二位五通電磁閥在裝置自保中的作用

劉峰 李煒蘭 姜勇

摘要：隨著石油煉化企業(yè)對裝置生產(chǎn)的安全性要求越來越高，在儀表聯(lián)鎖自保方面設(shè)計(jì)成失電聯(lián)鎖自保，這對于現(xiàn)場一些雙汽缸控制閥門有了一定的要求，要求控制閥在裝置和UPS失電時(shí)，達(dá)到全開或全關(guān)位置，起到安全保護(hù)作用，二位五通電磁閥在此發(fā)揮關(guān)鍵作用。

關(guān)鍵詞：聯(lián)鎖自保;雙汽缸控制閥;緊急停車系統(tǒng)

二位五通電磁閥是電-氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的電氣元件之一.其主要用途是完成氣路的自動(dòng)切換或?qū)崿F(xiàn)氣路的通斷控制，廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門的氣動(dòng)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程操作。根據(jù)其特性，二位五通電磁閥與切斷閥配套使用在裝置自保中發(fā)揮重要的作用。

1.二位五通電磁閥分類、結(jié)構(gòu)及動(dòng)作原理

1.1二位五通電磁閥的分類

（1）二位五通電磁閥分為單電控和雙電控兩種。（2）二位五通單電控電磁閥具有復(fù)位功能，在斷電情況下能達(dá)到指定位置。（3）二位五通雙電控電磁閥具有自保持回路記憶功能，在斷電情況下仍然保持原位。

1.2結(jié)構(gòu)

二位五通單電控電磁閥由電磁先導(dǎo)閥（常閉型）和滑閥兩大部分組成，滑閥是閥體、閥桿、控制活塞、控制端蓋、復(fù)位端蓋、密封件、閥板等組成。二位五通雙電控電磁閥主要由二個(gè)電磁先導(dǎo)閥，連接體和滑閥三大部分組成。

1.3動(dòng)作原理

二位五通單電控電磁閥的動(dòng)作原理：電磁先導(dǎo)閥-通電，由主氣源P來的壓縮空氣，先通過先導(dǎo)閥進(jìn)入滑閥右端，推動(dòng)活塞，閥桿向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，使滑閥切換到B腔工作，A腔放空，即P-B，A-Q2。電磁先導(dǎo)閥-斷電，滑閥右端的壓縮空氣，通過先導(dǎo)閥的放空口放空，而始終作用在閥桿左端的壓縮空氣，推動(dòng)閥桿向右運(yùn)動(dòng)，使滑閥切換到A腔工作，B腔放空，即P-A，B-Q1。至此，滑閥完成一個(gè)動(dòng)作周期，見圖1。

二位五通雙電控電磁閥的動(dòng)作原理：當(dāng)電磁先導(dǎo)閥A-通電（或通電后停電），主氣源來的壓縮空氣通過先導(dǎo)閥A，通過連接體上的孔道及其底部的環(huán)形槽，進(jìn)入滑閥右端的控制活塞腔，推動(dòng)活塞、閥桿向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，B腔工作，A腔放空，即P-B，A-Q2。當(dāng)先導(dǎo)閥通電（或通電后停電），作用在活塞右端控制活塞腔的介質(zhì)，通過連接體上的孔道，先導(dǎo)閥B腔及排空口Q3放空，而作用在閥桿左端的被壓推動(dòng)閥桿向右運(yùn)動(dòng)，使滑閥切換到A腔工作，B腔放空，即P-A，B-Q1。由于此閥換向時(shí)間小于0.08秒，又有0.5MM自保持節(jié)流回路，所以能用電脈沖信號控制，具有記憶性。電磁先導(dǎo)閥在斷電情況下，能夠長時(shí)間的穩(wěn)定，可靠地保持換向位置，見圖2。

二位五通電磁閥通常與雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用，二位是指閥芯可處于兩個(gè)位置，五通是指閥體上有五個(gè)通道通氣，其中一個(gè)與氣源連接，兩個(gè)與雙作用氣缸的外部氣室的進(jìn)出氣口連接，兩個(gè)與內(nèi)部氣室的進(jìn)出口連接。

