換向閥結構及工作原理分類介紹

換向閥是具有兩種以上流動形式和兩個以上油口的方向控制閥。是實現液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門。

換向閥分類
按閥的結構形式：滑閥式、轉閥式、球閥式、錐閥式。
按閥的操縱方式：手動式、機動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。
按閥的工作位置數和控制的通道數：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。

換向閥分類工作原理
1、手動換向閥工作原理    手動換向閥主要有彈簧復位和鋼珠定位兩種型式。下圖a所示為鋼球定位式三位四通手動換向閥，用手操縱手柄推動閥芯相對閥體移動后，可以通過鋼球使閥芯穩定在三個不同的工作位置上。下圖b則為彈簧自動復位式三位四通手動換向閥。通過手柄推動閥芯后，要想維持在極端位置，必須用手扳住手柄不放，一旦松開了手柄，閥芯會在彈簧力的作用下，自動彈回中位。下圖c所示為旋轉移動式手動換向閥，旋轉手柄可通過螺桿推動閥芯改變工作位置。這種結構具有體積小、調節方便等優點。由于這種閥的手柄帶有鎖，不打開鎖不能調節，因此使用安全。

手動換向閥(圖1)

三位四通手動換向閥(圖2)

六通手動換向閥結構及工作原理
六通換向閥主要由閥體、密封組件、凸輪、閥桿、手柄和閥蓋等零部件組成(圖1)。閥門由手柄驅動，通過手柄帶動閥桿與凸輪旋轉，凸輪具有定位驅動與鎖定密封組件的開啟與關閉功能。手柄逆時針旋轉，兩組密封組件分別在凸輪的作用下關閉下端的兩個通道，上端的兩個通道分別與管道裝置的進口相通。反之，上端的兩個通道關閉，下端兩個通道與管道裝置的進口相通，實現了不停車換向。

1上閥蓋 2手柄 3閥桿 4凸輪 5密封組件 6閥蓋 7閥體
(1)六通閥的閥體由隔板分成兩腔，每腔都有3個通道，中間為進油口，兩端為出油口。閥體為碳鋼板焊結構，體積小，質量輕，結構緊湊，提高了材料的利用率，縮短了生產周期，降低了成本。密封面堆焊不銹鋼，防銹耐腐蝕，密封面經過精加工后拋光研磨，表面粗糙度Ra≤0.8μm。
(2)六通閥有兩組密封組件。每組密封組件(圖2)由閥瓣、密封圈、調整塊、調節螺釘、夾板和螺栓組成。閥瓣為碳鋼板焊件，設有加強筋，即增加閥瓣強度又起導向作用，保證每組閥瓣間的同軸度。閥瓣上鑲嵌聚氨脂橡膠圈，該材料具有耐油、耐磨損、性能穩定、密封良好和使用壽命長的特點。在凸輪的作用下，密封圈的球面與閥體密封面相接觸產生擠壓彈性變形，達到密封效果。調整塊和調節螺釘在兩組密封組件不能同步到位時可起調整作用，確保各通道密封性能同步到位。

1夾板 2螺栓 3調整塊 4閥瓣 5密封圈 6調整螺釘
(3)閥桿與閥體隔板和上閥蓋間的軸向密封采用O形圈。
(4)閥體隔板及上閥蓋軸孔部位鑲有銅套，可減小與O形圈間的摩擦力矩，密封組件開啟與關閉靈活，操作力矩小。
(5)上閥蓋設有指示牌及限位螺釘，閥桿上安裝指針，明確指示各通道的接通狀況，易于操作。



2、機動換向閥工作原理
機動換向閥又稱行程換向閥，它是用擋鐵或凸輪推動閥芯實現換向。機動換向閥多為下圖所示二位閥。

機動換向閥(圖3)

二位二通機動換向閥(圖4)
3、電磁換向閥結構及工作原理
電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。由于它可借助于按鈕開關、行程開關、限位開關、壓力繼電器等發出的信號進行控制，所以操作輕便，易于實現自動化，因此應用廣泛。

