气动基础知识-换向阀

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。1苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。2苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。3苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。4苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。5苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。6苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。7苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。8苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。9苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位三通换向阀，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。10苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣单气控二位三通阀，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。11苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣单气控二位三通阀，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。12苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。13苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣先导式二位三通阀，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。14苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣先导式二位三通阀，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。15苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。16苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位四通换向阀，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。17苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位四通换向阀，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。18苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位四通换向阀，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。19苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位四通换向阀，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。

20苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣三位四通换向阀，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。21苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。22苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。23苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。24苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。25苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。26苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。27苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。28苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。29苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，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。30苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣二位五通换向阀，圆盘式注意手控装置的位置，所有气接口都被标识。

31苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。

32苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。33苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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34苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。35苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣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。36苏州工业园区职业技术学院@吴卫荣快速排气阀快速排气阀可使气缸活塞