一種帶止回裝置電磁閥的設計及應用

李瑞榮 李夏楠

摘? 要：文章介紹了一種帶止回裝置電磁閥的構思，結構特點和工作原理，分析了優化設計后一種帶止回裝置電磁閥在控制系統中的實際運用情況。希望通過文章的分析，能夠對相關工作提供參考。

關鍵詞：止回裝置;電磁閥;優化組合;彈簧復位;結構

中圖分類號：TH134? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0096-02

Abstract： This paper introduces the conception， structure and working principle of a solenoid valve with a check device， and analyses the practical application of the optimized solenoid valve with a check device in the control system. Hope that through the analysis of the article， can provide reference for related work.

Keywords： check device; solenoid valve; optimization grouping; spring reset; structure

1 概述

在自動化生產過程中，電磁閥以其結構簡單，性能可靠、密封性好、泄漏量低、維護方便、性價比高等優點被大量選用。但是普通常規的電磁閥只能執行單向截止，是因為常規電磁閥的閥塞（閥芯）關閉時借助閥前進口端介質的壓力和閥塞的自重以及復位彈簧的作用力[1]。即進口端的介質壓力應大于出口端的介質壓力，反之介質則會出現倒流，為了防止介質倒流，目前普遍采用是在電磁閥出口端的一定距離內安裝止回閥[3]。這種情況下，管道配件增多，所占空間增大，連接件之間容易泄漏，安裝煩瑣，使得生產成本增加。本文介紹的一種帶止回閥裝置的電磁閥可以克服以上缺點，既經濟又實用性強，完全滿足工藝自動化需求。

2 構思

（1）將普通電磁閥和止回閥巧妙的組合在一起，這樣可以省去一只閥體，減少重量，降低材料成本，減少加工工序，可以優化工藝過程，提高生產效率。

（2）電磁閥在其完成工作動作時利用了閥體的上側部位，而閥體孔的下側部位用作止回閥密封面及閥座連接面。

（3）在止回閥座上設置定位導向孔，這樣既能保證止回閥上下移動的同軸度，又能保證止回閥關閉時的泄漏量。

（4）采用結構合適的止回閥密封件，可以更換成不同的材料性質，以便適應不同的生產工況。

3 結構

一種帶止回閥的電磁閥結構由兩大部分組成（見圖1）一部分為可制成各種型式結構的普通（或防爆型）電磁閥，此處僅舉一種分步直動型電磁閥為例，在閥腔上側主要由閥芯部件3、旋蓋部件2、線圈部件4組成。閥芯部件包括閥塞組件、擋蓋、閥桿組件、活動鐵芯組件構成。閥塞組件與擋蓋采用軸與孔的間隙配合用孔用擋圈連接固定，具有裝配方便、同軸度高等特點。閥桿與活動鐵芯組件采用不銹鋼圓柱銷兩端冷鉚而成，保證其連接可靠、強度高等優點[3]。

閥芯部件3和旋蓋部件2采用間隙配合一起安裝在閥體上，線圈部件4通過上端的固緊螺釘固定在旋蓋部件的導管上。當線圈接受電控信號后，閥芯部件在電磁力的作用下自動開啟或關閉閥門，實現對管道中介質流體的通斷控制，從而對系統中的溫度、流量、壓力等參數進行自動調節或遠程控制[2]。

另一部分為在閥體出口端的止回裝置，由閥孔的出口處加工成止回閥密封座、止回閥座7、止回閥芯部件5、和復位彈簧6構成。止回閥座7與止回閥芯部件5通過圓柱軸、孔的配合來保證其同軸度要求和裝配精度，以達到止回閥的密封性能。當出口端介質壓力等于或大于進口端的介質壓力時，止回閥在復位彈簧6和介質壓力的作用下止回閥芯部件5上移與止回密封閥座貼合，從而阻止了介質倒流。

4 應用

一種帶有止回裝置的電磁閥在工業生產自動控制過程中應用廣泛，可以實現對介質溫度、介質壓力、和物體配料等工況的自動控制。

（1）溫度控制中的應用：圖2所示的兩臺帶有止回裝置的電磁閥用來分別控制進入熱交換器蒸汽（或熱水）和冷水（或冷媒）管道，廣泛的用來控制烘房、消毒鍋、溶液、反應釜等的溫度。

（2）壓力控制中的應用：圖3所示的分段調壓系統管道中，三臺帶有止回裝置的電磁閥安裝在三臺不同定值的減壓閥之后，開啟某一電磁閥可輸出某一不同的壓力。

（3）配料系統中的應用：圖4所示的兩臺帶有止回裝置的電磁閥用來防止兩種原料的管道中壓力不同而引起倒流，或者應反應后容器內的壓力大于原料管道的壓力而引起的倒流。

5 原理

一種帶有止回裝置的電磁閥，當電磁線圈通電后，閥芯部件上端的活動鐵芯在電磁力的作用下先帶動小閥桿提起，開啟作用在閥塞上的小閥，減少了作用在大閥上的壓力，隨即帶動大閥，并利用壓力差使大閥開啟，同時止回閥在介質壓力的作用下克服復位彈簧力，使得止回閥芯借助止回閥座上的導向孔下移，開啟止回閥，介質流通。當電磁線圈斷電后，電磁力消失，閥芯部件因自重和復位彈簧的作用下下落復位，同時依靠介質壓力，使得小閥、大閥得以緊密閉合，介質不再流通。當出口介質壓力等于或大于進口介質壓力時，止回閥芯在復位彈簧和介質壓力的作用下上移，使得止回閥芯密封墊圈和閥體的止回密封座緊密貼合，關閉閥口，有效防止介質倒流。

6 特點

一種帶有止回裝置的電磁閥具有：

（1）有限防止介質倒流確保管路系統運行正常。

（2）通用性強：可氣體、液體通用及蒸汽使用。

（3）使用范圍廣：介質溫度可分三組，分別滿足不同客戶的使用要求。

（4）動作可靠：采用分步直接作用式結構型式，可在低壓差情況下可靠工作。

7 結束語

一種帶有止回裝置的電磁閥在壓力管路系統中依靠電磁線圈的磁力和介質壓力的推動實現閥芯部件和止回閥芯的開啟。當出口壓力等于或大于進口壓力時，靠復位彈簧和倒流的介質壓力推動止回閥芯實現關閉。在實際使用過程中，一種帶有止回裝置的電磁閥具有優良的防介質倒流防護效果，有效保證了系統的運行安全。

參考文獻：

[1]陸培文.實業閥門設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]JB/T7352-2010 工業過程控制系統用電磁閥[S].

[3]API594-2017 法蘭式、凸耳式、對夾式和對焊止回閥[S].

[4]張欣.最新閥門設計制造技術與產品質量檢測標準規范全書[M].合肥：安徽文化音像出版社，2000.