第五章气动控制元件new

1、第五章第五章 气动控制元件气动控制元件 压力控制元件压力控制元件流量控制元件流量控制元件(难点难点) 方向控制元件的分类方向控制元件的分类 方向控制元件的结构特点及方向控制元件的结构特点及 工作原理工作原理(重点重点)逻辑控制元件逻辑控制元件5.1 概述概述 在气压传动系统中，气动控制元件简称为控制阀简称为控制阀 -是用来控制和调节压缩空气的压力压力、流量流量、流动方向方向和发送信号的重要元件，利用它们可以组成各种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工作。1.控制阀的分类控制阀的分类 液压与气压传动所用的控制阀的种类繁多，可按不同的特征进行分液压与气压传动所用的控制阀的种类繁

2、多，可按不同的特征进行分类，最常见的是按控制阀的用途进行分类类，最常见的是按控制阀的用途进行分类 控制和调节压缩空气压力的元件称为控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀压力控制阀。 控制和调节压缩空气流量的元件称为控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀流量控制阀。 控制气流流动方向的元件称为控制气流流动方向的元件称为方向控制阀方向控制阀。 即：即：（1）压力控制阀）压力控制阀:调压阀（减压阀）、定值器、安全阀（溢流阀）、顺序调压阀（减压阀）、定值器、安全阀（溢流阀）、顺序阀阀（2）流量控制阀）流量控制阀:节流阀、单向节流阀、排气节流阀、柔性节流阀节流阀、单向节流阀、排气节流阀、柔性节流

3、阀（3）方向控制阀）方向控制阀:单向阀、换向阀单向阀、换向阀 这三类阀还可根据需要构成组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、这三类阀还可根据需要构成组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀、电磁溢流阀等。组合后可使阀的结构紧凑、连接简单、使用方便。电磁溢流阀等。组合后可使阀的结构紧凑、连接简单、使用方便。 此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的气动逻辑元件。元件。5.1 概述概述n压力控制阀是用来控制气动系统中压缩空气的压力，满足各种负载需要压力（推力）的装置。n1、分类n压力控制阀可分为起降压稳压作用的压力控制阀可分为起降压稳压作用的

4、减压阀（调压阀）、n精密调整压力的精密调整压力的定值器；n起限压安全保护作用的起限压安全保护作用的安全阀(溢流阀)；n根据气路压力不同进行某种控制的根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀。 2.应用 空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力，且压力波动较大。空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力，且压力波动较大。因此每台气动装置的供气压力都需要因此每台气动装置的供气压力都需要减压阀减压阀来减压，并保持供气压力稳定。来减压，并保持供气压力稳定。对于低压控制系统对于低压控制系统 (如气动测量如气动测量)，除用减压阀降低压力外，还需要用，除用减压阀降低压力外，还需要用精密减精密减压阀（或定值

5、器）压阀（或定值器）以获得更稳定的供气压力。这类压力控制阀当输入压力在以获得更稳定的供气压力。这类压力控制阀当输入压力在一定范围内改变时，能保持输出压力不变。一定范围内改变时，能保持输出压力不变。 当管路中的压力超过允许压力时，为了保证系统的工作安全，住往用当管路中的压力超过允许压力时，为了保证系统的工作安全，住往用安全安全阀阀实现自动排气，使系统的压力下降。想想哪里需要安装？如储气罐顶部必实现自动排气，使系统的压力下降。想想哪里需要安装？如储气罐顶部必须装安全阀。须装安全阀。 气动装置中不便安装行程阀而要依据气压的大小来控制两个以上的气动执气动装置中不便安装行程阀而要依据气压的大小来控制两个

6、以上的气动执行机构的顺序动作时，就要用到行机构的顺序动作时，就要用到顺序阀顺序阀。 n5.2.15.2.1分类分类5.2 压力控制阀5.2.2.减压阀 v 减压阀的作用是将较高的输入压力调到规定的输出减压阀的作用是将较高的输入压力调到规定的输出压力，并能保持输出压力稳定，不受空气流量变化及气压力，并能保持输出压力稳定，不受空气流量变化及气源压力波动的影响。源压力波动的影响。 v 减压阀的调压方式有直动式和先导式两种。减压阀的调压方式有直动式和先导式两种。 v直动式直动式是由旋钮直接通过调节弹簧力来改变输出压力；是由旋钮直接通过调节弹簧力来改变输出压力；v先导式先导式是用预先调整好的气压来代替直

7、动式调压弹簧进是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的，一般先导式减压阀的流量特性比直动式好。行调压的，一般先导式减压阀的流量特性比直动式好。 v v直动式减压阀通径小于直动式减压阀通径小于2025mm，输出压力在，输出压力在01.0MPa范围内最为适当，超出这个范围应选用先导式。范围内最为适当，超出这个范围应选用先导式。 5.2.2.减压阀减压阀 一、减压阀的结构和基本原理一、减压阀的结构和基本原理5.2.25.2.2减压阀减压阀 普通式减压阀分为直动式和普通式减压阀分为直动式和先导式先导式 直动式减压阀直动式减压阀 直动式减压气阀这种阀是靠阀直动式减压气阀这种阀是靠阀口的节流作用

8、减压，靠膜片上力的口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用来稳定输入压力，调节旋平衡作用来稳定输入压力，调节旋钮可调节输出压力，它能使出口压钮可调节输出压力，它能使出口压力降低并保持恒定，故称为直动式力降低并保持恒定，故称为直动式减压阀，通常称为减压阀。减压阀，通常称为减压阀。结构：结构：1-调节旋钮调节旋钮 2、3-调压弹簧调压弹簧 4-溢流溢流阀座阀座 5-膜片膜片 6-膜片气室膜片气室 7-阻尼阻尼管管 8-阀心阀心 9-复位弹簧复位弹簧 10-进气阀进气阀口口 11-排气孔排气孔 12-溢流孔溢流孔工作原理：工作原理： 压力为压力为P1的压缩空气，由的压缩空气，由左端输入经阀口左端输入经

