電(diàn)磁閥的選型是正確使(shǐ)用電磁閥中最為重要的一個因素,很多情況下用戶在使用電磁閥過程中出現了種種(zhǒng)問題,最後才發現原來是規格型號選的不好,訂購的時候對介(jiè)質和管道設備的要求和參數沒有確認清楚,直接告訴我們廠家要個什麽樣子的(de),很(hěn)多時候我們為了對用戶負責,問了客戶一些詳(xiáng)細(xì)的參數,反而會招致用戶的不滿,經(jīng)過我們工程師無數的經驗積累,總結了一些電磁閥如何選型的“5個確(què)保”,希望能給大(dà)家帶來一些幫助。
電磁閥選型:確保可靠性和重複性(xìng)
當(dāng)儀器設計工程師在選用電(diàn)磁閥時,常希望元(yuán)器件能非常可(kě)靠的反複運(yùn)轉,特別是保證長時間的穩定性能即(jí)重複性能,最好(hǎo)是希望長時間完全沒有任何運轉(zhuǎn)波動和例外發生,這個(gè)經常成為篩選精密(mì)元器件的第一參數。
例如血球采樣通道和計數通道上用的(de)隔離閥的選型好壞通常會影響整機的重複性,高效液相色譜中(zhōng)四元(yuán)梯(tī)度隔離閥需要響應(yīng)時間(jiān)越均勻以越容易(yì)達到測試要求,如果不夠均勻性,在檢(jiǎn)測靈敏性(xìng)重複性上(shàng)就有直觀的結果區別。
即使是早期選型原配件(jiàn)的一個大意,可能會(huì)導致嚴重的不可預料的後果。這種設(shè)計缺陷發現的越晚,修改成本就越(yuè)高。因為當需要更換元器件時候,又需要重頭進行一係(xì)列的測(cè)試。所(suǒ)以這種(zhǒng)情(qíng)況下工程師一般會(huì)采用有高可靠性的元器件,也會特別關注閥的生產過程(chéng),質量檢(jiǎn)查和測試控製等環節(jiē)。
特(tè)別(bié)是閥的設計就會直接影響器件本身的可靠性,例如在分析測試儀器中,電磁閥直接接觸樣品試劑,但大多數微型隔離閥都有內部橡膠材質(zhì),在接(jiē)觸樣品試劑時候都有可能會(huì)溶脹。如果沒有考慮任何設計上的預補償,那麽長時間使用後橡膠材質都會因此改變閥的(de)參數和性能,甚至是會影響到元(yuán)件到不能正常工作,從而導致整個儀器無法工作的問題。有經(jīng)驗的元器件(jiàn)設計人員會考慮到閥的適用範圍,特別是化學(xué)物(wù)質的兼(jiān)容性等實際應用對閥的影(yǐng)響(xiǎng)。
電磁閥選型:確保更(gèng)長(zhǎng)的使用壽命
連續使(shǐ)用壽命(mìng)是閥在大多數應用下(xià)應首先考慮的參數,特別在某些應用中會需要更長的連續使用壽命。例如在醫療(liáo)設(shè)備和高運轉的儀器上(shàng),設備要求連續運轉(zhuǎn),要求即使使用很長(zhǎng)時間,器件出現(xiàn)故障次數也要最(zuì)低(dī)甚至為零。經(jīng)常性(xìng)的維護和更換(huàn)閥(fá)的行為最好都(dōu)盡量避(bì)免(miǎn)。連續高使(shǐ)用壽命同時也說明元器件在複雜多變的應(yīng)用下有更好的可靠性。
其實高可靠性的(de)使用壽命保證是很難做到的,在閥設計上有經驗的(de)專家曾經提及,高使(shǐ)用(yòng)壽命最麻(má)煩的就是移動密閉膜,即隔膜的設計。每當閥工作時候(hòu),隔膜會被拉杆拉起,在幾百(bǎi)萬的往複運動(dòng)後,推杆拉動的隔膜就會(huì)被(bèi)磨損,大多數閥都會有這種情況發生,一些製造廠家通過更換推杆或(huò)隔膜材料設計來解決。
有經驗的應用工程師(shī)在考慮長使用壽命時,會(huì)考慮采取減少隔膜形變這種設計,這(zhè)樣可(kě)以保證有更光潔的接(jiē)觸麵和更少的衝(chōng)擊力,特(tè)別相比於金屬閥體的(de)閥來說(shuō),塑料閥體和塑料推杆(gǎn)都(dōu)具有更好的耐用性。
還應該納入壽命影響(xiǎng)因素的包括應用的液體、氣體需要連續通電的時間,某些極(jí)限使(shǐ)用情(qíng)況,或者各類影響(xiǎng)因素造成(chéng)的應用差(chà)別(bié)等。一些生產廠商都會測(cè)試50萬次的使用壽命,但一些廠商已經做到(dào)了幾千萬次(cì)的使用壽命。