電磁換向閥(圖5)
工作原理：電磁換向閥工作原理是基本相同的?，F以三位四通O型滑閥機能的電磁換向閥為例來說明。如下圖閥體1內有三個環形沉割槽，中間為進油腔P，與其相鄰的是工作油腔A和B。兩端還有兩個互相連通的回油腔T。閥芯兩端分別裝有彈簧座3、復位彈簧4和推桿5，閥體兩端各裝一個電磁鐵。當兩端電磁鐵都斷電時下圖a，閥芯處于中間位置。此時P、A、B、T各油腔互不相通;當左端電磁鐵通電時下圖b，該電磁鐵吸合，并推動閥芯向右移動，使P和B連通，A和T連通。當其斷電后，右端復位彈簧的作用力可使閥芯回到中間位置，恢復原來四個油腔相互封閉的狀態;當右端電磁鐵通電時下圖c，其銜鐵將通過推桿推動閥芯向左移動，P和A相通、B和T相通。電磁鐵斷電，閥芯則在左彈簧的作用下回到中間位置。

電磁換向閥的工作原理圖(圖6)


比例電磁換向閥工作原理：電液比例換向閥是閥內比例電磁鐵輸入電壓信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電形式進行反饋。電液比例換向閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機控制各種電液系統、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優點，應用領域日益拓寬。

比例電磁換向閥(圖7)
二位五通電磁換向閥工作原理

關于二位五通電磁閥原理圖電-氣轉化組件將電訊號轉化為氣動訊號，電氣訊號輸入控制了氣動輸出。最常用的電-氣轉換組件是電磁閥(Solenoid actuated valves)。電磁閥既是電器控制部分和氣動執行部分的接口，也是和氣源系統的接口。電磁閥接受命令去釋放，停止或改變壓縮空氣的流向，在電-氣動控制中，電磁閥可以實現的功能有：氣動執行組件動作的方向控制，ON/OFF開關量控制，OR/NOT/AND邏輯控制。在電磁閥家族中，最重要的是電磁控制換向閥(Solenoid actuated directional control valves)。
電磁控制換向閥的工作原理
在氣動回路中，電磁控制換向閥的作用是控制氣流通道的通、斷或改變壓縮空氣的流動方向。主要工作原理是利用電磁線圈產生的電磁力的作用，推動閥芯切換，實現氣流的換向。按電磁控制部分對換向閥推動方式的不同，可以分為直動式電磁閥和先導式電磁閥。直動式電磁閥直接利用電磁力推動閥芯換向，而先導式換向閥則利用電磁先導閥輸出的先導氣壓推動閥芯換向。
圖4.2a表示3/2(三路二位)直動式電磁閥(常斷型)結構的簡單剖面圖及工作原理。線圈通電時，靜鐵芯產生電磁力，閥芯受到電磁力作用向上移動，密封墊抬起，使1、2接通，2、3斷開，閥處于進氣狀態，可以控制氣缸動作。當斷電時，閥芯靠彈簧力的作用恢復原狀，即1、2斷，2、3通，閥處于排氣狀態。




圖4.2b表示5/2(五路二位)直動式電磁閥(常斷型)結構的簡單剖面圖及工作原理。起始狀態，1，2進氣﹔4，5排氣﹔線圈通電時，靜鐵芯產生電磁力，使先導閥動作，壓縮空氣通過氣路進入閥先導活塞使活塞啟動，在活塞中間，密封圓面打開通道，1，4進氣，2，3排氣﹔當斷電時，先導閥在彈簧作用下復位，恢復到原來的狀態。

 
4、液動換向閥工作原理
液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。下圖a所示為彈簧對中型三位四通液動換向閥，閥芯兩端分別接通控制油口K1和K2。當K1通壓力油時，閥芯右移，P與A通，B與T通;當K2 通壓力油時，閥芯左移，P與B通，A與T通;當K1和K2都不通壓力油時，閥芯在兩端對中彈簧的作用下處于中位。當對液動滑閥換向平穩性要求較高時，還應在滑閥兩端K1、K2控制油路中加裝阻尼調節器下圖c。阻尼調節器由一個單向閥和一個節流閥并聯組成，單向閥用來保證滑閥端面進油暢通，而節流閥用于滑閥端面回油的節流，調節節流閥開口大小即可調整閥芯的動作時間。

液動換向閥(圖8)

