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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4.4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****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。
为了使截止式阀密封可靠,操纵方便,另一种方法是采用压力平衡的方法,如图4.5所示,在阀杆两侧增加了活塞,活塞受气压作用面积和阀心受压面积相等,这种阀称为压力平衡式阀。由于初始状态时,工作气压作用在阀杆上的合力为零,使开启阀门的操作力大大降低。
滑柱式阀是用圆柱状的阀心在圆筒形阀套内沿轴向移动,从而切换气路。图4.6所示为滑柱式阀的基本结构。图4.6左图为阀的初始状态,滑柱在弹簧力的作用下右移。此时,压缩空气从输人口P流向输出口A,A口有气压输出,B口无气压输出。图4.6右图为阀的工作状态;滑柱在操纵力作用下克服弹簧力左移,关断P口和A口通路,接通P口和B口。于是,B口有输出,A口无输出。
为了使阀换向,必须对阀心施加一定大小的轴向力。使其迅速移动改变阀心的位置。这种获得轴向力的方式叫做换向阀的操作方式,或控制方式。通常可分为气压、电磁、人力和机械四种操作方式。
3)差压控制是指阀心采用气压复位或弹簧复位的情况下,利用阀心两端受气压作用的面积不等(或两端气压不等)而产生的轴向力之差值,使阀心迅速移动换向的控制。其原理如图4.7所示,K1为控制气压口。
这种控制方式只需一个控制信号,故得到广泛的应用,可应用于各种结构的主阀.。气压复位省去了弹簧,提高了可靠性。差压控制的特点是所控制的主阀不具有记忆功能,且控制信号和复位信号均须为长信号。
时间控制的信号输出有脉冲信号和延长信号两种。图4.8所示为脉冲阀原理图,在阀的P口输入气压信号后,A口即有输出,同时气流经节流孔向气室充气,当气容内的压力上升到阀的切换压力时,活塞向左移关断P—A通路,A口无输出,即阀的A口输出为脉冲信号。脉冲信号的宽度决定于节流孔和气室的大小。
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