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[推荐]分析中国电磁阀技术的新发展特点

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,比起调节阀等其它种类执行器易于安装维护。更显着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。

    二、电磁阀技术的发展

    2.1、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。

    (3)简化阀门结构和工艺电磁阀属于原理和结构都简单的自动控制阀,但还要进一步简化。家电行业洗衣机、电冰箱所配的电磁阀,其零部件的结构和工艺都适合于大批量生产。普通电磁阀线圈部件已采用塑料封装,减少引出线断裂的故障,同时易实现防水、防爆等防护要求。阀体、阀盖等部件都已采用精密铸造,锻造等工艺,工程塑料电磁阀也已批量上市。国内防爆电磁阀已不只是隔爆型,还有浇封型、本安型。高压和高温的电磁阀也出现了简化了结构和工艺。

    2.2、智能化方向上的发展这主要是指电磁阀如何与智能仪表更好配合,去提高系统的控制精度和可靠性。一般认为位式调节难以达到很高精度,然而在好多场合采用恰当的方式却可以达到所需的相当高精度,而大大节省了成本更多电磁阀技术

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