9、阀口10节流后，节流后，压力降为压力降为P2输出。输出。1）手动调压状态：）手动调压状态： P2的大小可由调压弹簧的大小可由调压弹簧2、3进行调节。进行调节。 顺时针旋转旋钮顺时针旋转旋钮1，压缩，压缩弹簧弹簧2、3及膜片及膜片5使阀芯使阀芯8下下移，增大阀口移，增大阀口10的开度使的开度使P2增大。增大。 逆时针旋转旋钮逆时针旋转旋钮1，阀口，阀口10的开度减小，的开度减小，P2随之减小。随之减小。 5.2.25.2.2减压阀减压阀 2）减压状态：）减压状态：若输入压力若输入压力P1瞬时升高，输出瞬时升高，输出压力压力P2将随之升高，使膜片气将随之升高，使膜片气室室6内压力升高，在膜片内压力

10、升高，在膜片5上产上产生的推力相应增大，此推力破生的推力相应增大，此推力破坏了原来力的平衡，使膜片坏了原来力的平衡，使膜片5向向上移动，有少部分气流经溢流上移动，有少部分气流经溢流孔孔12、排气孔、排气孔11排出。在膜片排出。在膜片上移的同时，因复位弹簧上移的同时，因复位弹簧9的作的作用，使阀芯用，使阀芯8也向上移动，关小也向上移动，关小进气阀口进气阀口10，节流作用加大，节流作用加大，使输出压力下降，直至达到新使输出压力下降，直至达到新的平衡为止，输出压力基本又的平衡为止，输出压力基本又回到原来值。回到原来值。 5.2.25.2.2减压阀减压阀 3）增压状态：）增压状态： 若输入压力若输入压

11、力P1瞬时下降，瞬时下降，输出压力输出压力P2也下降、膜片也下降、膜片5下移，下移，阀芯阀芯8随之下移，进气阀口随之下移，进气阀口10开开大，节流作用减小，使输出压大，节流作用减小，使输出压力上升，基本回到原来值。力上升，基本回到原来值。 5.2.25.2.2减压阀减压阀 4）阀处于无输出状态：）阀处于无输出状态：逆时针旋转旋钮逆时针旋转旋钮1。使调节弹簧。使调节弹簧2、3放松，气体作用在膜片放松，气体作用在膜片5上上的推力大于调压弹簧的作用力，的推力大于调压弹簧的作用力，膜片向上曲，靠复位弹簧的作膜片向上曲，靠复位弹簧的作用关闭进气阀口。再旋转旋钮用关闭进气阀口。再旋转旋钮1，进气阀芯进气阀

12、芯8的顶端与溢流阀座的顶端与溢流阀座4将脱开，膜片气室将脱开，膜片气室6中的压缩空中的压缩空气便经溢流孔气便经溢流孔12、排气孔、排气孔11排排出，使阀处于无输出状态。出，使阀处于无输出状态。总之，溢流减压阀是靠进总之，溢流减压阀是靠进气口的节流作用减压，靠膜片气口的节流作用减压，靠膜片上力的平衡作用和溢流孔的溢上力的平衡作用和溢流孔的溢流作用稳压；调节弹簧即可使流作用稳压；调节弹簧即可使输出压力在一定范围内改变。输出压力在一定范围内改变。 5.2.25.2.2减压阀减压阀 v2.先导式减压阀先导式减压阀 v当减压阀的输出压力较高或通经较大时，用调压弹簧直当减压阀的输出压力较高或通经较大时，用

13、调压弹簧直接控制调压，则弹簧的刚度过大，流量变化时，输出压力波接控制调压，则弹簧的刚度过大，流量变化时，输出压力波动较大，阀的结构尺寸也将增大，为了克服这些缺点，可采动较大，阀的结构尺寸也将增大，为了克服这些缺点，可采用先导式减压阀。用先导式减压阀。 v 先导式减压阀是使用预先调整好压力的空气来代替调压先导式减压阀是使用预先调整好压力的空气来代替调压弹簧进行调压的，其调节原理和主阀部分的结构与直动式减弹簧进行调压的，其调节原理和主阀部分的结构与直动式减压阀相同。先导式减压阀的调压空气一般是由小型的直动式压阀相同。先导式减压阀的调压空气一般是由小型的直动式减压阀供给的。减压阀供给的。 v 若将这

14、个小型直动式减压阀与主阀合成一体，则称为若将这个小型直动式减压阀与主阀合成一体，则称为内内部先导式减压阀。部先导式减压阀。 v 若将它与主阀分离，则称为若将它与主阀分离，则称为外部先导式减压阀外部先导式减压阀，它可以，它可以实现远距离控制。实现远距离控制。5.2.25.2.2减压阀减压阀 5.2.25.2.2减压阀减压阀 ）内部先导式减压阀。）内部先导式减压阀。 非工作状态非工作状态(压力恒定时压力恒定时):当气流从左端流入当气流从左端流入阀体后，一部分经阀口阀体后，一部分经阀口9流向输出口，另一部分流向输出口，另一部分经固定节流孔经固定节流孔1进入中气室进入中气室5，经喷嘴，经喷嘴2、挡板、

15、挡板3、孔道反馈至下气室孔道反馈至下气室6，再经阀杆，再经阀杆7中心孔及排气孔中心孔及排气孔8排至大气。排至大气。 工作状态工作状态(调节压力时调节压力时):把手柄旋到一定位置，把手柄旋到一定位置，使喷嘴挡板的距离在工作范围内，减压阀就进入使喷嘴挡板的距离在工作范围内，减压阀就进入工作状态。中气室工作状态。中气室5的压力随喷嘴与挡板间距离的压力随喷嘴与挡板间距离的减小而增大，于是推动阀芯打开进气阀口的减小而增大，于是推动阀芯打开进气阀口9，即有气流流到出口，同时经孔道发馈到上气室即有气流流到出口，同时经孔道发馈到上气室4，与调压弹簧相平衡。与调压弹簧相平衡。 若输入压力瞬时升高，若输入压力瞬时

