日本CKD喜開理針對化工、油氣開采、噴涂作業(yè)等存在爆炸性氣體或粉塵的危險工業(yè)場景，研發(fā)推出4F※※0E系列先導(dǎo)式防爆型5通閥。該系列閥門以隔爆型防爆結(jié)構(gòu)為安全核心，結(jié)合先導(dǎo)式驅(qū)動的高效控制特性，專門用于雙作用氣動執(zhí)行元件的雙向換向控制，可在易燃易爆環(huán)境中實現(xiàn)氣缸的平穩(wěn)啟停與精準(zhǔn)換向，既滿足嚴(yán)苛的安全規(guī)范，又保障生產(chǎn)流程的連續(xù)性，以下從核心技術(shù)、參數(shù)規(guī)格要點及優(yōu)勢體現(xiàn)進行全面說明。
一、核心技術(shù)
1. 隔爆型防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)
4F※※0E系列采用隔爆型（Ex d）防爆設(shè)計，這一技術(shù)的核心在于通過高強度外殼與精密結(jié)構(gòu)設(shè)計，將閥門內(nèi)部可能產(chǎn)生的電火花、高溫氣體與外部易燃易爆環(huán)境隔離。閥門主體外殼選用高強度鑄鋁合金材質(zhì)，經(jīng)一體化壓鑄成型，外殼壁厚均勻且最小厚度≥8mm，能承受內(nèi)部爆炸性氣體的瞬時沖擊壓力（≥1.5MPa）而不破裂。外殼接合面采用止口式結(jié)構(gòu)，接合面長度≥12mm，間隙≤0.1mm，配合專用密封膠圈，形成有效的火焰通路阻隔，可阻止內(nèi)部爆炸火焰竄出外殼引燃外部介質(zhì)。同時，電磁先導(dǎo)組件的線圈封裝采用耐溫絕緣材料，確保在工況下線圈不會因絕緣失效產(chǎn)生漏電或電火花。
2. 先導(dǎo)-主閥協(xié)同驅(qū)動技術(shù)
該系列采用“小流量先導(dǎo)閥控制大流量主閥"的二級驅(qū)動架構(gòu)，先導(dǎo)閥選用高靈敏度電磁換向閥，通過低功率線圈驅(qū)動，僅需3-5L/min的先導(dǎo)氣體即可推動主閥閥芯動作。主閥內(nèi)部采用大口徑平衡式閥芯設(shè)計，閥芯兩端均設(shè)有壓力反饋腔，使閥芯在不同工作壓力下受力均衡，大幅降低了先導(dǎo)壓力需求，即使系統(tǒng)壓力波動在0.1-1.0MPa范圍內(nèi)，仍能實現(xiàn)平穩(wěn)換向。主閥流道采用仿生流線型設(shè)計，通過計算流體動力學(xué)（CFD）仿真優(yōu)化流道曲率與截面尺寸，減少氣體流動時的漩渦損耗，使主閥流量系數(shù)（Cv值）較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提升20%以上，適配大流量氣動執(zhí)行元件需求。
3. 抗惡劣環(huán)境密封與防護技術(shù)
針對防爆場景中常見的腐蝕性介質(zhì)、粉塵、油霧等惡劣條件，該系列采用全維度密封防護方案。主閥閥芯選用316L不銹鋼材質(zhì)，表面經(jīng)等離子噴涂陶瓷處理，硬度達(dá)HV1200以上，既提升耐磨性又增強抗腐蝕能力；密封件采用全氟醚橡膠（FFKM），可耐受強酸、強堿、有機溶劑等多種腐蝕性介質(zhì)，長期使用不會出現(xiàn)老化龜裂。閥體進氣口內(nèi)置不銹鋼燒結(jié)過濾芯，過濾精度達(dá)3μm，能有效阻擋壓縮空氣中的雜質(zhì)顆粒；閥桿與外殼連接處采用雙層唇形密封圈，實現(xiàn)防塵、防液雙重防護，防護等級達(dá)到IP67，可在淋水環(huán)境下安全工作。
4. 低磨損閥芯導(dǎo)向技術(shù)
閥芯與閥體之間采用“浮動式導(dǎo)向套"結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向套由自潤滑復(fù)合材料制成，與閥芯形成滑動配合，避免金屬與金屬直接接觸導(dǎo)致的磨損。導(dǎo)向套內(nèi)置儲油槽，可儲存潤滑油脂，在閥芯往復(fù)運動過程中實現(xiàn)自動潤滑，減少摩擦阻力。同時，閥芯兩端設(shè)置緩沖墊，采用彈性聚氨酯材質(zhì)，可吸收閥芯換向時的沖擊能量，避免閥芯與閥座的剛性碰撞，延長閥芯與密封件的使用壽命，使閥門機械壽命提升至1000萬次以上。
