双活塞電(diàn)磁脉冲阀的开发研究
電(diàn)磁脉冲阀是脉冲袋式除尘器清灰机构的核心部件，其性能(néng)指标的优劣直接影响着脉冲袋式除尘器的整體(tǐ)性能(néng)。随着我國(guó)环保标准的提高，脉冲袋式除尘器的应用(yòng)已愈加广泛，据统计，2011 年袋式除尘行业产值约為(wèi) 166 亿元，其中電(diàn)磁脉冲阀的份额约占7 ～8 亿元。因此，鉴于電(diàn)磁脉冲阀在行业内较大的市场需求，实现其國(guó)产化尤显重要和迫切。
脉冲袋式除尘器常用(yòng)的電(diàn)磁脉冲阀有(yǒu)“双膜片式”和“膜片 + 活塞式”2 种形式。目前，我國(guó)具有(yǒu)自主知识产权的國(guó)产双膜片阀种类较多(duō)，而具有(yǒu)自主知识产权的國(guó)产活塞阀基本没有(yǒu)。本文(wén)介绍的是一种新(xīn)开发的具有(yǒu)自主知识产权的 3 吋无膜片双活塞電(diàn)磁脉冲阀，该阀的成功研发实现了國(guó)产活塞式脉冲阀的新(xīn)突破。
1、结构及工作原理(lǐ)
1.1 结构
新(xīn)型双活塞電(diàn)磁脉冲阀(简称 B 阀)，突破传统的膜片式结构，阀體(tǐ)内无需膜片，采用(yòng)“两级活塞”替代传统的“双膜片”或“膜片 + 活塞”的结构，如图1所示。
1.2 工作原理(lǐ)
B 阀开启过程:電(diàn)磁線(xiàn)圈 B 通電(diàn)，产生電(diàn)磁力，吸起动铁芯，同时带动阀杆上移离开小(xiǎo)活塞的先导孔端，先导孔开启，腔室 B 泄压，小(xiǎo)活塞受压差影响上移，从而开启大活塞泄压孔 G，腔室 E 联通泄压通道 D，腔室 E 内气體(tǐ)经 D 处由 G 孔排出，致使大活塞内外压差失衡，大活塞上移，脉冲阀开启。B 阀关闭过程:電(diàn)磁線(xiàn)圈 B 失電(diàn)，電(diàn)磁力消失，复位弹簧 B 推动动铁芯下行复位，阀杆端头关闭小(xiǎo)活塞先导孔，腔室 B 补气，小(xiǎo)活塞下行，从而关闭泄压孔 G，气包中高压气體(tǐ)通过大活塞与阀體(tǐ)间间隙往腔室 E 中补气，复位弹簧 A 推动大活塞复位，脉冲阀关闭。
1.3 结构特点
该阀的上述_结构使其具有(yǒu)以下优点。
(1)结构新(xīn)颖简洁，使用(yòng)方便可(kě)靠。
國(guó)外某知名品牌的 3 吋活塞式電(diàn)磁脉冲阀(简称 A 阀)是“膜片 + 活塞”结构，上部膜片控制上部腔體(tǐ)的排气和补气过程来实现下部大活塞的来回运动。但是由于A 阀结构原因，其上部電(diàn)磁阀部分(fēn)需带有(yǒu)一节气管，通过气管為(wèi)膜片上部腔體(tǐ)补气。这节气管不仅给现场安装带来不便，同时也增加了一个故障点。通常活塞式脉冲阀要比膜片式脉冲阀易损度低，因為(wèi)活塞仅由一种构件组成，而膜片则是由橡胶膜、垫片、螺栓、垫圈和螺母所组成。膜片式脉冲阀的失效或损坏，98% 以上是由于膜片损坏以及先导孔堵塞所致。
B 阀采用(yòng)较大的先导孔结构，同时小(xiǎo)活塞、大活塞均采用(yòng)新(xīn)型改性工程塑料制作，耐酸碱腐蚀，使用(yòng)温度 －40 ℃ ～ 120 ℃，因此，在使用(yòng)过程中_稳定可(kě)靠。
(2)结构紧凑、體(tǐ)积小(xiǎo)、节约占地。
与膜片式電(diàn)磁脉冲阀相同流通截面积的条件下，B 阀的大活塞结构使其较膜片阀的體(tǐ)积_小(xiǎo)。B 阀的安装法兰面大外径為(wèi)Φ152． 5 mm，而 3 吋膜片式電(diàn)磁脉冲阀的安装法兰面外径為(wèi)Φ218 mm。因此，两相邻 B 阀的中心间距可(kě)做到 160 mm，而两相邻 3 吋膜片式電(diàn)磁脉冲阀的中心间距一般在 230 mm 左右。这_意味着在条件许可(kě)的前提下，滤袋行距可(kě)显著缩小(xiǎo)，同等条件下节约占地可(kě)达 30%左右。
