电磁阀性能与可靠性：采购成功的关键因素

为确保电磁阀在系统或压力容器内正常工作，必须考虑多个因素。

忽略这些因素可能会导致阀门或系统性能下降、系统内其他部件损坏，甚至系统完全失效。选择阀门时应明确以下关键特性： 电磁阀：

系统压力

任何电磁阀都应定义三种压力等级：

• 工作压力或者说，阀门在正常运行期间将承受的压力范围。
• 压力或者说，当系统恢复到工作压力时，阀门能够承受而不发生性能下降的压力。
• 爆破压力或者说，阀门在不破裂或爆裂的情况下应能承受的压力（尽管它可能会损坏，需要后续维修或更换）。

除了确定相关的压力额定值外，系统设计人员还应识别电磁阀可能遇到的典型运行工况和潜在瞬态压力事件。瞬态压力事件通常是由加压系统内部扰动引起的动态波动造成的。这些事件可能导致极端压力水平和压力上升速率，其危害性远超典型的系统压力升高。虽然通常采用一些方法来防止典型的系统压力升高，但这些方法可能不足以有效缓解瞬态压力。

流速

当电磁阀开启时，其流路不应因过度限制流量或产生过大的压差而阻碍系统运行，从而对下游系统的性能产生不利影响。例如，如果电磁阀的功能是在开启时向腔体注入流体，则电磁阀的尺寸应确保其能够在所需时间内输送所需的流体量。

流量对电磁阀的功能也至关重要。某些电磁阀结构需要一定的最小流量才能正常开启，避免出现不稳定情况。

泄漏

阀门泄漏可分为以下三个不同的类别。

• 流体从阀体外部（包括螺纹、O形圈密封件或其他安装部件）周围泄漏。
• 流体流过内部封闭式阀门密封件时发生的泄漏。
• 流体从阀门内部流出，通过非设计为流体通道的通道泄漏。

泄漏容许量可能受多种因素影响（例如系统是开启还是关闭、系统流体体积、所需的系统效率以及流体泄漏到下游流路中的负面影响）。例如，泄漏可能导致电磁阀下游的流体成分不当，而电磁阀的功能是混合多种流体。

额定电压

额定电压是指线圈在不损坏的情况下所能承受的最大电压。为安全起见，线圈的最大额定电压应高于系统能够产生的电压。

吸合电压

吸合电压是指将阀门从断电（或静止）位置切换到通电位置所需的电压。它通常被指定为保证阀门完全切换的最小电压值。吸合电压也称为驱动电压或激励电压。

保持电压/电流

保持电压是指电磁阀保持通电状态所需的最小电压。保持电压通常用于降低电磁阀运行时的功耗或限制线圈的稳定温度。电磁线圈对衔铁的作用力大小​​与以下因素成正比：

• 流过线圈的电流
• 线圈内的匝数，以及
• 电枢与磁极之间的距离。

当衔铁与磁极接触时，线圈对衔铁的作用力最大。在此状态下，可以在阀门保持通电状态的同时降低施加在电磁阀上的电压，从而减小衔铁上的作用力。保持值也可以用电流而非电压来指定。

压降电压

断路电压是指阀门从完全通电状态恢复到断电状态所需的电压值。它通常以最大电压值表示；低于该电压值时，阀门可能会恢复到断电状态。断路电压也称为断电电压。

响应时间

电磁阀的响应时间定义为从施加电信号到阀门动作所需的时间。吸合响应时间是指从施加吸合电压到阀门动作到吸合位置所需的时间。断开响应时间是指从断开电压到阀门动作到断开位置所需的时间。

在选择电磁阀时，响应时间可能是决策过程中的一个重要因素。在某些特定应用中，更快的响应时间对于阀门的整体性能至关重要。例如，更快的响应时间可以使电磁阀更稳定、更精确地分配更小的流体量。相反，较慢的响应时间可能会限制脉冲宽度调制（PWM）在电磁阀流量比例控制中的应用。

功耗

当电压施加到电磁阀时，会消耗电能，而系统能够承受的功率取决于多种因素。在某些情况下，降低功耗可以显著节省成本。更常见的情况是，功耗与电源以及系统内其他电气元件所需的功率都有关。例如，墙壁插座或直流电机在任何时刻都会提供一定量的功率，这些功率必须由整个系统共享。如果系统由电池供电，功耗还会决定电池的续航时间。

材料

电磁阀由许多子部件组成。每个部件都必须采用能够承受阀门使用寿命期间各种作用力的材料制成。这些作用力包括阀门内部和外部的压力，以及相关的压力上升速率。

子组件材料必须与其环境相容，包括外部流体及其相关温度。例如，阀门可能处于极端湿度环境中，或被安装在浸没于其他液体或气体中的系统中。在确定阀门的安装方式时，也应考虑阀门材料。忽略材料兼容性可能会导致热膨胀、腐蚀或材料整体劣化等问题。

信封

选择电磁阀时，阀门的外形尺寸是另一个需要考虑的重要因素。系统设计人员首先应考虑阀门在系统中的位置以及流体的预期流动路径。系统可能要求阀门位于特定区域内，这可能会限制电磁阀本身的外部尺寸和整体大小。阀门的位置也可能根据现有管路决定流体的流动路径。

此外，设计方案必须考虑安装、固定和维护要求。安装是永久性的还是可拆卸的？例如，有些阀体是插装式，必须插入歧管并用卡箍固定。安装或拆卸它们需要相当大的力气，甚至可能需要完全拆卸整个系统。另一方面，直列式电磁阀可能仅通过连接在两端的管道进行物理接触。在这种情况下，电线可以轻松安装和拆卸。

最后，设计人员应评估阀门是否将用于对重量有严格要求的系统中（例如，便携式系统）。除了物理接口外，电磁阀还必须连接到电源。因此，也应明确电气接口。常见的电气连接方式包括触点、引线、电连接器和电路板安装座。

使用寿命

电磁阀会随着时间的推移而性能下降，不再满足某些性能指标，甚至完全失效。部件的劣化可能是由于材料的自然侵蚀，也可能是由于运动部件之间的冲击或摩擦造成的磨损。了解每个阀门动作周期的长度以及电磁阀能够承受的最大循环次数至关重要。这有助于系统设计人员评估系统的使用寿命，或制定定期预防性维护计划来更换电磁阀。

清洁

污染对任何气动或液压系统都构成严重风险。电磁阀表面或内部可能残留微量的制造液、测试液、碎屑或灰尘。这些污染可能来源于各种制造工艺，也可能来源于阀门在制造、运输或储存过程中所处的环境。大多数情况下，生产后阀门上存在的微量污染是可以接受的。然而，如果系统无法容忍哪怕是最微量的污染，则阀门可能需要经过特殊的清洁和包装处理。例如，呼吸机中用于控制氧气流量的电磁阀就需要进行此类处理。航天、汽车和医疗行业都制定了特定的清洁度标准，这些标准规定了某些部件或系统的相关污染预防要求。