高性能节能型燃气电磁阀分析

张克军　刘建飞

基金项目;本论文来自于院级科研项目《1512CWd4.91.00燃气电磁阀结构改进》（编号：202008）研究成果。

作者简介：张克军（1987.09-），男，满族，辽宁丹东人，研究生，讲师，研究方向：機械工程。

摘 要： 在燃气自控系统当中，现有很多电磁阀产品都不适用，为了有效解决这一情况，开发研制了高性能节能型燃气电磁阀。本文对电磁阀进行了概述，阐述了在燃气系统当中应用的电磁阀存在的不足，主要是电磁阀缺乏可靠的密封性和电磁阀的能耗很大，分析了高性能节能型燃气电磁阀的关键技术，对高性能节能型燃气电磁阀的性能进行了介绍，旨在促进电磁阀技术的发展。

关键词： 高性能节能型;燃气;电磁阀

【中图分类号】TH134 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0199-01

在自动控制系统当中，电磁阀是最常用的一类电动执行器。电磁阀有着十分紧凑的结构，比较轻的重量，在使用过程中维护起来十分的方便和简单，电磁阀的价格比较的低廉，这些优点，使得电磁阀的应用比较广泛。但是，在进行燃气自控系统的设计实践过程当中，有很多电磁阀不适用于燃气自控系统当中，为了让电磁阀能够有效运用于燃气系统，需要开发高性能节能型的燃气电磁阀。本文对高性能节能型的燃气电磁阀的分析具有现实意义[1]。

1 在燃气系统当中应用的电磁阀存在的不足

1.1 电磁阀缺乏可靠的密封性

对于电磁阀的设计工作来说，大多数的电磁阀有着很高的压差，这样的目的是为了在关断的时候，能够利用工作介质的压力来使密封性能得到增加，但是因为燃气管网压力很低，特别是人工煤气管网压力更低，电磁阀的工作压差变得很小，这使得密封性能变得很低。

1.2 电磁阀的能耗很大

在磁路的工作间隙当中，主要消耗着电磁铁的功率。在铁芯吸合之后，对吸合进行维持需要很小的功率就可以了。但是已有的电磁阀在铁芯吸合以后，电磁线圈仍然还在满功率的情况下进行工作，这就会使大量的电能被浪费掉了。在电磁阀选择上缺乏性能非常好的来使用，这使得在设计的过程当中，需要增加其它执行机构才可以。

2 高性能节能型燃气电磁阀的关键技术

2.1 密封问题

解决密封问题是研制高性能节能型电磁阀的关键，对其从多方面进行了细致的研究，采用了新的技术措施。已有的电磁阀只有一对密封副，对密封副个数进行增加，使得新的电磁阀运用两对密封副。这样一来，若是有一对密封副失去了作用，另外一对密封副仍然能够进行有效的工作，从而使密封的可靠性得到了提高。在电磁阀当中，两对密封副能够促成密封系统，只有两对密封副有失去了密封的性能，才能使整个密封系统失去密封性，这样的系统被称为是并联系统，并联系统的可靠度总是会大于系统当中的任意单元的可靠度。在新研制的高性能电磁阀当中，对其中一个密封面运用了锥面，锥面同平面相比有着这样的优点，固体杂质不容易附着到锥面上，这样能够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响，经过研究表明，密封件的中等硬度是65°±5°，之后又经过对验证，确定密封件的硬度是65°±5°[2]。

2.2 节能问题

在我国对电磁阀的节能问题已经受到了关注，在执行器行业当中节能型电磁阀是一项关键的科技内容。经过研究发现线圈的磁势和工作的气隙是成正比的，在铁芯吸合以后，工作的气隙变得很小，在这样的情况下维持吸合的磁势会比较小。在已有的电磁阀中，当铁芯吸合以后，电磁线圈两端的电压依然是电源的电压，磁势也没有变化，这样就使得电能产生了浪费，通电的持续率越大，使得电能存在的浪费就越大。研制的高性能节能型电磁阀采用的是电子线路，这使得通电后的电磁阀，在极短的时间内，电磁线圈两端的电压从电源电压降为低电压，从而使线圈的工作电流得到了有效的减少，线圈的磁势降为能够维持吸合所需要的磁势。这样一来就使得电能得到了极大的节约。根据资料的介绍节约的电能能够达到90%以上，这使得资源得到了有效的节约。如图是节能效果的示意图，图中1表示的是已有电磁阀的磁势，图中2表示的是新的高性能节能型电磁阀的磁势。在图中t1表示的是开始通电的时刻，t′1表示的是由电源电压降为低电压的时刻，t2表示的是断电的时刻，t′2表示的是新的高性能电磁阀电压降为零的时刻，t″2表示的额是已有电磁阀电压降为零的时刻。

3 高性能节能型燃气电磁阀性能介绍

在高性能节能型燃气电磁阀中试阶段，对样机的结构，对样机的外观以及对样机的工艺都进行了改进，使产品的规格得到了有效的扩大，在此基础上对改进的高性能节能型燃气电磁阀进行了小批量的生产。新产品根据新的行业标准的相关规定，对型式进行了有效的检验，在型式检验的过程中，委托了专业的检验结构来进行，经过专业机构检验，新产品的15个项目全都是合格的，在检验当中十分关键的指标是泄漏量和寿命[3]。对三个公称通径为40mm的样品进行了测试，其中一个公称通径为40mm的样品寿命超过了33万次，而其它两个经过测试寿命超过了50万次，由此可见新产品在寿命上超过了标准规定的30万次。

结束语：针对电磁阀存在的密封不可靠和能耗大情况，对现有的电磁阀进行研制，研制出来的高性能节能型燃气电磁阀能够对这些问题进行有效的克服，尤其是能够重点解决密封不可靠的问题，并且极大地节约了电能。

参考文献

[1] 江宇， 谢谊， 黄逊青，等.近零泄漏型燃气电磁阀设计方案探讨[J].日用电器， 2019，（8）：33-38.

[2] 刘健， 刘晓霏， 肖抓，等.发动机电磁阀用软磁合金热处理工艺方法研究[J].金属加工：热加工， 2019，（5）：83-85.

[3] 张毅， 刘桦.燃气用具自吸电磁阀工作电压受温升影响的探讨[J].数字化用户， 2018， 24（24）：253-254.