論文摘要：電磁閥作為自動(dòng)化儀表的一種執行器，近年來(lái)用量急劇上升。本文分析了電磁閥的主要特點(diǎn)，并側重應用的角度對國內成熟技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)作簡(jiǎn)要綜述，分別在精簡(jiǎn)化、智能化、通用化、化方向作了考察，并略對影響電磁閥技術(shù)發(fā)展的社會(huì )因素作點(diǎn)探討。
一、
（1）外漏堵絕，內漏易控，使用安全。
內外泄漏是危及安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出，由電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)執行機構控制閥芯的轉動(dòng)或移動(dòng)。這都要解決長(cháng)期動(dòng)作閥桿動(dòng)密封的外泄漏難題； 唯有電磁閥是用電磁力作用于密封在隔磁套管內的鐵芯完成，不存在動(dòng)密封，所以外漏易堵絕。電動(dòng)閥力矩控制不易，容易產(chǎn)生內漏，甚至拉斷閥桿頭部；電磁閥的結構型式容易控制內泄漏，直至降為零。所以，電磁閥使用特別安全，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。
（2）系統簡(jiǎn)單，便接電腦，價(jià)格低謙。
電磁閥本身結構簡(jiǎn)單 ， 價(jià)格也低 ， 比起調節閥等其它種類(lèi)執行器易于安裝維護。更 顯著(zhù)的是所組成的自控系統簡(jiǎn)單得多 ， 價(jià)格要低得多。由于電磁閥是開(kāi)關(guān)信號控制， 與 工控計算機連接十分方便。在當今電腦普及 ， 價(jià)格大幅下降的時(shí)代 ， 電磁閥的優(yōu)勢就更 加明顯。
（3）動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧。
電磁閥響應時(shí)間可以短至幾個(gè)毫秒，即使是先導式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內。由于自成回路，比之其它自控閥反應更靈敏。設計得當的電磁閥線(xiàn)圈功率消耗很低，屬節能產(chǎn)品；還可做到只需觸發(fā)動(dòng)作，自動(dòng)保持閥位，平時(shí)一點(diǎn)也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節省空間， 又輕巧美觀(guān)。
（4）調節精度受限，適用介質(zhì)受限。
電磁閥通常只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，閥芯只能處于兩個(gè)極限位置，不能連續調節，（力圖突破的新構思不少，但還都處于試驗試用階段）所以調節精度還受到一定限制。
電磁閥對介質(zhì)潔凈度有較高要求，含顆粒狀的介質(zhì)不能適用，如屬雜質(zhì)須先濾去。另外， 粘稠狀介質(zhì)不能適用，而且，特定的產(chǎn)品適用的介質(zhì)粘度范圍相對較窄。
（5）型號多樣，用途廣泛。
電磁閥雖有先天不足，優(yōu)點(diǎn)仍十分突出，所以就設計成多種多樣的產(chǎn)品，滿(mǎn)足各種不同的需求，用途極為廣泛。電磁閥技術(shù)的進(jìn)步也都是圍繞著(zhù)如何克服先天不足，如何更好地發(fā)揮固有優(yōu)勢而展開(kāi)。
二、電磁閥技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介
