在气压传动系统中,执行元件的输出推力或转矩的大小,可以由专用的器件通过控制启动回路,在不同区段或不同工况时的气体压力以及相应的回路来实现,这类器件就是压力控制阀。压力控制阀可分为三类:
(1)起降压稳压作用的减压阀、定值器。
(2)起限压安全保护作用的安全阀。
(3)根据气路压力不同进行某种控制的顺序阀。
6.4.1.1 溢流阀和安全阀
溢流阀的作用是当系统压力超过阀的调定值时,阀口打开卸压,直到系统恢复到调定值,从而保证系统压力恒定。
安全阀和溢流阀在结构和功能上基本相似,都可以起到稳压、限压、调压和安全保护的作用。如图6.13所示为直动式溢流阀工作原理,气源压力作用在活塞3上,当压力P超过弹簧力时,活塞3被顶开,一部分空气即从阀口O排入大气;当压力P低于安全值时,压缩空气的压力无法克服弹簧力,弹簧还原,驱动活塞下移后关闭阀口。
图6.13 直动式溢流阀工作原理
(a)关闭状态;(b)开启状态;(c)图形符号1—旋钮;2—调压弹簧;3—活塞
6.4.1.2 直动式减压阀
减压阀实质上是一种简单的压力调节器,如图6.14所示为直动式减压阀的结构图。
当阀在原始位置时,进气阀门在复位弹簧作用下处于关闭状态,输入和输出不通,无压缩空气输出。(www.daowen.com)
当顺时针调节手柄1时,弹簧2(两个弹簧)受力后推动弹簧座3、膜片4和阀芯5向下移动,开启阀8,空气通过阀口8后压力降为P2输出。同时,一部分气流由孔7进入膜片室,当膜片压力达到与调压弹簧力平衡时,减压阀便输出稳定的压力。当输入的压力P1升高时,P2也随之升高,进而膜片室的压力增高,将膜片向上推,阀芯5上移,从而阀口8减小,节流作用增强直到输出压力降低到调定值。
在这个过程中,膜片离开平衡位置向上变形时,使得阀口10和阀芯5脱开,多余的压缩空气经阀口10与排气口11排入大气。输出压力降低到调定值后,溢流阀口又关闭,膜片上的受力保持平衡。反之,若输入压力小,则输出压力也随小,膜片4下移,阀口增大,节流不起作用,则输出压力回复到调定值。
当逆时针旋转调节手柄1时,调压弹簧2放松,作用在膜片上的气压力大于弹簧力,膜片上升,阀芯5在复位弹簧的作用下上升,节流口8减小,输入压力下降。同时膜片离开平衡位置向上变形时,使得阀口10和阀芯5脱开,多余的压缩空气经阀口10与排气口11排出。
图6.14 直动式减压阀
(a)结构图;(b)图形符号
1—调整手柄;2—调压弹簧;3—下弹簧座;4—膜片;5—阀芯;6—阀套;7—阻尼孔;8—阀口;9—复位弹簧;10—溢流口;11—排气口
6.4.1.3 顺序阀
顺序阀又称单向连锁阀,是依靠气路中压力的大小来控制气动回路中各执行元件动作的先后顺序的压力控制阀。
如图6.15所示为单向顺序阀工作原理图,当压缩空气由P进入顺序阀时,若作用在活塞3上的力小于弹簧2上的力时,活塞不移动,阀4关闭,单向顺序阀处于关闭状态,无压缩空气流出;若作用在活塞上的力大于弹簧力时,将活塞顶起,顺序阀打开,压缩空气从A输出,如图6.15(a)所示。当压缩空气反向流动时,阀4在压力作用下,克服弹簧力,单向阀打开,反向的压缩空气通过单向阀到O口排出,如图6.15(b)所示。此单向顺序阀的作用和工作原理与液压顺序阀基本相同,同样需要压力达到一定程度时阀门才开启,属于压力控制顺序阀。
图6.15 单向顺序阀的工作原理
(a)正向流动;(b)反向流动;(c)图形符号
1—调节手柄;2—压缩弹簧;3—活塞;4—单向阀;5—小弹簧
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