液压与气动技术
第六单元 气动控制元件
2005－ 6－ 20
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
教学内容,
? 方向控制阀的分类；
? 方向控制阀的结构特点及工作原理 (重点 )；
? 流量控制阀 (难点 ) ；
? 压力控制阀。
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? 在气压传动系统中，气动控制元件是用来 控制和调节 压缩空气的 压
力、流量、流动方向和发送信号 的重要元件，利用它们可以组成各
种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工
作。
? 控制元件 按功能和用途 可分为 方向控制阀、流量控制阀和压力控制
阀三 大类。此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能
的 气动逻辑元件 。
? 近年来，随着气动元件的小型化以及 PLC控制在气动系统中的大量
应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小 。
0.绪论
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? 控制和调节压缩空气压力的元件称为 压力控制阀 。
? 控制和调节压缩空气流量的元件称为 流量控制阀 。
? 改变和控制气流流动方向的元件称为 方向控制阀 。
? 那什么是 气动逻辑元件 呢？
? 通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的元件。
0.绪论
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0.绪论
从控制方式来分，气动控制可分为 断续控制和连续控制 两类。
1,在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀
和方向控制阀来实现程序动作；
2,在连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外，还
要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。
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0.绪论
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? 方向控制阀,用来改变气流
流动方向或通断的控制阀。
其种类如图所示,
1.方向控制阀
（ Directional control valves）
方向控制阀
换向阀
单向阀
梭阀
双压阀
快速排气阀
截止阀
操作方式
通口位置数
其它
电磁式
气控式
人力式
机械式
二位二通阀
二位三通阀
二位四通阀
二位五通阀
三位四通阀
三位五通阀
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1.按阀内气流的流通方向分
按阀内气流的流通方向可将气动控制阀分为 单向型和换
向型 。
只允许气流沿一个方向流动的控制阀称为 单向型控制阀,
如单向阀、梭 阀,双压阀和快速排气阀等。
可以改变气流流动方向的控制阀称为 换向型控制阀,如
电磁换向阀和气控换向阀等。
1.方向控制阀
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1.方向控制阀
? 为了使阀换向，必须对阀心施加一定大小的轴向
力。
? 使其迅速移动改变阀心的位置。这种获得轴向力
的方式叫做 换向阀的操作方式,或控制方式。
? 通常可分为 气压、电磁、人力和机械 四种操作方
式。
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1.方向控制阀
2.按控制方式分
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2.按控制方式分
（ 1）电磁控制,利用电磁线圈通电时，静铁芯对
动铁芯产生电磁吸力使阀切换以改变气流方向
的阀，称为电磁控制换向阀，简称电磁阀。这
种阀易于实现 电 — 气联合控制，能实现远距离
操作，故得到广泛应用 。
1.方向控制阀
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（ 1）电磁操作
? 用电磁力来获得轴向力, 使阀心迅速移动的
换向控制方式称为 电磁操作 。
? 它按电磁力作用于主阀阀心的方式分为 直动
式和先导式 两种 。
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（ 1）电磁操作
? 1)直动式电磁控制 是用电磁铁产生的电磁力直
接推动阀心来实现换向的一种电磁控制阀 。
? 根据阀芯复位的控制方式可分为 单电控和双电
控, 其控制原理如图所示 。
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（ 1）电磁操作
? 1)直动式
a断电状态 b)通电状态 c)电磁铁 a通电 b
断电 d) 电磁铁 b通电 a断电
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（ 1）电磁操作
? 2)先导式电磁控制 是指由先导式电磁阀 (一般为直
动式电磁控制换向阀 )输出的气压力来操纵主阀阀
芯实现阀换向的一种电磁控制方式 。 它实际上是
一种由电磁控制和气压控制 (加压, 卸压, 差压等 )
的复合控制, 通常称为先导式电磁气控 。
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（ 1）电磁操作
? 2)先导式
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（ 2）气压操作
? 用气压力来获得轴向力使阀心迅速移动换向的操
作方式叫做 气压操作 。
? 它按施加压力的方式可分为 加压控制、卸压控制、
差压控制和时间控制 。
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2.按控制方式分
（ 2） 气压控制,利用气体压力来使主阀芯切换而使气流改变方向的阀，
称为气压控制换向阀，简称 气控阀 。这种阀在 易燃、易爆、潮湿、
粉尘大的工作环境中，工作安全可靠 。按控制方式不同可分为加压
控制、卸压控制、差压控制和延时控制等。
加压控制 是指输入的控制气压是逐渐上升的，当压力上升到某值时，
阀被切换。这种控制方式是气动系统中最常用的控制方式，有单气
控和双气控之分。
卸压控制 是指输入的控制气压是逐渐降低的，当压力降至某一值时阀
便被切换。
差压控制 是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等，在气压的作用
