一種帶止回裝置電磁閥的設(shè)計及應(yīng)用

李瑞榮 李夏楠

摘? 要：文章介紹了一種帶止回裝置電磁閥的構(gòu)思，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，分析了優(yōu)化設(shè)計后一種帶止回裝置電磁閥在控制系統(tǒng)中的實(shí)際運(yùn)用情況。希望通過文章的分析，能夠?qū)ο嚓P(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：止回裝置;電磁閥;優(yōu)化組合;彈簧復(fù)位;結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TH134? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0096-02

Abstract： This paper introduces the conception， structure and working principle of a solenoid valve with a check device， and analyses the practical application of the optimized solenoid valve with a check device in the control system. Hope that through the analysis of the article， can provide reference for related work.

Keywords： check device; solenoid valve; optimization grouping; spring reset; structure

1 概述

在自動化生產(chǎn)過程中，電磁閥以其結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠、密封性好、泄漏量低、維護(hù)方便、性價比高等優(yōu)點(diǎn)被大量選用。但是普通常規(guī)的電磁閥只能執(zhí)行單向截止，是因為常規(guī)電磁閥的閥塞（閥芯）關(guān)閉時借助閥前進(jìn)口端介質(zhì)的壓力和閥塞的自重以及復(fù)位彈簧的作用力[1]。即進(jìn)口端的介質(zhì)壓力應(yīng)大于出口端的介質(zhì)壓力，反之介質(zhì)則會出現(xiàn)倒流，為了防止介質(zhì)倒流，目前普遍采用是在電磁閥出口端的一定距離內(nèi)安裝止回閥[3]。這種情況下，管道配件增多，所占空間增大，連接件之間容易泄漏，安裝煩瑣，使得生產(chǎn)成本增加。本文介紹的一種帶止回閥裝置的電磁閥可以克服以上缺點(diǎn)，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用性強(qiáng)，完全滿足工藝自動化需求。

2 構(gòu)思

（1）將普通電磁閥和止回閥巧妙的組合在一起，這樣可以省去一只閥體，減少重量，降低材料成本，減少加工工序，可以優(yōu)化工藝過程，提高生產(chǎn)效率。

（2）電磁閥在其完成工作動作時利用了閥體的上側(cè)部位，而閥體孔的下側(cè)部位用作止回閥密封面及閥座連接面。

（3）在止回閥座上設(shè)置定位導(dǎo)向孔，這樣既能保證止回閥上下移動的同軸度，又能保證止回閥關(guān)閉時的泄漏量。

（4）采用結(jié)構(gòu)合適的止回閥密封件，可以更換成不同的材料性質(zhì)，以便適應(yīng)不同的生產(chǎn)工況。

3 結(jié)構(gòu)

一種帶止回閥的電磁閥結(jié)構(gòu)由兩大部分組成（見圖1）一部分為可制成各種型式結(jié)構(gòu)的普通（或防爆型）電磁閥，此處僅舉一種分步直動型電磁閥為例，在閥腔上側(cè)主要由閥芯部件3、旋蓋部件2、線圈部件4組成。閥芯部件包括閥塞組件、擋蓋、閥桿組件、活動鐵芯組件構(gòu)成。閥塞組件與擋蓋采用軸與孔的間隙配合用孔用擋圈連接固定，具有裝配方便、同軸度高等特點(diǎn)。閥桿與活動鐵芯組件采用不銹鋼圓柱銷兩端冷鉚而成，保證其連接可靠、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)[3]。

閥芯部件3和旋蓋部件2采用間隙配合一起安裝在閥體上，線圈部件4通過上端的固緊螺釘固定在旋蓋部件的導(dǎo)管上。當(dāng)線圈接受電控信號后，閥芯部件在電磁力的作用下自動開啟或關(guān)閉閥門，實(shí)現(xiàn)對管道中介質(zhì)流體的通斷控制，從而對系統(tǒng)中的溫度、流量、壓力等參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)或遠(yuǎn)程控制[2]。