2、性能(néng)参数比对试验与分(fēn)析
通过喷吹试验，以检验 B 阀的喷吹性能(néng);通过比对试验，来评价 B 阀的性能(néng)。在脉冲试验台的气包和喷吹管出口分(fēn)别设置压力传感器，用(yòng)于检测脉冲喷吹过程中气包和喷吹管出口气體(tǐ)压力的变化，采用(yòng)電(diàn)脑进行试验操作、参数记录、存储和试验数据的处理(lǐ)。
脉冲阀喷吹试验系统如图 2 所示。
2.1 比对试验样品的选取
比对试验样品共选取了 2 种目前國(guó)内外应用(yòng)较為(wèi)广泛、且阀型结构各不相同但其性能(néng)指标均较优异的國(guó)外知名品牌，与 B 阀进行比对试验。A 阀:國(guó)外某知名品牌的 3 吋膜片活塞式電(diàn)磁脉冲阀;B 阀:新(xīn)型 3 吋无膜片双活塞式電(diàn)磁脉冲阀;C 阀:國(guó)外某知名品牌的 3 吋淹没式双膜片電(diàn)磁脉冲阀。
2.2 试验参数与结果分(fēn)析
比对试验样品的喷吹性能(néng)数据详见表 1、表 2。
对比分(fēn)析表 1、表 2 试验结果得出:①喷吹气量:同种条件下，B 阀略高于 A 阀;较 C 阀优，為(wèi) C阀的 1． 09 ～ 1． 36 倍。②出口压力峰值:同种条件下，B 阀与 A 阀相当;较 C 阀优，為(wèi) C 阀的 1． 08 ～1．16 倍。③出口压力平均上升速率:同种条件下，B阀同 A 阀相当;较 C 阀优，為(wèi) C 阀的 1． 13 ～ 1． 21倍。④阀體(tǐ)阻力:同种条件下，B 阀与 A 阀相当;较C 阀优，仅為(wèi) C 阀的 66% ～78%。由此可(kě)见，_脉冲阀整體(tǐ)喷吹性能(néng)而言，B 阀与A 阀相当，较 C 阀优。
3、经济性分(fēn)析
3.1 价格低、配套_方便经济
A 阀、C 阀的主要易损件為(wèi)膜片，两阀所使用(yòng)的膜片均為(wèi)进口膜片，其价格一般占阀总成价格的1/6 左右。而目前國(guó)产膜片虽较进口膜片价廉，但其性能(néng)、质量却相差很(hěn)大。B 阀没有(yǒu)膜片，所有(yǒu)部件均為(wèi)國(guó)产，不仅使用(yòng)性能(néng)与 A 阀相当，且价格_，因而配套_换_方便与经济。
3.2 _少的阀数量和_小(xiǎo)的占地面积
同等使用(yòng)条件下，单个 B 阀较单个 C 阀能(néng)带_多(duō)的滤袋，因此，在相同的过滤面积下，所需的 B 阀数量较 C 阀_少;由于 B 阀的结构较 C 阀_紧凑，因而，在相同过滤面积下，使用(yòng) B 阀所需的占地面积较 C 阀的_小(xiǎo)。
4、结论
(1)该阀采用(yòng)“无膜片双活塞”形式，结构新(xīn)颖，构思巧妙，具有(yǒu)國(guó)内自主知识产权，实现了國(guó)产纯活塞式脉冲阀的新(xīn)突破。
(2)性能(néng)对比试验表明，同等条件下，该阀性能(néng)与國(guó)外膜片活塞阀性能(néng)相当，而价格显著降低;与國(guó)外纯膜片阀相比，其整體(tǐ)喷吹清灰性能(néng)以及节约占地或减少阀门数量等方面具有(yǒu)_显著的_性。
(3)该阀结构简单，性价比高，安装和使用(yòng)方便，运行稳定可(kě)靠，具有(yǒu)很(hěn)强的市场竞争力。