電磁閥選型:確保(bǎo)設計更小巧
幾(jǐ)乎每個改進儀器都需(xū)要比(bǐ)原先的儀器更輕,更小巧,所以每個儀器設計工程師在設計時(shí)候都需要考慮到每(měi)個元器件的尺寸。在一些精密或在線監測設備裏麵尤其需要減小元器件體積,閥體積的減小(xiǎo)可以更好的容納電路板,容器瓶等非閥部件。小(xiǎo)巧的閥體機構也可以(yǐ)減少運輸的不便。
隻要元器件尺(chǐ)寸變小,設計工程師就可以預留更(gèng)多的空間放到其餘結構設計上(shàng),可以(yǐ)讓設備預留更多功(gōng)能的擴(kuò)展空間。對於在線(xiàn)監測儀器,尺寸也有(yǒu)一定的規(guī)定,例(lì)如酒精測(cè)試儀需要能手持隨身攜帶。在線總(zǒng)磷(lín)總氮(dàn)儀器都包含很多電磁閥和動力源(yuán)裝置,電磁閥的尺寸就成(chéng)為設計選型的(de)主要因素,為其(qí)他部件騰出相(xiàng)應的安裝空間。
傳統的閥一般比現代的閥大一些,設計工程師(shī)會發(fā)現即使(shǐ)每個閥尺(chǐ)寸和重量都小一點,可在有限安(ān)裝(zhuāng)空間的整機上顯得更有優勢。
很多傳統的閥仍舊由不鏽鋼(gāng)閥身做(zuò)成,新型的塑料閥體可(kě)以顯著的減(jiǎn)小重量。
如果需要獲得更大的流量或減小功率都需要增加閥體(tǐ)重(chóng)量,而閥設計人員需要(yào)在條件允許的重量和尺寸(cùn)下來獲得同樣的性能(néng)。
電磁閥怎樣選型:確保滿足應用(yòng)的流量
隻(zhī)要儀器小巧(qiǎo)化(huà)趨勢一直(zhí)保持,每個設(shè)計工程師都(dōu)會需要同樣性能但更小巧的元器件。增加流(liú)速對於電(diàn)磁閥來說是很關(guān)鍵的一個參數。但改變流速影響(xiǎng)到的參數,如能耗,壓(yā)力和流速這些參(cān)數彼此之間都是有相互製約的關係。Cv(流量係數(shù))值和閥本身(shēn)的內部通道設計有關。流量係數在一個方麵可以反映了閥本身的流量設計水平,每個閥的Cv有可(kě)能相同,但體積就不同(tóng);而體積大小看似相似的閥,但Cv可能相差甚遠。
當需要達(dá)到更高流速時候(hòu),總體的(de)能耗和壓力設計都必須保證在使用者的要(yào)求之(zhī)內(nèi)。
有經驗的儀器設計工程師知(zhī)道(dào)即使是很小的流量增加,也能影響(xiǎng)各種應用。例如為了(le)加快(kuài)單個測試項目的速度,排廢液或者清洗排液都(dōu)需(xū)要盡(jìn)快在幾(jǐ)秒鍾內排除,以節省占用整台儀器公用壓源的時間,這(zhè)些(xiē)時候往往選用大於測試管路的管徑。
孔(kǒng)徑(jìng)問題經常會增加閥選型難度。例(lì)如一些模組閥由於(yú)內部出入口分布不對稱,兩個接口對流速和耐(nài)壓都會有不同的限製,在設計底板流路時(shí)候就(jiù)應該對閥的安裝孔方向做出調(diào)整。
通常情況(kuàng)設計人員都會權衡,高流速需要有盡可能大的孔徑,但大孔徑通常需要更大(dà)的能耗(hào),閥體也會更大。所以需要選型在確保可靠性(xìng)上,在重量和小體積的優勢(shì)下,選(xuǎn)型對應應用條(tiáo)件下的合適流速(sù)閥體為宜,選用過大流量的閥(fá)體隻會增加能耗和占用空間,過小可能不適合使用條(tiáo)件,使(shǐ)用合適於應用的孔徑來滿足合理的應用流速是最(zuì)好的選型。
對於小巧化或便攜式使用電磁閥的設備來說,節能是非常重要的因(yīn)素(sù)。一個良好的電磁閥需要優化電能使用,同時(shí)也要減輕閥體重量,充分利用電池或電源產生的每安培電能。
