气动控制阀结构与原理

1.方向控制阀及换向回路

方向控制阀按气流在阀内的作用方向，可分为单向型控制阀和换向型控制阀。

(1)单向型控制阀。

1)单向阀。气动单向阀的工作原理与作用与液压单向阀相同。

在气动系统中，为防止储气罐中的压缩空气倒流回空气压缩机，在空气压缩机和储气罐之间就装有单向阀。单向阀还可与其他的阀组合成单向节流阀、单向顺序阀等。

2)梭阀(或门阀)。梭阀是两个单向阀反向串联的组合阀。由于阀芯像织布梭子一样来回运动，因而称之为梭阀。

图3一25(a)为或门型梭阀的结构图。其工作原理是当P1进气时，将阀芯推向右边，P2被关闭，于是气流从P1进人A腔，如图3-25(b)所示;反之，从P2进气时，将阀芯推向左边，于是气流从几进人P2腔，如图3-25(c)所示;当P1,P2同时进气时，哪端压力高，A就与哪端相通，另一端就自动关闭。可见该阀两输人口中只要有一个输人，输出口就有输出，输人和输出呈现逻辑“或”的关系。

或门型梭阀在逻辑回路中和程序控制回路中被广泛采用，图3-26是梭阀在手动一自动回路中的应用。通过梭阀的作用，使得电磁阀和手动阀均可单独操纵汽缸的动作。

气动调节阀：/

3)双压阀(与门阀)图3-27是双压阀的工作原理图。当P1进气时，将阀芯推向右端，A 无输出，如图3-27(a)所示;当P2进气时，将阀芯推向左端，A无输出，如图3一27(b)所示;只有当P1，P2同时进气时，A才有输出，如图3-27(c)所示;当P1和P2气体压力不等时，则气压低的通过A输出。由此可见，该阀只有两输人口中同时进气时A才有输出，输人和输出呈现逻辑“与”的关系。

自力式压力调节阀:/

双压阀的应用很广泛，如图3一28所以是在互锁回路中的应用。只有工件的定位信号1和夹紧信号2同时存在时，双压阀才有输出，使换向阀换向，从而使钻孔缸进给。

4)快速排气阀。用于使气动元件或装置快速排气的阀叫作快速排气阀，简称快排阀。通常汽缸排气时，气体是从汽缸经过管路，由换向阀的排气口排出的。如果从汽缸到换向阀的距离较长，而换向阀的排气口又小时，排气时间就较长，汽缸运动速度较慢。此时，若采用快速排气阀，则汽缸内的气体就能直接由快排阀排向大气，加快汽缸的运动速度。实验证明，安装快排阀后，汽缸的运动速度可提高4-5倍。图3-29(a)是快速排气阀的结构图。当P进气时，膜片2被压下封住排气口0，气流经膜片四周的小孔向A腔流人，A有输出，如图3-29(b)所示;当P腔排空时，A腔压力将膜片顶起，P与A不通，A与0相通，A腔气体快速排向大气中，如图3-29(c)所示。

图3-30是应用快速排气阀使汽缸往复运动加速的一个回路，汽缸往复运动排气都直接通过快速排气阀而不通过换向阀。在实际使用中，快速排气阀应配置在需要快速排气的气动执行元件附近，否则会影响效果。

电动O型切断球阀：/

(2)换向型控制阀。按阀芯结构可分为截止式、滑阀式和膜片式等，其中以截止式和滑阀式换向阀应用较多;按控制方式可分为气压控制、电磁控制二机械控制、人力控制和时间控制;按阀的切换位置和管路口的数目可分为几位几通阀，一般压力人口用P表示，压力出口用A,B表示，排气口用O表示。

自力式温度调节阀:/

1)气压控制换向阀。气压控制换向阀利用气体压力使主阀芯运动而使气流改变流向，按作用原理可分为:加压控制、卸压控制和差压控制三种。

加压控制是指所加的控制信号压力是逐渐上升的，当气压增加到阀芯的动作压力时，主阀芯便换向;卸压控制是指所加的气控信号压力是减小的，当减小到某一压力值时，主阀芯换向，差压控制是使主阀芯在两端压力差的作用下换向。

图3-31为单气控截止式二位三通换向阀的工作原理图，图3-32为双气控滑阀式二位五通换向阀的工作原理图。

三通调节阀：/

2)电磁控制换向阀。气压传动中的电磁控制换向阀由电磁铁控制部分和主阀两部分组成，按控制方式不同分为电磁铁直接控制(直动)式和先导控制式两种。

a.直动式电磁换向阀。由电磁铁的衔铁直接推动换向阀阀芯换向的阀称为直动式电磁阀，直动式电磁阀分为单电磁铁和双电磁铁两种，单电磁铁二位三通电磁换向阀的工作原理如图3-33所示。若将阀中的弹簧改成电磁铁，就成为双电磁铁直动式电磁换向阀，如图3-34所示。由此可见，这种阀的两个电磁铁只能交替得电工作，不能同时得电，否则会产生误动作。

这种直动式双电磁铁换向阀也可构成三位阀，在两个电磁铁均失电时，阀芯处于中间位置，其中位机能类似于液压阀。

详情可参考：气动薄膜单座调节阀：/

b.先导式电磁换向阀。先导式电磁阀可分为单电磁铁控制和双电磁铁控制两种。

该阀的先导控制部分，实际上是一个电磁阀，先导式电磁阀是由电磁先导阀和主阀两部分组成。图3-35为单电磁铁控制的先导式电磁换向阀的工作原理图，其中控制的主阀为二位阀。同样，主阀也可为三位阀。

3)机动换向阀、手动换向阀。它们的工作原理、图形符号同液压阀相类似。

4)时间控制换向阀。时间控制换向阀是使气流通过气阻、气容等延迟一定时间再使阀芯切换的阀类。时间控制换向阀包括延时阀和脉冲阀。

延时阀:图3-36所示为二位三通延时阀，它是由延时部分和换向部分组成的。工作原理是当无气控信号K时，P与A断开，A与0相通，A腔排气;当有控制信号K时，控制气流经滤芯3、可调节流阀2到气容C内。由于节流后的气流量较小，气容中气体的压力增长缓慢，经过一定时间后，当气容中气体压力上升到某一值时，阀芯4右移，使P与A相通，A腔有输出。当气控信号消除后，气容中的气体经单向阀I迅速排空。调节节流阀可调节延时的长短。这种阀的延时时间在0一20s范围内，常用于易燃、易爆等不允许使用时间继电器的场合。

图3-37为延时阀的应用回路，是一个压注机的使用回路。按下手动阀A，汽缸下压工件，工件受压时间长短是由B,C,D组成的延时阀完成的。

(3)换向回路。单作用汽缸的换向回路如图3-38所示。