燃氣比例閥的原理分析及其性能檢測

石祥利

摘 要：本文主要介紹了燃氣比例閥的結構和工作原理，對壓力調節功能、穩壓功能、性能曲線檢測、氣密性能檢測進行了詳細的分析，結合實際生產過程，對比例閥的質量檢測過程中的注意事項進行了詳細描述。

關鍵詞：燃氣比例閥;壓力調節;穩壓功能;氣密性

燃氣比例閥是燃氣熱水器的核心控制部件，通過壓力調節和穩壓功能，能夠在燃氣進口壓力波動的情況下穩定輸出壓力，其質量直接影響熱水器的使用舒適度和安全性。

一、燃氣比例閥的原理分析

燃氣比例閥由開關閥和比例調節閥構成，開關閥起到通斷燃氣的作用，比例調節閥起到調節壓力和穩壓的作用;下面以常用的動永磁式比例閥為例，其比例調節閥的結構如下圖所示：

（一）關閥時

線圈上施加的電流為0，磁鐵被固定鐵芯吸住，帶動閥芯向上移動，閥被關閉，此時P2值可視為0。

↑關閥力=↑磁鐵吸力F0-↓閥芯重量W+↑彈簧力f

（二）開閥時的力平衡

隨著線圈電流的增加，鐵芯上產生的磁力與磁鐵互相排斥的力度也隨著增大，當達到以下條件時，閥芯開始打開。

（四）比例閥的壓力調節功能

根據以上分析，P2值與電流成正比關系，當線圈中通過控制電流時，在鐵芯上產生與永磁鐵上端面極性相同的排斥電磁力，推動閥芯向下移動，使閥口的開度增大。

（五）比例閥的穩壓功能

在開閥狀態下，當電流恒定時，線圈產生的電磁力不變，在此條件下：

（1）當輸入壓力P1升高時，為了保持輸出壓P2不變，皮膜的有效面積會增大，閥芯向上的力會增大，閥芯會向上移動，閥口的開度會減小，直至達到新的平衡為止;

（2）當輸入壓力P1降低時，為了保持輸出壓P2不變，皮膜的有效面積會減小，閥芯向下的力會增大，閥芯會向下移動，閥口的開度會增大，直至達到新的平衡為止。

二、燃氣比例閥的性能檢測分析

（一）穩壓性能

判斷一個比例閥的穩壓性能如何，主要根據以下兩個標準：

（1）在穩壓區間，性能曲線相對于坐標系的水平度，完全平行于橫坐標時，其穩壓性能非常好，見下圖左示意。

①當皮膜的有效面積小于閥口面積時（Sd

②當皮膜的有效面積大于閥口面積時（Sd>Sv），易于關閥，曲線會出現下降的情況。對應在熱水器中，進氣壓增大時，水溫會降低;進氣壓降低時，水溫會升高，不利于恒溫控制。

（2）在定電流時，P1在上升和下降階段對應的P2曲線回差越小，性能越好，見上圖右示意。

（二）氣密性能

根據國家標準，燃氣比例閥的氣密性測試有如下兩個要求：

①內泄漏：4.8Kpa，泄漏量<0.03L/h（0.5ml/min）;

②外泄漏：10Kpa，泄漏量<0.02L/h（0.33ml/min）。

在檢測比例閥的氣密性時，若線圈供電異常、檢測儀器異常，很容易造成檢測結果不準，所以在氣密檢測開始前，需要進行相關自檢，確保閥的氣密性檢測結果準確。

（1）內泄漏檢測：4.8Kpa的壓縮空氣從閥的進氣口進氣。開關閥檢測時，開關閥保持關閉狀態，比例調節閥及其出氣口需要打開;比例調節閥檢測時，調節閥保持關閉狀態，開關閥和比例閥的出氣口打開;

（2）外泄漏檢測：根據比例閥的穩壓特性，當P1增大時，比例閥的閥口開度會減小，當P1增大到某個值后，比例閥會出現自動關閉的情況，所以外漏檢測時，10Kpa的壓縮空氣需要從閥的進氣口、出氣口同時進氣，防止比例閥關閉造成檢測結果不準。

三、結論

燃氣比例閥作為燃氣熱水器的核心部件，其相關性能直接影響著熱水器的燃燒效率、使用舒適度和安全性，其質量的可靠性至關重要。