但實際上(shàng)市場上很多產品仍舊非常耗電。閥的控製很多情況都可以加入PWM電(diàn)路來節能,開關電源一般都采用脈(mò)衝寬度調製(PWM)技(jì)術,其特點是頻率高,效率高,功率密度(dù)高,可靠性高。這種電路(lù)使整體電(diàn)能下降但也能使用保持電壓來工作,但相對的也會成本變高。閥(fá)設計(jì)工程人員經常關注尋找低能耗,更有效(xiào)的線圈,對於的閥(fá)來說也就要求節能(néng),可(kě)以增加儀器上其它器件空間和(hé)整體儀器性能。
電磁閥選型:確保(bǎo)元(yuán)器件匹(pǐ)配
每個(gè)儀器(qì)設計工程師對元器件的認識和了解(jiě)都不相同,而且在眾多的參(cān)數選型中不(bú)可能全麵的,專業(yè)的(de)知道(dào)不同供應商產品選型的要領,隻有通過(guò)專業(yè)流體配件應用工程師的協助才(cái)能在眾多的型號中選型適合該應用的元器(qì)件。例如公製的管件多為1mm,2mm等整數數值,而英製或美(měi)製的管件多為1.6mm(1/16”),3.2mm(1/8”)等非(fēi)整數數值,相(xiàng)應選配的接頭或墊圈都不盡(jìn)相同難達到一致。客戶往往單獨購買(mǎi)了管件,但(dàn)找不到對應接頭;或者使用了國外的閥,國(guó)內配不到對應製式的管件接頭。哪怕(pà)製(zhì)式(shì)一樣(yàng),粗細牙還不一樣,購買到的元(yuán)件往往達不到密閉的(de)效果或(huò)者使用(yòng)壽命由於零件(jiàn)不相配而(ér)降(jiàng)低。
產品的同(tóng)類性設計可(kě)以減少選用的風險,達到與應用的各個元件的最大匹配。
為了更好的減少各種電磁閥的參數選型以及匹配各元件難度,流體配件產品工程師總(zǒng)是會提出(chū)一些新穎的想法。
更好的(de)可靠性和重複性.
上(shàng)海艾栗電磁閥各個係列注重統一的基本品質,設計統一高標(biāo)準的重複(fù)性能,可以(yǐ)用於精密的醫療設備,製藥設備,分析測(cè)試儀器以及科研院校,也可應用於安全係數要求高的臨床診斷,色譜行業和牙醫眼科(kē)設備上。
更長的使用壽命.在空氣媒(méi)介測試條件下,電磁閥具有兩千(qiān)萬次(cì)連(lián)續使用壽命,該壽命是實際使用(yòng)壽命的10至20倍,預留了足(zú)夠的使用壽命,特(tè)別適合於高端超長時間需要可靠性的應用條件。電磁閥設計采取了特種耐磨塑料作為推杆,既輕又耐磨(mó),而且對彈簧的回彈性影響最小,最大程度的延長了推杆使用壽命。同時這種設計(jì)因為彈簧在底部做了相應的行程長度調整,確保證了化學試劑或溫度對橡膠膨脹的預留補償。
更小巧.除了最重要的可靠性優勢,上海艾栗電磁(cí)閥一般重量為50g左右。對應P20型號閥體尺寸(大概20mm直徑的閥體(tǐ)),比其它閥少了近15%的重量(liàng),特別適(shì)合在一(yī)些(xiē)移動式或小巧(qiǎo)的儀(yí)器上應用。圓形的設計保(bǎo)證安裝空間和美觀性。金屬外殼形成的密閉磁場防止了磁場泄露對周邊電子芯片電子器件的幹擾。
高流量.相比(bǐ)於其它電(diàn)磁閥,上海(hǎi)艾栗電磁閥在相同(tóng)孔徑下在設計上增加了15%的流量。
節能.上海艾栗的每個電磁閥都可以用於PWM節能電路,本身(shēn)開啟功率也是其它類似產品的1/2或1/3,對於電磁閥(fá)具有顯著的節能75%~89%的效果。
專業化匹配器(qì)件.上海艾栗涵蓋了世界一流的閥體供應商的優點(diǎn),電磁閥的產品(pǐn)型號就多(duō)達5千多種,其餘各類配件多達3千多種型號,選型合適應用的電磁閥和配件,保證多(duō)種(zhǒng)產品的相同送貨周期和元件(jiàn)間的匹(pǐ)配性成為上海艾栗服務之一。
電磁閥的選型(xíng)需(xū)要(yào)根據實際應用條件和儀器本身來衡量,需要考慮在一定壓力下的可靠性,耐用性,重量和有效流速(sù),低能耗以及專業匹配元器件等因(yīn)素。在各類中高端儀(yí)器中,需要使(shǐ)用(yòng)的電磁閥更趨向於更高品質的電子元器件(jiàn)。
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