介紹了氣動控制滑閥式高壓水除鱗噴射閥的結構、工作原理，針對使用過程中安全性能較差，密封容易損壞及檢修維護不方便等不足進行了改進，改進后取得了良好的效果，并提出了在高壓水除鱗噴射閥的維護及設計時的注意事項。

　　在現代寬厚板生產中除鱗系統已經是核心設備之一，其關系著產品質量和生產產量。隨著產品質量的要求越來越高，除鱗系統的壓力也越來越高，除鱗頻率也越來越高。在整個除鱗過程中除鱗噴射閥起到至關重要的作用，其質量和性能直接影響安全、產品質量和經濟效益。它要求壽命長、抗污染能力強、密封性能好、動作靈活等特點。

1、結構原理及特點

1.1、基本結構

　　除鱗噴射閥主要由主閥、驅動部分和控制部分組成。如圖1所示，主閥為平衡式滑閥結構，包括閥體、柱塞(閥芯)、襯套及密封件。驅動部分為雙作用氣缸，由缸筒、活塞、氣缸上蓋、氣缸下蓋、指示傳感器等組成。控制部分采用氣動控制，由氣動三聯件、單向節流閥、二位五通電磁閥等元件組成，控制元件全部裝入控制箱。

1.2、工作原理

　　當鋼板或鋼坯進入預定工位，控制系統得到除鱗信號，二位五通電磁閥得電換向(見圖2所示氣控原理圖)壓縮空氣進入氣缸的下腔，在氣缸的作用下柱塞克服阻力向上移動，閥門打開，高壓水經過滑閥上的窗口與閥出口聯通，除鱗系統開始噴射高壓水除鱗。當鋼板或鋼坯離開預定工位，控制系統得到結束除鱗信號，二位五通電磁閥斷電換向，壓縮空氣進入氣缸的上腔，在氣缸的作用下柱塞克服阻力向下移動，柱塞無窗口段與閥出口重合，阻斷高壓水的流動，閥門關閉，除鱗系統噴射除鱗結束。

圖1 噴射閥結構原理圖

1-氣缸;2-氣管;3、9-單向節流閥;4-二位五通電磁閥;5-消聲器; 6-氣動三聯件;7-球閥;8-控制箱

圖2 噴射閥氣控原理圖

1.3、產品特點

　　(1)閥門采用自平衡滑閥結構，柱塞在介質中運動基本處于平衡狀態，使閥門的啟閉壓力大大減少。

　　(2)閥門采用雙層密封結構，第一層為組合密封，第二層為軸用斯特封，既保證了密封可靠性又大大提高了使用壽命。

　　(3)閥蓋采用雙向密封結構，一端封水一端封氣，兩密封中間增加了耐磨環和檢測孔。既保證了密封性能又提高了零件的耐磨性。

　　(4)閥座采用鑲套式結構，結構緊湊，拆卸維護方便;氣動控制，閥門響應快，切換迅速，換向頻率高，動作靈敏。

　　(5)閥門的關鍵零部件均采用特種合金材料，經特殊工藝處理，具有耐磨性能好、抗腐蝕能力強等優異性能。

2、存在問題及改進措施

2.1、閥芯受力

　　圖3為閥芯改進前后的示意圖。閥門不管在任何狀態，閥芯在高壓水的作用下都受到向上的作用力(閥芯與氣缸連接桿圓柱面積產生)。當在停氣的情況下，閥芯在高壓水的作用下在連桿面積上產生作用力，當作用力大于密封件與閥芯的摩擦力時，閥門就會自動打開，因此存在較大的安全隱患。若連桿面積產生的軸向力在關閉的方向上則閥門不可能自動打開，安全性能高許多。所以，將閥芯的窗口開在上位，則閥柱塞運行向上關閉，向下打開。因閥桿上開孔后有高壓水通到平衡腔，使閥桿受到向上的高壓水壓力被大部分平衡掉，故閥門(柱塞)向下開啟的速度受不利影響小，基本符合實際生產使用要求。因柱塞運行向上關閉，受高壓水向上壓力作用的影響，在出現斷電斷氣等緊急情況時閥門可自動關閉，安全性好。

