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电磁阀的主要特点及其技术发展趋势分

 

  电磁阀作为自动化仪表的一种执行器,近年来用量急剧上升。本文分析了电磁阀的主要特点,并侧重应用的角度对国内成熟技术的发展动态作简要综述,分别在精简化、智能化、通用化、专用化方向作了考察,并略对影响电磁阀技术发展的社会因素作点探讨。


  一、电磁阀的主要特点


  (1)外漏堵绝,内漏易控,使用安全。内外泄漏是危及安全的要素。其它自控阀通常将阀杆伸出,由电动、气动、液动执行机构控制阀芯的转动或移动。这都要解决长期动作阀杆动密封的外泄漏难题;唯有电磁阀是用电磁力作用于密封在隔磁套管内的铁芯完成,不存在动密封,所以外漏易堵绝。电动阀力矩控制不易,容易产生内漏,甚至拉断阀杆头部;电磁阀的结构型式容易控制内泄漏,直至降为零。所以,电磁阀使用特别安全,尤其适用于腐蚀性、有毒或高低温的介质。


  (2)系统简单,便接电脑,价格低谦。电磁阀本身结构简单,价格也低,比起调节等其它种类执行器易于安装维护。更显著的是所组成的自控系统简单得多,价格要低得多。由于电磁阀是开关信号控制,与工控计算机连接十分方便。在当今电脑普及,价格大幅下降的时代,电磁阀的优势就更加明显。


  (3)动作快递,功率微小,外形轻巧。电磁阀响应时间可以短至几个毫秒,即使是先导式电磁阀也可以控制在几十毫秒内。由于自成回路,比之其它自控阀反应更灵敏。设计得当的电磁阀线圈功率消耗很低,属节能产品;还可做到只需触发动作,自动保持阀位,平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小,既节省空间,又轻巧美观。


  (4)调节精度受限,适用介质受限。电磁阀通常只有开关两种状态,阀芯只能处于两个极限位置,不能连续调节,(力图突破的新构思不少,但还都处于试验试用阶段)所以调节精度还受到一定限制。电磁阀对介质洁净度有较高要求,含颗粒状的介质不能适用,如属杂质须先滤去。另外,粘稠状介质不能适用,而且,特定的产品适用的介质粘度范围相对较窄。


  (5)型号多样,用途广泛。电磁阀虽有先天不足,优点仍十分突出,所以就设计成多种多样的产品,满足各种不同的需求,用途极为广泛。电磁阀技术的进步也都是围绕着如何克服先天不足,如何更好地发挥固有优势而展开。

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  二、电磁阀技术的发展简介更多电磁阀技术


  精简化方向的发展至精必至简,唯有简单的才能长久流传。这也是科学家和工程师的永久追求。


  (1)简化控制回路以往的执行器大量采用气动和电动的控制回路,这增加了系统的复杂性,而先导型电磁阀则在阀内形成利用工作介质自身的控制回路,结构甚为简单。过去国内外电磁阀多项技术参数还受限制,现在国内电磁阀通径已扩展至30Omm;介质温度低至--200℃,高至450℃;工作压力从真空到25MPa。动作时间从十几秒到几毫秒。这些技术的新发展已完全可以取代原有体积庞大价格昂贵的两位控制的快速切断阀和气动开关阀,电动开关阀,也能部分取代连续调节的气动、电动调节阀。(怎样才能更好地满足调节精度要求,下文还要述及)。国外的纺织、轻工、城建等行业已大量改用电磁阀,而冶金、化工等行业则率先在辅助系统中使用越来越多的电磁阀。国内自控专业技术人员已越来越多地关注电磁阀了。


