浅谈工业过程控制系统用电磁阀的分类与选型

谢海龙，陈国顺，谢海勇，陈素婷，金荣银

（1.浙江中孚流体机械有限公司，浙江 温州 325105；2.浙江倬屹科技有限公司，浙江 温州 325000）

工业过程控制系统用电磁阀（下称电磁阀）随着高温电磁阀、污水电磁阀、双向电磁阀、耐腐电磁阀等高参数、高性能电磁阀的应用与推广，原有的选型规则已不能满足实际需求，本文从电磁阀的分类、型号编制和选型注意事项方面进行简述。

1 电磁阀分类

电磁阀已发展为多品种、多名称的阀门产品。源于不同厂家、用户和行业所采用的差异化名称，以产品结构区分，如直通式电磁阀、直动式电磁阀、膜片式电磁阀、排污型电磁阀等；以产品应用区分，如高压电磁阀、高温电磁阀、蒸汽电磁阀、防爆电磁阀等，总体分析归类后，主要分类如图1所示。

图1 电磁阀分类Fig.1 Solenoid classification

此外，以公称尺寸分类，如小口径电磁阀、大口径电磁阀等；以连接方式分类，如法兰连接电磁阀、螺纹连接电磁阀、卡套连接电磁阀等；以阀体材料分类，如碳钢电磁阀、不锈钢电磁阀、塑料电磁阀等；以控制方式分类，如遥控电磁阀、温控电磁阀、压力控制电磁阀等；以行业特征分类，如消防电磁阀、垃圾焚烧专用电磁阀等，诸如此类，实则仍以产品结构或应用分类为基础。

2 电磁阀型号[1,2]

电磁阀型号的编制，是产品选型的重要环节，但与其它自控阀门相似，电磁阀同时兼具通用阀门和仪表阀门双重属性，因而产生两套不同体系的型号编制方式。随工业自动化循序的推进，包括型号在内的差异会逐渐融合。

1） 虽有工业自动化仪表产品型号编制原则，但电磁阀型号在仪表阀门行业内一致性较差。本文根据前述原则，提出电磁阀型号编制应在图2型号示例的基础上，进行差异化的补充，如在型号中增加连接方式、密封材料代号。

图2 电磁阀型号编制方式一Fig.2 Solenoid model preparation method one

其中，公称压力和阀体材质代号采用阀门型号编制国家标准代号，若增加连接方式、密封材料代号等，也应采用国家标准代号。型号举例，如ZCSP16P：水用、直通式、PN16、304材质电磁阀；如ZCZP40IKBG：蒸汽用、直通式、PN40、铬钼钢材质、常开型、防爆型、高温电磁阀。

2）相比仪表阀门，通用阀门领域的电磁阀型号同样不完善，阀门型号编制国家标准不足以区分不同类型的电磁阀，应结合国家标准，在图3型号示例的基础上，进行差异化的编制，如增加电磁阀特有功能、特征代号和补充结构形式代号。

其中，根据电磁阀的工作原理和结构特点，电磁阀属工业阀门中的截止阀，故采用国家标准代号J，其后的驱动代号和连接方式、结构形式、密封材料、公称压力、阀体材质等代号，均采用阀门型号编制国家标准代号。型号举例，如J0416X10P：截止式、电磁驱动、常闭型、法兰式、直通式、先导膜片式、橡胶密封、PN10、不锈钢材质电磁阀；如XJ0KB415Y40I：带信号反馈、截止式、电磁驱动、常开型、防爆型、法兰式、直通式、先导活塞式、合金密封、PN40、铬钼钢材质电磁阀。

图3 电磁阀型号编制方式二 Fig.3 Solenoid valve model preparation mode II

另外，电磁阀执行器的型号示意可融合到阀门型号中或单独编制。单独编制时，可用代号体现电压、功率、防爆标志、防护等级等参数。两套型号编制方式各有侧重，但是可以统一规范，如将两者的用途代号和功能代号相统一、两者的结构形式代号相统一等，统一后型号是完全可以对应的。

3 电磁阀选型数据表

准确合理的选型是电磁阀使用最优化的保证，而详细的选型数据则是准确选型的前提，提供精准选型的数据表应至少包含图4的内容。

图4 电磁阀选型数据表项目Fig.4 Solenoid selection data sheet item

其中工作条件是选型先决要素，犹其是工作压差。电磁阀采用压力平衡原理，充分利用介质自身压力达到快速启闭目的，工作压力压差是必要数据。常温低压工况宜选膜片式，其它工况宜采用活塞式；零压差低压差宜采用直动式或分步直动式，而先导式驱动力小，功耗低，更加经济适用。

其中，结构长度和端部尺寸需要特别注意。前者虽有金属阀门结构长度国家标准可采用，但目前没有统一的推荐长度尺寸，本文建议采用钢制截止阀结构长度尺寸为优选尺寸；后者需要区分不同标准，同一标准需要区分新老标准差异，如PN16、DN65法兰，新国家标准螺栓孔数从4孔改为8孔，旧管道替换需特别强调。

此外，对于电磁阀性能有严格指标的选型，指标范围应明确列入数据表内，如泄漏等级、流量系数、动作寿命、响应时间等。

4 泄漏率和压力-温度额定值

电磁阀产品在选型过程中，最大允许泄漏率和压力-温度额定值两项是容易被忽视的内容，但这两项又是很重要的指标，前者影响产品合格的判定，后者影响使用的安全。

4.1 最大允许泄漏率

电磁阀的密封原理近似于工业阀门中的止回阀，介质压力越高，阀门密封性能越好，且电磁阀的密封副分为非金属弹性密封副和金属密封副，两者的密封性能是有区别的。因此，判定电磁阀密封性能，应按不同的泄漏率等级确定。对密封性能有明确要求的选型，应对泄漏率等级进行约定。

4.2 压力-温度额定值

压力-温度额定值是电磁阀选型过程中最易被忽视的项目。阀门的压力-温度额定值是在指定温度下，用表压表示的最大允许工作压力，当温度升高时，最大允许工作压力随之降低。压力-温度额定值数据是在不同工作温度和工作压力下，正确选用法兰、阀门及管件的主要依据，也是工程设计和生产制造的基本参数[3]。随大尺寸、高压力电磁阀产品的应用，电磁阀已被纳入特种设备压力管道元件目录，必须引起足够的重视。以350℃蒸汽电磁阀为例，设计压力为1.6MPa，须选用PN40的阀门，选型疏忽就会埋下安全隐患。

5 结语

本文所指电磁阀，是指在管路中实现启闭控制功能的电磁阀，不适用于以液压、气压作动力控制的电磁换向阀，但同样规格型号众多，应用范围广，其分类和型号编制的统一规范，对于设计、选型和使用都十分必要。