自鎖式電磁閥設(shè)計

自鎖式電磁閥設(shè)計介紹了一種特殊構(gòu)造的自鎖式電磁閥的性能特點和工作原理，該閥不需要長期通電也能保證正常狀態(tài)下系統(tǒng)介質(zhì)的流動。當(dāng)需要切斷介質(zhì)流動時，電磁閥又能快速切斷管路介質(zhì)，完成系統(tǒng)預(yù)定功能。1、概述

常規(guī)的電磁閥有常開型和常閉型兩種構(gòu)造。常開型電磁閥是在系統(tǒng)斷電時電磁閥處于開閥狀態(tài)，通電時，電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)。常閉型電磁閥是在系統(tǒng)斷電時處于關(guān)閉狀態(tài)，通電時處于開閥狀態(tài)。這兩種構(gòu)造的電磁閥均無法實現(xiàn)系統(tǒng)斷電時電磁閥仍然保持原來的工作狀態(tài)。為了保證電磁閥在通電或斷電狀態(tài)下必須是開閥狀態(tài)，而且在需要關(guān)閥時，電磁閥必須具有立即關(guān)閥功能的要求，研制了自鎖式高溫高壓快開電磁閥。真空技術(shù)網(wǎng)(http:///)經(jīng)過測試后認(rèn)為該電磁閥可以完成在斷電或意外失電的情況下，保持電磁閥原有的工作狀態(tài)，并具有快速接通、切斷管路介質(zhì)或斷電后繼續(xù)保持系統(tǒng)介質(zhì)流動的功能。2、構(gòu)造特點

自鎖式高溫高壓電磁閥是在原有的高溫高壓分步直動式電磁閥上增加了一個電磁自鎖裝置。電磁閥通電開啟后，電磁自鎖機構(gòu)鎖緊運動部件，保證了電磁閥斷電后主閥運動部件在電磁自鎖機構(gòu)的作用下無法復(fù)位，實現(xiàn)了電磁閥常開的目的。當(dāng)需要電磁閥關(guān)閉時，給電磁自鎖機構(gòu)通電，鎖緊機構(gòu)解鎖，電磁閥運動部件回位，實現(xiàn)電磁閥主閥關(guān)閉。由于原有高溫高壓電磁閥構(gòu)造較小，特別是電磁頭內(nèi)空間狹小，因此自鎖裝置除滿足吸力需要外，還要求體積小，質(zhì)量輕。3、自鎖裝置

電磁自鎖裝置由管座、動鐵芯組、靜鐵芯、線圈組件、外殼、復(fù)位彈簧、螺釘和密封墊等組成(圖1)。電磁閥的信號支桿上設(shè)有鎖緊用的凹槽，在屏蔽管開口外部增加4個螺紋安裝孔，用于電磁自鎖裝置管座與之連接并密封。管座與屏蔽套采用一體化加工，提高了產(chǎn)品的安全性。管座屏蔽套內(nèi)部有靜鐵芯固定在套內(nèi)的端部，用于鎖緊的動鐵芯組件中安裝復(fù)位彈簧，可自動彈出動鐵芯組卡入支桿的凹槽中。管座屏蔽套的外部套有線圈組件和外殼，形成閉合磁路，動鐵芯組可以在線圈組件通電的狀態(tài)下，抽出鎖緊裝置與靜鐵芯閉合，起到打開鎖緊裝置的作用。為實現(xiàn)自鎖功能，所有的導(dǎo)磁材料選用高導(dǎo)磁率的耐蝕軟磁合金，通過必要的磁路計算確定外殼、上蓋和靜鐵芯等零件導(dǎo)磁所需的最小厚度或最小直徑，通過適當(dāng)加大鐵芯吸合面積以實現(xiàn)大吸力的目的，通過反復(fù)調(diào)整線圈直徑與高度比，使線圈能產(chǎn)生合理的磁路，減少漏磁。

