气动方向控制阀
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§4—3 方向控制阀
方向控制阀是用来控制压缩空气的流动 方向和气流的通、断的。 方向和气流的通、断的。 一、分类： 分类： 按流动方向分： 按流动方向分：
单向阀和换向阀
按阀的控制方式分： 按阀的控制方式分：
控制
控制 控制 控制 控
控制阀
式 控 控制 式 机 控制 控制 控制 阀 阀 控 控
方 向 控 制 阀
锁式
推拉式
结构与职能符号： 结构与职能符号：
应用： 应用：
六、单向型控制阀：
Check control valve
(一）单向阀 check valve 一
单向阀的结构： 单向阀的结构：
（二）梭阀
shuttle valve
（ 或门 ）
梭阀的应用： 梭阀的应用：人工与自动控制并联
梭阀的结构： 梭阀的结构：
3、应用 、
可使缸在任 意位置停止， 意位置停止， 系统不允许 有泄漏
中位时活塞可 在外力下自由 移动
双杆卧式缸 可在任意位 置停止。 置停止。
负载较大时， 负载较大时， 为保证停止 位置， 位置，可加 设减压阀进 行压力调节
（三）差压控制： 差压控制：
利用控制气压作用在阀芯两端不同面积上所产生 的压力差来控制阀换向的。 的压力差来控制阀换向的。
2、结构： 结构： 结构
（二）先导式：1、双电控二位四通滑阀 先导式 双电控二位四通滑阀 D1 通电 p f
动铁芯5 动铁芯
c
e
活塞组件
P与A通，B与O通 通 同时： 同时： p
A
g
d
c
密封塞下移， 密封塞下移， 封住排气口b 封住排气口
f
活塞组件上端， 活塞组件上端， 产生记忆功能
D2 通电
πDs =
π
4
D
2
D s= 4
b)图通流面积及行程 s´ ： 图通流面积及行程
πD′s′ =
π
4 D′ 2 − d 2 s′ = 4 D′
′2 − d 2 ) (D
2、采用软质材料 如橡胶等 密封，阀门关闭后始终 采用软质材料(如橡胶等 密封， 采用软质材料 如橡胶等)密封 存在背压，故密封性好、泄漏量小、 存在背压，故密封性好、泄漏量小、不借助弹簧也能 关闭。 关闭。 3、比滑阀式换向阀阻力损失小、过滤精度要求不高。 比滑阀式换向阀阻力损失小 过滤精度要求不高。 比滑阀式换向阀阻力损失小、 4、因背压的存在，换向力较大，冲击力较大，从而 因背压的存在，换向力较大，冲击力较大， 因背压的存在 限制了换向频率的提高，换向频率低。 限制了换向频率的提高，换向频率低。
二、气压控制换向阀：
Air pressure operated directional valve 以气压为动力切换主阀， 以气压为动力切换主阀，主要用 于易燃、易爆、潮湿和粉尘多的场合， 于易燃、易爆、潮湿和粉尘多的场合， 操作安全可靠。 操作安全可靠。
可分为：加压、 可分为：加压、卸压和差压控制三种形式
该阀具有记忆功能， 该阀具有记忆功能，可以作双稳元件
四、机械控制换向阀：
Mechanically operated valve
该阀多用于 行程程序控 制系统， 制系统，作 为信号阀使 用；常依靠 凸轮、 凸轮、撞块 或机械外力 推动阀芯， 推动阀芯， 使阀换向。 使阀换向。
机械控制换向阀的头部结构有： 机械控制换向阀的头部结构有： 可通过式 直动式 杠杆滚轮式
作用： 作用： 常被用来排除回路中的故障信号，有利于简化回 常被用来排除回路中的故障信号， 路设计。 路设计。 注意： 注意： 安装时注意，不要装在行程的末端。 安装时注意，不要装在行程的末端。
五、人力控制换向阀：
Manually controlled directional valve
有手动或脚踏两种操作方式 手动： 手动： 按钮式 旋钮式
（三）双压阀 double pressure valve
(与门 ）
双压阀的结构： 双压阀的结构：
Hale Waihona Puke Baidu
（四）快速排气阀 quick exhaust valve
快速排气阀的结构： 快速排气阀的结构：
快速排气阀的应用： 快速排气阀的应用：
七、时间控制换向阀：
Time controlled directional valve
