針對BURKERT電磁閥在自動控制系統(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):實際上在加熱循環(huán)系統(tǒng)時,為確保溫度的穩(wěn)定,高溫電磁閥的運行頻率高,以使閥芯和閥體內(nèi)腔孔壁摩擦較嚴重,有縱向傷痕、外圓尺寸減小的缺陷。由于頻繁的啟閉,導致出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。分析原因發(fā)現(xiàn):以導熱油為熱載體,利用熱油循環(huán)泵液相循環(huán),在閉路循環(huán)的系統(tǒng)中實際上閥的前后壓差幾乎為零。如選用先導式電磁閥,當閥前后壓差小于接近臨界壓差時,更會出現(xiàn)不正常的頻繁動作,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線采用ZCG-1系列先導式電磁閥、一般情況均采用ZCG-2分步直動式電磁閥。從結(jié)構(gòu)方面進行優(yōu)化,設(shè)置迷宮槽,加強表面處理,增加補償結(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行優(yōu)化之后,通過用戶實地試用來驗證數(shù)據(jù),確定較好的配合間隙,以達到電磁閥在常溫和高溫下動作正常無誤,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大,以及介質(zhì)槽腔流出進入通道時突然縮小,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。為使表面粗糙度達到鏡面要求并對閥芯的外表面進行精密磨削,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)增加復位裝置。分步直動式電磁閥多數(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)時間有一定的影響,動鐵芯內(nèi)閥桿上部加彈簧復位,可使動作更加,見圖2。
6)增加補償結(jié)構(gòu)。先導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。因閥門在正常運行中閥芯總是在不斷地上下滑動,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,可補償主閥的磨損,從而閥門長期使用不會產(chǎn)生故障。
過程控制
解決BURKERT電磁閥性和維修性問題,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行篩選。對關(guān)鍵件還要采取工序能力分析[5],落實人員、設(shè)備,定點、定期進行檢查,采集數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,以確保零件的加工質(zhì)量。
2)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,增加焊接強度,防止疲勞開裂。焊后進行耐壓強度試驗和氣密性檢驗,確保焊接質(zhì)量。
3)高溫電磁閥的密封件一般都采用硬密封,為密封性能達到規(guī)定要求,必須對閥座密封面和閥芯密封件進行研磨。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0.2μm以上[6]。
維護保養(yǎng)
在使用BURKERT電磁閥產(chǎn)品的時候,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保養(yǎng)對蒸汽電磁閥產(chǎn)品的正常工作也很重要。
1)安裝前,應(yīng)仔細閱讀本產(chǎn)品使用說明書,檢查所裝產(chǎn)品是否*符合使用要求。建議使用單位派專人負責使用保養(yǎng)。
2)安裝前必須將管道及附件充分沖洗,為的是把管道中金屬削末、殘留生料帶、銹垢等雜質(zhì)*。對于不清潔介質(zhì),閥前要安裝過濾器。
3)安裝時要防止蒸汽冷凝水、雜質(zhì)等沉積在閥內(nèi),注意不能將閥安裝于管道處,以免影響動作。
4)為確保電磁閥正常投入使用,安裝后需通入介質(zhì)試動作數(shù)次,方可正式使用。
5)工作時,要注意閥門前后工作壓力,大工作壓力不能過公稱壓力,當需要小工作壓差時,管路工作壓差也必須大于小壓差,防止電磁閥動作失靈。當工作壓力過公稱壓力或大工作壓力時,系統(tǒng)要停止使用或降低工作壓力。