BURKERT電磁閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用
針對BURKERT電磁閥在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常常使用不久就出現(xiàn)咬住卡死、啟閉失靈等性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn):實(shí)際上在加熱循環(huán)系統(tǒng)時(shí),為確保溫度的穩(wěn)定,高溫電磁閥的運(yùn)行頻率高,以使閥芯和閥體內(nèi)腔孔壁摩擦較嚴(yán)重,有縱向傷痕、外圓尺寸減小的缺陷。由于頻繁的啟閉,導(dǎo)致出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。分析原因發(fā)現(xiàn):以導(dǎo)熱油為熱載體,利用熱油循環(huán)泵強(qiáng)制液相循環(huán),在閉路強(qiáng)制循環(huán)的系統(tǒng)中實(shí)際上閥的前后壓差幾乎為零。如選用先導(dǎo)式電磁閥,當(dāng)閥前后壓差小于接近臨界壓差時(shí),更會(huì)出現(xiàn)不正常的頻繁動(dòng)作,加快閥芯磨損。針對不同的情況可有兩種結(jié)構(gòu)選擇。對壓力高且具有一定壓差的生產(chǎn)線采用ZCG-1系列先導(dǎo)式電磁閥、一般情況均采用ZCG-2分步直動(dòng)式電磁閥。從結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行優(yōu)化,設(shè)置迷宮槽,加強(qiáng)表面處理,增加補(bǔ)償結(jié)構(gòu)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(jìn)行優(yōu)化之后,通過用戶實(shí)地試用來驗(yàn)證數(shù)據(jù),確定較好的配合間隙,以達(dá)到電磁閥在常溫和高溫下動(dòng)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(shè)迷宮密封結(jié)構(gòu)[3],見圖1,由于介質(zhì)自通道流入槽腔后突然擴(kuò)大,以及介質(zhì)槽腔流出進(jìn)入通道時(shí)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(jìn)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(dá)到鏡面要求并對閥芯的外表面進(jìn)行磨削,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(dòng)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(qiáng)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(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)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(shù)要求。
??5)增加復(fù)位裝置。分步直動(dòng)式電磁閥多數(shù)采用空程開啟,靠閥芯自重關(guān)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(guān)閥的相應(yīng)時(shí)間有一定的影響,動(dòng)鐵芯內(nèi)閥桿上部加彈簧復(fù)位,可使動(dòng)作更加可靠,見圖2。
??6)增加補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。先導(dǎo)式電磁閥的閥芯外表面增設(shè)密封用溝槽,見圖3。在溝槽里安裝彈性環(huán)和彈性密封環(huán)。彈性密封環(huán)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(huán)的張力可以消除活塞間隙。因閥門在正常運(yùn)行中閥芯總是在不斷地上下滑動(dòng),閥芯和閥體磨損之間間隙增大,利用彈性環(huán)和彈性密封環(huán)漲力的作用,可補(bǔ)償主閥的磨損,從而閥門長期使用不會(huì)產(chǎn)生故障。
??2生產(chǎn)過程控制
??解決高溫高壓電磁閥可靠性和維修性問題,除了在結(jié)構(gòu)方面考慮合理和適宜材質(zhì)外,還要在工藝中對其重要性關(guān)鍵件實(shí)施控制。
??1)旋蓋、閥塞及閥體,是電磁閥的關(guān)鍵件。其關(guān)鍵點(diǎn)是旋蓋內(nèi)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(guān)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(jìn)行篩選。對關(guān)鍵件還要采取工序能力分析[5],落實(shí)人員、設(shè)備,定點(diǎn)、定期進(jìn)行檢查,采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,以確保零件的加工質(zhì)量。
??2)BURKERT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(qiáng)度,防止疲勞開裂。焊后進(jìn)行耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)和氣密性檢驗(yàn),確保焊接質(zhì)量。
??3)BURKERT電磁閥的密封件一般都采用硬密封,為密封性能達(dá)到規(guī)定要求,必須對閥座密封面和閥芯密封件進(jìn)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(dá)0.2μm以上[6]。
??3維護(hù)保養(yǎng)
??在使用BURKERT電磁閥產(chǎn)品的時(shí)候,還需要注意電磁閥的安裝問題和工作環(huán)境條件:溫度、壓力等。正常使用期間的維護(hù)保養(yǎng)對蒸汽電磁閥產(chǎn)品的正常工作也很重要。
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