當(dāng)電磁自鎖裝置不通電時，動鐵芯組在復(fù)位彈簧作用下壓在信號支桿上。當(dāng)主閥線圈通電后，在壓差和電磁力的作用下，活塞迅速浮起主閥打開，同時帶動信號桿向上運動，自鎖裝置中的動鐵芯組在復(fù)位彈簧的作用下伸出，卡在信號桿上的凹槽中，防止了主閥運動部件的回落，主閥被鎖住。當(dāng)電磁自鎖裝置接通電源時，自鎖線圈產(chǎn)生磁場，拉動動鐵芯組克服復(fù)位彈簧力與自鎖靜鐵芯閉合，動鐵芯組脫離信號桿的凹槽，主閥的運動部件因此回落，完成一次解鎖過程。

電磁自鎖裝置與原高溫高壓電磁閥連接，通過水壓強度試驗和密封試驗后，證明自鎖裝置的管座與主閥屏蔽套連接牢固，密封良好，構(gòu)造強度滿足規(guī)范要求。在冷態(tài)和熱態(tài)自鎖動作試驗中，電磁自鎖裝置動作可靠，未出現(xiàn)誤動作故障和卡阻現(xiàn)象。經(jīng)過試驗檢驗證明，自鎖裝置各項試驗，性能指標(biāo)滿足系統(tǒng)和電磁閥整機的功能要求。

1.管座2.線圈組件3.外殼4.靜鐵芯5.復(fù)位彈簧6.動鐵芯組7.信號支桿

圖1電磁自鎖裝置4、工作原理

帶有自鎖裝置的電磁閥為二位二通分步直動式高溫高壓電磁閥(圖2)。電磁閥斷電時為關(guān)閉狀態(tài)，阻斷介質(zhì)流動。當(dāng)主閥線圈通電時，線圈產(chǎn)生電磁力，吸起動鐵芯，使動鐵芯與靜鐵芯閉合，并拉動閥桿帶動閥瓣組打開先導(dǎo)閥，使活塞上腔的高壓介質(zhì)快速排泄。在活塞上下壓力差的作用下，活塞迅速浮起，自鎖電磁頭中的動鐵芯組在自鎖彈簧的作用下伸出，將主閥動鐵芯的信號支桿鎖住，此時將主閥線圈斷電，主閥仍保持為開閥狀態(tài)。當(dāng)開展關(guān)閥操作時，首先給主閥線圈通電，再給自鎖線圈通電，自鎖線圈產(chǎn)生電磁力，使自鎖靜鐵芯與自鎖動鐵芯組閉合，自鎖動鐵芯組脫離主閥動鐵芯的信號支桿。此時先給主閥線圈斷電，再給自鎖線圈斷電。在彈簧力和主閥內(nèi)部件的重力作用下，動鐵芯與靜鐵芯脫離，使先導(dǎo)閥關(guān)閉。在介質(zhì)壓差的作用下，活塞向下運動關(guān)閉主閥門，阻斷工作介質(zhì)通過電磁閥，電磁閥即為關(guān)閉狀態(tài)。

1.電磁自鎖裝置2.信號支桿3.靜鐵芯4.主閥線圈5.動鐵芯6.小閥7.活塞8.閥體

圖2帶自鎖裝置電磁閥5、應(yīng)用

自鎖式電磁閥即保持了原有電磁閥動作靈活、無外漏和響應(yīng)時間短等特點。由于增加了電磁自鎖裝置，產(chǎn)品的功能特性進(jìn)一步提高，實現(xiàn)了產(chǎn)品在斷電狀態(tài)下可長期保持開閥狀態(tài)的功能，降低了產(chǎn)品運行成本，節(jié)約了能源，提高了產(chǎn)品和系統(tǒng)的安全性，適用于安全條件要求苛刻的工況，如核能及類似的使用工況條件。6、結(jié)語

自鎖式電磁閥是一種帶有自鎖功能的分步直動式電磁閥，具有開閥后斷電可保持電磁閥處于開閥狀態(tài)，并具有信號反應(yīng)等功能。當(dāng)需要關(guān)閉電磁閥