特别关注|一招解决二位三通电磁阀漏气
某油轮辅锅炉配备了两套燃油系统,一套使用HFO,另一套使用MGO。两套燃油系统的燃油在进辅锅炉的油枪前,有一个电磁阀控制的气动三通阀(如图1所示),用来转换HFO与MGO的使用。
当需要使用MGO时,该气动三通阀的电磁阀得电,使压缩空气进入气动三通阀驱动头的一端,克服驱动头另一端弹簧的弹力,以此转动气动三通阀至MGO系统。当电磁阀失电后,三通阀驱动头内部的压缩空气泄放,三通阀驱动头在弹簧力的作用下转动,使气动三通阀回到原来位置,以恢复HFO的使用。
图1 电磁阀控制的气动三通阀
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故障现象
在一次测试辅锅炉燃油系统由HFO转为MGO时,因上述的气动三通阀转动不到位,导致燃油系统转换失败。气动三通阀上的电磁阀得电后,电磁阀就开始漏气,其漏气位置为电磁阀的泄气孔。将泄气孔处的泄气节流阀开大后,气动三通阀就能转动到位了,但是电磁阀泄气孔的漏气也因此变大。
在正常使用的情况下,该电磁阀是不漏气的。所以这次辅锅炉燃油系统转换失败,很大可能就是因电磁阀漏气引起。
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故障分析
电磁阀名称:二位三通电磁阀。其图形符合如图2所示。
1.电磁阀工作原理
(1)电磁阀线圈得电:一部分压缩空气进入电磁阀线圈端,推动内部阀芯,克服内部弹簧的弹力,使其工作在左位,1、2通,3、4通。5封闭。
(2)电磁阀线圈失电:在电磁阀内部弹簧的作用下,推动内部阀芯,使其工作在右位,2、3、4通,1封闭。5封闭。
图2 二位三通电磁阀图形符号
2.气动三通阀工作原理
(1)电磁阀得电,工作在左位。压缩空气通过1、2进入驱动头的空气端,推动内部活塞往两侧移动,并带动与驱动头连接的三通阀转动。弹簧端的弹簧被压缩,其内部的空气也被压缩,空气通过4、3及节流阀进行泄放(如图3所示)。
(2)电磁阀失电,工作在右位。1封闭,无压缩空气进入驱动头。驱动头内部活塞在弹簧的作用下往内侧移动,并带动与驱动头连接的三通阀转动。因2、3、4相通,空气端的压缩空气一部分经2、4进入弹簧端,一部分经2、3及节流阀泄放(如图4所示)。
(3)泄气孔处节流阀的作用:调节节流阀的大小,可以控制驱动头的开、关速度,防止气动三通阀开、关的动作太过粗暴。
图3 电磁阀得电状态
图4 电磁阀失电状态
3.根据上述的工作原理得知
电磁阀得电后,驱动头的弹簧端是没有压缩空气的。如果弹簧端有压缩空气漏入,泄气孔就会一直有气出来,当漏气速度大于泄气孔节流阀泄气的速度,弹簧端的压缩空气就无法完全泄放掉,导致驱动头转动不到位。将泄气孔节流阀开大,使泄气速度大于漏气速度时,弹簧端漏入的压缩空气就能及时泄放掉,这时驱动头就能转动到位了。故障分析结果与上述故障现象一致。
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故障排除
1.驱动头弹簧端漏入空气主要有两方面的原因:
(1)驱动头内部活塞泄漏,使空气端的压缩空气漏入弹簧端。拆掉电磁阀,直接使用压缩空气接入空气端,检查弹簧端没有空气漏出来,说明驱动头内部活塞无泄漏,驱动头正常。
(2)电磁阀内部阀芯胶圈密封不严,导致电磁阀内漏,压缩空气从电磁阀内部漏入驱动头弹簧端。
2.电磁阀内部漏气分析(图5所示为电磁阀失电时的内部结构):
(1)电磁阀失电时,阀芯与密封盘7及密封盘9密封,压缩空气无法通过1进入驱动头。泄气孔3与泄气孔5均未漏气,说明阀芯与密封盘7及密封盘9的密封性能良好。
(2)电磁阀得电时,一部分压缩空气进入活塞10上部,推动活塞10与阀芯移动,以改变电磁阀内部阀芯位置。此时,阀芯与密封盘6及密封盘8密封,压缩空气通过1进入密封盘7的上部空间,再通过2进入驱动头空气端。因泄气孔3漏气,所以判断出阀芯与密封盘6密封不严。
将电磁阀解体,发现密封盘6上的胶圈有老化现象。因船上无备件,而且密封盘的胶圈比较特别,无法用普通胶圈替代。那是否可以通过改造电磁阀来消除漏气呢?
图5 电磁阀失电时的内部结构
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故障解决
根据电磁阀得电时的工作原理,驱动头弹簧端的空气经过4、3及节流阀泄气。如果将电磁阀的3、4通道封闭,弹簧端的空气通过其他位置泄气,理论上来说可以解决电磁阀漏气以及气动三通阀转不到位的情况。
1.将电磁阀解体(如图6所示):
在13处切开一小槽,驱动头弹簧端的空气经此槽泄放。
在12处加上胶条,堵住3、4的连通孔道11,电磁阀漏的气就不会进入驱动头弹簧端。
将泄气孔3处的节流阀关最小,电磁阀的漏气就会变最小。
图6 电磁阀实物图
2.经过对电磁阀的改造,驱动头弹簧端始终与压缩空气隔绝,不会再出现压缩空气漏入的现象。电磁阀内漏的压缩空气也因3、4封闭,而无法外漏。
因电磁阀失电后,驱动头空气端的空气还需要经泄气孔3及节流阀泄放,适当调节泄气孔节流阀的大小即可。
3.将改造后的电磁阀装复,测试该气动三通阀,三通阀能够转动到位,电磁阀也不会漏气了。
不论何种电磁阀,只要弄清工作原理,弄清内部结构,在出现故障时,就能快速的解决故障。
朱飞
中远海运能源“新连洋”轮大管轮。善于将理论用于实践,勤于思考。曾在“新宁洋”号VLCC上任职。
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