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化工介质先导式电磁阀选型分析

先导式电磁阀因其结构简单、动作迅速、无外漏、造价低廉等特点被广泛应用于工农业过程控制系统的自动控制，实现接通管路介质和切断管路介质的功能。由于某些特殊情况，先导式电磁阀在实际应用中经常会出现反向压力大于正向压力的情形，特别是一条主管控制多个分支管路时，会出现因相邻先导式电磁阀开启，导致其他先导式电磁阀进口压力可能低于出口压力而出现的“反流"现象，致使电磁阀丧失截止隔离功能。

本文通过分析“反流"故障模式和发生原因，提出在保持先导式电磁阀现有工作参数不变的情况下，将电磁阀的先导阀和主阀之间介质通道中的节流元件改成微型单向阀的解决方案，以较低成本解决“反流"问题。
通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。

直动式电磁阀的工作原理是，当线圈通电后，会产生电磁力，这个力会直接拉动阀芯，从而联通气路。对于常闭型电磁阀，在通电时，电磁线圈产生的电磁力会提起关闭件，使其离开阀座，阀门因此打开；而当断电时，电磁力消失，弹簧的作用将关闭件压回阀座上，阀门随之关闭。（常开型电磁阀的工作原理则与此相反。）

【 化工介质先导式电磁阀选型分析先导式电磁阀 】

先导式电磁阀的工作原理是，当线圈通电后，它会驱动先导块内的动作单元件，从而联通先导部分的气路，使滑阀活塞的一侧形成一定的气压。这个气压作用在活塞上，推动滑阀阀芯产生位移，进而实现气路的切换。

02化工介质先导式电磁阀选型分析性能对比

【 工作压力范围 】

先导式电磁阀的工作原理要求单电控先导结构必须克服滑阀一侧的弹簧压力，因此其工作压力不得低于0.05Mpa，否则先导阀将无法开启。然而，对于双电控先导式电磁阀而言，其启动无需压差，即零压差下也可启动。

直动式电磁阀的特点在于其无压差启动能力，无论是在真空、负压还是零压环境下，都能保持正常工作状态。

【 响应速度 】

直动式电磁阀的启动速度相较于先导式电磁阀更为迅速。然而，在实际应用中，针对多数工作状况，这两种类型的电磁阀性能差异并不显著。

【 流通能力 】

在相同阀芯公称通径的条件下，直动式电磁阀的Cv值通常小于先导式电磁阀，这意味着先导式电磁阀在流通能力上更为出色。

【 功率与损耗 】

在一般情况下，直动式电磁阀的功率和损耗值往往高于先导式电磁阀。然而，先导式电磁阀具有较低的功耗，这使得它能够频繁且长时间地通电，而不用担心线圈会因过热或烧毁。因此，在需要频繁通电或长时间通电的应用场景中，先导式电磁阀显然是更合适的选择。

【 结构设计 】

直动式电磁阀以其结构简单、紧凑且体积小的特点著称。在线圈失电时，阀芯依靠弹簧进行复位，只要阀芯的密封性能良好，通常就能确保其正常工作。相比之下，先导式电磁阀的结构更为复杂，体积也相对较大。其先导结构包含先导块气路，气孔直径通常为1-1.5mm（在高压环境下则为0.5-0.8mm），此外还有先导排气孔与大气相连通。这使得它在恶劣的工作环境中可能面临阀芯堵塞或卡涩的风险。同时，先导式电磁阀对流通介质的纯净度有着较高的要求，而直动式电磁阀则在这方面的要求相对较低。

【 化工介质先导式电磁阀选型分析应用场合 】

直动式电磁阀常用于低压或小流量环境，以及单作用执行机构的控制。先导式电磁阀则适用于高压或大流量场合，并且可用于双作用执行机构的操控。对于大口径阀门，例如通径超过1000的情况，通常采用直动式结构结合气控阀的方式进行控制。这里，直动式电磁阀发挥先导作用，而气缸的进气与排气则通过气控阀来管理，从而实现快速开关阀门的目标。

综上所述，直动式和先导式电磁阀在应用场合、控制方式、响应速度以及稳定性等方面均有所不同。在选择时，需综合考虑具体的使用场景和需求，以确定选用哪种类型的电磁阀。在要求严格或需要快速切断的工况下，直动式电磁阀通常是更合适的选择。

化工介质先导式电磁阀选型分析工作原理

常闭：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔打开，主活塞由介质压力推动，打开主阀口，介质流通。
    当线圈断电时，主阀口关闭，介质截止。
常开：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔关闭，主活塞由介质压力推动，关闭主阀口，介质截止。当线圈断电时，主阀口打开，介质流通。

主要特点

耐蚀：绝大部分零件用不锈钢或铸造不锈钢制成，防腐蚀性能良好。
耐热：电磁部分、密封件全部采用特种耐高温电工材料和密封材料，并采用了有效的隔热措施。
耐磨：选材合理，阀杯和导向套间巧妙地利用流体的润滑作用，减少磨损。
可靠：结构简单、紧凑、融合了直动式和先导间接式电磁阀的优点，在低压差或压差为零情况下也能可靠工作。