2.1、精簡(jiǎn)化方向的發(fā)展
至精必至簡(jiǎn)，唯有簡(jiǎn)單的才能長(cháng)久流傳。
這也是科學(xué)家和工程師的*追求。
（1）簡(jiǎn)化控制回路
以往的執行器大量采用氣動(dòng)和電動(dòng)的控制回路，這增加了系統的復雜性，而先導型電磁閥則在閥內形成利用工作介質(zhì)自身的控制回路，結構甚為簡(jiǎn)單。過(guò)去國內外電磁閥多項技術(shù)參數還受限制，現在國內電磁閥通徑已擴展至30Omm；介質(zhì)溫度低至--200 ℃，高至450 ℃；工作壓力從真空到25MPa。動(dòng)作時(shí)間從十幾秒到幾毫秒。這些技術(shù)的新發(fā)展已*可以取代原有體積龐大價(jià)格昂貴的兩位控制的快速切斷閥和氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，也能部分取代連續調節的氣動(dòng)、電動(dòng)調節閥。（怎樣才能更好地滿(mǎn)足調節精度要求，下文還要述及）。國外的紡織、輕工、城建等行業(yè)已大量改用電磁閥，而冶金、化工等行業(yè)則在輔助系統中使用越來(lái)越多的電磁閥。國內自控專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員已越來(lái)越多地關(guān)注電磁閥了。
（2）簡(jiǎn)化管路系統
自動(dòng)控制閥工作時(shí)在管路上還須配用一些輔助閥門(mén)和管件。例如圖1所示的隔離旁路是典型的安裝方法，須配三個(gè)手動(dòng)閥，其中手動(dòng)閥1是旁路閥，手動(dòng)備用。而手動(dòng)閥2和3是隔離閥， 保證自動(dòng)控制閥5的在線(xiàn)維修。當然還得配兩只三通4和活接頭6。這種管路系統所占空間大 ， 安裝又費時(shí)，還容易泄漏。ZDF系列多功能電磁閥巧妙地省去了這些外加的附件仍具有隔離旁路的功能，因而榮獲日內瓦新技術(shù)金質(zhì)獎。
自動(dòng)控制閥的前面需加裝過(guò)濾器。多個(gè)自控閥聯(lián)合使用還常需安裝單向閥以防管道之間的干擾。現在，單向電磁閥、組合電磁閥和帶過(guò)濾的電磁閥都已在簡(jiǎn)化管路方面發(fā)揮了作用。（本公司還推出了反沖過(guò)濾閥，兼開(kāi)關(guān)和過(guò)濾功能，并且不須拆閥就可沖洗濾芯，獲得了中美發(fā)明。）
（3）簡(jiǎn)化閥門(mén)結構和工藝
電磁閥屬于原理和結構都簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制閥，但還要進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
家電行業(yè)洗衣機、電冰箱所配的電磁閥，其零部件的結構和工藝都適合于大批量生產(chǎn)。普通電磁閥線(xiàn)圈部件已采用塑料封裝，減少引出線(xiàn)斷裂的故障，同時(shí)易實(shí)現防水、防爆等防護要求。閥體、閥蓋等部件都已采用精密鑄造，鍛造等工藝，工程塑料電磁閥也已批量上市。國內防爆電磁閥已不只是隔爆型，還有澆封型、本安型。高壓和高溫的電磁閥也出現了簡(jiǎn)化了結構和工藝。
2.2、智能化方向上的發(fā)展
這主要是指電磁閥如何與智能儀表更好配合， 去提高系統的控制精度和可靠性。
一般認為位式調節難以達到很高精度， 然而在好多場(chǎng)合采用恰當的方式卻可以達到所需的相當高精度，而大大節省了成本。
這是一種不同大小的電磁閥組合在一起。
