雙活塞電磁脈沖閥的開發研究
電磁脈沖閥是脈沖袋式除塵器清灰機構的核心部件，其性能指標的優劣直接影響著脈沖袋式除塵器的整體性能。隨著我國環保標準的提高，脈沖袋式除塵器的應用已愈加廣泛，據統計，2011 年袋式除塵行業產值約為 166 億元，其中電磁脈沖閥的份額約占7 ～8 億元。因此，鑒于電磁脈沖閥在行業內較大的市場需求，實現其國產化尤顯重要和迫切。
脈沖袋式除塵器常用的電磁脈沖閥有“雙膜片式”和“膜片 + 活塞式”2 種形式。目前，我國具有自主知識產權的國產雙膜片閥種類較多，而具有自主知識產權的國產活塞閥基本沒有。本文介紹的是一種新開發的具有自主知識產權的 3 吋無膜片雙活塞電磁脈沖閥，該閥的成功研發實現了國產活塞式脈沖閥的新突破。
1、結構及工作原理
1.1 結構
新型雙活塞電磁脈沖閥(簡稱 B 閥)，突破傳統的膜片式結構，閥體內無需膜片，采用“兩級活塞”替代傳統的“雙膜片”或“膜片 + 活塞”的結構，如圖1所示。
1.2 工作原理
B 閥開啟過程:電磁線圈 B 通電，產生電磁力，吸起動鐵芯，同時帶動閥桿上移離開小活塞的先導孔端，先導孔開啟，腔室 B 泄壓，小活塞受壓差影響上移，從而開啟大活塞泄壓孔 G，腔室 E 聯通泄壓通道 D，腔室 E 內氣體經 D 處由 G 孔排出，致使大活塞內外壓差失衡，大活塞上移，脈沖閥開啟。B 閥關閉過程:電磁線圈 B 失電，電磁力消失，復位彈簧 B 推動動鐵芯下行復位，閥桿端頭關閉小活塞先導孔，腔室 B 補氣，小活塞下行，從而關閉泄壓孔 G，氣包中高壓氣體通過大活塞與閥體間間隙往腔室 E 中補氣，復位彈簧 A 推動大活塞復位，脈沖閥關閉。
1.3 結構特點
該閥的上述_結構使其具有以下優點。
(1)結構新穎簡潔，使用方便可靠。
國外某知名品牌的 3 吋活塞式電磁脈沖閥(簡稱 A 閥)是“膜片 + 活塞”結構，上部膜片控制上部腔體的排氣和補氣過程來實現下部大活塞的來回運動。但是由于A 閥結構原因，其上部電磁閥部分需帶有一節氣管，通過氣管為膜片上部腔體補氣。這節氣管不僅給現場安裝帶來不便，同時也增加了一個故障點。通常活塞式脈沖閥要比膜片式脈沖閥易損度低，因為活塞僅由一種構件組成，而膜片則是由橡膠膜、墊片、螺栓、墊圈和螺母所組成。膜片式脈沖閥的失效或損壞，98% 以上是由于膜片損壞以及先導孔堵塞所致。
B 閥采用較大的先導孔結構，同時小活塞、大活塞均采用新型改性工程塑料制作，耐酸堿腐蝕，使用溫度 －40 ℃ ～ 120 ℃，因此，在使用過程中_穩定可靠。
(2)結構緊湊、體積小、節約占地。
與膜片式電磁脈沖閥相同流通截面積的條件下，B 閥的大活塞結構使其較膜片閥的體積_小。B 閥的安裝法蘭面大外徑為Φ152． 5 mm，而 3 吋膜片式電磁脈沖閥的安裝法蘭面外徑為Φ218 mm。因此，兩相鄰 B 閥的中心間距可做到 160 mm，而兩相鄰 3 吋膜片式電磁脈沖閥的中心間距一般在 230 mm 左右。這_意味著在條件許可的前提下，濾袋行距可顯著縮小，同等條件下節約占地可達 30%左右。
2、性能參數比對試驗與分析
通過噴吹試驗，以檢驗 B 閥的噴吹性能;通過比對試驗，來評價 B 閥的性能。在脈沖試驗臺的氣包和噴吹管出口分別設置壓力傳感器，用于檢測脈沖噴吹過程中氣包和噴吹管出口氣體壓力的變化，采用電腦進行試驗操作、參數記錄、存儲和試驗數據的處理。
脈沖閥噴吹試驗系統如圖 2 所示。
2.1 比對試驗樣品的選取
比對試驗樣品共選取了 2 種目前國內外應用較為廣泛、且閥型結構各不相同但其性能指標均較優異的國外知名品牌，與 B 閥進行比對試驗。A 閥:國外某知名品牌的 3 吋膜片活塞式電磁脈沖閥;B 閥:新型 3 吋無膜片雙活塞式電磁脈沖閥;C 閥:國外某知名品牌的 3 吋淹沒式雙膜片電磁脈沖閥。
2.2 試驗參數與結果分析
比對試驗樣品的噴吹性能數據詳見表 1、表 2。
對比分析表 1、表 2 試驗結果得出:①噴吹氣量:同種條件下，B 閥略高于 A 閥;較 C 閥優，為 C閥的 1． 09 ～ 1． 36 倍。②出口壓力峰值:同種條件下，B 閥與 A 閥相當;較 C 閥優，為 C 閥的 1． 08 ～1．16 倍。③出口壓力平均上升速率:同種條件下，B閥同 A 閥相當;較 C 閥優，為 C 閥的 1． 13 ～ 1． 21倍。④閥體阻力:同種條件下，B 閥與 A 閥相當;較C 閥優，僅為 C 閥的 66% ～78%。由此可見，_脈沖閥整體噴吹性能而言，B 閥與A 閥相當，較 C 閥優。
3、經濟性分析
3.1 價格低、配套_方便經濟
A 閥、C 閥的主要易損件為膜片，兩閥所使用的膜片均為進口膜片，其價格一般占閥總成價格的1/6 左右。而目前國產膜片雖較進口膜片價廉，但其性能、質量卻相差很大。B 閥沒有膜片，所有部件均為國產，不僅使用性能與 A 閥相當，且價格_，因而配套_換_方便與經濟。
3.2 _少的閥數量和_小的占地面積
同等使用條件下，單個 B 閥較單個 C 閥能帶_多的濾袋，因此，在相同的過濾面積下，所需的 B 閥數量較 C 閥_少;由于 B 閥的結構較 C 閥_緊湊，因而，在相同過濾面積下，使用 B 閥所需的占地面積較 C 閥的_小。
4、結論
(1)該閥采用“無膜片雙活塞”形式，結構新穎，構思巧妙，具有國內自主知識產權，實現了國產純活塞式脈沖閥的新突破。
(2)性能對比試驗表明，同等條件下，該閥性能與國外膜片活塞閥性能相當，而價格顯著降低;與國外純膜片閥相比，其整體噴吹清灰性能以及節約占地或減少閥門數量等方面具有_顯著的_性。
(3)該閥結構簡單，性價比高，安裝和使用方便，運行穩定可靠，具有很強的市場競爭力。