彈簧對中型三位四通液動換向閥(圖9)
5、氣動換向閥工作原理
在氣動回路中，電磁控制換向閥的作用是控制氣流通道的通、斷或改變壓縮空氣的流動方向。主要工作原理是利用電磁線圈產生的電磁力的作用，推動閥芯切換，實現氣流的換向。按電磁控制部分對換向閥推動方式的不同，可以分為直動式電磁閥和先導式電磁閥。直動式電磁閥直接利用電磁力推動閥芯換向，而先導式換向閥則利用電磁先導閥輸出的先導氣壓推動閥芯換向。

氣動換向閥(圖10)
6、電液換向閥工作原理
電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。其中，電磁換向閥起先導作用，控制液動換向閥的動作，改變液動換向閥的工作位置;液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統中的執行元件。

電液換向閥(圖11)
由于液壓力的驅動，主閥芯的尺寸可以做得很大，允許大流量通過。因此，電液換向閥主要用在流量超過電磁換向閥額定流量的液壓系統中，從而用較小的電磁鐵就能控制較大的流量。電液換向閥的使用方法與電磁換向閥相同。
電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進行分類則有：外部控制、外部回油;外部控制、內部回油;內部控制、外部回油;內部控制、內部回油等四種類型。

外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥(圖12)


換向閥按閥的操縱方式分類
手動式、機動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。
(1)機動換向閥，機動換向閥又稱行程閥。靈活換向閥又稱言程閥，重要用去節制機械運動部件的止程，還幫于裝置在工作臺上的檔鐵或凹輪迫使閥芯運動，從而掌握液流方向。
(2)電磁換向閥，電磁換向閥是利用電磁吸引力操縱閥芯換位的方向控制閥。弊用電磁鐵的通電呼分取斷電開釋而間接推進閥芯回節制液流方向。它非電氣解統和液壓系統之間的疑號轉換元件。
圖4-9a所示替二位三通交換電磁閥構造。在圖示地位，油口 P和A相通，油口B斷合;當電磁鐵通電呼分時，拉桿1將閥芯2拉向左瑞，那時油心P戰A斷啟，而和B相通。當電磁鐵斷電開釋時，彈簧3推進閥芯復位。圖 4-9b替其圖形符號。
(3)電液換向閥，電液換向閥是由電磁換向閥和液動換向閥組成的復合閥。由電磁澀閥跟液動滑閥組成。電磁閥伏后導息用，能夠轉變把持液淌方向，從而改變液動滑閥閥芯的地位。用于大西型液壓裝備外。
(4)手動換向閥，手動換向閥是用手推杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥。應用手動杠桿回轉變閥芯地位名隱換向。分彈簧主動復位(a)跟彈簧鋼珠(b)定位二種。
(5) 液動換向閥，應用把持油路的壓力油去轉變閥芯位置的換向閥。閥芯非由其二端稀封腔外油液的壓差回挪動的。如圖所示，當壓力油從K2入進滑閥左腔時，K1接通回油，閥芯向右移動，使P和B相通，A和T相通;當K1交通壓力油，K2交通回油，閥芯向左挪動，使P和A相通，B和T相通;當K1戰K2皆通回油時，閥芯回到兩頭位置。


換向閥功能：
電磁閥的菜單示它的電-氣轉換復雜性。閥的功能由兩個數字表示：M和N，稱為M路N位電磁閥，“N位”表示換向閥的切換位置，也表示閥的狀態。閥的位置數目就是N的數值，如二位閥有兩個位置選擇亦即有兩種狀態，三位閥則有三個位置選擇亦即有三種不同的狀態。“M路”表示閥對外接口的通路，包括進氣口，出氣口和排氣口，通路的數目便是M的數值，如二路閥，三路閥等。圖4.1a例子中的閥為3/2直動式電磁閥，念作“三路二位閥”，表示該閥有兩個位，即“通”和“斷”兩個狀態，有三個氣口，分別為 1：進氣口，2：出氣口，3：排氣口。


換向閥優點
動作準確、自動化程度高、工作穩定可靠，但需附設驅動和冷卻系統，結構較為復雜；閥瓣式結構則較簡單，多用于流量較小的生產工藝上。
在石油、化工、礦山和冶金等行業中，六通換向閥是一種重要的流體換向設備。該閥安裝在稀油潤滑系統輸送潤滑油的管道中。通過變換密封組件在閥體中的相對位置，使閥體各通道連通或斷開，從而控制流體的換向和啟停。