另一部分為在閥體出口端的止回裝置，由閥孔的出口處加工成止回閥密封座、止回閥座7、止回閥芯部件5、和復(fù)位彈簧6構(gòu)成。止回閥座7與止回閥芯部件5通過圓柱軸、孔的配合來保證其同軸度要求和裝配精度，以達(dá)到止回閥的密封性能。當(dāng)出口端介質(zhì)壓力等于或大于進(jìn)口端的介質(zhì)壓力時，止回閥在復(fù)位彈簧6和介質(zhì)壓力的作用下止回閥芯部件5上移與止回密封閥座貼合，從而阻止了介質(zhì)倒流。

4 應(yīng)用

一種帶有止回裝置的電磁閥在工業(yè)生產(chǎn)自動控制過程中應(yīng)用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)溫度、介質(zhì)壓力、和物體配料等工況的自動控制。

（1）溫度控制中的應(yīng)用：圖2所示的兩臺帶有止回裝置的電磁閥用來分別控制進(jìn)入熱交換器蒸汽（或熱水）和冷水（或冷媒）管道，廣泛的用來控制烘房、消毒鍋、溶液、反應(yīng)釜等的溫度。

（2）壓力控制中的應(yīng)用：圖3所示的分段調(diào)壓系統(tǒng)管道中，三臺帶有止回裝置的電磁閥安裝在三臺不同定值的減壓閥之后，開啟某一電磁閥可輸出某一不同的壓力。

（3）配料系統(tǒng)中的應(yīng)用：圖4所示的兩臺帶有止回裝置的電磁閥用來防止兩種原料的管道中壓力不同而引起倒流，或者應(yīng)反應(yīng)后容器內(nèi)的壓力大于原料管道的壓力而引起的倒流。

5 原理

一種帶有止回裝置的電磁閥，當(dāng)電磁線圈通電后，閥芯部件上端的活動鐵芯在電磁力的作用下先帶動小閥桿提起，開啟作用在閥塞上的小閥，減少了作用在大閥上的壓力，隨即帶動大閥，并利用壓力差使大閥開啟，同時止回閥在介質(zhì)壓力的作用下克服復(fù)位彈簧力，使得止回閥芯借助止回閥座上的導(dǎo)向孔下移，開啟止回閥，介質(zhì)流通。當(dāng)電磁線圈斷電后，電磁力消失，閥芯部件因自重和復(fù)位彈簧的作用下下落復(fù)位，同時依靠介質(zhì)壓力，使得小閥、大閥得以緊密閉合，介質(zhì)不再流通。當(dāng)出口介質(zhì)壓力等于或大于進(jìn)口介質(zhì)壓力時，止回閥芯在復(fù)位彈簧和介質(zhì)壓力的作用下上移，使得止回閥芯密封墊圈和閥體的止回密封座緊密貼合，關(guān)閉閥口，有效防止介質(zhì)倒流。

6 特點(diǎn)

一種帶有止回裝置的電磁閥具有：

（1）有限防止介質(zhì)倒流確保管路系統(tǒng)運(yùn)行正常。

（2）通用性強(qiáng)：可氣體、液體通用及蒸汽使用。

（3）使用范圍廣：介質(zhì)溫度可分三組，分別滿足不同客戶的使用要求。

（4）動作可靠：采用分步直接作用式結(jié)構(gòu)型式，可在低壓差情況下可靠工作。

7 結(jié)束語

一種帶有止回裝置的電磁閥在壓力管路系統(tǒng)中依靠電磁線圈的磁力和介質(zhì)壓力的推動實(shí)現(xiàn)閥芯部件和止回閥芯的開啟。當(dāng)出口壓力等于或大于進(jìn)口壓力時，靠復(fù)位彈簧和倒流的介質(zhì)壓力推動止回閥芯實(shí)現(xiàn)關(guān)閉。在實(shí)際使用過程中，一種帶有止回裝置的電磁閥具有優(yōu)良的防介質(zhì)倒流防護(hù)效果，有效保證了系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸培文.實(shí)業(yè)閥門設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2]JB/T7352-2010 工業(yè)過程控制系統(tǒng)用電磁閥[S].

[3]API594-2017 法蘭式、凸耳式、對夾式和對焊止回閥[S].

[4]張欣.最新閥門設(shè)計制造技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書[M].合肥：安徽文化音像出版社，2000.