大量使用的加油機對油的計量精度高達0.02%，都采用雙聯(lián)電磁閥。大閥開(kāi)啟，使得加油在較短的時(shí)間內接近完成；然后大閥關(guān)閉，由小閥補充保證流量精度。此項技術(shù)國外已應用多年，產(chǎn)品由世界的電磁閥專(zhuān)業(yè)公司ASCO Honeywell等公司制造。現在本公司生產(chǎn)雙聯(lián)電磁閥已達到進(jìn)口產(chǎn)品的指標，還有*的性能。
順便指出國內油庫大流量的計量還在引進(jìn)或仿造國外的結構較復雜、性能欠穩定的多段關(guān)閉閥，這種產(chǎn)品并非世界的專(zhuān)業(yè)公司所制，因為市場(chǎng)需求量沒(méi)達到足以引以他們的興趣。實(shí)際上我們的油庫采用國內生產(chǎn)的大流量的雙聯(lián)組合閥，效果會(huì )好得多。
雙聯(lián)組合閥還常用來(lái)控制溫度、壓力、液位等參數。大閥保證基礎量，小閥提供補償量。在參數相對穩定的系統中，這種位式控制能達相當高精度。好些參數變化較大的系統，變化的速率仍受一定制約，例如溫度控制系統，仍受熱慣性的影響。所以運用得當的雙聯(lián)組合閥在滿(mǎn)足控制要求的前提下相對于調節閥能大幅降低成本。
（2）三位電磁閥與數字閥
三位電磁閥的閥芯有三個(gè)工作位置，平時(shí)不通電，處于微啟狀態(tài)，閥門(mén)提供初始流量；給一種電信號，電磁閥全開(kāi)，提供大流量；給另種電信號，閥門(mén)關(guān)閥。閥門(mén)還帶有手動(dòng)裝置， 使得長(cháng)期關(guān)閥時(shí)也不需耗電。三位電磁閥可視為一種結構更為緊湊的雙聯(lián)電磁閥，它很方便地實(shí)現三位調節，得到了很多應用。
ZDF多功能電磁閥
進(jìn)一步的思路是n個(gè)大小成一定比例的電磁閥組成2n種流量，類(lèi)似于數字電路稱(chēng)這種組合閥為數字閥。實(shí)際上兩個(gè)大小不同的雙聯(lián)閥或三位閥就可產(chǎn)生24=16或32=9種流量，已經(jīng)能達非常高的精度。從原理上說(shuō)，它與工控計算機配套具有優(yōu)勢，但由于應用領(lǐng)域還沒(méi)有提出大量的需求，這項技術(shù)尚處于試驗階段。
（3）自保持型電磁閥
自保持型電磁閥就是只需瞬間通電即完成閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，閥芯位置不需電來(lái)保持。它的優(yōu)點(diǎn)在于節約能源尤其是用電池作電源的場(chǎng)合，而且可不考慮溫升，從而線(xiàn)圈壽命長(cháng)，在高低溫、防爆等場(chǎng)合有較高安全性。常見(jiàn)的有機械式保持和永磁體保持，又分雙線(xiàn)圈和單線(xiàn)圈，以單線(xiàn)圈磁保持結構zui為簡(jiǎn)單。它是以改變直流電源極性改變對應閥門(mén)開(kāi)關(guān)的兩種狀態(tài)。這種電磁閥單獨安裝線(xiàn)圈外部接線(xiàn)需加轉換開(kāi)關(guān)，而與智能儀表配套則十分方便。IC卡預收費煤氣表和水表所配的電磁閥是儀表成敗的關(guān)鍵之一，其中的自保持技術(shù)又是電磁閥的成敗的重要因素，國內的自保持電磁已日趨成熟，本公司已為多家智能表廠(chǎng)提供配套。
2.3、通用化方向上的發(fā)展
電磁閥應用十分廣泛，而使用時(shí)情況卻千差萬(wàn)別，增強通用性能降低制造、購銷(xiāo)、存貯、安裝、維護的成本，近年來(lái)這方面邁出了大步。
（1）響應時(shí)間可調