16、升高，输出压力也相应升高，输出压力也相应升高，通过孔口的气流使下气室通过孔口的气流使下气室6的压力也升高，破坏的压力也升高，破坏了膜片原由的平衡，使阀杆了膜片原由的平衡，使阀杆7上升，节流阀口减上升，节流阀口减小，节流作用增强，输出压力下降，使膜片两端小，节流作用增强，输出压力下降，使膜片两端作用力重新平衡，输出压力恢复到原来的调定值。作用力重新平衡，输出压力恢复到原来的调定值。 当输入压力瞬时下降时，当输入压力瞬时下降时，输出压力也相应下输出压力也相应下降，经喷嘴挡板的放大也会引起中气室降，经喷嘴挡板的放大也会引起中气室5的压力的压力较明显升高，而使阀芯下移，阀口开大，输出压较明显升高，而使

17、阀芯下移，阀口开大，输出压力升高，并稳定到原数值上。力升高，并稳定到原数值上。 vB）外部先导式减压阀）外部先导式减压阀v图所示为外部先导式减压阀的主阀，图所示为外部先导式减压阀的主阀，其工作原理与直动式相同。在主阀体外其工作原理与直动式相同。在主阀体外部还有一个小型直动式减压阀部还有一个小型直动式减压阀(图中末示图中末示出出)，由它来控制主阀。，由它来控制主阀。 此类阀适于此类阀适于通径在通径在20mm以上，远距离以上，远距离(30m以内以内)、高处、危险处、调压困难的场合。高处、危险处、调压困难的场合。v先导式减压阀一般安装在空气过滤之后，先导式减压阀一般安装在空气过滤之后，油雾器之前。油

18、雾器之前。 相对直动式调压阀多了喷嘴挡相对直动式调压阀多了喷嘴挡板放大环节。板放大环节。 v 当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化当喷嘴与挡板之间的距离发生微小变化时，气室时，气室5中压力发生很明显的变化，从而中压力发生很明显的变化，从而引起膜片有较大的位移。引起膜片有较大的位移。5.2.25.2.2减压阀减压阀 气动定值器气动定值器定值器是一种高精度的减定值器是一种高精度的减压阀，主要用于压力定值。压阀，主要用于压力定值。 定值器结构定值器结构1过滤器过滤器2溢流口溢流口3.8.15膜片膜片4喷嘴喷嘴5挡板挡板6.9.10.14.17.20弹簧弹簧7调压调压手柄手柄 11稳压阀芯稳压阀芯12稳

19、压阀稳压阀口口13 横截流孔横截流孔16排气口排气口18 阀杆阀杆19主阀芯主阀芯 5.2.25.2.2减压阀减压阀 气动定值器气动定值器v直动式减压阀的主阀部分；直动式减压阀的主阀部分；v定差式减压阀与节流孔组成恒流器。定差式减压阀与节流孔组成恒流器。v喷嘴挡板装置和调压部分。喷嘴挡板装置和调压部分。5.2.25.2.2减压阀减压阀 v定值器的工作原理定值器的工作原理v 定值器处于非工作状态时定值器处于非工作状态时(压力压力恒定时恒定时)，由气源输入的压缩空气，由气源输入的压缩空气经过滤器经过滤器1过滤后进入过滤后进入A室和室和E室。室。主阀芯主阀芯19在弹簧在弹簧20和气源压力作和气源压力

20、作用下压在阀座上，使用下压在阀座上，使A室与室与B室断室断开。开。v 进入进入E室的气流经由阀口室的气流经由阀口(又称为又称为活门活门)12至至F室，再通过恒节流孔室，再通过恒节流孔13降压后，分别进入降压后，分别进入G室和室和D室。室。由于这时尚未对膜片由于这时尚未对膜片8加力，挡板加力，挡板5与喷嘴与喷嘴4之间的间距较大，气体之间的间距较大，气体从喷嘴从喷嘴4流出时的气流阻力较小，流出时的气流阻力较小，G室及室及D室的气压较低，膜片室的气压较低，膜片3及及15保持原始位置。保持原始位置。v 进入进入H室的微量气体主要经室的微量气体主要经B室室通过阀口通过阀口2从排气口排出；另有一从排气口排

21、出；另有一部分从输出口排空。部分从输出口排空。5.2.25.2.2减压阀减压阀 v定值器的工作原理定值器的工作原理v 定值器处于工作状态定值器处于工作状态(压力调压力调整时整时)，v 转动手柄转动手柄7压下弹簧压下弹簧6并推动膜并推动膜片片8连同档板一同下移，挡板与喷连同档板一同下移，挡板与喷嘴的间距离减小，气流阻力增加，嘴的间距离减小，气流阻力增加，使使G室和室和D室的气压升高，膜片室的气压升高，膜片15在在D室的气压作用下下移，将阀口室的气压作用下下移，将阀口2关闭，并向下推动主阀心，打开关闭，并向下推动主阀心，打开阀口，压缩空气即经阀口，压缩空气即经B室和室和H室的室的输出口输出，输出口

22、输出，v 与此同时，与此同时，H室压力上升并反馈室压力上升并反馈到膜片到膜片8上，当膜片上，当膜片8所受反馈作所受反馈作用力与弹簧力平衡，定值器便输用力与弹簧力平衡，定值器便输出一定压力的气体。出一定压力的气体。5.2.25.2.2减压阀减压阀 v定值器的工作原理定值器的工作原理v 当输入压力波动时当输入压力波动时(处于稳压状处于稳压状态态)，v 压力上升，压力上升，B室和室和H室气压瞬时室气压瞬时增高，使膜片增高，使膜片8上移，导致挡板与上移，导致挡板与喷嘴的间距加大，喷嘴的间距加大，G室和室和D室的气室的气压下降，由于压下降，由于B室压力增高，室压力增高，D室室压力下降，膜片压力下降，膜片

