换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。是实现液压油流的沟通、切断和换向,以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。靠阀芯与阀体的相对运动的方向控制阀。有转 阀式和滑阀式两种。按阀芯在阀体内停留的工作位 置数分为二位、三位等;按与阀体相连的油路数分为 二通、三通、四通和六通等;操作阀芯运动的方式有 手动、机动、电动、液动、电液等型式。
工作原理
六通换向阀主要由阀体、密封组件、凸轮、阀杆、手柄和阀盖等零部件组成(图1)。阀门由手柄驱动,通过手柄带动阀杆与凸轮旋转,凸轮具有定位驱动与锁定密封组件的开启与关闭功能。手柄逆时针旋转,两组密封组件分别在凸轮的作用下关闭下端的两个通道,上端的两个通道分别与管道装置的进口相通。反之,上端的两个通道关闭,下端两个通道与管道装置的进口相通,实现了不停车换向。
图1 六通换向阀
1上阀盖 2手柄 3阀杆 4凸轮 5密封组件 6阀盖 7阀体
(1)六通阀的阀体由隔板分成两腔,每腔都有3个通道,中间为进油口,两端为出油口。阀体为碳钢板焊结构,体积小,质量轻,结构紧凑,提高了材料的利用率,缩短了生产周期,降低了成本。密封面堆焊不锈钢,防锈耐腐蚀,密封面经过精加工后抛光研磨,表面粗糙度Ra≤0.8μm。
(2)六通阀有两组密封组件。每组密封组件(图2)由阀瓣、密封圈、调整块、调节螺钉、夹板和螺栓组成。阀瓣为碳钢板焊件,设有加强筋,即增加阀瓣强度又起导向作用,保证每组阀瓣间的同轴度。阀瓣上镶嵌聚氨脂橡胶圈,该材料具有耐油、耐磨损、性能稳定、密封良好和使用寿命长的特点。在凸轮的作用下,密封圈的球面与阀体密封面相接触产生挤压弹性变形,达到密封效果。调整块和调节螺钉在两组密封组件不能同步到位时可起调整作用,确保各通道密封性能同步到位。
(3)阀杆与阀体隔板和上阀盖间的轴向密封采用O形圈。
(4)阀体隔板及上阀盖轴孔部位镶有铜套,可减小与O形圈间的摩擦力矩,密封组件开启与关闭灵活,操作力矩小。
(5)上阀盖设有指示牌及限位螺钉,阀杆上安装指针,明确指示各通道的接通状况,易于操作。
优点
动作准确、自动化程度高、工作稳定可靠,但需附设驱动和冷却系统,结构较为复杂;阀瓣式结构则较简单,多用于流量较小的生产工艺上。
在石油、化工、矿山和冶金等行业中,六通换向阀是一种重要的流体换向设备。该阀安装在稀油润滑系统输送润滑油的管道中。通过变换密封组件在阀体中的相对位置,使阀体各通道连通或断开,从而控制流体的换向和启停。
换向阀的主要性能
以电磁阀的项目为最多,它主要包括下面几项:
1.工作可靠性
指电磁铁通电后能否可靠地换向,而断电后能否可靠地复位。电磁阀也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。这个工作范围的极限称为换向界限。
2.压力损失
由于电磁阀的开口很小,故液流流过阀口时产生较大的压力损失。
3.内泄漏量
在各个不同的工作位置,在规定的工作压力下,从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。过大的内泄漏量不仅会降低系统的效率,引起过热,而且还会影响执行机构的正常工作。
4.换向和复位时间
交流电磁阀的换向时间一般为0.03~0.05s,换向冲击较大;而直流电磁阀的换向时间为0.1~0.3s,换向冲击较小。通常复位时间比换向时间稍长。
5.换向频率
换向频率是在单位时间内阀所允许的换向次数。目前单电磁铁的电磁阀的换向频率一般为60次/min。
6.使用寿命
电磁阀的使用寿命主要取决于电磁铁。湿式电磁铁的寿命比干式的长,直流电磁铁的寿命比交流的长。
7.滑阀的液压卡紧现象
滑阀的液压卡紧现象不仅在换向阀中有,其他的液压阀也普遍存在,在高压系统中更为突出,特别是滑阀的停留时间越长,液压卡紧力越大,以致造成移动滑阀的推力(如电磁铁推力)不能克服卡紧阻力,使滑阀不能复位。
引起液压卡紧的原因,有的是由于脏物进入缝隙而使阀芯移动困难,有的是由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死,但是主要原因是来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。为了减小径向不平衡力,应严格控制阀芯和阀孔的制造精度,在装配时,尽可能使其成为顺锥形式,另一方面在阀芯上开环形均压槽,也可以大大减小径向不平衡力。
换向阀-二位二通
二位即表示阀芯工作在两种状态下,线圈不通电时阀芯在一个位置,通电时运动到另一个位置,通过位置的变换来切换阀的导通状态;二通的意思是阀有两个接口(一进一出)。
二位二通阀实际上就是一个截止阀,起关断/打开管路的目的,没有换向的功能。
换向阀-二位四通
二位四通换向阀适用干油或稀油集中润滑系统,以转换供油方向或开闭供油管道。
此换向阀采用大扭矩直流减速电机驱动换向,因此即使在恶劣的工况下(如低温或粘度很高的润滑脂),换向动作也十分可靠。换向过程中,活塞在极短的时间内以较高的速度运行,减少往复,从而避免过早的磨损。
当接到系统中的换向信号后,直流电机作旋转运动,并通过偏心轮将旋转运动转化为活塞杆的直线往复运动。当活塞从一端运动到另一端,达到所需要的换向位置时,限位开关动作,使直流电机失电,随即电机停止旋转,换向过程完成。
换向阀-二位四通 左位
换向阀-二位四通 右位
换向阀-三位四通
P为供油口,O为回油口,A﹑B是通向执行元件的输出口。
当阀芯处於中位时,全部油口切断,执行元件不动;
当阀芯移到右位时,P与A通,B与O通;
当阀芯移到左位时,P与B通,A与O通。
这样,执行元件就能作正﹑反向运动。
换向阀-三位四通 左位
换向阀-三位四通 中位
换向阀-三位四通 右位
换向阀-三位五通
换向阀-三位五通 左位
换向阀-三位五通 中位
换向阀-三位五通 右位
手动换向阀
手动换向阀是依靠手动杠杆的作用力驱动阀芯运动来实现油路通断或切换的方向控制阀。
手动换向阀在液压系统中所起的作用与电磁换向阀相同。操作简便,工作可靠,又无需电力。