關(guān)于灶用電機(jī)旋塞閥與比例閥的對(duì)比及應(yīng)用分析

隨著智能廚房系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用，家用燃?xì)庠钪悄芑l(fā)展逐漸成為了行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，在家用燃?xì)庠钪悄芑l(fā)展過(guò)程中，燃?xì)饪刂崎y體的使用出現(xiàn)了一定差異，大多數(shù)企業(yè)仍趨向于采用電機(jī)旋塞閥，而部分企業(yè)及行業(yè)新進(jìn)品牌則樂(lè)忠于采用比例閥。本文結(jié)合兩種閥體控制原理、技術(shù)特點(diǎn)及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀等方面對(duì)比分析，總結(jié)出它們的優(yōu)缺點(diǎn)及產(chǎn)品適應(yīng)性，為今后研發(fā)過(guò)程中閥體選型提供參考依據(jù)，并展望智能燃?xì)庠羁刂崎y體的發(fā)展方向。

工作原理對(duì)比

電機(jī)旋塞閥是一種快速開(kāi)關(guān)的直通閥，通過(guò)帶通孔的閥芯作為通、斷件，閥芯隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，閥芯中通孔與閥座側(cè)壁通孔會(huì)出現(xiàn)不重合、逐漸重合、完全重合的連續(xù)變化狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)供氣管路中燃?xì)馔?、斷及燃?xì)饬髁看笮≌{(diào)節(jié)，閥芯通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)家用燃?xì)庠顭嶝?fù)荷大小及通斷自動(dòng)控制，如圖1所示。

燃?xì)獗壤y是通過(guò)線圈、鐵芯等組成的電磁比例系統(tǒng)，當(dāng)電路輸入的電流變化時(shí)比例閥線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小也隨之變化，處于比例閥線圈中央的鐵芯受到磁場(chǎng)作用力的變化產(chǎn)生上下位移，從而帶動(dòng)與鐵芯相接連的氣門(mén)總成隨之移動(dòng)，氣門(mén)總成的密封球面與比例閥體相配合的通氣面積也隨著氣門(mén)總成上下移動(dòng)而改變，實(shí)現(xiàn)不同燃?xì)饬髁客ㄟ^(guò)，即截流，通過(guò)截流最終改變?nèi)細(xì)廨敵鰤毫?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。比例閥通常由開(kāi)關(guān)閥、比例調(diào)節(jié)閥和穩(wěn)壓閥三部分組成，如圖2。

閥體控制方面，電機(jī)旋塞閥一般采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)脈沖信號(hào)控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)和閥體開(kāi)、關(guān)控制。燃?xì)獗壤y通過(guò)電流大小控制電磁芯上下移動(dòng)位移，以調(diào)節(jié)閥體通道截面積，通過(guò)截面積變化實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)，當(dāng)截面積為零時(shí)閥體關(guān)閉。電機(jī)旋塞閥和燃?xì)獗壤y分別可通過(guò)脈沖信號(hào)和電流大小實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)和閥體開(kāi)、關(guān)控制，它們可用于開(kāi)發(fā)全觸摸、程序自動(dòng)控制、手機(jī)APP控制等功能的智能燃?xì)庠睢?/p>

目前市場(chǎng)智能燃?xì)庠羁刂崎y體使用電機(jī)旋塞閥的相對(duì)較多，例如華帝推出的魔碟灶BF862B，用電機(jī)旋塞閥實(shí)現(xiàn)全觸摸控制，可觸摸調(diào)節(jié)火力大小、定時(shí)、一鍵烹飪等。電機(jī)閥目前應(yīng)用相對(duì)較廣泛，主要是因?yàn)殡姍C(jī)旋塞閥沿用傳統(tǒng)的旋塞閥結(jié)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制原理簡(jiǎn)單，工藝成熟，可靠性高。

