气动基础知识-换向阀

苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣1方向控制阀气动方向控制阀也分为单向阀和换向阀。但由于气压传动具有的特点，气动换向阀按结构不同分为滑阀式、截止式、平面式、旋塞式和膜片式等。按控制方式可分为电磁控制、气压控制、机械控制和手动控制等。截止式特点是行程短，流阻小，结构尺寸小，阀心始终受进气压力所以密封性好，适用于大流量场合。但换向冲击力较大。滑阀式特点是行程长，开启时间长，换向力小，通用性强，一般要求使用含油雾的压缩空气。滑板式特点是结构简单，可制成多种形式多通路阀，应用广泛。但运动阻力较大，宜在通径15mm以内使用。旋塞式特点是运动阻力比滑板式更大，但结构紧凑，通径在20mm以上的手动转阀较多应用。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣2二位三通换向阀，球密封复位弹簧将阀芯挤压在阀座上，从而使阀口关闭，进气口（1）与工作口（2）不相通。该换向阀未驱动时，其进气口（1）关闭，工作口（2）与排气口（3）相通。比较图形符号和换向阀结构。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣3二位三通换向阀，球密封驱动推杆可将阀口打开。阀口打开时，须克服复位弹簧力和气压力（由压缩空气产生）。一旦阀口打开，进气口（1）就与工作口（2）相通，压缩空气可进入换向阀输出侧，即换向阀有气信号输出。驱动力大小取决于换向阀通径。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣4二位三通换向阀，球密封这种换向阀结构紧凑，可安装各种类型的驱动头。对于直接驱动方式来说，驱动推杆动作的驱动力限制了其应用。大流量时，阀芯有效面积也大，这就需要较大的驱动力才能将阀口打开，因此，此类型换向阀通径不宜过大。与圆盘式密封换向阀相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣5二位三通换向阀，圆盘式，NO这种换向阀采用圆盘密封结构，较小阀芯位移就可产生较大的过流面积，具有响应快的特点。讨论“常开式“这个术语。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣6二位三通换向阀，圆盘式，NO即使缓慢驱动该换向阀，也不存在压缩空气损失。在未驱动状态下，进气口（1）与工作口（2）不相通的二位三通换向阀被称之为常开式换向阀。采用圆盘式密封结构的换向阀具有抗污染能力强、寿命长等特点。用这张图解释“无信号障碍”这个术语，并解释下列动画。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣7二位三通换向阀，圆盘式，NO第一个动作演示了阀口开启，这时压缩空气从进气口（1）流向工作口（2）；第二个动作演示了阀口关闭，此时，工作口（2）与排气口（3）相通，压缩空气经排气口（3）排出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣8二位三通换向阀采用圆盘密封结构的二位三通换向阀具有较大通流能力。考虑到其阀芯工作面积，此类换向阀的驱动力较大。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣9二位三通换向阀，圆盘式，NC在未驱动状态下，进气口（1）与工作口（2）相通的二位三通换向阀被称之为常开式换向阀。该换向阀有多种驱动方式，如手控、机控、气控和电控。为满足这些驱动方式要求，控制部分的结构可灵活设计。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣10二位三通换向阀，圆盘式，NC驱动推杆动作时，阀口关闭，从而将进气口（1）关闭，工作口（2）与排气口（3）相通，压缩空气经排气口（3）排出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣11单气控二位三通阀，常开式单气控二位三通阀由控制口（12）上的气信号直接驱动。由于在此换向阀中只有一个控制信号，因此，这种阀被称之为直动式换向阀。该换向阀靠弹簧复位。注意：图形符号说明了控制口（12）上的气信号的直接作用。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣12单气控二位三通阀，常开式当控制口（12）上有气信号时，阀芯正对复位弹簧移动，结果进气口（1）与工作口（2）相通，工作口（2）有气信号输出。控制口（12）上的气体压力必须足够大，以克服作用在阀芯上的进气压力，使阀芯移动。与圆盘式密封换向阀相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣13单气控二位三通阀换向阀气接口应标识，以确保其正确连接。通常，根据流量选择换向阀通径大小。注意：需对气接口进行标识。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣14先导式二位三通阀，常开式为避免换向阀开启时驱动力过大，可将机控式阀与气控阀组合，以构成先导式换向阀，这里机控阀为导阀，气控阀为主阀，控制气信号取自进气口。