23、15在压差的作用在压差的作用下向上移动，使主阀口减小，输下向上移动，使主阀口减小，输出压力下降，直至稳定到调定压出压力下降，直至稳定到调定压力上，此外，在输入压力上升时，力上，此外，在输入压力上升时，E室压力和室压力和F室的瞬时压力也上升，室的瞬时压力也上升，膜片膜片3在上下压力差的作用下上移，在上下压力差的作用下上移，关小稳压阀口关小稳压阀口12，由于节流作用，由于节流作用加强加强F室气压下降，始终保持恒节室气压下降，始终保持恒节流孔流孔13的气体流量不变，使喷嘴的气体流量不变，使喷嘴挡板的灵敏度得到提高，挡板的灵敏度得到提高，v 5.2.25.2.2减压阀减压阀 v定值器的工作原理定值器的

24、工作原理v v输入压力降低时，输入压力降低时，B室和室和H室气压室气压瞬时下降，膜片瞬时下降，膜片8连同挡板由于受连同挡板由于受力平衡破坏而下移，与喷嘴与挡力平衡破坏而下移，与喷嘴与挡板间间距减小，板间间距减小，G室和室和D室的气压室的气压上升，膜片上升，膜片3和和12下移，膜片下移，膜片15下下移使主阀口开度加大，使移使主阀口开度加大，使B室及室及H室气压回升，直到与调定压力平室气压回升，直到与调定压力平衡为止，而膜片衡为止，而膜片3下降，使稳压阀下降，使稳压阀口口12开大，开大，F室气压上升，始终保室气压上升，始终保持恒节流口持恒节流口13前后压差恒定。前后压差恒定。v同理，当输出压力波动

25、时，与输同理，当输出压力波动时，与输入压力波动时得到同样的调节。入压力波动时得到同样的调节。v 5.2.25.2.2减压阀减压阀 v由于定值器利用输出压力的反馈作用和喷嘴挡板的放大作由于定值器利用输出压力的反馈作用和喷嘴挡板的放大作用控制主阀，使其能对较小的压力变化作出反应，从而使输出用控制主阀，使其能对较小的压力变化作出反应，从而使输出压力得到及时调节，保持出口压力基本稳定，即定值器稳定压压力得到及时调节，保持出口压力基本稳定，即定值器稳定压精度较高。精度较高。vv目前有两种压力规格的定值器：其气源压力分别为目前有两种压力规格的定值器：其气源压力分别为014MPa和和035MPa，输出压力范

26、围分别为，输出压力范围分别为001MPa和和0一一025MPa。其输出压力波动不大于最大输出压力的。其输出压力波动不大于最大输出压力的1，常用于需要供给精确气源压力和信号压力的场合，如气动实验常用于需要供给精确气源压力和信号压力的场合，如气动实验设备、气动自动装置等。设备、气动自动装置等。v 二、职能符号二、职能符号5.2.25.2.2减压阀减压阀 5.2.2.5.2.2.减压阀减压阀 三三.减压阀的基本性能减压阀的基本性能 (1) 调压范围：调压范围：它是指减压阀输出压力它是指减压阀输出压力P2的可调范围，的可调范围，在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压在此范围内要求达到规定的精

27、度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。弹簧的刚度有关。 (2) 压力特性：压力特性：它是指流量为定值时，因输入压力波动它是指流量为定值时，因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小，减压阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力定值才基定值才基本上不随输入压力变化而变化。本上不随输入压力变化而变化。 (3) 流量特性：流量特性：它是指输入压力它是指输入压力定时，输出压力随输定时，输出压力随输出流量的变化而变化的持性。当流量发生变化时，输出出流量的变化而变化的持性。当流量发生变化时，输出压力的变化越小

28、越好。一般输出压力越低，它随输出流压力的变化越小越好。一般输出压力越低，它随输出流量的变化波动就越小。量的变化波动就越小。 5.2.2.5.2.2.减压阀减压阀 v 四四.减压阀的选择与使用减压阀的选择与使用v根据使用要求选定减压阀的类型和调压精度，一般选减压阀即根据使用要求选定减压阀的类型和调压精度，一般选减压阀即可，需要减压精度高时，应选精密减压阀或高精度减压阀定值可，需要减压精度高时，应选精密减压阀或高精度减压阀定值器如气动测量系统气动仪表都需要选择定值器。器如气动测量系统气动仪表都需要选择定值器。v根据所需最大输出流量选择其通径。根据所需最大输出流量选择其通径。v确定阀的气源压力时，应

29、使其大于最高输出压力确定阀的气源压力时，应使其大于最高输出压力01MPa。v减压阀一般安装在分水滤气器之后，油雾器或定值器之前，并减压阀一般安装在分水滤气器之后，油雾器或定值器之前，并注意不要将其进、出口接反；阀不用时应把旋钮放松，以免膜片经注意不要将其进、出口接反；阀不用时应把旋钮放松，以免膜片经常受压变形而影响其性能。常受压变形而影响其性能。. . .顺序阀顺序阀 v一.定义 v顺序阀是靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压力控制阀，常用来控制气缸的顺序动作。 v在气动系统中，顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合，以便完成某一操作。只有达到需要的操作压力后，顺序阀才有气信号输出。

30、v 顺序阀的作用是依靠气路中压力的大顺序阀的作用是依靠气路中压力的大小来控制机构按顺序动作。小来控制机构按顺序动作。 . . .顺序阀顺序阀 v二二.顺序阀结构和工作原理顺序阀结构和工作原理v 当压缩空气由当压缩空气由P口进入腔后，作口进入腔后，作用在活塞上的力小于弹簧上的力时，用在活塞上的力小于弹簧上的力时，阀处于关闭状态。阀处于关闭状态。 当作用于活塞当作用于活塞上的力大于弹簧力时，活塞被顶起，上的力大于弹簧力时，活塞被顶起，压缩空气经左腔流入右腔由压缩空气经左腔流入右腔由A口流口流出（图出（图a、b所示）。所示）。v三三.职能符号职能符号v四、单向顺序阀四、单向顺序阀v顺序阀常与单向阀组

