什么是 气动换向阀

在气动领域，阀门相当于控制自动化系统中电流的继电器。气动阀不是将电力分配给电机、驱动器和其他设备，而是将空气分配给气缸、执行器和喷嘴。

气动阀，也称为方向控制阀，以多种方式启动，包括手动、电磁操作和空气先导。在最简单的形式中，2 通和 3 通阀可以常开 (NO) 或常闭 (NC)，这些术语指的是它们在未通电时的正常状态。另一种非常常见的阀门是四通阀，它在两个出口端口之间切换供气和排气。

手动激活的阀门通常通过脚踏板、肘节致动器、手柄、旋钮或按钮打开和关闭。操作员控制阀门的激活位置，然后弹簧或操作员将阀门返回到其原始位置。

电磁阀使用电气线圈来控制提升阀芯、柱塞或阀芯的位置以打开或关闭阀门。典型的螺线管控制电压为 12VDC、24VAC/DC、120VAC 或 240VAC。

气动先导阀由外部气源操作，例如远程位置的电磁操作阀。该阀也可以采用内部空气先导，从而可以使用较小的集成电磁阀来提供空气先导信号来控制较大的阀芯。

气动换向阀

阀门类型

对于气动阀，配置或阀门类型表明空气如何连接到设备并通过阀门进行切换。这种配置对阀门控制的设备有很大影响，了解这一点对于为应用指定合适的阀门至关重要。

阀门的气动符号由三部分组成：驱动（阀门的驱动方式）、位置（位置和端口的数量）和流量（空气如何流过设备）。启动方法位于符号的左侧和右侧，可以认为是向左或向右推动箱子。

框的数量表示位置的数量，通常是两个或三个。每个位置的供气或排气流量由每个框中的信息定义。

每个阀位都有一个或多个流路，每个方框内的箭头代表空气和排气的流动。每条路径接触一个框的点称为端口，要确定端口的数量，必须计算符号的单个框。流路也可以被阻塞，用“T”符号表示。

端口和位置的数量决定了阀门设计的工作类型，因此选择这些选项是一个关键的设计决策。2 通或 2 通 2 位阀具有一个入口端口和一个出口端口。这种类型的阀门是打开或关闭的，无法释放气压，除非这是它的唯一功能。

空气进出阀门的不同路径的数量称为“通道”，而不同的可用状态称为“位置”。工业应用中常用的阀门是 2 通、3 通或 4 通配置，2 通和 3 通阀有 2 个位置，而 4 通阀可以是 2 位或 3 位。

常用气动阀类型：

• 2 端口（2 路），2 位
• 3 端口（3 通），2 位
• 5 端口（4 路），2 位
• 5 通（4 通），3 位

通过添加第三个端口，三通或三通 2 位阀可以同时提供压力和排气压力。这三个端口是进风口、出风口和排气口。虽然排气压力对于气缸运动很重要，但这种类型的阀门仅适用于带有弹簧复位的单作用气缸等应用，或在加工过程中吹除切屑等空气吹除应用。

再增加两个端口可将该阀变成一个 5 端口（4 通）2 位阀。5 通阀在技术上是 4 通阀，因为有两个通向“排气”的端口。这样做主要是为了简化阀门结构。

这是最受欢迎的方向控制阀，因为它可以伸出和缩回双作用气缸，提供广泛的控制能力。这种类型的阀门包括一个进气口、两个出气口和两个排气口。

在 2 位配置中，一个输出是从进气口流出的空气，另一个是流向排气口的空气。当阀门切换时，两个输出处于相反的模式。这是伸出和缩回双作用气动执行器的最常见方式，对气缸的一侧加压，同时对另一侧排气。

请记住，2 位单电磁阀具有弹簧复位功能。因此，对于通电阀门，如果它所连接的双作用气缸正在伸出，则如果断电（例如按下紧急停止按钮时），该气缸将缩回，但空气仍然存在。如果紧急停止也按照建议倾倒系统中的空气压力，则一旦压力恢复，除非阀门重新通电，否则气缸将缩回。

如果 2 位双电磁阀具有制动功能，则阀芯会保持在按下紧急停止按钮时的任何位置。

如果在按下紧急停止键时气缸处于中行程，当重新供应空气时，阀门将命令气缸继续运动到原始通电位置，即使阀门上的两个螺线管都已断电。由于保持阀门位置，这种运动可能会导致问题。

例如，紧急停止后意外的气缸运动会损坏工具，应在设计期间进行检查。

三位阀

5 通或 4 通 3 位阀提供一个中心位置，当两个阀门电磁阀均未启动时，可以将其指定为排气或阻断压力。

这些阀门通常用于需要在行程中途停止气缸的应用。它们还用于微动或微动气缸，或者在紧急停止期间必须排出空气并且在重新施加空气后气缸不允许移动，直到按下复位按钮或启动按钮。

使用这些阀门时需要小心，因为存在额外的控制复杂性。中心块 3 位阀可能会滞留空气并在紧急停止条件下导致意外运动，尤其是在工具被卡住的情况下。

为处理这种情况，在按下紧急停止键时应去除所有能量，包括滞留的空气。空气也会泄漏，导致气缸漂移或掉落。

三位中心排气阀将在紧急停止条件下或两个螺线管都断电时将所有压力倾倒到气缸中。

在启动期间，将没有空气来控制进入气缸的气流，从而导致在第一个机器循环期间气缸速度非常快并且可能会造成损坏。为防止出现这种情况，启动时必须对气缸两侧充入气压。

阀门外形尺寸

阀门的形状因数通常由其用途决定。这包括内部配置和外部设计。常见的内部配置包括提升阀芯、隔膜和阀芯。提升阀通常是直接电磁操作，类似于 2 路 2 位应用中的闸阀。

从先导端口进入的先导活塞移动阀杆打开阀门。隔膜阀的工作原理类似于提升阀，但通过使用隔膜将操作员电磁阀与阀门和工作流体物理隔离。

直动式或先导式滑阀通常用于 4 通、2 位和 3 位阀体端口阀。这些滑阀是带密封件的活塞，当移动时，活塞会根据位置沿着孔打开或关闭端口。它们提供了一种改变流路的简化方法，易于启动且不受压力影响。

许多阀门的外部形状因素使它们可以堆叠，从而允许更多的阀门安装到更小的区域中。有些阀门比其他阀门更容易单独安装，有些可以指定单独安装或作为歧管的一部分安装。设计师可能希望在气动阀数量多的应用中考虑紧凑、模块化、歧管安装的阀门。

阀门具有三种主要的电气连接方法：硬接线、模块化接线或数字通信。许多阀门都有一个内置可拆卸飞线的连接器，或 DIN 型接线连接器。

模块化接线通常与歧管安装的阀门配置一起使用。该接线通常由嵌入在歧管底座中的 D-sub 连接器组成。这为大型气动系统提供了一种高效且简洁的集成选项。

EtherNet/IP 和其他数字通信协议正在成为一种流行的方式，可以用单根电缆代替单独的分立电线。当需要激活狭小空间中的大量阀门时，这尤其有效。这还可以通过使用单个通信端口而不是多个输出模块来降低系统控制器端的成本。

还可以使用各种螺纹端口或推接式接头将气动管连接到阀门上。

5 通（4 通）2 位阀类型通常是气动方向控制应用的最佳选择。在电气连接上添加手动操作功能和指示灯使维护更容易，因此应考虑这些选项。