若驱动滚轮动作，导阀就打开，压缩空气就进入主阀中，使主阀口打开。图形符号中含有滚轮，以表示驱动滚轮可产生控制气信号。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣15先导式二位三通阀，常闭式这种换向阀或为常闭式，或为常开式。当将进气口（1）与排气口（3）交换，并将控制头旋转180°时，常闭式就变成常开式。在某些应用场合，驱动力大小通常是决定因素。比较换向阀外形结构。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣16先导式二位三通阀这种换向阀或为常闭式，或为常开式。当将进气口（1）与排气口（3）交换，并将控制头旋转180°时，常闭式就变成常开式。由于是先导驱动方式，因此，作用在滚轮杠杆上的驱动力较小。说明改变换向阀结构的必要性。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣17二位四通换向阀，圆盘式二位四通换向阀具有四个气接口和两个工作位置。从功能角度讲，二位四通换向阀可用两个二位三通换向阀（其中一个为常闭式，另一个为常开式）替代。推杆可通过辅助装置（如滚轮杠杆或按钮）驱动。说明与二位三通换向阀结构相类似。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣18二位四通换向阀，圆盘式同时驱动两个推杆动作时，首先使进气口（1）与工作口（2）不相通，工作口（4）与排气口（3）不相通。当进一步推动推杆，以克服复位弹簧力时，进气（1）与工作口（4）就相通，工作口（2）与排气口（3）相通。讨论这种换向阀的信号障碍。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣19二位四通换向阀，圆盘式这种换向阀结构坚固，两个推杆直接驱动阀芯动作。对于大流量换向阀，移动推杆的驱动力也较大。比较二位三通换向阀结构。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣20二位四通换向阀，圆盘式这种换向阀结构坚固，两个推杆直接驱动阀芯动作。对于大流量换向阀，移动推杆的驱动力也较大。比较二位三通换向阀结构。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣21三位四通换向阀，中封式三位四通换向阀具有四个气接口和三个工作位置。以圆盘式滑阀为例，其为三位四通式，驱动方式为手动或踏板式，通过转动两个圆盘，各流道就可相互接通。比较三位四通换向阀的结构与图形符号。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣22三位五通换向阀三位五通换向阀具有五个气接口和三个工作位置，气信号从控制口（14）或控制口（12）输入，以驱动三位五通换向阀换向。图示为中封式、弹簧对中的三位五通换向阀。说明三位五通换向阀的三个工作位置。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣23三位五通换向阀在控制口（12）上有气信号后，三位五通换向阀的工作状态如图所示。压缩空气从进气口（1）流向工作口（2），工作口（4）通过排气口（5）与大气相通。说明这种换向阀的三个工作位置。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣24三位五通换向阀在控制口（14）上有气信号后，三位五通换向阀的工作状态如图所示。压缩空气从进气口（1）流向工作口（4），工作口（2）通过排气口（3）与大气相通。说明这种换向阀的三个工作位置。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣25二位五通换向阀，滑柱式二位五通换向阀有五个气接口和二个工作位置，其常用来控制气缸动作。在这种换向阀中，阀芯与阀套之间的间隙不超过0.002～0.004mm。图中所示的二位五通换向阀为在控制口（12）上有气信号时的工作状态。与圆盘密封换向阀的结构相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣26二位五通换向阀，滑柱式为了避免损坏密封件，各气接口通常在阀体上径向分布。图示为在控制口（14）上有气信号时的工作状态。与截止式换向阀相比较，这种换向阀工作行程要大一些。讨论O型密封圈的使用条件。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣27二位五通换向阀，滑柱式这种换向阀可安装在标准底座上，并采用集中供气和集中排气。采用这种方式，可使换向阀安装更加紧凑。讨论适用于五通换向阀的DINISO5599/1标准。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣28二位五通换向阀，圆盘式二位五通换向阀也可采用圆盘密封方式，其启闭行程相对较短。阀口的圆盘密封，既可以使进气口（1）与工作口（2）相通，也可以使进气口（1）与工作口（4）相通。