动铁芯6 动铁芯
c 与 o1 通
压缩空气作用 在大小活塞上， 在大小活塞上， 活塞组件2 活塞组件
p与B通，A与O通 通
活 塞 密 阀 封 口 塞 3 打 开 4 上 移 空 气 大小活塞上 压 上 腔 件 组
b
2
双电控二位五通滑阀 双电控二位五通滑阀
2、先导式双电控三位五通滑阀 先导式双电控三位五通滑阀
使气流通过气阻、气容等延时一定时间再 使气流通过气阻、 使阀芯切换； 使阀芯切换；有延时阀和脉冲阀
1、延时阀：有常通型和常断型两种 、延时阀：
延时阀有延时部分和换向部分组成： 延时阀有延时部分和换向部分组成：
可控制延时时间（ 可控制延时时间（0~20）s，精度 ） ，精度8%
2、脉冲阀：使输入的长信号变成脉冲信号 、脉冲阀：
（二）滑阀式换向阀 利用带有环形槽的圆柱阀体， 利用带有环形槽的圆柱阀体，在阀套内作轴向移 动来改变气流方向的。 动来改变气流方向的。 阀套与阀芯间通流面积： 阀套与阀芯间通流面积
A=
π
(D 4
2
−d2
)
1、行程长，可动部分重量大、惯性大，一般大口径的阀不宜采 行程长，可动部分重量大、惯性大， 行程长 用滑阀式的结构，通流量有限。 用滑阀式的结构，通流量有限。 2、切换时，不承受背压，换向力小、动作灵敏，换向频率高。 切换时，不承受背压，换向力小、动作灵敏，换向频率高。 切换时 3、结构对称、静止时用气压保持轴向力平衡，易做成记忆元件。 结构对称、静止时用气压保持轴向力平衡，易做成记忆元件。 结构对称 记忆元件 4、通用性强、易设计成多位多通阀。 通用性强、易设计成多位多通阀。 通用性强 5、阀芯对介质比较敏感、对过滤、润滑、维护要求较高。 、阀芯对介质比较敏感、 过滤、润滑、维护要求较高。
脉冲阀的结构： 脉冲阀的结构：
延时阀的应用： 延时阀的应用：
（一）直动式：由凸轮或撞块直接压阀芯，使阀切换 直动式：由凸轮或撞块直接压阀芯，
（二）杠杆滚轮式： 杠杆滚轮式： 增加杠杆滚轮机构， 增加杠杆滚轮机构， 受力较小， 受力较小，寿命长
（三）可通过式： 可通过式： 在杠杆滚轮式基础上在 加一可折回小杠杆。 加一可折回小杠杆。 可输出脉冲信号。 可输出脉冲信号。
特点： 特点：
采用气压复位，可提高阀的控制可靠性， 采用气压复位，可提高阀的控制可靠性，但若 阀的工作压力太低，则不能实现气压复位。 阀的工作压力太低，则不能实现气压复位。
三、电磁控制换向阀：
Solenoid operated valve
是利用电磁力的作用来实现阀的换向的； 是利用电磁力的作用来实现阀的换向的； 按结构来分：直动式和先导式两种。 按结构来分：直动式和先导式两种。 （一）直动式：1、工作原理 直动式： 工作原理
（一）加压控制： 加压控制：
给阀开闭件上以逐渐增加的压力值使阀切换的一 种控制方式。 种控制方式。 1、单气控换向阀 、
2、单气控截止阀的结构 、
（二）卸压控制： 卸压控制：
给阀开闭件上以逐渐减少的压力值使阀切换的一种 控制方式。 控制方式。 1、三位五通双气控滑阀 、
2、中位状态及符号 、
控制阀
阀 阀
按阀芯结构分： 按阀芯结构分：
截止式换向阀和滑阀式换向阀 （一）截止式换向阀
用大于管道直径的圆盘从端面来进行密封的。 用大于管道直径的圆盘从端面来进行密封的。
截止式换向阀的特点： 截止式换向阀的特点： 1、用很小的移动量就可以使阀完 、 全开启，流通能力强， 全开启，流通能力强，易于设计成 结构紧凑的大口径阀。 结构紧凑的大口径阀。 a)图通流面积及行程 s： 图通流面积及行程
按密封形式分： 按密封形式分：
硬质密封—间隙密封 硬质密封 间隙密封 特点： 特点： 1、结构简单，但制造精度、过滤精度<5µm要求高； 结构简单，但制造精度、过滤精度 要求高； 结构简单 要求高 2、换向力小，换向时冲击大，阀内常加定位装置； 换向力小，换向时冲击大，阀内常加定位装置； 换向力小 3、因存在间隙泄漏量较大。 因存在间隙泄漏量较大。 因存在间隙泄漏量较大 软质密封—弹性密封 软质密封 弹性密封 特点： 特点： 1、制造精度比硬质密封低； 制造精度比硬质密封低； 制造精度比硬质密封低 2、泄漏显小； 泄漏显小； 泄漏显小 3、过滤精度要求低，一般过滤精度为40~60 µm。 过滤精度要求低，一般过滤精度为 过滤精度要求低 。