2化工介质先导式电磁阀选型分析出现“反流"故障模式●

在设计选型时，忽略先导式电磁阀开启和关闭均需要建立规定压差，方能保证可靠的启闭和密封。由于系统工况不确定等因素，系统有时会出现反向压力大于正向压力的状态，导致先导式电磁阀出现电磁阀出口端介质从电磁阀进口端倒流的现象，称之为“反流"。同时，用先导式电磁阀控制密闭容器时，因环境温度升高等原因，也会导致密闭容器内压力升高而出现先导式电磁阀的出口端压力大于进口端压力的“反流"现象。

某装备储油系统如图1所示，当支路电磁阀关闭时，储液罐压力升高，导致支路电磁阀进口端有液体流出，出现“反流"现象，影响到装备使用。下面仅从先导式电磁阀的结构原理入手，分析出现“反流"的根本原因和解决方案。

3化工介质先导式电磁阀选型分析出现“反流"的原因分析●

分析先导式电磁阀出现的“反流"现象，从电磁阀的结构组成和工作原理入手进行分析，以便发现先导式电磁阀的原生缺陷，进而采取有效措施予以解决。

3.1 产品结构组成及工作原理

3.1.1 结构组成

先导式电磁阀有膜片式和活塞式之分，膜片式电磁阀的主阀关闭件-主阀瓣（主阀头）采用橡胶膜片（也有采用PTFE膜片或金属膜片等）结构，通过膜片的抬升和落座实现电磁阀的开启和关闭功能。这类电磁阀一般适应系统压力等级较低，大多应用在系统介质为1.0 MPa以内的自动化系统中。

活塞式电磁阀的主阀关闭件-主阀瓣采用活塞式结构，活塞下端密封副采用滚压或硫化弹性或非刚性材料，通过活塞的抬升和落座实现电磁阀的开启和关闭功能。这类电磁阀适应系统压力等级较高，一般耐介质压力可达1.6～10 MPa或者更高。这两种电磁阀的结构和工作原理基本相同，只是主阀部分略有区别。

（1）膜片式电磁阀

膜片式电磁阀主要由不可分离的阀门本体和电磁线圈组件两大部分组成，结构如图2所示。

1.电磁线圈组件 2.阀门本体  图2 膜片式电磁阀结构示意图

电磁线圈组件部分由外壳、电缆胶套、线圈组件、上导磁套、下导磁套、螺钉、铭牌等结构组成，如图3所示。

1.密封垫 2.下导磁套 3.线圈组件 4.外壳 5.电缆胶套 6.上导磁套 7.螺钉 图3 电磁线圈组件部分结构示意图

阀门本体（图4）由阀体、阀盖、膜片组件、复位弹簧、节流元件、先导阀部分等组成，先导阀部分又包括屏蔽套管、动铁芯组件、复位弹簧等结构。

1.阀体 2.阀体进口 3.先导阀介质进口通道 4.密封圈 5.堵头 6.弹簧 7.节流元件 8.阀盖 9.密封圈 10.先导阀阀座 11.屏蔽套管 12.先导阀动铁芯组 13.复位弹簧 14.静铁芯（与屏蔽套焊接） 15.先导阀介质出口通道 16.堵头 17.密封圈 18.阀体出口 19.膜片组件 20.复位弹簧 21.手动装置（根据顾客要求加装）

图4 阀门本体部分结构示意图

（2）活塞式电磁阀

活塞式电磁阀结构与膜片式电磁阀结构基本一致，也是由不可分离的阀门本体和电磁线圈组件两大部分组成，结构如图5所示。其中电磁线圈组件部分与膜片电磁阀线圈组件部分致。由阀体、阀盖、活塞组件、复位弹簧、节流元件、先导阀部分等组成，先导阀部分也包括屏蔽套管、动铁芯组件、复位弹簧等结构。

1.阀体 2.阀体进口 3.先导阀介质进口通道 4.节流元件 5.密封圈 6.阀盖 7.堵头 8.密封圈 9.先导阀阀座 10.屏蔽套管 11.先导阀动铁芯组 12.复位弹簧 13.静铁芯（与屏蔽套焊接） 14.螺纹孔 15.先导阀介质出口通道 16.堵头 17.密封圈 18.复位弹簧 19.活塞环 20.活塞组件 21.主阀座 22.阀体出口 23.手动装置（根据顾客要求加装）

是工业过程自动化控制系统用的执行器，它在接受电控信号能自动开启或关闭,实现对管道中的流体的通断或流量调节控制.本系列电磁阀可广泛地应用于纺织、印刷、化工、塑料、橡胶、制药、食品、机械,电器、表面处理等生产和拉研部门以及浴室、食堂、空调等人们日常生活设施中，ZBSF-Y系列电磁阀主要用于腐蚀性液体,超净液体和食用液体介质的控制，ZBSF系列电磁阀主要用于腐蚀气体，超净气等气体介质控制。