給出電信號到閥芯動(dòng)作完成的時(shí)間稱(chēng)為響應時(shí)間。不同場(chǎng)合希望開(kāi)關(guān)速度不同，有四種組合：快開(kāi)快關(guān)----用于快速反應系統；快開(kāi)慢關(guān)----用于防止水錘；慢開(kāi)快關(guān)---用于緩啟急斷； 慢開(kāi)慢關(guān)一一用于平穩過(guò)渡。ZDF 多功能電磁閥可方使地調整于任一狀態(tài)，應用十分靈活。
（2）擴展介質(zhì)適用范固。
電磁閥與其它自控閥不同在于介質(zhì)粘度適用范圍較窄，所以空氣、水、蒸汽、油等介質(zhì)對于先導型電磁閥其結構參數是不同的；一般地說(shuō)是不能通用的。而ZDF多功能電磁閥只用一顆小螺釘，卻做到了氣、水、油的通用，而且還使油的粘度適用范圍大大加寬，深受歡迎。
（3）開(kāi)度可調與于動(dòng)兼窯
電磁閥在使用時(shí)常常還希望它兼具手動(dòng)功能，作為停電或故障時(shí)備用。
一般手動(dòng)裝置只能手動(dòng)開(kāi)閥或手動(dòng)關(guān)閥，二者齊備的稱(chēng)*手動(dòng)。手動(dòng)裝置還能對閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行預置，一般手動(dòng)只能對閥的zui大或zui小開(kāi)度進(jìn)行預置，而*手動(dòng)能分別對zui大或zui小開(kāi)度進(jìn)行預置。ZDF多功能電磁閥屬*手動(dòng)類(lèi)。其它型號電磁閥根據需要可帶簡(jiǎn)單的一般手動(dòng)裝置。
2.4、化方向上的發(fā)展
近年來(lái)電磁閥的銷(xiāo)量已超過(guò)了調節閥，主要是各種電磁閥的需求量劇增。下面按介質(zhì)類(lèi)別分別予以介紹：
（1）燃氣電磁閥
由于我國燃料結構的調整，氣體燃料的比重不斷上升，燃氣電磁閥需求也不斷增長(cháng)。燃氣有天然氣、工業(yè)煤氣、城市煤氣、液化石油氣等好多種，所含雜質(zhì)及腐蝕情況各異，對閥的要求也不一樣。而且， 壓力等級差別很大，壓縮天燃氣高達 21～25Mpa，而燃氣具壓力又低至2Kpa。我國都分別已有成熟產(chǎn)品。本公司的CE 系列燃氣電磁閥已出口歐盟。
值得一提的是雙燃料機動(dòng)車(chē)在我國隨環(huán)保法規的健全而不斷推廣，12個(gè)城市已改裝了數萬(wàn)輛汽車(chē)，現在還多是選用成套進(jìn)口的燃供裝置，其中的電磁閥也隨著(zhù)配套進(jìn)口。實(shí)際上這些電磁閥也并非國外電磁閥專(zhuān)業(yè)公司生產(chǎn)，性能測試結果并不全部符合我國燃氣行業(yè)有關(guān)技術(shù)標準。本公司已經(jīng)有了更可靠更價(jià)廉的電磁閥，正在逐步取代進(jìn)口電磁閥。
（2）蒸汽電磁閥
蒸汽電磁閥首先要解決耐高溫的難題，其密封材料，導電和導磁材料都要特別選擇。蒸汽管道的銹蝕比較厲害， 須認真對待。更重要的是在工廠(chǎng)下班后蒸汽管道里有很多冷凝水，電磁閥需要在氣態(tài)和液態(tài)流體通過(guò)時(shí)都能可靠動(dòng)作，其出廠(chǎng)檢驗有多道嚴格程序。本公司的 ZQDF-3 型電磁閥，92 年被列為*新產(chǎn)品，久經(jīng)用戶(hù)考驗，近年又推出了精巧型CC系列蒸汽電磁閥。
（3）水用電磁閥
水用電磁閥總被認為是zui簡(jiǎn)單的，實(shí)則水就分為自來(lái)水、工業(yè)純水、工業(yè)廢水、灌溉水、海水等多種類(lèi)別，其腐蝕性能，潔凈程度各異，應分別選用不同的電磁閥。自來(lái)水閥雖然zui普通，但用途不同對閥門(mén)的性能要求卻不一樣。
