一种带止回装置电磁阀的设计及应用

李瑞荣 李夏楠

摘  要：文章介紹了一种带止回装置电磁阀的构思，结构特点和工作原理，分析了优化设计后一种带止回装置电磁阀在控制系统中的实际运用情况。希望通过文章的分析，能够对相关工作提供参考。

关键词：止回装置;电磁阀;优化组合;弹簧复位;结构

中图分类号：TH134        文献标志码：A         文章编号：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

在自动化生产过程中，电磁阀以其结构简单，性能可靠、密封性好、泄漏量低、维护方便、性价比高等优点被大量选用。但是普通常规的电磁阀只能执行单向截止，是因为常规电磁阀的阀塞（阀芯）关闭时借助阀前进口端介质的压力和阀塞的自重以及复位弹簧的作用力[1]。即进口端的介质压力应大于出口端的介质压力，反之介质则会出现倒流，为了防止介质倒流，目前普遍采用是在电磁阀出口端的一定距离内安装止回阀[3]。这种情况下，管道配件增多，所占空间增大，连接件之间容易泄漏，安装烦琐，使得生产成本增加。本文介绍的一种带止回阀装置的电磁阀可以克服以上缺点，既经济又实用性强，完全满足工艺自动化需求。

2 构思

（1）将普通电磁阀和止回阀巧妙的组合在一起，这样可以省去一只阀体，减少重量，降低材料成本，减少加工工序，可以优化工艺过程，提高生产效率。

（2）电磁阀在其完成工作动作时利用了阀体的上侧部位，而阀体孔的下侧部位用作止回阀密封面及阀座连接面。

（3）在止回阀座上设置定位导向孔，这样既能保证止回阀上下移动的同轴度，又能保证止回阀关闭时的泄漏量。

（4）采用结构合适的止回阀密封件，可以更换成不同的材料性质，以便适应不同的生产工况。

3 结构

一种带止回阀的电磁阀结构由两大部分组成（见图1）一部分为可制成各种型式结构的普通（或防爆型）电磁阀，此处仅举一种分步直动型电磁阀为例，在阀腔上侧主要由阀芯部件3、旋盖部件2、线圈部件4组成。阀芯部件包括阀塞组件、挡盖、阀杆组件、活动铁芯组件构成。阀塞组件与挡盖采用轴与孔的间隙配合用孔用挡圈连接固定，具有装配方便、同轴度高等特点。阀杆与活动铁芯组件采用不锈钢圆柱销两端冷铆而成，保证其连接可靠、强度高等优点[3]。

阀芯部件3和旋盖部件2采用间隙配合一起安装在阀体上，线圈部件4通过上端的固紧螺钉固定在旋盖部件的导管上。当线圈接受电控信号后，阀芯部件在电磁力的作用下自动开启或关闭阀门，实现对管道中介质流体的通断控制，从而对系统中的温度、流量、压力等参数进行自动调节或远程控制[2]。

另一部分为在阀体出口端的止回装置，由阀孔的出口处加工成止回阀密封座、止回阀座7、止回阀芯部件5、和复位弹簧6构成。止回阀座7与止回阀芯部件5通过圆柱轴、孔的配合来保证其同轴度要求和装配精度，以达到止回阀的密封性能。当出口端介质压力等于或大于进口端的介质压力时，止回阀在复位弹簧6和介质压力的作用下止回阀芯部件5上移与止回密封阀座贴合，从而阻止了介质倒流。

4 应用

一种带有止回装置的电磁阀在工业生产自动控制过程中应用广泛，可以实现对介质温度、介质压力、和物体配料等工况的自动控制。

（1）温度控制中的应用：图2所示的两台带有止回装置的电磁阀用来分别控制进入热交换器蒸汽（或热水）和冷水（或冷媒）管道，广泛的用来控制烘房、消毒锅、溶液、反应釜等的温度。

（2）压力控制中的应用：图3所示的分段调压系统管道中，三台带有止回装置的电磁阀安装在三台不同定值的减压阀之后，开启某一电磁阀可输出某一不同的压力。

（3）配料系统中的应用：图4所示的两台带有止回装置的电磁阀用来防止两种原料的管道中压力不同而引起倒流，或者应反应后容器内的压力大于原料管道的压力而引起的倒流。

5 原理

一种带有止回装置的电磁阀，当电磁线圈通电后，阀芯部件上端的活动铁芯在电磁力的作用下先带动小阀杆提起，开启作用在阀塞上的小阀，减少了作用在大阀上的压力，随即带动大阀，并利用压力差使大阀开启，同时止回阀在介质压力的作用下克服复位弹簧力，使得止回阀芯借助止回阀座上的导向孔下移，开启止回阀，介质流通。当电磁线圈断电后，电磁力消失，阀芯部件因自重和复位弹簧的作用下下落复位，同时依靠介质压力，使得小阀、大阀得以紧密闭合，介质不再流通。当出口介质压力等于或大于进口介质压力时，止回阀芯在复位弹簧和介质压力的作用下上移，使得止回阀芯密封垫圈和阀体的止回密封座紧密贴合，关闭阀口，有效防止介质倒流。

6 特点

一种带有止回装置的电磁阀具有：

（1）有限防止介质倒流确保管路系统运行正常。

（2）通用性强：可气体、液体通用及蒸汽使用。

（3）使用范围广：介质温度可分三组，分别满足不同客户的使用要求。

（4）动作可靠：采用分步直接作用式结构型式，可在低压差情况下可靠工作。

7 结束语

一种带有止回装置的电磁阀在压力管路系统中依靠电磁线圈的磁力和介质压力的推动实现阀芯部件和止回阀芯的开启。当出口压力等于或大于进口压力时，靠复位弹簧和倒流的介质压力推动止回阀芯实现关闭。在实际使用过程中，一种带有止回装置的电磁阀具有优良的防介质倒流防护效果，有效保证了系统的运行安全。

参考文献：

[1]陆培文.实业阀门设计手册[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]JB/T7352-2010 工业过程控制系统用电磁阀[S].

[3]API594-2017 法兰式、凸耳式、对夹式和对焊止回阀[S].

[4]张欣.最新阀门设计制造技术与产品质量检测标准规范全书[M].合肥：安徽文化音像出版社，2000.