高压电磁阀国产化研究.pdf

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1、合肥通用机械研究院(安徽230031)张志恒朱宝庆潘艺昌秦滨康丰年李奇【摘要】阐述了高压电磁阀的工作原理，介绍了对原进口电磁阀进行国产化的情况，试验和使用情况证明该国产化是成功的。【关键词】高压电磁阀国产化研究一、前言czs一100／15型高压空压机是合肥通用机械研究院20世纪90年代研制的新型船用高压空气压缩机，2000年通过鉴定，随即进入小批生产，现已有几十台投入使用。该型机噪声低、振动小，自动化控制水平高，较以往传统的船用高压空压机增加有自动、定时排污系统，大大减轻了设备操作的劳动强度。该机的自动排污系统中

2、的排污电磁阀选用的是德国进口产品。在之前几台船用高压空压机与样机一样使用的是进口电磁阀，工作情况良好。2004年船厂在安装高压空压机组时不慎将其中两只电磁阀碰坏，经勘验，需更换线圈和整流器等。经多方协助联系，外商不愿提供该电磁阀的任何配件，整阀供货周期要在3个月以上。为了不影响进度，用原采购多余的备件换下了损坏的电磁阀。为了改变该电磁阀以及电磁阀配件供货渠道不畅的局面，必须对该电磁阀进行国产化。经过努力，于2006年上半年，完成了对该阀的国产化。试验和近些年长期使用情况表明，国产化阀工作良好，性能稳定可靠，完全可

3、以取代进口电磁阀。二、国产化过程1．压缩机排污系统设计CZS一100／15型高压空压机采用四级压缩，对应有86黑WWW黧。III¨ll噼籼四级排污，排污系统包括液气分离器、过滤器、电磁阀和气动阀组成。整个过程分四级压缩、冷却、分离和排污，I、Ⅱ、Ⅲ级由电磁阀直接排污，Ⅳ级间接通过Ⅲ级压缩空气控制高压气动阀排污，前3级电磁阀选用同规格电磁阀(最高压力可以达到IOMPa)，可以保证各压缩机的排污电磁阀有良好的通用性和互换性。2．电磁阀结构排污系统三只电磁阀结构一样，是一种先导式电磁阀，靠系统本身的压力来控制电磁阀的开

4、启，实现电磁阀的高压控制(见图1)，这种阀在国内很少见到，以往国内高压压缩机上用的也很少，电磁阀主阀采用平面密封，其优点在于密封面容易修复，一旦有杂质滞留可以方便清洗，排污设计用常开式避免电磁阀打不开现象，在电磁阀暂时关闭不严时可以临时手动进行排污，这是一种十分科学的设计方法。图1高压电磁阀结构图1．螺钉2．顶盖3．电磁线圈4．导磁铁心5膈磁套管6．转换接头7阀体8控制阀座9弹簧10气动阀芯11．填充块12气动阀座13．导向杆14．下阀盖15、17，18、21、22o形圈16．内六角螺钉19．控制阀芯20．内六角

5、螺钉3．电磁阀工作原理该电磁阀实际上是一电磁控制阀和一气动排污阀造锨麓祝⋯孵眦近州熙的组合体。由电磁控制阀来控制气动排污阀的开启和关闭，以实现压缩机的排污和升压工作。当电磁阀通电时，电磁力推动控制阀芯压向控制阀座，实现二者之间密封，这时有压缩气体通过气动阀芯上的-／Jq‘L进入气动阀芯的顶部，在此形成高压，推动气动阀芯压向气动阀座，实现气动阀的关闭。当电磁阀失电时，电磁力消失，气动阀芯顶部的高压气体推开控制阀芯而排出，此时作用在气动阀芯底部的高压气体推动气动阀芯离开气动阀座，电磁阀打开，实现排污。通过时间继电器控

6、制电磁阀的通电与失电时间间隔和持续时间，实现电磁阀的自动关闭和开启。4．电磁阀加工关键工艺分析和保证对该电磁阀的国产化首先考虑到要和原进口电磁阀可以通用并保证其中的零部件可以相互更换，所以其结构及零部件的外形及连接尺寸均与进I：I电磁阀保持一致。零部件可用性及可靠性通过组装成整阀后，对整阀进行装机运转及可靠性试验来验证。通过对该电磁阀结构和工作原理进行分析，认为该电磁阀的设计及加工的关键在以下几点：(1)电磁阀线圈质量可靠电磁力是决定控制阀密封的关键，而线圈的质量决定了电磁力的大小。为此我们选择了专业电磁阀生产厂

7、进行合作，经过大量的试验解决了该问题。电磁力是决定控制阀密封的关键，而线圈的质量决定了电磁力的大小。为此选择了专业电磁阀生产r‘进行合作，经过大量的试验解决了该问题。电磁力的计算式为止：甩儿B(1)式中卜电磁力；九——线圈匝数；，—一电流；￡-一导线在垂直于磁场方向的长度；B——磁感应强度。该电磁阀采用的是自流螺线管电磁铁，经过一系列的推演，该电磁阀的电磁力的计算式为：辟∥S(NI)2I(2“62)(2)式中∥——真空磁导率，取值4丌×10WblA‘rn；．卜磁路截面积；Ⅳ-一线圈匝数；，——电流；Kr_漏磁系数

8、；6——气隙长度。由上式可以看出：在外加电压一定的情况下，要增大电磁力可以通过增加线圈匝数来实现。减小绕线电阻或减小铁心行程均可提高电磁力。同样还可以优化磁路结构，减少磁路漏磁系数，由于该方法没有考虑磁性材料的饱和性，所以对具体结构而言，当漏磁系数取的较小而计算得到较大的电磁力，会出现与实际相差较大的情况。一般取坼=1．2～5。事实上，受电磁铁铁心饱和的影响，要加大电磁力