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换向阀结构及工作原理分类介绍

手动换向阀工作原理  六通手动换向阀结构及工作原理 机动换向阀工作原理 电磁换向阀结构及工作原理 比例电磁换向阀工作原理 二位五通电磁换向阀工作原理 液动换向阀工作原理 气动换向阀工作原理 电液换向阀工作原理

换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向,以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。

换向阀分类
按阀的结构形式:滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。
按阀的操纵方式:手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。
按阀的工作位置数和控制的通道数:二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。

换向阀分类工作原理
1、手动换向阀工作原理    手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。下图a所示为钢球定位式三位四通手动换向阀,用手操纵手柄推动阀芯相对阀体移动后,可以通过钢球使阀芯稳定在三个不同的工作位置上。下图b则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。通过手柄推动阀芯后,要想维持在极端位置,必须用手扳住手柄不放,一旦松开了手柄,阀芯会在弹簧力的作用下,自动弹回中位。下图c所示为旋转移动式手动换向阀,旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。这种结构具有体积小、调节方便等优点。由于这种阀的手柄带有锁,不打开锁不能调节,因此使用安全。
手动换向阀
手动换向阀(图1)
三位四通手动换向阀
三位四通手动换向阀(图2)

六通手动换向阀结构及工作原理
六通换向阀主要由阀体、密封组件、凸轮、阀杆、手柄和阀盖等零部件组成(图1)。阀门由手柄驱动,通过手柄带动阀杆与凸轮旋转,凸轮具有定位驱动与锁定密封组件的开启与关闭功能。手柄逆时针旋转,两组密封组件分别在凸轮的作用下关闭下端的两个通道,上端的两个通道分别与管道装置的进口相通。反之,上端的两个通道关闭,下端两个通道与管道装置的进口相通,实现了不停车换向。
六通换向阀
1上阀盖 2手柄 3阀杆 4凸轮 5密封组件 6阀盖 7阀体
(1)六通阀的阀体由隔板分成两腔,每腔都有3个通道,中间为进油口,两端为出油口。阀体为碳钢板焊结构,体积小,质量轻,结构紧凑,提高了材料的利用率,缩短了生产周期,降低了成本。密封面堆焊不锈钢,防锈耐腐蚀,密封面经过精加工后抛光研磨,表面粗糙度Ra≤0.8μm。
(2)六通阀有两组密封组件。每组密封组件(图2)由阀瓣、密封圈、调整块、调节螺钉、夹板和螺栓组成。阀瓣为碳钢板焊件,设有加强筋,即增加阀瓣强度又起导向作用,保证每组阀瓣间的同轴度。阀瓣上镶嵌聚氨脂橡胶圈,该材料具有耐油、耐磨损、性能稳定、密封良好和使用寿命长的特点。在凸轮的作用下,密封圈的球面与阀体密封面相接触产生挤压弹性变形,达到密封效果。调整块和调节螺钉在两组密封组件不能同步到位时可起调整作用,确保各通道密封性能同步到位。
密封组件
1夹板 2螺栓 3调整块 4阀瓣 5密封圈 6调整螺钉
(3)阀杆与阀体隔板和上阀盖间的轴向密封采用O形圈。
(4)阀体隔板及上阀盖轴孔部位镶有铜套,可减小与O形圈间的摩擦力矩,密封组件开启与关闭灵活,操作力矩小。
(5)上阀盖设有指示牌及限位螺钉,阀杆上安装指针,明确指示各通道的接通状况,易于操作。