31、合成单向顺序阀顺序阀常与单向阀组合成单向顺序阀 v工作原理v当压缩空气由P口进入后，作用于活塞上的力大于弹簧力时，活塞被顶起，压缩空气经左腔流入左腔由A口流出（图（a）所示），此时单向阀关闭。 v当切换气源时（图（b）所示），左腔压力迅速下降，顺序阀关闭，此时右腔压力高于左腔压力，在气体压力差作用下，打开单向阀，压缩空气由右腔经单向阀流入左腔向外排出。. . .顺序阀顺序阀 v五五.顺序阀的应用顺序阀的应用 v单向顺序阀常用于控制气缸自动顺序动作或不便于安装机单向顺序阀常用于控制气缸自动顺序动作或不便于安装机控阀的场合。控阀的场合。v图所示为用顺序阀控制两个气缸顺序动作的原理图。图所示为用顺序

32、阀控制两个气缸顺序动作的原理图。v压缩空气先进入气缸压缩空气先进入气缸1，待建立一定压力后，打开顺序阀，待建立一定压力后，打开顺序阀4，压缩空气才开始进入气缸压缩空气才开始进入气缸2使其动作。切断气源，气缸使其动作。切断气源，气缸2返回的返回的气体经单向阀气体经单向阀3和排气孔和排气孔O排空。排空。.顺序阀顺序阀 v一一. 定义定义v v安全阀是用来防止系统内压力超过安全阀是用来防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的最大许用压力以保护回路或气动装置的安全。安全。v 当系统压力超过规定值时，安全阀当系统压力超过规定值时，安全阀打开，将系统中的一部分气体排入大气，打开，将系统中的一部

33、分气体排入大气，使系统压力不超过允许值，从而保证系使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。图所示为统不因压力过高而发生事故。图所示为安全阀的几种典型结构形式。安全阀的几种典型结构形式。. 安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）二二.分类、结构、工作原理分类、结构、工作原理 .安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）二二.分类、结构、工作原理分类、结构、工作原理 .安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）v、活塞式安全阀、活塞式安全阀v 活塞式安全阀，阀芯是一平板。图为阀的工作原理图。活塞式安全阀，阀芯是一平板。图为阀的工作原理图。v 阀的输入口与控制系统（或装置）相连，当系统压力小于此阀的调阀的

34、输入口与控制系统（或装置）相连，当系统压力小于此阀的调定压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上，如图（定压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上，如图（a）所示。）所示。v 当系统压力大于此阀的调定压力时，则阀芯开启，压缩空气从当系统压力大于此阀的调定压力时，则阀芯开启，压缩空气从R口口排放到大气中，如图（排放到大气中，如图（b）所示。）所示。v 此后，当系统中的压力降低到阀的调定值时，阀门关闭，并保持此后，当系统中的压力降低到阀的调定值时，阀门关闭，并保持密封。密封。.安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀） 、球阀式溢流阀、球阀式溢流阀弹簧力通过推杆将弹簧力通过推杆将球阀压在阀座上。当进球阀压在阀座上。当进口口

35、P的气压力，作用在的气压力，作用在球的阀座部而大于弹簧球的阀座部而大于弹簧力时球座开启，力时球座开启，P、O口相通气体溢流。调节口相通气体溢流。调节螺帽可调整气体溢流压螺帽可调整气体溢流压力。力。 .安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）、膜片式直动溢流阀、膜片式直动溢流阀vP为进气口，接气动系统，O口接大气。当P口压力达到调定压力后，P、O口接通，O口向大气排气，保持系统压力恒定。v 调节螺栓向膜片的压紧力，以调节溢流压力。.安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）1-膜片 2-弹簧 3-调节螺栓 、先导式膜片溢流阀、先导式膜片溢流阀v控制口Pc的控制气压，通过膜片在阀心上产生的向下作用力，与进气口P气压

36、所产生的向上力相抗衡。v当P口气压高于调定值后，阀心向上抬起，P、O口相通出现溢流以保持P口的系统气压稳定。调节控制口Pc的压力，就可调节P口的溢流压力。 .安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）1-阀心 2-膜片 3-阀座 、气动膜片式压力继电器、气动膜片式压力继电器v当从压力继电器下端P进口进入的气体压力达到调定压力值时，膜片5受压变形，推动顶杆2克服弹簧3向上移动，启动微动开关1，4动作，使其发出电信号控制气压元件动作。v改变弹簧的压缩量，就可以调节压力继电器的动作压力 .安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）1、4-微动开关 2-顶杆 3-弹簧 5-膜片 v三特性三特性 vv前三种安全阀都是弹簧提

37、供控制力，调节弹簧预紧力，即可改变安前三种安全阀都是弹簧提供控制力，调节弹簧预紧力，即可改变安全值大小，故称之为直动式安全阀。全值大小，故称之为直动式安全阀。 v膜片式安全阀和先导式安全阀压力特性较好、动作灵敏；但最大开膜片式安全阀和先导式安全阀压力特性较好、动作灵敏；但最大开启力比较小。启力比较小。 v四四.职能符号职能符号.安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀） v五五.溢流阀的应用溢流阀的应用 v选用溢流阀时选用溢流阀时,其最高工作压力应略高其最高工作压力应略高于所需控制压力。于所需控制压力。 实际应用时，根据需要实际应用时，根据需要选择安全阀的类型，并根据最大排气量选选择安全阀的类型，并根据

38、最大排气量选择通径。择通径。 v.安全阀（溢流阀）安全阀（溢流阀）.流量控制阀流量控制阀 v 一、概述一、概述v在气动系统中，要控制气缸中活塞的运动速度，在气动系统中，要控制气缸中活塞的运动速度，或在信号到达后，延迟一定时间才让阀类切换等。解或在信号到达后，延迟一定时间才让阀类切换等。解决这类问题的办法在系统中使用流量控制阀，以控制、决这类问题的办法在系统中使用流量控制阀，以控制、调节进入这些元件的气体流量。调节进入这些元件的气体流量。vv流量控制阀通过控制气体流量来控制气动执行元流量控制阀通过控制气体流量来控制气动执行元件的运动速度。而气体流量的控制是通过改变流量控件的运动速度。而气体流量的

