BURKERT電磁閥的內部結構優化及應用

【資料簡介】

　　針對BURKERT電磁閥在自動控制系統中常常使用不久就出現咬住卡死、啟閉失靈等性能不穩定的現象。在現場發現：實際上在加熱循環系統時，為確保溫度的穩定，高溫電磁閥的運行頻率高，以使閥芯和閥體內腔孔壁摩擦較嚴重，有縱向傷痕、外圓尺寸減小的缺陷。由于頻繁的啟閉，導致出現泄漏現象。分析原因發現：以導熱油為熱載體，利用熱油循環泵液相循環，在閉路循環的系統中實際上閥的前后壓差幾乎為零。如選用先導式電磁閥，當閥前后壓差小于接近臨界壓差時，更會出現不正常的頻繁動作，加快閥芯磨損。針對不同的情況可有兩種結構選擇。對壓力高且具有一定壓差的線采用ZCG-1系列先導式電磁閥、一般情況均采用ZCG-2分步直動式電磁閥。從結構方面進行優化，設置迷宮槽，加強表面處理，增加補償結構等。
 

　　1)旋蓋和閥芯部件配合間隙配合。首先對閥體旋蓋和閥芯之間的配合進行優化之后，通過用戶實地試用來驗證數據，確定較好的配合間隙，以達到電磁閥在常溫和高溫下動作正常無誤，滿足電磁閥壽命要求[2]。
 

　　2)在閥芯外圓的中部增設迷宮密封結構[3]，見圖1，由于介質自通道流入槽腔后突然擴大，以及介質槽腔流出進入通道時突然縮小，使阻力急劇增大。一連串的大阻力迫使泄漏急劇下降。
 

　　3)對閥芯進行表面處理，提高表面硬度，使閥芯與旋蓋的配合面硬度不一樣。為使表面粗糙度達到鏡面要求并對閥芯的外表面進行精密磨削，從而了閥芯和閥體孔腔的配合精度，以減少閥芯在閥腔上下移動摩擦阻力，防止在高溫下頻繁工作而卡住，使閥門啟閉更加靈活。表面處理后可提高閥芯外圓的硬度、增強耐磨性和耐腐蝕性、延長閥門使用壽命。
 

　　4)旋蓋與閥體分離。即電磁閥的閥體與旋蓋分離，解決電磁閥的閥體在使用過程中長期磨損而需要更換，造成維修不便而且增加成本等問題，采用分離結構可實現快速維修[4]。延長了閥體的使用壽命，可以閥體長期不換的技術要求。
 

　　5)增加復位裝置。分步直動式電磁閥多數采用空程開啟，靠閥芯自重關閉閥門，這樣壓差前后為零，且在閥后壓力閉合的情況下，對關閥的相應時間有一定的影響，動鐵芯內閥桿上部加彈簧復位，可使動作更加，見圖2。
 

　　6)增加補償結構。先導式電磁閥的閥芯外表面增設密封用溝槽，見圖3。在溝槽里安裝彈性環和彈性密封環。彈性密封環采用既耐高溫又耐磨的材料改性聚四氟乙稀制成，鑲嵌在閥芯溝槽里，利用彈性環的張力可以消除活塞間隙。因閥門在正常運行中閥芯總是在不斷地上下滑動，閥芯和閥體磨損之間間隙增大，利用彈性環和彈性密封環漲力的作用，可補償主閥的磨損，從而閥門長期使用不會產生故障。
 

　　過程控制
 

　　解決BURKERT電磁閥性和維修性問題，除了在結構方面考慮合理和適宜材質外，還要在工藝中對其重要性關鍵件實施控制。
 

　　1)旋蓋、閥塞及閥體，是電磁閥的關鍵件。其關鍵點是旋蓋內孔、閥塞外圓尺寸及密封面粗糙度。閥塞的表面處理被定為關鍵工藝過程。由于閥塞表面硬度高，尺寸精度高，易變形，因此有必要對閥塞表面處理進行篩選。對關鍵件還要采取工序能力分析[5]，落實人員、設備，定點、定期進行檢查，采集數據統計分析，以確保零件的加工質量。
 

　　2)電磁閥的焊接部位有閥蓋與隔磁管、隔磁管與定鐵芯的焊接，將原來的自熔焊改為填絲焊接，增加焊接強度，防止疲勞開裂。焊后進行耐壓強度試驗和氣密性檢驗，確保焊接質量。
 

　　3)高溫電磁閥的密封件一般都采用硬密封，為密封性能達到規定要求，必須對閥座密封面和閥芯密封件進行研磨。閥塞、閥座密封面采用配對研磨工藝，更能使密封面的粗糙度值達0.2μm以上[6]。
 

　　維護保養
 

　　在使用BURKERT電磁閥產品的時候，還需要注意電磁閥的安裝問題和工作環境條件：溫度、壓力等。正常使用期間的維護保養對蒸汽電磁閥產品的正常工作也很重要。
 

　　1)安裝前，應仔細閱讀本產品使用說明書，檢查所裝產品是否*符合使用要求。建議使用單位派專人負責使用保養。
 

　　2)安裝前必須將管道及附件充分沖洗，為的是把管道中金屬削末、殘留生料帶、銹垢等雜質*。對于不清潔介質，閥前要安裝過濾器。
 

　　3)安裝時要防止蒸汽冷凝水、雜質等沉積在閥內，注意不能將閥安裝于管道處，以免影響動作。
 

　　4)為確保電磁閥正常投入使用，安裝后需通入介質試動作數次，方可正式使用。
 

　　5)工作時，要注意閥門前后工作壓力，大工作壓力不能過公稱壓力，當需要小工作壓差時，管路工作壓差也必須大于小壓差，防止電磁閥動作失靈。當工作壓力過公稱壓力或大工作壓力時，系統要停止使用或降低工作壓力。