調(diào)節(jié)能力對(duì)比

電機(jī)旋塞閥是通過(guò)帶通孔的閥芯作為通、斷件在閥座內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，閥芯中通孔與閥座側(cè)壁通孔出現(xiàn)不重合、逐漸重合、完全重合的連續(xù)變化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同燃?xì)饬髁客ㄟ^(guò)，即截流，通過(guò)截流最終改變?nèi)細(xì)廨敵鰤毫ΓM(jìn)而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。當(dāng)閥芯只設(shè)計(jì)主閥芯通道和副閥芯通道時(shí)，有效調(diào)節(jié)行程一般小于180°且調(diào)節(jié)曲線變化急劇，不利于精準(zhǔn)控制，如圖3。

燃?xì)獗壤y是利用磁力帶動(dòng)閥球上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)截面積變化，磁力由電流大小控制，截面積可從0增加到最大值。因此，在閥體行程范圍調(diào)節(jié)時(shí)，輸入電流增大，截面積增大，閥體輸出壓力也隨之增大，即行程范圍內(nèi)比例閥輸入電流與輸出壓力正相關(guān)。比例閥還具有穩(wěn)壓特性，閥體使用過(guò)程中輸入壓力發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)輸入壓力小于額定穩(wěn)壓值時(shí)，輸出壓力隨輸入壓力增加而增加，當(dāng)輸入壓力接近額定穩(wěn)壓值時(shí)，輸出壓力開(kāi)始保持恒定，不再隨輸入壓力增加而繼續(xù)增加。比例閥的性能主要由比例閥輸入電流I與輸出壓力P2曲線和輸入壓力P1與輸出壓力P2曲線決定，即比例閥特性曲線，如圖4。

通過(guò)調(diào)節(jié)性能的對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)燃?xì)獗壤y流量調(diào)節(jié)能力明顯優(yōu)于電機(jī)旋塞閥，燃?xì)獗壤y不但能實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)一次函數(shù)正相關(guān)線性調(diào)節(jié)，還能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，保證在不同壓力條件下，輸出壓力恒定，能保證用戶使用過(guò)程中燃?xì)庠蠲總€(gè)檔位火力大小穩(wěn)定，不會(huì)隨燃?xì)鈮毫ψ兓兓瑢?duì)于智能烹飪有著明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著智能燃?xì)庠?、智能菜單、智能烹飪技術(shù)的推出與逐漸發(fā)展成熟，燃?xì)獗壤y的流量調(diào)節(jié)能力會(huì)越來(lái)越受歡迎，燃?xì)獗壤y會(huì)逐漸替代電機(jī)旋塞閥應(yīng)用于智能燃?xì)庠睢?/p>

產(chǎn)品應(yīng)用對(duì)比

電機(jī)旋塞閥是普通旋塞閥的升級(jí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)閥軸，閥體體積小，調(diào)節(jié)能力一般，工藝相對(duì)成熟，能在低于100°C環(huán)境下正常使用，應(yīng)用廣泛，特別是智能燃?xì)庠町a(chǎn)品，應(yīng)用電機(jī)旋塞閥的企業(yè)較多，例如：華帝推出的BHC836B1全觸摸精控灶，老板電器推出的9B36及萬(wàn)家樂(lè)推出的V8Si(B)等均采用電機(jī)閥實(shí)現(xiàn)智能控制。

比例閥因控制原理差異，需要設(shè)計(jì)比例線圈、截止電磁閥等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致體積大，工藝復(fù)雜，特別是小流量端加工精度要求非常高，現(xiàn)階段生產(chǎn)一致較差，它對(duì)使用環(huán)境要求也有一定限制，當(dāng)溫度工作環(huán)境高于80°C后，其可靠性大大降低，因此產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)隔熱結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格，一般要求比例閥工作環(huán)境低于60°C，但比例閥具有較優(yōu)的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，幾乎可實(shí)現(xiàn)線性無(wú)極調(diào)節(jié)，是智能烹飪產(chǎn)品的最理想配置，目前有部分企業(yè)開(kāi)始研發(fā)并推出比例閥控制燃?xì)庠町a(chǎn)品，例如：美的研發(fā)的TQ857-GAW及海信研發(fā)的HB800智能家用燃?xì)庠睢?/p>

電機(jī)旋塞閥與比例閥的技術(shù)特點(diǎn)差異較大，具體如表1，在產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。 （責(zé)編 邱麥平）