(jì)算機(jī)配套具有優(yōu)勢(shì)，但由于應(yīng)用領(lǐng)域還沒有提出大量的需求，這項(xiàng)技術(shù)尚處于試驗(yàn)階段。
（3）自保持型電磁閥
自保持型電磁閥就是只需瞬間通電即完成閥門開關(guān)動(dòng)作，閥芯位置不需電來保持。它的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)約能源尤其是用電池作電源的場(chǎng)合，而且可不考慮溫升，從而線圈壽命長(zhǎng)，在高低溫、防爆等場(chǎng)合有較高安全性。常見的有機(jī)械式保持和永磁體保持，又分雙線圈和單線圈，以單線圈磁保持結(jié)構(gòu)zui為簡(jiǎn)單。它是以改變直流電源極性改變對(duì)應(yīng)閥門開關(guān)的兩種狀態(tài)。這種電磁閥單獨(dú)安裝線圈外部接線需加轉(zhuǎn)換開關(guān)，而與智能儀表配套則十分方便。IC卡預(yù)收費(fèi)煤氣表和水表所配的電磁閥是儀表成敗的關(guān)鍵之一，其中的自保持技術(shù)又是電磁閥的成敗的重要因素，國(guó)內(nèi)的自保持電磁已日趨成熟，本公司已為多家智能表廠提供配套。
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