  (2)简化管路系统自动控制阀工作时在管路上还须配用一些辅助阀门和管件。例如图1所示的隔离旁路是典型的安装方法,须配三个手动阀,其中手动阀1是旁路阀,手动备用。而手动阀2和3是隔离阀,保证自动控制阀5的在线维修。当然还得配两只三通4和活接头6。这种管路系统所占空间大,安装又费时,还容易泄漏。ZDF系列多功能电磁阀巧妙地省去了这些外加的附件仍具有隔离旁路的功能,因而荣获日内瓦国际新技术金质奖。自动控制阀的前面需加装过滤器。多个自控阀联合使用还常需安装单向阀以防管道之间的干扰。现在,单向电磁阀、组合电磁阀和带过滤的电磁阀都已在简化管路方面发挥了作用。


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  电磁阀的四大性能


  一、电磁阀的安全性:

  1、腐蚀性介质:宜选用塑料王电磁阀和全不锈钢;对于强腐蚀的介质必须选用隔离膜片式。例CD-F、Z3CF。中性介质,也宜选用钢合金为阀壳材料的电磁阀,否则,阀壳中常有锈屑脱落,尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。

  2、爆炸性环境:必须选用相应防爆等级产品,露天安装或粉尘多场合应选用防水,防尘品种。

  3、电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。


  二、电磁阀的适用性:


  1、介质特性

  质气,液态或混合状态分别选用不同品种的电磁阀,例ZQDF用于空气,ZQDF—Y用于液体,ZQDF—2(或-3)用于蒸汽,否则易引起误动作。ZDF系列多功能电磁阀则可通通于气、液体。最好订时告明介质状态,安装用户就不必再调式。

  质温度不同规格产品,否则线圈会烧掉,密封件老化,严重影响寿命命。

  介质粘度,通常在50cSt以下。若超过此值,通径大于15mm用ZDF系列多功能电磁阀作特殊订货。通径小于15mm订高粘度电磁阀。

  介质清洁度不高时都应在电磁阀前配装反冲过滤阀,压力低时尚可选用直动膜片式电磁阀作例如CD—P。

  介质若是定向流通,且不允许倒流ZDF—N和ZQDF—N单需用双向流通,请作特殊要求提出。

  介质温度应选在电磁阀允许范围之内。


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  2、管道参数


  根据介质流向要求及管道连接方式选择阀门通口及型号。例如,用于一条管道向两条管道切换的,小通径的选CA5和Z3F,中等或大通径请选ZDF—Z1/2。又如控制两条管道汇流的,请选ZDF—Z2/1等。

  根据流量和阀门Kv值选定公称通径,也可选同管道内径。请注意有的厂家未标有Kv值,往往阀孔尺寸小于接口管径,切不可贪图价低而误事。

  工作压差最低工作压差在0、04Mpa以上是可选用间接先导式;最低工作压差接近或小于零的必须选用直动式或分步直接式。


  3、环境条件

  环境的最高和最低温度应选在允许范围之内,如有超差需作特殊订货提出。

  环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合,应选防水电磁阀

  环境中经常有振动,颠簸和冲击等场合应选特殊品种,例如船用电磁阀。

  在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀

  环境空间若受限制,请选用多功能电磁阀,因其省去了旁路及三只手动阀且便于在线维修。


  4、电源条件

  根据供电电源种类,分别选用交流和直流电磁阀。一般来说交流电源取用方便。

  电压规格用尽量优先选用AC220V、DC24V。

  电源电压波动通常交流选用+%10%、-15%,直流允许±%10左右,如若超差,须采取稳压措施或提出特殊订货要求。

  应根据电源容量选择额定电流和消耗功率。须注意交流起动时VA值较高,在容量不足时应优先选用间接导式电磁阀。


  5、控制精度

  普通电磁阀只有开、关两个位置,在控制精度要求高和参数要求平稳时请选用多位电磁阀;Z3CF三位常开电磁阀,具有微启,全开和关闭三种流量;ZDF—Z1/1组合多功能电磁阀具有全开、大开、小开、全开四种流量。

  动作时间:指电信号接通或切断至主阀动作完成时间,只有本公司专利产品多功能电磁阀可对开启和关闭时间分别调节,不仅可满足控制精度要求,还可防止水锤破坏。


  






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