二、參數(shù)規(guī)格要點
1. 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與通徑規(guī)格
4F※※0E系列為5通雙電控結(jié)構(gòu)，采用中位封閉式（NC）設(shè)計，斷電時主閥閥芯保持中位，切斷氣缸兩腔供氣，實現(xiàn)執(zhí)行元件的精準(zhǔn)定位。通徑范圍覆蓋φ10mm至φ40mm，對應(yīng)接管螺紋規(guī)格從PT1/4至PT1，其中φ10mm-φ20mm為小流量型號，適配小型雙作用氣缸；φ25mm-φ40mm為大流量型號，可用于大型氣缸或多氣缸并行控制的系統(tǒng)。
2. 防爆等級與適用環(huán)境
防爆等級為Ex d IIC T6 Ga，“Ex d"表示隔爆型結(jié)構(gòu)，可在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)爆炸性氣體環(huán)境中使用；“IIC"代表可適配氫氣、乙炔、二硫化碳等II類C級爆炸性氣體，適配范圍覆蓋絕大多數(shù)危險化工場景；“T6"表示閥門最高表面溫度≤85℃，遠(yuǎn)低于常見易燃易爆介質(zhì)的引燃溫度；“Ga"為設(shè)備保護級別，確保正常工作、故障及誤操作時均能保障安全。同時兼容粉塵防爆要求，可用于20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)爆炸性粉塵環(huán)境。
3. 工作壓力與介質(zhì)要求
工作壓力范圍為0.1MPa至1.0MPa，先導(dǎo)壓力與工作壓力保持一致，無需額外配置獨立先導(dǎo)氣源，簡化系統(tǒng)管路設(shè)計。適用介質(zhì)以干燥過濾后的壓縮空氣為主，可兼容氮氣、氬氣等惰性氣體；介質(zhì)露點需低于環(huán)境溫度7℃以上，防止水分凝結(jié)導(dǎo)致內(nèi)部部件銹蝕；介質(zhì)油霧含量控制在0.5mg/m3至10mg/m3，支持油霧潤滑與無油潤滑兩種工作模式。
4. 溫度與電壓規(guī)格
環(huán)境溫度適應(yīng)范圍為-20℃至60℃，可在寒冷的戶外作業(yè)場景或高溫的化工反應(yīng)釜周邊穩(wěn)定工作；介質(zhì)溫度范圍與環(huán)境溫度一致，避免溫度對密封性能和防爆結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。電壓規(guī)格提供DC24V和AC220V兩種選項，DC24V型號線圈功率為2.5W-3.5W，AC220V型號功率為3W-5W，均內(nèi)置過流保護裝置，當(dāng)電流超過額定值1.5倍時自動切斷回路，保護線圈不受損壞。
5. 響應(yīng)時間與壽命參數(shù)
在標(biāo)準(zhǔn)工作壓力（0.5MPa）下，小流量型號（φ10mm-φ20mm）響應(yīng)時間為15ms-25ms，大流量型號（φ25mm-φ40mm）響應(yīng)時間為20ms-35ms，可滿足中高頻次換向需求。機械壽命（換向次數(shù)）達(dá)1000萬次以上，電氣壽命（線圈工作次數(shù)）達(dá)600萬次以上，在每日工作12小時的連續(xù)工況下，正常維護可使用4年以上。
6. 連接與安裝規(guī)格
連接方式采用內(nèi)螺紋連接，螺紋精度符合ISO 7/1標(biāo)準(zhǔn)，φ10mm-φ20mm型號配備PT1/4-PT3/8螺紋，φ25mm-φ40mm型號配備PT1/2-PT1螺紋，密封采用厭氧密封膠與密封墊圈雙重保障，確保無氣體泄漏。安裝形式支持管式安裝、面板安裝、集成塊安裝三種方式，閥體底部預(yù)留ISO標(biāo)準(zhǔn)安裝孔，可與CKD防爆集成閥島配套使用，實現(xiàn)多閥組集中控制，減少管路連接數(shù)量。
三、優(yōu)勢體現(xiàn)