圖3 閥芯改進前后圖

2.2、密封改進

　　閥芯與襯套間的主密封采用U型密封圈密封，由于是用于高壓水密封，水質較差，加上密封沒有潤滑，所以U型密封件壽命較短，容易出現噴射閥入口出口在關閉狀態下竄水現象，大大增加了噴射閥的檢修故障。為了使密封性能得到改善，將閥芯與襯套間的主密封采用組合密封。圖4為密封改進前后的示意圖。

圖4 密封改進前后圖

2.3、增加銅套

　　為了拆卸維護方面，在氣缸總成與閥體之間增加銅套。氣缸總成卸下后，在不拆卸閥蓋的情況下，直接可以拿出檢測孔處的銅套，以便更換其中的密封件;氣缸缸桿與閥心連桿間的連接又螺紋連接改為活套連接。改進后的噴射閥結構如圖5所示。

圖5 改進后噴射閥結構原理圖

3、改進效果

　　(1)增加了斷電斷氣關閉功能，在斷電斷氣的情況下閥門在高壓水的作用下自動關閉，確保使用安全;

　　(2)主密封改為組合圈，較U型圈使用時間長，可靠性更高;

　　(3)檢測孔處的密封結構更趨合理，密封可靠性更高;

　　(4)氣缸部分可以作一個總成很方便的拆卸和安裝，氣缸總成卸下后，在不拆卸閥蓋的情況下，直接可以拿出檢測孔處的銅套，以便更換其中的密封件;

　　(5)閥蓋、柱塞、襯套等可以作為另一個總成來對待，檢修更換主密封時，整體吊出來即可，增加了卸壓孔，以便在停機檢修時閥內卸壓，確保人身安全;

　　(6)改進了內件的材料和制作工藝，進一步提升了產品的質量，比如銅套采用的是綜合性能優異的鑄銅，避免其開裂傾向，柱塞采用雙相電鍍，確保更能耐腐耐沖刷。

4、維護

　　除鱗噴射閥的正常運行需要日常的維護與保養，否則主閥與驅動裝置容易發生故障。操作人員應經常觀察系統壓力、噪音、振動、溫升、油位、電壓和泄漏等事項，一旦發現問題要及時解決。適宜的維修方法可減少設備故障，延長設備的使用壽命。日常維護與保養應注意以下幾方面：

　　(1)定期檢查油位器中油位高度，酌情給油霧器加油，定期去除水分過慮器杯底積貯塵的冷凝水和雜質;

　　(2)檢查氣源壓力和調整單向節流閥的流量使閥門有足夠的啟閉力，動作靈活;

　　(3)檢查檢測孔是否漏氣或漏水，有漏水漏氣則需及時更換密封件。

5、結語

　　高壓水除鱗噴射閥不僅要穩定高效可控運行，也要注意安全運行。噴射閥在設計時應注意：

　　(1)安全性應注意斷電或斷氣時應使閥門能迅速關閉，確保設備處于安全狀態，從而不致發生重大傷亡事故。另外控制介質特別是低壓控制介質一定要與高壓工作介質在結構上分開，從而避免可能發生事故的安全隱患。

　　(2)可靠性結構形式、驅動和控制方式的組合要使得結構盡可能簡單可靠，盡量減少泄漏點和故障點。

　　(3)合理性應盡量使結構受力平衡合理，閥門啟閉速度快，響應時間短。閥體材料用量少，加工量少，便于加工、裝配、試壓和安裝。

　　(4)易維護性閥體應設置必要的壓力檢測點和卸壓點，方便高壓除鱗系統設備的維修工作。

　　(5)可監控性閥門應設置啟閉信號檢測和指示裝置，便于觀察閥門運行狀態以及電氣監控或實現PLC集中控制。

　　(6)使用壽命閥門的密封效果通常決定著閥門的質量性能和使用壽命。