二位五通電磁閥與雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配套使用時(shí)應(yīng)確認(rèn)線圈通電時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向，以選擇管路連接方式。如果使用雙電控電磁閥，當(dāng)給正動(dòng)作線圈通電，則正動(dòng)作氣路接通（正動(dòng)作出氣孔有氣），即使給正動(dòng)作線圈斷電后正動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給反動(dòng)作線圈通電為止。給反動(dòng)作線圈通電，則反動(dòng)作氣路接通（反動(dòng)作出氣孔有氣），即使給反動(dòng)作線圈斷電后反動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給正動(dòng)作線圈通電為止。

2.二位五通電磁閥在裝置自保中的應(yīng)用

2.1二位五通電磁閥在某裝置應(yīng)用存在的問題

我廠某裝置加熱爐聯(lián)鎖邏輯由鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、快開風(fēng)門、瓦斯切斷閥等組成，快開風(fēng)門與瓦斯切斷閥的開、關(guān)均由二位五通電磁閥來實(shí)現(xiàn)，在與ESD（緊急停車系統(tǒng)）控制系統(tǒng)的調(diào)試中，使用情況良好，可以實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯---在故障情況下將快開風(fēng)門及時(shí)打開，起到安全保護(hù)作用，但是裝置在運(yùn)行了一段時(shí)期以后，有一次突然發(fā)生緊急聯(lián)鎖，現(xiàn)場6臺(tái)快開風(fēng)門并沒有按邏輯要求打開。

2.2問題分析

根據(jù)以上現(xiàn)象對故障原因進(jìn)行仔細(xì)檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖原因是由于快開風(fēng)門的24V信號線接地，引起ESD控制柜的24V供電開關(guān)跳閘保護(hù)，造成現(xiàn)場所有電磁閥失電，因而引起了此次聯(lián)鎖事件，故障原因分析：1在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，加熱爐快開風(fēng)門上的電磁閥設(shè)計(jì)為雙電控二位五通電磁閥，由于在一根穿線管內(nèi)敷設(shè)了二根雙芯電纜，在安裝時(shí)又不合理將電磁閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定在一起，風(fēng)門開、關(guān)引起氣缸部分有一定角度的位移，電磁閥也與氣缸一起移動(dòng)，經(jīng)常使用后，造成電纜保護(hù)外皮破損，引起接地;2因?yàn)槭褂昧穗p電控二位五通電磁閥，在失電情況下，電磁閥的記憶功能使得快開風(fēng)門保持初始的閥位（全關(guān)）。

2.3根據(jù)二位五通電磁閥的特點(diǎn)進(jìn)行問題整改

針對如上事件，我們將快開風(fēng)門上的電磁閥更換為單電控二位五通電磁閥，在與ESD配合使用時(shí)，不僅做到聯(lián)鎖邏輯的要求，而且在失電情況下，單電控二位五通電磁閥的復(fù)位功能，可以使雙氣缸的快開風(fēng)門動(dòng)作到指定的全開位置，做到了安全保護(hù)作用。

3.二位五通電磁閥優(yōu)缺點(diǎn)

3.1優(yōu)點(diǎn)

（1）體積小、重量輕;（2）換向時(shí)間短，動(dòng)作靈敏;（3）對外界環(huán)境要求不高。

3.2缺點(diǎn)

（1）滑閥容易被臟污介質(zhì)阻塞，造成動(dòng)作不靈敏;（2）密封墊圈易老化變形。（3）線圈長時(shí)間帶電，減少使用壽命。

4.結(jié)束語

如今，電磁閥被廣泛的運(yùn)用到石化企業(yè)當(dāng)中，在裝置的不同位置電磁閥的選擇都有所不同，了解了它們的特性，合理運(yùn)用，將對于裝置的長周期運(yùn)行及安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。