39、控制是通过改变流量控制阀内流道的最小截面积，从而改变流动阻力的方法制阀内流道的最小截面积，从而改变流动阻力的方法控制流量。它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀控制流量。它包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀等。等。二、阀芯和阀座的原理图二、阀芯和阀座的原理图 .流量控制阀流量控制阀 三、分类、结构、工作原理三、分类、结构、工作原理 .流量控制阀流量控制阀 .流量控制阀流量控制阀 v、节流阀、节流阀 1)简介简介 节流阀是通过改变阀的通流面积来调节流量。将空气的节流阀是通过改变阀的通流面积来调节流量。将空气的流通截面缩小以增加气体的流通阻力，而降低气体的压力和流通截面缩小以增加气体的流通阻力，而降

40、低气体的压力和流量。如图所示，阀体上有一个调整螺丝，可以调节流阀的流量。如图所示，阀体上有一个调整螺丝，可以调节流阀的开口度（无级调节），并可保持其开口度不变，此类阀称为开口度（无级调节），并可保持其开口度不变，此类阀称为可调节开口截流阀。流通截面固定的节流阀，称为固定开口可调节开口截流阀。流通截面固定的节流阀，称为固定开口节流阀。节流阀。 可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度，若有可能，应可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度，若有可能，应直接安装在气缸上。这种节流阀有双向节流作用。使用节流直接安装在气缸上。这种节流阀有双向节流作用。使用节流阀时，节流面积不宜太小，因空气中的冷凝水、尘埃等塞满

41、阀时，节流面积不宜太小，因空气中的冷凝水、尘埃等塞满阻流口通路会引起节流量的变化。阻流口通路会引起节流量的变化。 .流量控制阀流量控制阀 2)工作原理：工作原理：气流经（）口输入，通过节流气流经（）口输入，通过节流口的节流作用后经（）口输出；口的节流作用后经（）口输出；转动调节螺旋杆式阀芯上移，节流转动调节螺旋杆式阀芯上移，节流通道面积增大，流阻减小，输出口输出通道面积增大，流阻减小，输出口输出的流量增加；的流量增加；反之转动调节螺杆式阀芯下移，节反之转动调节螺杆式阀芯下移，节流通道面积减小，流阻增大，输出口输流通道面积减小，流阻增大，输出口输出的流量减小；出的流量减小； 阀体上有一个调整螺丝

42、，可以调节阀体上有一个调整螺丝，可以调节流阀的开口度（无级调节），并可保持流阀的开口度（无级调节），并可保持其开口度不变，此类阀称为可调节开口其开口度不变，此类阀称为可调节开口节流阀。节流阀。 3)3)职能符号职能符号 v、节流阀、节流阀(Throttle valve)调节螺杆调节螺杆 阀体阀体 阀芯阀芯 进出口进出口v4)节流阀的特性：节流阀的特性： v v 对于调节特性的要求：对于调节特性的要求：v(1)调节流量范围要大调节流量范围要大v(2)调节精度要高调节精度要高v(3)调节螺杆的位移量与通过阀口的流量成线性比例关系。调节螺杆的位移量与通过阀口的流量成线性比例关系。v 影响节流特性的因

43、素：影响节流特性的因素：v(1)节流口的形状节流口的形状v(2)节流口尺寸的大小节流口尺寸的大小v(3)通道表面质量气体的性质通道表面质量气体的性质v(4)气流的参数以及与外界热交换的情况气流的参数以及与外界热交换的情况.流量控制阀流量控制阀 2单向节流阀 1)1)定义定义 单向节流阀是由单向阀和单向节流阀是由单向阀和节流阀组合而成，常用于控制气节流阀组合而成，常用于控制气缸的运动速度，也称为速度控制缸的运动速度，也称为速度控制阀。阀。 图所示为单向节流阀实物图所示为单向节流阀实物图和工作原理图图和工作原理图2)2)工作原理工作原理 当气流从当气流从1 1口进入，单向阀口进入，单向阀被顶在阀座

44、上，空气只能从节流被顶在阀座上，空气只能从节流口流向出口口流向出口2 2，流量被节流阀节，流量被节流阀节流口的大小所限制流口的大小所限制. . 调节螺钉可以调节节流面积。调节螺钉可以调节节流面积。 当空气从当空气从2 2口进入时，推开口进入时，推开单向阀自由流到单向阀自由流到1 1口，不受节流口，不受节流阀限制。阀限制。3)3)职能符号职能符号 .流量控制阀流量控制阀 3.柔性节流阀v 图10.27为柔性节流阀的结构简图，v 节流作用主要是依靠上下阀夹紧柔韧的橡胶管而产生的。当然，也可以利用气体压力来代替阀杆压缩橡胶管。v 柔性节流阀结构简单，压力降小，动作可靠性高，对污染不敏感，通常工作压力

45、范围为0.30.63MPa。 .流量控制阀流量控制阀 4.排气节流阀v1)定义定义 v 排气节流阀的节流原理和节流阀一样，也排气节流阀的节流原理和节流阀一样，也是靠调节通流面积来调节阀的流量的。它们的是靠调节通流面积来调节阀的流量的。它们的区别是，节流阀通常是安装在系统中调节气流区别是，节流阀通常是安装在系统中调节气流的流量，而排气节流阀只能安装在排气口处，的流量，而排气节流阀只能安装在排气口处，调节排入大气的流量，以此来调节执行机构的调节排入大气的流量，以此来调节执行机构的运动速度。不仅能够控制执行元件的运动速度，运动速度。不仅能够控制执行元件的运动速度，而且因其常带消声器件，具有减少排气噪