化工介质先导式电磁阀选型分析工作原理

常闭：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔打开，主活塞由介质压力推动，打开主阀口，介质流通。
    当线圈断电时，主阀口关闭，介质截止。
常开：当线圈通电时，电磁铁芯吸合，卸压孔关闭，主活塞由介质压力推动，关闭主阀口，介质截止。当线圈断电时，主阀口打开，介质流通。

化工介质先导式电磁阀选型分析主要特点

耐蚀：绝大部分零件用不锈钢或铸造不锈钢制成，防腐蚀性能良好。
耐热：电磁部分、密封件全部采用特种耐高温电工材料和密封材料，并采用了有效的隔热措施。
耐磨：选材合理，阀杯和导向套间巧妙地利用流体的润滑作用，减少磨损。
可靠：结构简单、紧凑、融合了直动式和先导间接式电磁阀的优点，在低压差或压差为零情况下也能可靠工作。

化工介质先导式电磁阀选型分析性能参数

化工介质先导式电磁阀选型分析外形结构图

化工介质先导式电磁阀选型分析主要外形尺寸

化工介质先导式电磁阀选型分析“反流"解决方案及可行性●

根据上述原因分析，为确保现有系统的可靠运行，只需在先导阀介质进口通道上增加单向控制元件，防止反向介质从先导阀介质进口通道中流向电磁阀进口端，即可解决先导式电磁阀的“反流"问题。为了使现有系统在不大改的情况下，满足先导式电磁阀在较大的反向压差异常工况下不会出现“反流"问题，只需将现有的先导阀介质进口通道中“节流元件"更换成微压单向阀，即可解决上述问题。

将现有先导式电磁阀的先导阀介质进口通道中“节流元件"更换成一个微压单向阀（图7）。根据上述原因分析，当反向压力或反向压差高于活塞组件和先导阀动铁芯组的上端复位弹簧刚度时，反向介质会将活塞组件和先导阀动铁芯组向上推举，此时因先导阀介质进口通道中增加了单向阀，反向介质被隔断在活塞组件上腔并形成压力腔。由于活塞组件面积远大于主阀座口面积，反向压差会将活塞组件压实在阀座上，实现了电磁阀密封功能。同时当正向压力大于反向压力时，系统介质会轻松顶开单向阀阀头，正向介质通过先导阀介质进口通道进入主阀活塞组件上腔和先导阀腔室，不会影响先导式电磁阀的正常动作。

自保持电磁阀是一种常见的控制元件，广泛应用于工业自动化领域。它具有结构简单、可靠性高、使用方便等特点，因此备受工程师和技术人员的青睐。在实际的安装和调试过程中，正确的操作非常重要，可以确保设备的正常运行和延长设备的使用寿命。本文将针对自保持电磁阀的安装和调试进行详细介绍，希望能为广大技术人员提供一些帮助。

一、安装前的准备工作

在进行自保持电磁阀的安装前，首先需要做好一些准备工作。包括选择合适的安装位置、准备好所需的工具和材料等。在选择安装位置时，需要考虑到电磁阀的工作环境和使用要求，确保安装位置符合要求。同时，还需要准备好螺丝刀、扳手、密封垫等工具和材料，以便在安装过程中使用。

二、安装步骤

1. 清洁安装位置：在安装之前，需要确保安装位置干净整洁，没有杂物和污垢。这样可以避免杂物进入电磁阀内部，影响其正常工作。

2. 固定安装座：将电磁阀安装座固定在安装位置上，并确保其稳固可靠。在固定过程中，需要注意螺丝的拧紧力度，避免过紧或者过松。

3. 安装电磁阀：将电磁阀安装在安装座上，并根据要求连接好供电线路和控制线路。在连接线路时，需要注意线路的接头是否牢固，以及接线是否正确。

4. 调整定位：根据实际需要，调整电磁阀的定位，确保其能够正常工作并满足控制要求。

三、调试步骤

1. 通电测试：在安装完成后，需要进行通电测试，检查电磁阀的工作情况。可以通过观察指示灯或者听到电磁阀的动作声音来判断其是否正常工作。

2. 控制信号测试：通过控制信号测试，检查电磁阀是否能够按照要求进行开关动作。可以通过外部控制器发送控制信号，观察电磁阀的动作情况。

3. 调整参数：根据实际情况，可能需要对电磁阀的一些参数进行调整。比如调整通电时间、关闭时间等参数，以满足具体的控制要求。

四、注意事项

1. 安全第一：在安装和调试过程中，需要严格遵守相关的安全规定，确保操作人员的人身安全。

2. 严格按照说明书操作：在进行安装和调试时，需要认真阅读产品的说明书，并严格按照说明书上的要求进行操作。

3. 注意防水防尘：由于自保持电磁阀通常用于工业环境中，因此在安装过程中需要注意防水防尘，确保设备的正常使用。

4. 定期检查维护：安装和调试完成后，需要定期对电磁阀进行检查和维护，以确保其长期稳定运行。

以上就是关于自保持电磁阀安装和调试的一些指南，希望能够对大家有所帮助。在实际操作中，还需要根据具体情况进行灵活处理，并结合实际经验不断总结和改进。希望大家能够在工作中更加顺利地应用自保持电磁阀，为工业自动化领域的发展贡献自己的力量。