方向控制閥是用來控制管道內(nèi)壓縮空氣的流動方向和氣流通斷的元件,，它是氣動系統(tǒng)中應用zui廣泛的一類閥。
按氣流在閥內(nèi)的作用方向,，方向控制閥可分為單向型方向控制閥和換向型方向控制閥兩類,。只允許氣流沿一個方向流動的方向控制閥稱為單向型方向控制閥，如單向閥,、梭閥,、雙壓閥等?？梢愿淖儦饬髁鲃臃较虻姆较蚩刂崎y稱為換向型方向控制閥,，簡稱換向閥。
FESTO換向型方向控制閥
（1）按閥的控制方式分類 閥的控制方式主要有氣壓控制,、電磁控制,、人力控制和機械控制等類型。
（2）按閥的工作位置分類 閥的工作位置稱為“位”,，有幾個切換工作位置的閥就稱為“幾位”閥,。經(jīng)常使用的有“二位”閥和“三位”閥。閥在未加控制信號或被操作時所處的位置稱為零位,。
（3）按閥的接口數(shù)目分類 閥的接口（包括排氣口）稱為“通”,，閥的接口包括入口、出口和排氣口,，但不包括控制口,。常見的閥有兩通、三通,、四通,、五通。
根據(jù)閥的切換位置和接口數(shù)目,，便可叫出閥的名稱,，如二位二通閥、三位五通閥等,。
二位和三位換向閥的圖形符號見表13－3,。
（4）按閥芯結(jié)構(gòu)形式分類 常用的閥芯結(jié)構(gòu)形式有截止式、滑柱式兩大類,。
表13－3 二位和三位換向閥的圖形符號
| | 二位 | 三 位 |
| 中位封閉式 | 中位泄壓式 | 中位加壓式 | 中位止回式 |
| 二通 | | | | |
| 三通 | | | |
| 四通 | |
| 五通 |
（5）按控制數(shù)分類 按控制數(shù)可分為單控式和雙控式,。單控式是指閥的一個工作位置由控制信號獲得，另一個工作位置是當控制信號消失后,，靠其他力來獲得（稱為復位方式）,。如靠彈簧力復位稱為彈簧復位；靠氣壓力復位稱為氣壓復位,；靠彈簧力和氣壓力復位稱為混合復位,?；旌蠌臀豢蓽p小閥芯復位活塞直徑，復位力越大,，閥換向越可靠,，工作越穩(wěn)定。
雙控式是指閥有兩個控制信號,，對二位閥采用雙控，當一個控制信號消失,，另一個控制信號未加入時,，能保持原有閥位不變，稱閥具有記憶功能,。對三位閥,，每個控制信號控制一個閥位。當兩個控制信號都不存在時,，靠彈簧力和（或）氣壓力使閥芯處于中間位置,。
（6）按閥的安裝連接方式分類 閥的連接方式有管式連接、板式連接,、法蘭連接和集成式連接等,。
2.幾種典型換向型方向控制閥
（1）氣壓控制換向閥 氣壓控制換向閥是靠外加的氣壓信號為動力切換主閥，控制回路換向或開閉,。外加的氣壓稱為控制壓力,。
氣壓控制適用于易燃、易爆,、潮濕和粉塵多的場合,、操作安全可靠。
圖13－27 單氣控加壓截止式換向閥的工作原理 a）常態(tài) b）動作狀態(tài) 1－閥芯 2－彈簧 |
按照作用原理氣控換向閥可分為加壓控制,、泄壓控制和差壓控制三種類型,。加壓控制是給閥開閉件上以逐漸增加的壓力值，使閥換向的一種控制方式,；卸壓控制是給閥開閉件以逐漸減少的壓力值,，使閥換向的一種控制方式；差壓控制是利用控制氣壓作用在閥芯兩端不同面積上所產(chǎn)生的壓力差,，來使閥換向的一種控制方式,。
圖13－28 氣控閥工作原理 a）雙氣控滑閥 b）單氣控滑閥 |
1）單氣控加壓式換向閥
圖13－27所示是二位三通單氣控加壓截止式換向閥的工作原理圖。K口沒有控制信號時的狀態(tài),，閥芯在彈簧與P腔氣壓作用下,，使P 、A口斷開,。A,、O口接通，閥處于排氣狀態(tài)。當K口有控制信號時（圖 13－27 b）,，P ,、A口接通，A與O口斷開,，A口進氣,。
圖13－27單氣控加壓截止式換向閥的工作原理
2）雙氣控加壓式換向閥 圖13－28所示為氣控閥工作原理圖，單控式氣控閥靠彈簧力復位,。
圖13－29單電控直動式電磁閥工作原理 a）斷電狀態(tài) b）通電狀態(tài) c）符號,。 1－電磁線圈 2－閥芯 |