2、机动换向阀工作原理
机动换向阀又称行程换向阀,它是用挡铁或凸轮推动阀芯实现换向。机动换向阀多为下图所示二位阀。
机动换向阀
机动换向阀(图3)
二位二通机动换向阀
二位二通机动换向阀(图4)
3、电磁换向阀结构及工作原理
电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等发出的信号进行控制,所以操作轻便,易于实现自动化,因此应用广泛。
电磁换向阀
电磁换向阀(图5)
工作原理:电磁换向阀工作原理是基本相同的。现以三位四通O型滑阀机能的电磁换向阀为例来说明。如下图阀体1内有三个环形沉割槽,中间为进油腔P,与其相邻的是工作油腔A和B。两端还有两个互相连通的回油腔T。阀芯两端分别装有弹簧座3、复位弹簧4和推杆5,阀体两端各装一个电磁铁。当两端电磁铁都断电时下图a,阀芯处于中间位置。此时P、A、B、T各油腔互不相通;当左端电磁铁通电时下图b,该电磁铁吸合,并推动阀芯向右移动,使P和B连通,A和T连通。当其断电后,右端复位弹簧的作用力可使阀芯回到中间位置,恢复原来四个油腔相互封闭的状态;当右端电磁铁通电时下图c,其衔铁将通过推杆推动阀芯向左移动,P和A相通、B和T相通。电磁铁断电,阀芯则在左弹簧的作用下回到中间位置。
电磁换向阀的工作原理图
电磁换向阀的工作原理图(图6)


比例电磁换向阀工作原理:电液比例换向阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例换向阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。
比例电磁换向阀
比例电磁换向阀(图7)
二位五通电磁换向阀工作原理

关于二位五通电磁阀原理图电-气转化组件将电讯号转化为气动讯号,电气讯号输入控制了气动输出。最常用的电-气转换组件是电磁阀(Solenoid actuated valves)。电磁阀既是电器控制部分和气动执行部分的接口,也是和气源系统的接口。电磁阀接受命令去释放,停止或改变压缩空气的流向,在电-气动控制中,电磁阀可以实现的功能有:气动执行组件动作的方向控制,ON/OFF开关量控制,OR/NOT/AND逻辑控制。在电磁阀家族中,最重要的是电磁控制换向阀(Solenoid actuated directional control valves)。
电磁控制换向阀的工作原理
在气动回路中,电磁控制换向阀的作用是控制气流通道的通、断或改变压缩空气的流动方向。主要工作原理是利用电磁线圈产生的电磁力的作用,推动阀芯切换,实现气流的换向。按电磁控制部分对换向阀推动方式的不同,可以分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀直接利用电磁力推动阀芯换向,而先导式换向阀则利用电磁先导阀输出的先导气压推动阀芯换向。
图4.2a表示3/2(三路二位)直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。线圈通电时,静铁芯产生电磁力,阀芯受到电磁力作用向上移动,密封垫抬起,使1、2接通,2、3断开,阀处于进气状态,可以控制气缸动作。当断电时,阀芯靠弹簧力的作用恢复原状,即1、2断,2、3通,阀处于排气状态。
电磁换向阀结构图



图4.2b表示5/2(五路二位)直动式电磁阀(常断型)结构的简单剖面图及工作原理。起始状态,1,2进气﹔4,5排气﹔线圈通电时,静铁芯产生电磁力,使先导阀动作,压缩空气通过气路进入阀先导活塞使活塞启动,在活塞中间,密封圆面打开通道,1,4进气,2,3排气﹔当断电时,先导阀在弹簧作用下复位,恢复到原来的状态。