46、声的而且因其常带消声器件，具有减少排气噪声的作用。作用。v 排气节流阀靠调节节流口处的流通面积来排气节流阀靠调节节流口处的流通面积来调节排气流量，由消声套减少排气噪声，所以调节排气流量，由消声套减少排气噪声，所以常称其为常称其为排气消声节流阀排气消声节流阀。.流量控制阀流量控制阀 4.排气节流阀2）工作原理）工作原理 图所示为排气节流阀的结构图，调节旋钮，可改图所示为排气节流阀的结构图，调节旋钮，可改变阀芯左端节流口变阀芯左端节流口(三角沟槽型三角沟槽型)的开度，即改变由的开度，即改变由A口口来的排气量大小。来的排气量大小。3）用途）用途 排气节流阀常安装在换向阀和执行元件的排气门排气节流阀常

47、安装在换向阀和执行元件的排气门处。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，所以处。由于其结构简单，安装方便，能简化回路，所以其应用日益广泛。其应用日益广泛。 4）职能符号）职能符号 .流量控制阀流量控制阀 四、应用举例四、应用举例调节单向节流阀的可调螺钉，气缸伸出速度发生变化。调节单向节流阀的可调螺钉，气缸伸出速度发生变化。.流量控制阀流量控制阀 五、注意事项五、注意事项应用流量控制阀对气动执行元件进行调速，因气体具有应用流量控制阀对气动执行元件进行调速，因气体具有压缩性。所以用气动流量控制阀调速应注意以下几点，以防压缩性。所以用气动流量控制阀调速应注意以下几点，以防产生爬行：产生爬行：(1)管

48、道上不能有漏气现象；管道上不能有漏气现象；(2)气缸、活塞间的润滑状态要好；气缸、活塞间的润滑状态要好；(3)流量控制阀应尽量安装在气缸或气马达附近；流量控制阀应尽量安装在气缸或气马达附近；(4)尽可能采用出口节流调速方式；尽可能采用出口节流调速方式；(5)外加负载应当稳定。若外负载变化较大，应借助液压或机械装置外加负载应当稳定。若外负载变化较大，应借助液压或机械装置(如如气液联动气液联动)来补偿由于载荷变动造成的速度变化。来补偿由于载荷变动造成的速度变化。.流量控制阀流量控制阀 5.4 方向控制阀方向控制阀 1.定义：方向控制阀用来定义：方向控制阀用来 改变气流流动方改变气流流动方 向或通断

49、的控制向或通断的控制 阀。阀。 2.分类：按阀内气流的流分类：按阀内气流的流 通方向方向控制通方向方向控制 阀主要有单向型阀主要有单向型 和换向型两种和换向型两种5.4.1 单向阀单向阀1.定义定义 单向阀是指气流只能向一个方向流动单向阀是指气流只能向一个方向流动 而不能反向流动的阀。而不能反向流动的阀。2.要求要求 1）正向压力损失小。）正向压力损失小。 2）反向密封性好。）反向密封性好。 3）动作灵敏，工作时没有撞击和噪）动作灵敏，工作时没有撞击和噪 声。声。 3.分类：主要包括单向阀、梭阀、双压阀和快速分类：主要包括单向阀、梭阀、双压阀和快速 排气阀等。排气阀等。4.结构及工作原理结构及

50、工作原理 4.结构及工作原理结构及工作原理 A 普通单向阀普通单向阀 a结构：结构： 阀套、阀芯、弹簧阀套、阀芯、弹簧 b工作原理：工作原理： 当压力油从阀体左端流入时，克服弹簧作用在阀芯上的力，使阀芯向右当压力油从阀体左端流入时，克服弹簧作用在阀芯上的力，使阀芯向右移，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔从阀体右端流出；压力油从阀体右端的通口流移，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔从阀体右端流出；压力油从阀体右端的通口流入时，液压力和弹簧力一起使用权阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。入时，液压力和弹簧力一起使用权阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。 c应用：应用：单向阀应用于不允许气

51、流反向流动的场合，如空压机向气罐充气时，在空压单向阀应用于不允许气流反向流动的场合，如空压机向气罐充气时，在空压机与气罐之间设置一单向阀，当空压机停止工作时，可防止气罐中的压缩空气回流到机与气罐之间设置一单向阀，当空压机停止工作时，可防止气罐中的压缩空气回流到空压机。单向阀还常与节流阀、顺序阀等组合成单向节流阀、单向顺序阀使用。空压机。单向阀还常与节流阀、顺序阀等组合成单向节流阀、单向顺序阀使用。B、梭阀、梭阀(Shuttlevalve) a.结构及工作原理结构及工作原理 如图所示梭阀，有两个输入信号如图所示梭阀，有两个输入信号口口1和一个输出信号口和一个输出信号口2。若在一。若在一个输入口上

52、有气信号，则与该输个输入口上有气信号，则与该输入口相对的阀口就被关闭，同时入口相对的阀口就被关闭，同时在输出口在输出口2上有气信号输出。上有气信号输出。 这种阀具有这种阀具有“或或”逻辑功能，逻辑功能，相当于两个单向阀组合的阀，两相当于两个单向阀组合的阀，两端只要一侧有输入，就有输出，端只要一侧有输入，就有输出，只用两端都无输入，才无输出。只用两端都无输入，才无输出。 结构图结构图1-阀心阀心 2-阀体阀体 用两个手动按钮用两个手动按钮1S11S1和和1S21S2操纵气缸进退操纵气缸进退。当驱动两个按钮阀中的任何一个动作时。当驱动两个按钮阀中的任何一个动作时，双作用气缸活塞杆都伸出。，双作用气