對雙氣控或氣壓復位的氣控閥，如果閥兩邊氣壓控制腔所作用的操作活塞面積存在差別,，導致在相同控制壓力同時作用下,，驅(qū)動閥芯的力不相等，而使閥換向,，則該閥為差壓控制閥,。
圖13－30 雙電控直動式電磁閥工作原理 1、3－電磁鐵 2－閥芯 |
對氣控閥在其控制壓力到閥控制腔的氣路上串接一個單向節(jié)流閥和固定氣室組成的延時環(huán)節(jié)就構(gòu)成延時閥,?？刂菩盘柕臍怏w壓力經(jīng)單向節(jié)流閥向固定氣室充氣，當充氣壓力達到主閥動作要求的壓力時,，氣控閥換向,，閥切換延時時間可通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小來調(diào)整。
圖13－28氣控閥工作原理a）雙氣控滑閥b）單氣控滑閥
（2）電磁控制換向閥 電磁換向閥是氣動控制元件中zui主要的元件,。按動作方式分有直動式和先導式,；按密封形式分有間隙密封和
彈性密封；按所用電源分有直流電磁換向閥和交流電磁換向閥,。
1）
FESTO直動式電磁換向閥 直動式電磁換向閥是利用電磁力直接推動閥芯換向,。根據(jù)操縱線圈的數(shù)目有單線圈和雙線圈，可分為單電控和雙電控兩種,。
直動式電磁閥的特點是結(jié)構(gòu)簡單,、緊湊，換向頻率高,，但當用于交流電磁鐵時,，如果閥桿卡死就有燒壞線圈的可能。閥桿的換向行程受電磁鐵吸合行程的控制,，因此只適用于小型閥,。
圖13－29所示為單電控直動式電磁閥工作原理。電磁線圈未通電時,，P,、A斷開,，A、T相通,；電磁線圈通電時,，電磁力通過閥桿推動閥芯向下移動，使P,、A接通,，T與A斷開。
圖13－29單電控直動式電磁閥工作原理 圖13－30 雙電控直動式電磁閥工作原理1,、3－電磁鐵2－閥芯
a）斷電狀態(tài)b）通電狀態(tài)c）符號,。
1－電磁線圈2－閥芯
圖13－30所示為雙電控直動式電磁閥工作原理。電磁鐵1通電,、電磁鐵3斷電時，閥芯2被推至右側(cè),，A口有輸出,，B口排氣。若電磁
鐵1斷電,，閥芯位置不變,，仍為A口有輸出，B口排氣,，即閥具有記憶功能,，直到電磁鐵3通電，則閥芯被推至左側(cè),，閥被切換,，此時B口有輸出，A口排氣,。同樣,，電磁鐵3斷電時，閥的輸出狀態(tài)保持不變,，使用時兩電磁鐵不允許同時得電,。
2）先導式電磁換向閥 先導式電磁閥是由小型直動式電磁閥和大型氣控換向閥構(gòu)成。
a）A－P關(guān)閉狀態(tài) b）P－A開啟狀態(tài) |
（
3）機械控制換向閥 靠機械外力使閥芯切換的閥稱為機控閥,，它利用執(zhí)行機構(gòu)或者其他機構(gòu)的機械運動,，借助閥上的凸輪、滾輪,、杠桿或撞塊等機構(gòu)來操作閥桿,，驅(qū)動閥換向。常用機械操作形式如圖13－31所示,。機控閥不能用作擋塊或停止器使用,。
圖13－31 常用的機械控制方式
（a）結(jié)構(gòu)b）直動式c）滾輪杠桿式d）單向滾輪杠桿式
（4）人力控制換向閥 靠手或腳使閥芯換向的閥稱為人力控制換向閥,。手動閥和機控閥，常用來產(chǎn)生氣信號用于系統(tǒng)控制,，但其操作頻率不能太高,。
FESTO單向型方向控制閥
（
1）FESTO單向閥 單向閥是使氣流只能朝一個方向流動，而不能反向流動的閥,。單向閥常與節(jié)流閥組合,，用來控制執(zhí)行元件的速度。
13－32單向閥工作原理圖
a）A－P關(guān)閉狀態(tài)b）P－A開啟狀態(tài)
圖13－33 單向閥結(jié)構(gòu) 1－彈簧 2－閥體 3－閥芯 |
圖13－32為單向閥的工作原理圖,。圖13－32a）是單向閥進氣腔P沒有壓縮空氣時的狀態(tài),。此時活塞在彈簧力和工作腔氣體余壓作用
下處于關(guān)閉狀態(tài)，從A向P方向氣流不通,。圖13－32 b）為進氣腔P有壓縮空氣進入,，氣體壓力克服彈簧力和摩擦力，單向閥處于開啟狀態(tài),，氣流從P腔向A方向流動,。圖13－33為單向閥結(jié)構(gòu)。