方向控制阀是用来控制压缩空气的流动 方向和气流的通、断的。 方向和气流的通、断的。 一、分类： 分类： 按流动方向分： 按流动方向分：
单向阀和换向阀
按阀的控制方式分： 按阀的控制方式分：
控制
控制 控制 控制 控
控制阀
式 控 控制 式 机 控制 控制 控制 阀 阀 控 控
方 向 控 制 阀
锁式
推拉式
结构与职能符号： 结构与职能符号：
应用： 应用：
六、单向型控制阀：
Check control valve
(一）单向阀 check valve 一
单向阀的结构： 单向阀的结构：
（二）梭阀
shuttle valve
（ 或门 ）
梭阀的应用： 梭阀的应用：人工与自动控制并联
梭阀的结构： 梭阀的结构：
3、应用 、
可使缸在任 意位置停止， 意位置停止， 系统不允许 有泄漏
中位时活塞可 在外力下自由 移动
双杆卧式缸 可在任意位 置停止。 置停止。
负载较大时， 负载较大时， 为保证停止 位置， 位置，可加 设减压阀进 行压力调节
（三）差压控制： 差压控制：
利用控制气压作用在阀芯两端不同面积上所产生 的压力差来控制阀换向的。 的压力差来控制阀换向的。
2、结构： 结构： 结构
（二）先导式：1、双电控二位四通滑阀 先导式 双电控二位四通滑阀 D1 通电 p f
动铁芯5 动铁芯
c
e
活塞组件
P与A通，B与O通 通 同时： 同时： p
A
g
d
c
密封塞下移， 密封塞下移， 封住排气口b 封住排气口
f
活塞组件上端， 活塞组件上端， 产生记忆功能
D2 通电
πDs =
π
4
D
2
D s= 4
b)图通流面积及行程 s´ ： 图通流面积及行程
πD′s′ =
π
4 D′ 2 − d 2 s′ = 4 D′
′2 − d 2 ) (D
2、采用软质材料 如橡胶等 密封，阀门关闭后始终 采用软质材料(如橡胶等 密封， 采用软质材料 如橡胶等)密封 存在背压，故密封性好、泄漏量小、 存在背压，故密封性好、泄漏量小、不借助弹簧也能 关闭。 关闭。 3、比滑阀式换向阀阻力损失小、过滤精度要求不高。 比滑阀式换向阀阻力损失小 过滤精度要求不高。 比滑阀式换向阀阻力损失小、 4、因背压的存在，换向力较大，冲击力较大，从而 因背压的存在，换向力较大，冲击力较大， 因背压的存在 限制了换向频率的提高，换向频率低。 限制了换向频率的提高，换向频率低。
二、气压控制换向阀：
Air pressure operated directional valve 以气压为动力切换主阀， 以气压为动力切换主阀，主要用 于易燃、易爆、潮湿和粉尘多的场合， 于易燃、易爆、潮湿和粉尘多的场合， 操作安全可靠。 操作安全可靠。
可分为：加压、 可分为：加压、卸压和差压控制三种形式
该阀具有记忆功能， 该阀具有记忆功能，可以作双稳元件
四、机械控制换向阀：
Mechanically operated valve
该阀多用于 行程程序控 制系统， 制系统，作 为信号阀使 用；常依靠 凸轮、 凸轮、撞块 或机械外力 推动阀芯， 推动阀芯， 使阀换向。 使阀换向。
机械控制换向阀的头部结构有： 机械控制换向阀的头部结构有： 可通过式 直动式 杠杆滚轮式
作用： 作用： 常被用来排除回路中的故障信号，有利于简化回 常被用来排除回路中的故障信号， 路设计。 路设计。 注意： 注意： 安装时注意，不要装在行程的末端。 安装时注意，不要装在行程的末端。
五、人力控制换向阀：
Manually controlled directional valve
有手动或脚踏两种操作方式 手动： 手动： 按钮式 旋钮式
（三）双压阀 double pressure valve
(与门 ）
双压阀的结构： 双压阀的结构：
Hale Waihona Puke Baidu
（四）快速排气阀 quick exhaust valve
快速排气阀的结构： 快速排气阀的结构：
快速排气阀的应用： 快速排气阀的应用：
七、时间控制换向阀：
Time controlled directional valve
动铁芯6 动铁芯
c 与 o1 通
压缩空气作用 在大小活塞上， 在大小活塞上， 活塞组件2 活塞组件