例如，消防用電磁閥，動(dòng)作可靠性至關(guān)重要，萬(wàn)一失靈后果不堪設想。即使普通手動(dòng)閥門(mén)長(cháng)期不啟閉，也很難快速打開(kāi)。近年高層建筑如雨后春筍，我國消防電磁閥技術(shù)也隨之成熟。
又如，自來(lái)水廠(chǎng)需將電磁閥用于倒虹吸管路，這種電磁閥但要在壓力狀態(tài)，還要在真空狀態(tài)下可靠工作，絕不能有內漏，而且在水的潔凈度不高的狀況下，仍應動(dòng)作靈活。本公司這種水廠(chǎng)電磁閥已在全國數百家水廠(chǎng)得到應用。被中國水協(xié)列為*推薦的電磁閥。
另外噴灌電磁閥也隨我國農業(yè)和園林業(yè)的發(fā)展而逐步得到應用。
（4）油用電磁閥
油品種類(lèi)繁多，密封件技術(shù)是關(guān)鍵之一。耐油橡膠只是類(lèi)別名稱(chēng)，不同的油甚至同種油所含雜質(zhì)不同就需選不同的耐油橡膠。例如，能耐有鉛汽油就不一定耐無(wú)鉛汽油。近年來(lái)隨電磁閥銷(xiāo)量的增多，耐油橡膠的壽命也不斷提高。
油品的粘度差異很大，須選用不同結構的電磁閥。
高粘度的油還常在高溫的狀態(tài)下流通，所以電磁閥還隨之要解決耐高溫的問(wèn)題。對于燃油還需滿(mǎn)足防爆要求。
近年來(lái)本公司陸續推出汽油、柴油、重油等各種電磁閥，得到了廣泛應用。
（5）空調用電磁閥
空調分制熱和制冷。制冷劑近年發(fā)生明顯變化，氨和氟里昂逐步減少，而溴化鋰等新型制冷劑在逐步增多，相關(guān)的密封、腐蝕、壽命等問(wèn)題都要求認真地選材，合理的設計和先進(jìn)的工藝。值得一提的是空調主要靠調節風(fēng)量來(lái)控制溫濕度，閥門(mén)流量的連續調節并不*必要。現在無(wú)閥的空調系統也在用，但出現凝露滴水等毛病而受譴責。因此結構簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的電磁閥是zui住選擇。因受?chē)鈧鹘y的影響，結構復雜、力矩較難控制的電動(dòng)閥國內仍在大量選用。
97 年毛主席紀念堂維修工程中保存遺體這樣高精度的空調系統選用了本公司的空調電磁閥取得滿(mǎn)意效果。中共中央辦公廳紀念堂管理局局長(cháng)不久前還親自將榮譽(yù)證書(shū)送到本公司， 實(shí)際上該表彰的更應是工程設計人員的勇氣和智慧。
三、與電磁閥技術(shù)發(fā)展相關(guān)的社會(huì )進(jìn)步
以往的科技論文只能單純談技術(shù)，涉及社會(huì )管理易為笑柄。如今科技發(fā)展依賴(lài)并推動(dòng)社會(huì )進(jìn)步已成共識。筆者同時(shí)從事科技發(fā)明和經(jīng)營(yíng)管理，談點(diǎn)相關(guān)內容認為很有必要。
電磁閥是與企業(yè)安全生產(chǎn)直接相關(guān)的重要工業(yè)產(chǎn)品，我國曾因電磁閥的質(zhì)量低劣，發(fā)生鍋爐爆炸、消防失靈等嚴重事故。原機械部早已將電磁閥列為發(fā)證才許可生產(chǎn)和銷(xiāo)售的產(chǎn)品。國內持證的企業(yè)才十家左右。與國外專(zhuān)業(yè)大公司相比，技術(shù)經(jīng)濟實(shí)力都存在明顯差距。改革開(kāi)放以后，民營(yíng)科技企業(yè)崛起，擁有在美、日、歐批準的，產(chǎn)品已逐步進(jìn)入發(fā)達國家市場(chǎng)， 經(jīng)濟實(shí)力也在不斷增強已超過(guò)國外同行的中小企業(yè)。但無(wú)證生產(chǎn)企業(yè)多達數十家，假冒偽劣害得不少設計人員誤認為中國的電磁閥質(zhì)量還不過(guò)關(guān)。近年來(lái)行業(yè)的進(jìn)步產(chǎn)生了如下可喜變化。