53、缸活塞杆都伸出。只有同时松只有同时松开两个按钮阀，气缸活塞杆才回缩开两个按钮阀，气缸活塞杆才回缩。梭阀。梭阀应与两个按钮阀的工作口相连接，这样，应与两个按钮阀的工作口相连接，这样，气动回路图才可以正常工作。气动回路图才可以正常工作。 b.应用：梭阀在逻辑回路和气动程序控制回路中应用广泛，常用作信号处理元件应用：梭阀在逻辑回路和气动程序控制回路中应用广泛，常用作信号处理元件 C 双压阀双压阀(Dual pressure valve)a:结构、工作原理结构、工作原理 图所示，该阀有两个对称的输入口和一图所示，该阀有两个对称的输入口和一个输出口。若只有一个输入口有气信号，个输出口。若只有一个输入口有

54、气信号，则输出口没有气信号输出，只有当双压阀则输出口没有气信号输出，只有当双压阀 的两个输入口均有气信号，输出口的两个输入口均有气信号，输出口2才有气才有气信号输出。信号输出。 A口无输出：口无输出：阀心阀心2在阀体在阀体1中可左、右移中可左、右移动，当动，当P1口压力大于口压力大于P2口压力时，阀心右口压力时，阀心右移使移使P2口与口与A口相通，如果口相通，如果P2口通大气，口通大气，则则A口无输出。口无输出。A口有输出：口有输出：如果如果P1、P2都有压力输入，都有压力输入，A口有输出。且口有输出。且P2压力大于压力大于P1压力时，压力时，P1口与口与A口通。口通。 双压阀相当于两个单向阀

55、的组合结构形双压阀相当于两个单向阀的组合结构形式，一端有输入，没有输出。只用两端都式，一端有输入，没有输出。只用两端都有输入，才有输出，并且气压低的一端输有输入，才有输出，并且气压低的一端输出。出。 1-阀体阀体 2-阀心阀心b: 应用应用作用与气动回路中的与门元件相同作用与气动回路中的与门元件相同 双压阀的应用也很广泛，主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑双压阀的应用也很广泛，主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑操作。操作。 图为一个安全回路。只有当两个按钮阀图为一个安全回路。只有当两个按钮阀1S1和和1S2都压下时，单作用气缸都压下时，单作用气缸活塞杆才伸出。若二者中有一个

56、不动作，则气缸活塞杆将回缩至初始位活塞杆才伸出。若二者中有一个不动作，则气缸活塞杆将回缩至初始位置。置。D 快速排气阀（快速排气阀（Quick exhaust valve）a:结构和工作原理结构和工作原理 快速排气阀可使气缸活塞运动速度加快，特别是在单作用气缸情况下，可以避免其回程时间过长。为了降低排气噪声，这种阀一般带消声器。 结构图结构图1-阀心 2-阀体工作原理：工作原理： 有三个阀口，1接压缩空气，2接执行元件，3接大气。 当1口有气压时，阀心上移，使2口与排气口3隔开， 1与2通，给执行元件供气； 当1口失压时，2口气压将阀心下移，使2口与进气口1隔开,同时输入口2与排气口3接通，使

57、气体快速从3口排出。b：应用：应用 快速排气阀用于使气动元件和装置迅速排气的场合。为了减小排气阻力，快快速排气阀用于使气动元件和装置迅速排气的场合。为了减小排气阻力，快速排气阀应靠近气缸安装，使气缸的排气不用通过换向阀而快速排出，从而加速排气阀应靠近气缸安装，使气缸的排气不用通过换向阀而快速排出，从而加快了气缸的往复工作速度，缩短了工作周期。快了气缸的往复工作速度，缩短了工作周期。5.4.2 换向阀换向阀 方向控制阀亦简称换向阀，它是利用方向控制阀亦简称换向阀，它是利用阀阀芯与阀体之间产生相对运动芯与阀体之间产生相对运动，使与阀体相连，使与阀体相连的各个接口实现接通，切断，或改变气流方的各个接

58、口实现接通，切断，或改变气流方向的阀类。向的阀类。 一）一） 基本要求基本要求 (1) 气流通过阀时压力损失小；气流通过阀时压力损失小； (2) 互不相通的口间的泄漏小；互不相通的口间的泄漏小； (3) 换向可靠，迅速且平稳无冲击。换向可靠，迅速且平稳无冲击。二）二） 换向阀的分类换向阀的分类 三）工作原理三）工作原理 四）阀工作位数和通道数四）阀工作位数和通道数 1、阀的切换通口、阀的切换通口 按切换通口的数目分，有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀等。 阀的通口数目包括输入口、输出口和排气口。有常通型和常断型之分。 常通型是指阀的控制口未加控制信号(即零位)时，P口和A口相通。反之，常断型阀在

59、零位时，P口和A口是断开的。 阀中的通口用数字表示，符合阀中的通口用数字表示，符合ISO5599-3标准。通口即可用数字，也可用字母表示。标准。通口即可用数字，也可用字母表示。 2.阀芯工作的位置阀芯工作的位置 阀芯的切换工作位置简称“位”,阀芯有几个切换位置就称为几位阀。 3 、阀的职能符号表示方法、阀的职能符号表示方法 换向阀处于不同工作位置时，各通口之间的通断状态是不同的。阀处于各切换位置时，各通口之间的通断状态分别表示在一个长方形的方块上，就构成了换向阀的图形符号。 五）阀主体部分结构原理图及符号五）阀主体部分结构原理图及符号二位二通二位二通 二位三通二位三通 五）阀主体部分结构原理图

60、及符号五）阀主体部分结构原理图及符号二位四通二位四通 二位五通二位五通 五）阀主体部分结构原理图及符号五）阀主体部分结构原理图及符号三位四通三位四通 三位五通三位五通 v阀芯具有三个工作位置的阀称为三位阀。v换向阀的中位机能是三位阀的阀芯处于中间位置时各口的连通情况。v当阀芯处于中间位置时，若输出口都与压力输入口接通称中间加压式。v若输出口全部与排气口接通则称中间卸压式 。v各通口均呈关断状态，则称为中间封闭式。六）换向阀的中位机能六）换向阀的中位机能 分析重点分析重点 v1、中间加压:当P口和A、B口相通时，系统保持压力。 v2、中间泄压:当T口与A、B口连接的时候，系统处于泄压状态 v3、