高性能節(jié)能型燃氣電磁閥分析

張克軍　劉建飛

基金項目;本論文來自于院級科研項目《1512CWd4.91.00燃氣電磁閥結構改進》（編號：202008）研究成果。

作者簡介：張克軍（1987.09-），男，滿族，遼寧丹東人，研究生，講師，研究方向：機械工程。

摘 要： 在燃氣自控系統(tǒng)當中，現(xiàn)有很多電磁閥產品都不適用，為了有效解決這一情況，開發(fā)研制了高性能節(jié)能型燃氣電磁閥。本文對電磁閥進行了概述，闡述了在燃氣系統(tǒng)當中應用的電磁閥存在的不足，主要是電磁閥缺乏可靠的密封性和電磁閥的能耗很大，分析了高性能節(jié)能型燃氣電磁閥的關鍵技術，對高性能節(jié)能型燃氣電磁閥的性能進行了介紹，旨在促進電磁閥技術的發(fā)展。

關鍵詞： 高性能節(jié)能型;燃氣;電磁閥

【中圖分類號】TH134 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）20-0199-01

在自動控制系統(tǒng)當中，電磁閥是最常用的一類電動執(zhí)行器。電磁閥有著十分緊湊的結構，比較輕的重量，在使用過程中維護起來十分的方便和簡單，電磁閥的價格比較的低廉，這些優(yōu)點，使得電磁閥的應用比較廣泛。但是，在進行燃氣自控系統(tǒng)的設計實踐過程當中，有很多電磁閥不適用于燃氣自控系統(tǒng)當中，為了讓電磁閥能夠有效運用于燃氣系統(tǒng)，需要開發(fā)高性能節(jié)能型的燃氣電磁閥。本文對高性能節(jié)能型的燃氣電磁閥的分析具有現(xiàn)實意義[1]。

1 在燃氣系統(tǒng)當中應用的電磁閥存在的不足

1.1 電磁閥缺乏可靠的密封性

對于電磁閥的設計工作來說，大多數(shù)的電磁閥有著很高的壓差，這樣的目的是為了在關斷的時候，能夠利用工作介質的壓力來使密封性能得到增加，但是因為燃氣管網壓力很低，特別是人工煤氣管網壓力更低，電磁閥的工作壓差變得很小，這使得密封性能變得很低。

1.2 電磁閥的能耗很大

在磁路的工作間隙當中，主要消耗著電磁鐵的功率。在鐵芯吸合之后，對吸合進行維持需要很小的功率就可以了。但是已有的電磁閥在鐵芯吸合以后，電磁線圈仍然還在滿功率的情況下進行工作，這就會使大量的電能被浪費掉了。在電磁閥選擇上缺乏性能非常好的來使用，這使得在設計的過程當中，需要增加其它執(zhí)行機構才可以。

2 高性能節(jié)能型燃氣電磁閥的關鍵技術

2.1 密封問題

解決密封問題是研制高性能節(jié)能型電磁閥的關鍵，對其從多方面進行了細致的研究，采用了新的技術措施。已有的電磁閥只有一對密封副，對密封副個數(shù)進行增加，使得新的電磁閥運用兩對密封副。這樣一來，若是有一對密封副失去了作用，另外一對密封副仍然能夠進行有效的工作，從而使密封的可靠性得到了提高。在電磁閥當中，兩對密封副能夠促成密封系統(tǒng)，只有兩對密封副有失去了密封的性能，才能使整個密封系統(tǒng)失去密封性，這樣的系統(tǒng)被稱為是并聯(lián)系統(tǒng)，并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度總是會大于系統(tǒng)當中的任意單元的可靠度。在新研制的高性能電磁閥當中，對其中一個密封面運用了錐面，錐面同平面相比有著這樣的優(yōu)點，固體雜質不容易附著到錐面上，這樣能夠使密封的可靠性得到有效的提高。密封性能受到密封件的硬度影響，經過研究表明，密封件的中等硬度是65°±5°，之后又經過對驗證，確定密封件的硬度是65°±5°[2]。

2.2 節(jié)能問題

在我國對電磁閥的節(jié)能問題已經受到了關注，在執(zhí)行器行業(yè)當中節(jié)能型電磁閥是一項關鍵的科技內容。經過研究發(fā)現(xiàn)線圈的磁勢和工作的氣隙是成正比的，在鐵芯吸合以后，工作的氣隙變得很小，在這樣的情況下維持吸合的磁勢會比較小。在已有的電磁閥中，當鐵芯吸合以后，電磁線圈兩端的電壓依然是電源的電壓，磁勢也沒有變化，這樣就使得電能產生了浪費，通電的持續(xù)率越大，使得電能存在的浪費就越大。研制的高性能節(jié)能型電磁閥采用的是電子線路，這使得通電后的電磁閥，在極短的時間內，電磁線圈兩端的電壓從電源電壓降為低電壓，從而使線圈的工作電流得到了有效的減少，線圈的磁勢降為能夠維持吸合所需要的磁勢。這樣一來就使得電能得到了極大的節(jié)約。根據(jù)資料的介紹節(jié)約的電能能夠達到90%以上，這使得資源得到了有效的節(jié)約。如圖是節(jié)能效果的示意圖，圖中1表示的是已有電磁閥的磁勢，圖中2表示的是新的高性能節(jié)能型電磁閥的磁勢。在圖中t1表示的是開始通電的時刻，t′1表示的是由電源電壓降為低電壓的時刻，t2表示的是斷電的時刻，t′2表示的是新的高性能電磁閥電壓降為零的時刻，t″2表示的額是已有電磁閥電壓降為零的時刻。

3 高性能節(jié)能型燃氣電磁閥性能介紹

在高性能節(jié)能型燃氣電磁閥中試階段，對樣機的結構，對樣機的外觀以及對樣機的工藝都進行了改進，使產品的規(guī)格得到了有效的擴大，在此基礎上對改進的高性能節(jié)能型燃氣電磁閥進行了小批量的生產。新產品根據(jù)新的行業(yè)標準的相關規(guī)定，對型式進行了有效的檢驗，在型式檢驗的過程中，委托了專業(yè)的檢驗結構來進行，經過專業(yè)機構檢驗，新產品的15個項目全都是合格的，在檢驗當中十分關鍵的指標是泄漏量和壽命[3]。對三個公稱通徑為40mm的樣品進行了測試，其中一個公稱通徑為40mm的樣品壽命超過了33萬次，而其它兩個經過測試壽命超過了50萬次，由此可見新產品在壽命上超過了標準規(guī)定的30萬次。

結束語：針對電磁閥存在的密封不可靠和能耗大情況，對現(xiàn)有的電磁閥進行研制，研制出來的高性能節(jié)能型燃氣電磁閥能夠對這些問題進行有效的克服，尤其是能夠重點解決密封不可靠的問題，并且極大地節(jié)約了電能。

參考文獻

[1] 江宇， 謝誼， 黃遜青，等.近零泄漏型燃氣電磁閥設計方案探討[J].日用電器， 2019，（8）：33-38.

[2] 劉健， 劉曉霏， 肖抓，等.發(fā)動機電磁閥用軟磁合金熱處理工藝方法研究[J].金屬加工：熱加工， 2019，（5）：83-85.

[3] 張毅， 劉樺.燃氣用具自吸電磁閥工作電壓受溫升影響的探討[J].數(shù)字化用戶， 2018， 24（24）：253-254.