气动阀门的控制常识

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发布时间:2017年6月17日

气动阀门的控制常识
概述
一、气动控制阀的分类
  气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向,并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。
  除上述三类控制阀外,还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件,包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上,逻辑元件基本上和方向控制阀相同,仅仅是体积和通径较小,一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来,随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。
  从控制方式来分,气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作;连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外,还要采用伺服、比例控制阀等,以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。
  二、气动控制阀和液压阀的比较
  (一)   使用的能源不同
气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法,根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路,便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。
  (二)   对泄漏的要求不同
液压阀对向外的泄漏要求严格,而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说,除间隙密封的阀外,原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。
对气动管道来说,允许有少许泄漏;而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。
  (三)   对润滑的要求不同
  液压系统的工作介质为液压油,液压阀不存在对润滑的要求;气动系统的工作介质为空气,空气无润滑性,因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料,或者采取必要的防锈措施。
  (四)   压力范围不同
  气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内,少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高(通常在50Mpa以内)。若气动阀在超过最高容许压力下使用。往往会发生严重事故。
  (五)   使用特点不同
  一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻,易于集成安装,阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展,已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接,也可与电子器件一起安装在印刷线路板上,通过标准板接通气电回路,省却了大量配线,适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合
  三、 气动控制阀的结构特性
  气动控制阀的结构可分解成阀体(包含阀座和阀孔等)和阀心两部分,根据两者的相对位置,有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为:截止式、滑柱式和滑板式三类阀。
  (一)截止式阀的结构及特性
  截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动,控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中,在阀的P口输入工作气压后,阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上,压缩空气不能从A口流出;图4.2b为阀杆受到向下的作用力后,阀芯向下移动,脱离阀座,压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。
   图4.3所示的阀为常通型结构。图4.3a为初始状态,与图4.2a相反,阀心在弹簧力作用
下离开阀座,压缩空气从P口流向A口输出。图4.3b为工作状态,阀杆在向上的力作用下,阀心紧压在阀座上关闭阀口,流道被关断,A口没有压缩空气流出。
  图4.4所示为三通截止式阀的结构,阀有P、A、0三个孔口。图4.4a为阀的初始状态,阀心紧压在上阀座上,P口和A口通路被关断,A口和0口相通。阀的输出A口没有输出。
  图4.4b为工作状态。阀杆受力后使阀心离开上阀座而紧压在下阀座上,关闭排气O口,打开P口至A口之间的通道,压缩空气从P口流向A口输出。图4.4c所示为阀在切换过程中阀心所处的瞬态位置。此时,P、A、0三个孔口同时相通,而发生串气现象。实际上,对于快速切换的阀,这种串气现象对阀的动作不存在什么影响。但缓慢切换时,应予以注意。
  截止式阀的结构决定了其开启所需的时间较短,但开启大口径的阀则需较大的开启力。因此截止式阀多用于小口径的阀。需要大流量或高压时,往往采取先导式的结构。其方法是增加一个控制活塞,先导控制气压作用在活塞上产生的较大操纵力,以弥补上述缺点。

 

 

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