氣動控制閥

氣動控制閥是指在氣動系統中控制氣流的壓力、流量和流動方向，並保證氣動執行元件或機構正常工作的各類氣動元件。控制和調節壓縮空氣壓力的元件稱為壓力控制閥。

控制和調節壓縮空氣流量的元件稱為流量控制閥。改變和控制氣流流動方向的元件稱為方向控制閥。除上述三類控制閥外，還有能實現一定邏輯功能的邏輯元件，包括元件內部無可動部件的射流元件和有可動部件的氣動邏輯元件。在結構原理上，邏輯元件基本上和方向控制閥相同，僅僅是體積和通徑較小，一般用來實現信號的邏輯運算功能。近年來，隨著氣動元件的小型化以及PLC控制在氣動系統中的大量應用，氣動邏輯元件的應用範圍正在逐漸減小。從控制方式來分，氣動控制可分為斷續控制和連續控制兩類。在斷續控制系統中，通常要用壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥來實現程序動作；連續控制系統中，除了要用壓力、流量控制閥外，還要採用伺服、比例控制閥等，以便對系統進行連續控制。氣動控制閥分類如圖4.1。

氣動控制閥和液壓閥的比較

(一) 使用的能源不同

氣動元件和裝置可採用空壓站集中供氣的方法，根據使用要求和控制點的不同來調節各自減壓閥的工作壓力。液壓閥都設有回油管路，便於油箱收集用過的液壓油。氣動控制閥可以通過排氣口直接把壓縮空氣向大氣排放。

(二) 對泄漏的要求不同

液壓閥對向外的泄漏要求嚴格，而對元件內部的少量泄漏卻是允許的。對氣動控制閥來說，除間隙密封的閥外，原則上不允許內部泄漏。氣動閥的內部泄漏有導致事故的危險。

對氣動管道來說，允許有少許泄漏；而液壓管道的泄漏將造成系統壓力下降和對環境的污染。

(三) 對潤滑的要求不同

液壓系統的工作介質為液壓油，液壓閥不存在對潤滑的要求；氣動系統的工作介質為空氣，空氣無潤滑性，因此許多氣動閥需要油霧潤滑。閥的零件應選擇不易受水腐蝕的材料，或者採取必要的防鏽措施。

(四) 壓力範圍不同

氣動閥的工作壓力範圍比液壓閥低。氣動閥的工作壓力通常為10bar以內，少數可達到40bar以內。但液壓閥的工作壓力都很高(通常在50Mpa以內)。若氣動閥在超過最高容許壓力下使用。往往會發生嚴重事故。

(五) 使用特點不同

一般氣動閥比液壓閥結構緊湊、重量輕，易於集成安裝，閥的工作頻率高、使用壽命長。氣動閥正向低功率、小型化方向發展，已出現功率只有0.5W的低功率電磁閥。可與微機和PLC可編程式控制制器直接連接，也可與電子器件一起安裝在印刷線路板上，通過標準板接通氣電迴路，省卻了大量配線，適用於氣動工業機械手、複雜的生產製造裝配線等場合。

氣動控制閥的結構可分解成閥體(包含閥座和閥孔等)和閥心兩部分，根據兩者的相對位置，有常閉型和常開型兩種。閥從結構上可以分為：截止式、滑柱式和滑板式三類閥。

(一)截止式閥的結構及特性

截止式閥的閥心沿著閥座的軸向移動，控制進氣和排氣。圖4.2所示為二通截止式閥的基本結構。圖4.2a中，在閥的P口輸入工作氣壓后，閥芯在彈簧和氣體壓力作用下緊壓在閥座上，壓縮空氣不能從A口流出；圖4.2b為閥桿受到向下的作用力后，閥芯向下移動，脫離閥座，壓縮空氣就能從P口流向A口輸出。這就是截止式閥的切換原理。圖4.3所示的閥為常通型結構。圖4.3a為初始狀態，與圖4.2a相反，閥心在彈簧力作用

下離開閥座，壓縮空氣從P口流向A口輸出。圖4.3b為工作狀態，閥桿在向上的力作用下，閥心緊壓在閥座上關閉閥口，流道被關斷，A口沒有壓縮空氣流出。