（1）崇洋媚外的心態(tài)仍還嚴重，民族自信心在不斷提高。
80 年代引進(jìn)成套設備帶進(jìn)了不少電磁閥，90年代國外公司紛紛在中國設立辦事處，選用進(jìn)口電磁閥一度曾成為自控工程的時(shí)尚。設計人員明知價(jià)格、交貨期和售后服務(wù)等方面進(jìn)口產(chǎn)品明顯處于劣勢，但zui終還選它。有的當然必要，有的卻選中國臺灣、南韓、意大利等一些小公司的普通產(chǎn)品。電磁閥決不同于航天飛機，畢竟只是一個(gè)小產(chǎn)品，在自己的這塊市場(chǎng)上中國人*有能力占優(yōu)。近年來(lái)衛星發(fā)射基地，大亞灣核電站、上海寶鋼維修工程中本公司的電磁閥先后中標，反映出我們民族自信心在不斷提高。隨著(zhù)本公司產(chǎn)品出口歐洲，法國科技質(zhì)量監督評價(jià)委員會(huì )也將本公司及產(chǎn)品列為向歐盟推薦的企業(yè)和產(chǎn)品。
（2）不正當競爭萬(wàn)分嚴重，法制觀(guān)念也在不斷加盟。
當今電磁閥行業(yè)不正當競爭萬(wàn)分嚴重，無(wú)證生產(chǎn)、無(wú)證銷(xiāo)售，假冒，假冒商標，假冒廠(chǎng)名，虛假廣告，虛假產(chǎn)品隨處可見(jiàn)，消費者深受其害。曾有不能動(dòng)作的電磁閥因 （YJ）商標而要求本公司調換。一看其連接法蘭為2＂而實(shí)際通徑不足3Omm，就知是假冒的偽劣產(chǎn)品。現在設計人員都在圖樣上注明持證生產(chǎn)單位，采購人員也懂得該與有證單位和其特許經(jīng)銷(xiāo)商直接。近年來(lái)隨著(zhù) IS09000 質(zhì)量體系認證在我國逐步推行，大家逐步自覺(jué)地選擇已認證的企業(yè)。
這一切都說(shuō)明法制觀(guān)念在不斷加強。
（3）電磁閥選型較復雜，技術(shù)管理人員更加敬業(yè)。
電磁閥從沒(méi)列入自控專(zhuān)業(yè)的教科書(shū)，很多人以為選型很簡(jiǎn)單，富有經(jīng)驗的設計人員才知道這個(gè)小玩意須認真對待。電磁閥就其結構和原理分類(lèi)就有數十種，再考慮各種技術(shù)參數，交叉組合多達上萬(wàn)種。設計和采購人員逐步學(xué)會(huì )了在眼花繚亂中正確選擇，除搜集和研究樣本資料之外，還直接與制造企業(yè)磋商，大宗或重要的都親自考察生產(chǎn)廠(chǎng)的經(jīng)濟技術(shù)實(shí)力和技術(shù)保證能力，深入他們原先的用戶(hù)，實(shí)地了解產(chǎn)品的使用情況。
現在每個(gè)人都得經(jīng)濟核算，但這決不是簡(jiǎn)單的報價(jià)對比。除了安全、適用、耐久、美觀(guān)等性能影響價(jià)格之外 ， 還與整個(gè)自控系統，管路系統的性能和成本有關(guān)，這已成了一門(mén)綜合的學(xué)問(wèn)。本公司設有技術(shù)服務(wù)部，非常重視銷(xiāo)前的咨詢(xún)、造型及管路系統設計等服務(wù)。設計、采購和管理人員高度負責認真選擇，他們的敬業(yè)精神促進(jìn)和推動(dòng)電磁閥技術(shù)的不斷發(fā)展。
中國的電磁閥在學(xué)習借鑒外國先進(jìn)技術(shù)，在自身不斷發(fā)明創(chuàng )造中發(fā)展。它的發(fā)展促使人們不斷更新觀(guān)念。同時(shí)，也只有社會(huì )法制更加健全，全民素質(zhì)更加提高，電磁閥技術(shù)才能更快更好地發(fā)展。