 
4、液动换向阀工作原理
液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言,按阀芯的对中形式,分为弹簧对中型和液压对中型两种。下图a所示为弹簧对中型三位四通液动换向阀,阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。当K1通压力油时,阀芯右移,P与A通,B与T通;当K2 通压力油时,阀芯左移,P与B通,A与T通;当K1和K2都不通压力油时,阀芯在两端对中弹簧的作用下处于中位。当对液动滑阀换向平稳性要求较高时,还应在滑阀两端K1、K2控制油路中加装阻尼调节器下图c。阻尼调节器由一个单向阀和一个节流阀并联组成,单向阀用来保证滑阀端面进油畅通,而节流阀用于滑阀端面回油的节流,调节节流阀开口大小即可调整阀芯的动作时间。
液动换向阀
液动换向阀(图8)
弹簧对中型三位四通液动换向阀
弹簧对中型三位四通液动换向阀(图9)
5、气动换向阀工作原理
在气动回路中,电磁控制换向阀的作用是控制气流通道的通、断或改变压缩空气的流动方向。主要工作原理是利用电磁线圈产生的电磁力的作用,推动阀芯切换,实现气流的换向。按电磁控制部分对换向阀推动方式的不同,可以分为直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀直接利用电磁力推动阀芯换向,而先导式换向阀则利用电磁先导阀输出的先导气压推动阀芯换向。
气动换向阀
气动换向阀(图10)
6、电液换向阀工作原理
电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。其中,电磁换向阀起先导作用,控制液动换向阀的动作,改变液动换向阀的工作位置;液动换向阀作为主阀,用于控制液压系统中的执行元件。
电液换向阀
电液换向阀(图11)
由于液压力的驱动,主阀芯的尺寸可以做得很大,允许大流量通过。因此,电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀额定流量的液压系统中,从而用较小的电磁铁就能控制较大的流量。电液换向阀的使用方法与电磁换向阀相同。
电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及其回油方式进行分类则有:外部控制、外部回油;外部控制、内部回油;内部控制、外部回油;内部控制、内部回油等四种类型。
外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀
外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀(图12)


换向阀按阀的操纵方式分类
手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。
(1)机动换向阀,机动换向阀又称行程阀。灵活换向阀又称言程阀,重要用去节制机械运动部件的止程,还帮于装置在工作台上的档铁或凹轮迫使阀芯运动,从而掌握液流方向。
(2)电磁换向阀,电磁换向阀是利用电磁吸引力操纵阀芯换位的方向控制阀。弊用电磁铁的通电呼分取断电开释而间接推进阀芯回节制液流方向。它非电气解统和液压系统之间的疑号转换元件。
图4-9a所示替二位三通交换电磁阀构造。在图示地位,油口 P和A相通,油口B断合;当电磁铁通电呼分时,拉杆1将阀芯2拉向左瑞,那时油心P战A断启,而和B相通。当电磁铁断电开释时,弹簧3推进阀芯复位。图 4-9b替其图形符号。
(3)电液换向阀,电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。由电磁涩阀跟液动滑阀组成。电磁阀伏后导息用,能够转变把持液淌方向,从而改变液动滑阀阀芯的地位。用于大西型液压装备外。
(4)手动换向阀,手动换向阀是用手推杠杆操纵阀芯换位的方向控制阀。应用手动杠杆回转变阀芯地位名隐换向。分弹簧主动复位(a)跟弹簧钢珠(b)定位二种。
(5) 液动换向阀,应用把持油路的压力油去转变阀芯位置的换向阀。阀芯非由其二端稀封腔外油液的压差回挪动的。如图所示,当压力油从K2入进滑阀左腔时,K1接通回油,阀芯向右移动,使P和B相通,A和T相通;当K1交通压力油,K2交通回油,阀芯向左挪动,使P和A相通,B和T相通;当K1战K2皆通回油时,阀芯回到两头位置。


换向阀功能:
电磁阀的菜单示它的电-气转换复杂性。阀的功能由两个数字表示:M和N,称为M路N位电磁阀,“N位”表示换向阀的切换位置,也表示阀的状态。阀的位置数目就是N的数值,如二位阀有两个位置选择亦即有两种状态,三位阀则有三个位置选择亦即有三种不同的状态。“M路”表示阀对外接口的通路,包括进气口,出气口和排气口,通路的数目便是M的数值,如二路阀,三路阀等。图4.1a例子中的阀为3/2直动式电磁阀,念作“三路二位阀”,表示该阀有两个位,即“通”和“断”两个状态,有三个气口,分别为 1:进气口,2:出气口,3:排气口。


换向阀优点
动作准确、自动化程度高、工作稳定可靠,但需附设驱动和冷却系统,结构较为复杂;阀瓣式结构则较简单,多用于流量较小的生产工艺上。
在石油、化工、矿山和冶金等行业中,六通换向阀是一种重要的流体换向设备。该阀安装在稀油润滑系统输送润滑油的管道中。通过变换密封组件在阀体中的相对位置,使阀体各通道连通或断开,从而控制流体的换向和启停。
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