介紹了一種特殊結(jié)構(gòu)的自鎖式電磁閥的性能特點(diǎn)和工作原理，該閥不需要長(zhǎng)期通電也能保證正常狀態(tài)下系統(tǒng)介質(zhì)的流動(dòng)。當(dāng)需要切斷介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，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(kāi)型和常閉型兩種結(jié)構(gòu)。常開(kāi)型電磁閥是在系統(tǒng)斷電時(shí)電磁閥處于開(kāi)閥狀態(tài)，通電時(shí)，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(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，通電時(shí)處于開(kāi)閥狀態(tài)。這兩種結(jié)構(gòu)的電磁閥均無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)斷電時(shí)電磁閥仍然保持原來(lái)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(kāi)閥狀態(tài)，而且在需要關(guān)閥時(shí)，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(kāi)電磁閥。真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)經(jīng)過(guò)測(cè)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(dòng)的功能。

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　自鎖式高溫高壓電磁閥是在原有的高溫高壓分步直動(dòng)式電磁閥上增加了一個(gè)電磁自鎖裝置。電磁閥通電開(kāi)啟后，電磁自鎖機(jī)構(gòu)鎖緊運(yùn)動(dòng)部件，保證了電磁閥斷電后主閥運(yùn)動(dòng)部件在電磁自鎖機(jī)構(gòu)的作用下無(wú)法復(fù)位，實(shí)現(xiàn)了電磁閥常開(kāi)的目的。當(dāng)需要電磁閥關(guān)閉時(shí)，給電磁自鎖機(jī)構(gòu)通電，鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖，電磁閥運(yùn)動(dòng)部件回位，實(shí)現(xiàn)電磁閥主閥關(guān)閉。由于原有高溫高壓電磁閥結(jié)構(gòu)較小，特別是電磁頭內(nèi)空間狹小，因此自鎖裝置除滿(mǎn)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(dòng)鐵芯組、靜鐵芯、線(xiàn)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(hào)支桿上設(shè)有鎖緊用的凹槽，在屏蔽管開(kāi)口外部增加4 個(gè)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(dòng)鐵芯組件中安裝復(fù)位彈簧，可自動(dòng)彈出動(dòng)鐵芯組卡入支桿的凹槽中。管座屏蔽套的外部套有線(xiàn)圈組件和外殼，形成閉合磁路，動(dòng)鐵芯組可以在線(xiàn)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(kāi)鎖緊裝置的作用。為實(shí)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(guò)必要的磁路計(jì)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(guò)適當(dāng)加大鐵芯吸合面積以實(shí)現(xiàn)大吸力的目的，通過(guò)反復(fù)調(diào)整線(xiàn)圈直徑與高度比，使線(xiàn)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(shí)，動(dòng)鐵芯組在復(fù)位彈簧作用下壓在信號(hào)支桿上。當(dāng)主閥線(xiàn)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(kāi)，同時(shí)帶動(dòng)信號(hào)桿向上運(yùn)動(dòng)，自鎖裝置中的動(dòng)鐵芯組在復(fù)位彈簧的作用下伸出，卡在信號(hào)桿上的凹槽中，防止了主閥運(yùn)動(dòng)部件的回落，主閥被鎖住。當(dāng)電磁自鎖裝置接通電源時(shí)，自鎖線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，拉動(dòng)動(dòng)鐵芯組克服復(fù)位彈簧力與自鎖靜鐵芯閉合，動(dòng)鐵芯組脫離信號(hào)桿的凹槽，主閥的運(yùn)動(dòng)部件因此回落，完成一次解鎖過(guò)程。

　　電磁自鎖裝置與原高溫高壓電磁閥連接，通過(guò)水壓強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn)后，證明自鎖裝置的管座與主閥屏蔽套連接牢固，密封良好，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求。在冷態(tài)和熱態(tài)自鎖動(dòng)作試驗(yàn)中，電磁自鎖裝置動(dòng)作可靠，未出現(xiàn)誤動(dòng)作故障和卡阻現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)證明，自鎖裝置各項(xiàng)試驗(yàn)，性能指標(biāo)滿(mǎn)足系統(tǒng)和電磁閥整機(jī)的功能要求。

1. 管座2. 線(xiàn)圈組件3. 外殼4. 靜鐵芯5. 復(fù)位彈簧6. 動(dòng)鐵芯組7. 信號(hào)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(dòng)式高溫高壓電磁閥( 圖2) 。電磁閥斷電時(shí)為關(guān)閉狀態(tài)，阻斷介質(zhì)流動(dòng)。當(dāng)主閥線(xiàn)圈通電時(shí)，線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力，吸起動(dòng)鐵芯，使動(dòng)鐵芯與靜鐵芯閉合，并拉動(dòng)閥桿帶動(dòng)閥瓣組打開(kāi)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(dòng)鐵芯組在自鎖彈簧的作用下伸出，將主閥動(dòng)鐵芯的信號(hào)支桿鎖住，此時(shí)將主閥線(xiàn)圈斷電，主閥仍保持為開(kāi)閥狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行關(guān)閥操作時(shí)，首先給主閥線(xiàn)圈通電，再給自鎖線(xiàn)圈通電，自鎖線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力，使自鎖靜鐵芯與自鎖動(dòng)鐵芯組閉合，自鎖動(dòng)鐵芯組脫離主閥動(dòng)鐵芯的信號(hào)支桿。此時(shí)先給主閥線(xiàn)圈斷電，再給自鎖線(xiàn)圈斷電。在彈簧力和主閥內(nèi)部件的重力作用下，動(dòng)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(yùn)動(dòng)關(guān)閉主閥門(mén)，阻斷工作介質(zhì)通過(guò)電磁閥，電磁閥即為關(guān)閉狀態(tài)。

1. 電磁自鎖裝置2. 信號(hào)支桿3. 靜鐵芯4. 主閥線(xiàn)圈5. 動(dòng)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(dòng)作靈活、無(wú)外漏和響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在斷電狀態(tài)下可長(zhǎng)期保持開(kāi)閥狀態(tài)的功能，降低了產(chǎn)品運(yùn)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(lèi)似的使用工況條件。

6、結(jié)語(yǔ)

　　自鎖式電磁閥是一種帶有自鎖功能的分步直動(dòng)式電磁閥，具有開(kāi)閥后斷電可保持電磁閥處于開(kāi)閥狀態(tài)，并具有信號(hào)反饋等功能。當(dāng)需要關(guān)閉電磁閥時(shí)，只要給電磁自鎖裝置通電，電磁閥的主閥瓣就會(huì)自動(dòng)落入閥座，切斷管路中介質(zhì)的流動(dòng)。該閥可有效控制常溫水、常溫氣體以及飽和狀態(tài)下的水和蒸汽介質(zhì)的接通或切斷，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作靈活可靠、使用壽命長(zhǎng)、更換和維修方便等特點(diǎn)。