圖13－34 梭閥工作原理圖和結(jié)構(gòu)圖
a）P1進氣狀態(tài) b）P2進氣狀態(tài) c）圖形符號 1－閥座 2－閥體 3－閥芯 4－O形圈
（2）梭閥 梭閥相當于是兩個單向閥組合的閥,，其作用相當于“或”門邏輯功能,。工作原理如圖13－34 所示，它有兩個進氣口P1和P2,，一個出口A,，其中P1和P2都可與A相通，但P1和P2不相通,。無論P1或P2有信號,，A口都有輸出。當P1和P2都有信號輸入時,，A口將和較大的壓力信號接通,；若兩邊壓力相等，A口一般將和先加入的信號輸入口接通較大的壓力信號接通,，有時決定于閥芯的原始狀態(tài),。
圖13－35 雙壓閥結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖
a）A無輸出 b）A無輸出 c）A有輸出 d）圖形符
梭閥與單向閥不同，沒有復位彈簧,，全靠氣壓密封,。所以，密封表面的質(zhì)量要求較高,。把閥芯推向一邊并保證密封的氣壓盡量要低,，防止閥芯停止在中間位置造成浪費氣體或發(fā)生誤動作。一般梭閥的zui低工作壓力要求在0.05MPa左右,。
（3）雙壓閥 雙壓閥的作用相當于“與”門邏輯功能,。圖13－35所示為雙壓閥,，有兩個輸入口 P1 、P2,，一個輸出口 A,。只有當兩個輸入都進氣時，A口才有輸出,，當P1與P2口輸入的氣壓不等時,，氣壓低的通過A口輸出。雙壓閥常應用在安全互鎖回路中,。
圖13－35 雙壓閥結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖 a）A無輸出 b）A無輸出 c）A有輸出 d）圖形符號 |
（
4）快速排氣閥 當氣缸或壓力容器需短時間排氣時,，在換向閥和氣缸之間加上快速排氣閥，這樣氣缸中的氣體就不再通過換向閥而直接通過快速排氣閥排氣,，加快氣缸運動速度,。尤其當換向閥距離氣缸較遠，在距氣缸較近處設置快速排氣閥,，氣缸內(nèi)氣體可迅速排入大氣,。圖13－36為快速排氣閥的一種結(jié)構(gòu)形式。當P口進氣后,，閥芯關(guān)閉排氣口 T，P與A相通,，A有輸出,；當P口無氣輸入時，A口的氣體使閥芯將P口封住,，A與T接通,，氣體快速排出，通口流通面積大,、排氣阻力小,。
圖13－36快速排氣閥結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖
a）進氣b）排氣
圖13－36 快速排氣閥結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖 a）進氣 b）排氣 |
FESTO方向控制閥的選擇合理地選用
各種控制閥是設計氣動控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，能保證氣動系統(tǒng)準確,、可靠,、成本低、耗氣量小,。選擇控制閥應注意如下幾點：
1）閥的技術(shù)條件與使用場合是否一致 如氣源壓力的大小,、電源條件（交直流、電壓等）,、介質(zhì)溫度,、環(huán)境溫度、濕度,、粉塵狀況,、振動情況等,。
2）根據(jù)任務要求選擇閥的機能。
3）根據(jù)執(zhí)行元件需要的流量,，選擇閥的通徑及連接管徑的尺寸 對于直接控制氣動執(zhí)行元件的主閥,，需根據(jù)執(zhí)行元件在工作壓力狀態(tài)下的額定流量來選擇閥的通徑。選用閥的流量應略大于所需要的流量,。對于信號閥（手控閥,、機控閥），應根據(jù)它所控制的閥的遠近,、控制閥的數(shù)量和要求的動作時間等因素來選擇閥的通徑,。
4）根據(jù)使用條件選擇閥的結(jié)構(gòu)形式 如要求泄漏量小，應選用軟質(zhì)密封的閥,。如氣源過濾條件差,，應選用截止閥。如容易發(fā)生爆炸的場合,，應選用氣控閥,。如需要遠距離控制的情況，可選用電磁閥,。