隔爆型結(jié)構(gòu)通過Ex d IIC T6 Ga高等級防爆認(rèn)證，可直接用于0區(qū)爆炸性氣體環(huán)境和20區(qū)爆炸性粉塵環(huán)境，無需額外加裝防爆隔離裝置，符合GB 3836.2等國家防爆標(biāo)準(zhǔn)。高強度隔爆外殼與精密接合面設(shè)計，能有效阻隔內(nèi)部電火花與高溫，即使閥門內(nèi)部出現(xiàn)故障，也不會引發(fā)外部爆炸事故，為油氣開采、化工反應(yīng)等高危場景提供可靠安全保障。
2. 大流量適配性強，滿足多元需求
φ10mm-φ40mm的寬通徑范圍與優(yōu)化的流道設(shè)計，使該系列閥門可適配從小型氣動夾爪（缸徑φ32mm）到大型伸縮氣缸（缸徑φ300mm）的各類雙作用執(zhí)行元件。大流量型號（φ40mm）的Cv值可達(dá)12，在0.7MPa工作壓力下，流量可達(dá)3000L/min，能滿足多氣缸并行工作或大缸徑氣缸快速動作的需求，較同通徑傳統(tǒng)閥門流量提升20%，提升生產(chǎn)作業(yè)效率。
3. 環(huán)境耐受性優(yōu)異，減少維護頻率
316L不銹鋼閥芯與全氟醚橡膠密封件的組合，可耐受化工領(lǐng)域常見的鹽酸、硫酸、甲醇等腐蝕性介質(zhì)，避免閥芯銹蝕和密封件老化導(dǎo)致的泄漏問題。IP67的防護等級與內(nèi)置過濾芯設(shè)計，使閥門可在粉塵飛揚的礦山作業(yè)或淋水環(huán)境的清洗設(shè)備中穩(wěn)定工作，維護周期延長至18-24個月，較同類產(chǎn)品維護頻率降低50%，減少停機維護時間。
4. 換向平穩(wěn)節(jié)能，降低運行成本
平衡式閥芯設(shè)計使閥門換向時壓力波動小，執(zhí)行元件動作平穩(wěn)，避免因沖擊導(dǎo)致的設(shè)備損傷和產(chǎn)品質(zhì)量問題。低功率線圈設(shè)計（最小2.5W）較傳統(tǒng)防爆閥門功耗降低30%，以單閥每日工作12小時計算，每年可節(jié)省電能約20度，若在大型化工廠的閥島系統(tǒng)中應(yīng)用，年節(jié)能效益顯著。同時，先導(dǎo)壓力與工作壓力一致的設(shè)計，省去獨立先導(dǎo)氣源站的建設(shè)成本，簡化系統(tǒng)配置。
5. 安裝適配靈活，提升系統(tǒng)集成性
三種安裝形式與多種螺紋規(guī)格的組合，使閥門可根據(jù)現(xiàn)場空間靈活布置，無論是單機設(shè)備的獨立控制還是大型生產(chǎn)線的集中控制都能適配。支持與CKD防爆集成閥島配套使用，通過集成塊實現(xiàn)多閥組集中供氣和信號控制，減少管路連接數(shù)量80%，降低系統(tǒng)泄漏風(fēng)險，同時便于后期的故障排查與維護調(diào)試，提升系統(tǒng)集成效率。
6. 合規(guī)性與安全性雙優(yōu)，適配全球應(yīng)用
閥門通過IECEx、ATEX、CNEx等國內(nèi)外防爆認(rèn)證，符合歐盟、美國、中國等主要國家和地區(qū)的安全標(biāo)準(zhǔn)，可直接用于出口設(shè)備或跨國企業(yè)的全球生產(chǎn)基地，無需針對不同地區(qū)修改規(guī)格，降低設(shè)備出口的合規(guī)成本。內(nèi)置的過流保護與中位封閉功能，在電路故障或突然斷電時，可實現(xiàn)執(zhí)行元件的安全定位，避免因氣缸誤動作導(dǎo)致的安全事故和產(chǎn)品損失。
綜上所述，CKD喜開理4F※※0E系列先導(dǎo)式防爆型5通閥，以“隔爆安全、大流量適配、強環(huán)境耐受"為核心優(yōu)勢，通過精準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計與全面的參數(shù)配置，契合危險環(huán)境下雙作用氣動系統(tǒng)的控制需求，兼顧安全性、實用性與經(jīng)濟性，是化工、油氣、礦山等行業(yè)氣動控制的優(yōu)選產(chǎn)品。
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更新時間：2025-11-15
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