双气控二位五通阀具有记忆功能。与滑柱式二位五通换向阀相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣29二位五通换向阀，圆盘式二位五通换向阀也可采用圆盘密封方式，其启闭行程相对较短。阀口的圆盘密封，既可以使进气口（1）与工作口（2）相通，也可以使进气口（1）与工作口（4）相通。双气控二位五通阀具有记忆功能。与滑柱式二位五通换向阀相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣30二位五通换向阀，圆盘式动画演示了二位五通换向阀的两个工作位置，控制气信号从两个方向输入，同时还演示了手控操作。手控常用于手动操作二位五通换向阀动作或使其复位。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣31二位五通换向阀，圆盘式注意手控装置的位置，所有气接口都被标识。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣32双压阀双压有两个输入口（1）和一个输出口（2）。双压阀主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑操作。若只有一个输入口有气信号，则输出口（2）没有气信号输出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣33双压阀若双压阀的两个输入口均有气信号，则输出口（2）就有气信号输出。双压阀相当于两个输入元件串联。讨论图示方案相对于串联连接而言的优点。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣34梭阀梭阀有两个输入口（1）和一个输出口（2）。若在一个输入口上有气信号，则与该输入口相对的阀口就被关闭，且在输出口（2）上有气信号输出。注意：其与双压阀在结构上的相似性。与双压阀结构相比较苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣35梭阀若在梭阀的一个输入口（1）上有气信号，则与该输入口相对的阀口就被关闭，在输出口（2）上有气信号输出。这种阀具有“或”逻辑功能，即只要在任一输入口（1）上有气信号，在输出口（2）上就会有气信号输出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣36单向阀单向阀仅允许压缩空气在一个方向流动，且压降较小。这种单向阻流作用可由锥密封、球密封、圆盘密封或膜片来实现。讨论开启压力和弹簧大小之间的关系。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣37快速排气阀快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快，特别是在单作用气缸情况下，可以避免其回程时间过长。为了减小流阻，快速排气阀应靠近气缸安装，压缩空气通过大排气口排出。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣38快速排气阀沿气接口（1）至气接口（2）方向，由于单向阀开启，压缩空气可自由通过，排气口（3）被圆盘式阀芯关闭。若气接口（2）为进气口，圆盘式阀芯就关闭气接口（1），压缩空气从大排气口（3）排出。一般情况下，快速排气阀直接安装在气缸上，或应靠近气缸安装。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣39快速排气阀为了减小流阻，压缩空气从大排气口排出，从而提高了气缸活塞的运动速度。为了降低排气噪声，这种阀一般带消音器。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣40可调单向节流阀可调单向节流阀能够调节压缩空气流量，带锁定螺母，即对其开口度锁定。可调单向节流阀只能在一个方向上对流量进行控制。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣41可调单向节流阀在动画中，第一幅图是单向可调节流阀的剖视图，第二幅图为阀口部分的放大图。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣42可调单向节流阀可调单向节流阀应尽可能靠近气缸安装。这种阀带锁定螺母，可实现流量无级调节，通过锁定螺母保持其开口度不变。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣43可调节流阀可调节流阀开口度可无级调节，并可保持其开口度不变。可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度，若有可能，其应直接安装在气缸上。将可调节流阀和单向可调节流阀的流量特性相比较。苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣44进气节流和排气节流对于采用双作用气缸的气动回路，应采用排气节流方式。进气节流是指对进入气缸的