换向型方向控制阀

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【摘要】：9.3.2　换向型方向控制阀换向型方向控制阀是通过改变气流通道而使气体流动方向发生变化，从而达到改变气动执行元件运动方向的。对三位阀，每个控制信号控制一个阀位。先导式电磁换向阀便于实现电、气联合控制，所以应用广泛。

9.3.2　换向型方向控制阀

换向型方向控制阀是通过改变气流通道而使气体流动方向发生变化，从而达到改变气动执行元件运动方向的。

1．分类

（1）按阀的控制方式分类

阀的控制方式主要有气压控制、电磁控制、人力控制和机械控制等类型。

（2）按阀的工作位置分类

阀的工作位置称为“位”，有几个切换工作位置的阀就称为“几位”阀。经常使用的有“二位”阀和“三位”阀。阀在未加控制信号或被操作时所处的位置称为零位。

（3）按阀的接口数目分类

阀的接口（包括排气口）称为“通”，阀的接口包括入口、出口和排气口，但不包括控制口。常见的阀有两通、三通、四通、五通。

根据阀的切换位置和接口数目，便可叫出阀的名称，如二位二通阀、三位五通阀等。

（4）按阀芯结构形式分类

常用的阀芯结构形式有截止式、滑柱式两大类。

（5）按控制数分类

按控制数可分为单控式和双控式。单控式是指阀的一个工作位置由控制信号获得，另一个工作位置是当控制信号消失后，靠其他力来获得（称为复位方式）。如靠弹簧力复位称为弹簧复位；靠气压力复位称为气压复位；靠弹簧力和气压力复位称为混合复位。混合复位可减小阀芯复位活塞直径，复位力越大，阀换向越可靠，工作越稳定。

双控式是指阀有两个控制信号，对二位阀采用双控，当一个控制信号消失，另一个控制信号未加入时，能保持原有阀位不变，称阀具有记忆功能。对三位阀，每个控制信号控制一个阀位。当两个控制信号都不存在时，靠弹簧力和（或）气压力使阀芯处于中间位置。

（6）按阀的安装连接方式分类

阀的连接方式有管式连接、板式连接、法兰连接和集成式连接等。

气动方向控制阀的工作原理与液压传动方向控制阀基本相同，限于篇幅，这里只介绍几种典型的电磁控制阀、机械控制阀的结构与工作原理。

2．电磁控制换向阀

电磁换向阀是利用电磁力的作用使衔铁直接推动换向阀的阀芯来实现阀的切换，以控制气流的流动方向。常用的电磁换向阀有直动式和先导式两种。按控制电磁铁的数量可分为单电控电磁铁换向阀和双电控电磁铁换向阀。

（1）直动式电磁换向阀

如图9-17所示为直动式单电控电磁阀的工作原理图。它只有一个电磁铁。如图9-17（a）所示为常态情况，即激励线圈不通电，此时阀在复位弹簧的作用下处于上端位置。其通路状态为A与T相通，A口排气。当通电时，电磁铁l推动阀芯向下移动，气路换向，其通路为P与A相通，A口进气，如图9-17（b）所示。

图9-17　直动式单电控电磁阀的工作原理

如图9-18所示为直动式双电控电磁阀的工作原理图。它有两个电磁铁，当线圈l通电、2断电，如图9-18（a）所示，阀芯被推向右端，其通路状态是P与A、B与O₂相通，A口进气、B口排气。当线圈l断电时，阀芯仍处于原有状态，即具有记忆性。当电磁线圈2通电、l断电，如图9-18（b）所示，阀芯被推向左端，其通路状态是P与B、A与O₁相通，B口进气、A口排气。若电磁线圈断电，气流通路仍保持原状态。

图9-18　先导式双电控电磁阀的工作原理

（2）先导式电磁换向阀

直动式电磁阀是由电磁铁直接推动阀芯移动的，当阀通径较大时，用直动式结构所需的电磁铁体积和电力消耗都必然加大，为克服此弱点可采用先导式结构。

先导式电磁阀是由电磁铁首先控制气路，产生先导压力，再由先导压力推动主阀阀芯，使其换向。如图9-19所示为先导式双电控换向阀的工作原理图。当电磁先导阀l的线圈通电，而先导阀2断电时，如图9-19（a）所示，由于主阀3的K₁腔进气，K₂腔排气，使主阀阀芯向右移动。此时P、A、B与O₂相通，A口进气、B口排气。当电磁先导阀2通电，先导阀l断电时如图9-21（b）所示，主阀的K₂腔进气，K₁腔排气，使主阀阀芯向左移动。此时P口与B、A与O₁相通，B口进气、A口排气。先导式双电控电磁阀具有记忆功能，即通电换向，断电保持原状态。为保证主阀正常工作，两个电磁阀不能同时通电，电路中要考虑互锁。先导式电磁换向阀便于实现电、气联合控制，所以应用广泛。