p与B通，A与O通 通
活 塞 密 阀 封 口 塞 3 打 开 4 上 移 空 气 大小活塞上 压 上 腔 件 组
b
2
双电控二位五通滑阀 双电控二位五通滑阀
2、先导式双电控三位五通滑阀 先导式双电控三位五通滑阀
使气流通过气阻、气容等延时一定时间再 使气流通过气阻、 使阀芯切换； 使阀芯切换；有延时阀和脉冲阀
1、延时阀：有常通型和常断型两种 、延时阀：
延时阀有延时部分和换向部分组成： 延时阀有延时部分和换向部分组成：
可控制延时时间（ 可控制延时时间（0~20）s，精度 ） ，精度8%
2、脉冲阀：使输入的长信号变成脉冲信号 、脉冲阀：
（二）滑阀式换向阀 利用带有环形槽的圆柱阀体， 利用带有环形槽的圆柱阀体，在阀套内作轴向移 动来改变气流方向的。 动来改变气流方向的。 阀套与阀芯间通流面积： 阀套与阀芯间通流面积
A=
π
(D 4
2
−d2
)
1、行程长，可动部分重量大、惯性大，一般大口径的阀不宜采 行程长，可动部分重量大、惯性大， 行程长 用滑阀式的结构，通流量有限。 用滑阀式的结构，通流量有限。 2、切换时，不承受背压，换向力小、动作灵敏，换向频率高。 切换时，不承受背压，换向力小、动作灵敏，换向频率高。 切换时 3、结构对称、静止时用气压保持轴向力平衡，易做成记忆元件。 结构对称、静止时用气压保持轴向力平衡，易做成记忆元件。 结构对称 记忆元件 4、通用性强、易设计成多位多通阀。 通用性强、易设计成多位多通阀。 通用性强 5、阀芯对介质比较敏感、对过滤、润滑、维护要求较高。 、阀芯对介质比较敏感、 过滤、润滑、维护要求较高。
脉冲阀的结构： 脉冲阀的结构：
延时阀的应用： 延时阀的应用：
（一）直动式：由凸轮或撞块直接压阀芯，使阀切换 直动式：由凸轮或撞块直接压阀芯，
（二）杠杆滚轮式： 杠杆滚轮式： 增加杠杆滚轮机构， 增加杠杆滚轮机构， 受力较小， 受力较小，寿命长
（三）可通过式： 可通过式： 在杠杆滚轮式基础上在 加一可折回小杠杆。 加一可折回小杠杆。 可输出脉冲信号。 可输出脉冲信号。
特点： 特点：
采用气压复位，可提高阀的控制可靠性， 采用气压复位，可提高阀的控制可靠性，但若 阀的工作压力太低，则不能实现气压复位。 阀的工作压力太低，则不能实现气压复位。
三、电磁控制换向阀：
Solenoid operated valve
是利用电磁力的作用来实现阀的换向的； 是利用电磁力的作用来实现阀的换向的； 按结构来分：直动式和先导式两种。 按结构来分：直动式和先导式两种。 （一）直动式：1、工作原理 直动式： 工作原理
（一）加压控制： 加压控制：
给阀开闭件上以逐渐增加的压力值使阀切换的一 种控制方式。 种控制方式。 1、单气控换向阀 、
2、单气控截止阀的结构 、
（二）卸压控制： 卸压控制：
给阀开闭件上以逐渐减少的压力值使阀切换的一种 控制方式。 控制方式。 1、三位五通双气控滑阀 、
2、中位状态及符号 、
控制阀
阀 阀
按阀芯结构分： 按阀芯结构分：
截止式换向阀和滑阀式换向阀 （一）截止式换向阀
用大于管道直径的圆盘从端面来进行密封的。 用大于管道直径的圆盘从端面来进行密封的。
截止式换向阀的特点： 截止式换向阀的特点： 1、用很小的移动量就可以使阀完 、 全开启，流通能力强， 全开启，流通能力强，易于设计成 结构紧凑的大口径阀。 结构紧凑的大口径阀。 a)图通流面积及行程 s： 图通流面积及行程
按密封形式分： 按密封形式分：
硬质密封—间隙密封 硬质密封 间隙密封 特点： 特点： 1、结构简单，但制造精度、过滤精度<5µm要求高； 结构简单，但制造精度、过滤精度 要求高； 结构简单 要求高 2、换向力小，换向时冲击大，阀内常加定位装置； 换向力小，换向时冲击大，阀内常加定位装置； 换向力小 3、因存在间隙泄漏量较大。 因存在间隙泄漏量较大。 因存在间隙泄漏量较大 软质密封—弹性密封 软质密封 弹性密封 特点： 特点： 1、制造精度比硬质密封低； 制造精度比硬质密封低； 制造精度比硬质密封低 2、泄漏显小； 泄漏显小； 泄漏显小 3、过滤精度要求低，一般过滤精度为40~60 µm。 过滤精度要求低，一般过滤精度为 过滤精度要求低 。