下产生的作用力之差值使阀切换。
延时控制 是利用气流经过小孔或缝隙节流后向气室内充气．当气室里
的压力升至一定值后使阀切换，从而达到信号延时输出的目的。
（ 2）气压操作
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（ 2）气压操作
? 1)加压控制 是指施加在阀心控制端的压力逐渐升
到一定值时, 使阀心迅速移动换向的控制, 阀心
沿着加压方向移动 。
? 2)卸压控制 是指施加在阀心控制端的压力逐渐降
到一定值时, 阀心迅速换向的控制, 常用作三位
阀的控制 。
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（ 2）气压操作
? 3)差压控制 是指阀心采用气压复位或弹簧复位的情况下,
利用阀心两端受气压作用的面积不等 (或两端气压不等 )
而产生的轴向力之差值, 使阀心迅速移动换向的控制 。
其原理如图所示, K为控制气压口 。
? 这种控制方式只需一个控制信号, 故得到广泛的应用,
可应用于各种结构的主阀 。 气压复位省去了弹簧, 提高
了可靠性 。 差压控制的特点是所控制的主阀不具有记忆
功能, 且控制信号和复位信号均须为长信号 。
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（ 2）气压操作
? 3)差压控制原理图
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（ 2）气压操作
? 4)时间控制是指利用气流向由气阻 (节流孔 )和气
容构成的阻容环节充气, 经过一定时间后, 当气
容内压力升至一定值时, 阀心在差压力作用下迅
速移动换向的控制 。
? 时间控制的信号输出有脉冲信号和延时信号两种 。
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（ 2）气压操作
? 4)采用延时原理的脉冲
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（ 2）气压操作
? 4)延时换向阀
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2.按控制方式分
（ 3）人力控制
用人力来获得轴向力使阀迅速移动换向的控制方式称作 人力操作 。 人力控
制可分为 手动控制和脚踏控制 等 。 按人力作用于主阀的方式可分为 直
动式, 先导式 。
依靠人力使阀切换的换向阀，称为手动控制换向阀，简称 人控阀 。它可分
为 手动阀和脚踏阀 两大类。
人控阀与其它控制方式相比，具有可 按人的意志进行操作、使用频率较低、
动作较慢、操作力不大，通径较小、操作灵活的特点 。人控阀在手动
气动系统中，一般用来直接操纵气动执行机构。在半自动和全自动系
统中，多作为 信号阀 使用。
1.方向控制阀
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2.按控制方式分
（ 4）机械控制
用机械力来获得轴向力使阀芯迅速移动换向的控制方式称作 机械操作 。 按
机械力作用于主阀的形式可分为 直动式和先导式 两种 。
用 凸轮、撞块或其它机械外力 使阀切换的阀称为机械控制换向阀，简称 机
控阀 。
这种阀常用作信号阀使用。这种阀可用于 湿度大、粉尘多、油分多，不宜
使用电气行程开关 的场合，但不宜用于复杂的控制装置中。
1.方向控制阀
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1、方向控制阀
3．按阀的切换通口数目分
阀的通口数目包括 输入口、输出口和排气口 。按切换通口的数目分，有二通阀、三通阀、四
通阀和五通阀等。
二通阀有两个口，即一个输入口 (用 P表示 )和一个输出口 (用 A表示 )。
三通阀有三个口，除 P口,A口外，增加一个 排气口 (用 R或 Ｏ 表示 )。 三通阀既 可以是两个输
入口 (用 P1,P1表示 )和一个输出口，作为 选择阀 (选择两个不同大小的压力值 )；也可以
是一个输入口和两个输出口，作为 分配阀 。
二通阀、三通阀有 常通型和常断型 之分。常通型是指阀的控制口未加控制信号 (即零位 )时,P
口和 A口相通。反之，常断型阀在零位时,P口和 A口是断开的。
四通阀有四个口，除 P,A,R外，还有一个 输出口（用 B表示）,通路为 P→A, B→R 或 P→B,
A→R 。
五通阀有五个口，除 P,A,B外,有两个排气口 (用 R,S或Ｏ 1、Ｏ 2表示 )。通路为 P→A,
B→S,或 P→B, A→R 。五通阀也可以变成选择式四通阀，即两个输入口（ P1和 P2）、
两个输出口（ A和 B）和 — 个排气口 R。两个输入口供给压力不同的压缩空气。
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1、方向控制阀
3．按阀的切换通口数目分,换向阀的通口数与图形符号
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
阀芯的切换工作位置简称“位”,阀芯有几个切换位置就称为 几位阀 。
有两个通口的二位阀称为二位二通阀（常表示为 2/2阀,前一位数表示通口数，后一位数表
示工作位置数 ），它可以实现气路的通或断。有三个通口的二位阀，称为二位三通阀
（常表示 为 3/2阀）。在不同的工作位置，可实现 P,A相通，或 A,R相通。常用的还有
二位五通阀（常表示为 5/2阀），它可以用于推动双作用气缸的回路中。
阀芯具有三个工作位置的阀称为 三位阀 。当阀芯处于中间位置时，各通口呈关断状态，则称
为 中间封闭式 ；若输出口全部与排气口接通则称 中间卸压式 ；若输出口都与输入口接通
称 中间加压式 。若在中间卸压式阀的两个输出口都装上单向阀，则称为 中位式止回阀 。
换向阀处于不同工作位置时，各通口之间的通断状态是不同的。阀处于各切换位置时，各通
口之间的通断状态分别表示在一个长方形的方块上，就构成了换向阀的图形符号。
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
常见换向阀的名称和图形符号
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
阀中的通口用数字表示，符合 ISO5599-3标准。通口即可用数字，也可用字母
表示。
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1、方向控制阀
5．按阀芯结构分,
阀芯结构是影响阀性能的重要因素之一。常用
的阀芯结构有 滑柱式、提动式（又称截止式）
和滑板式 等。
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1、方向控制阀
6．按连接方式分,
阀的连接方式有 管式连接, 板式连接, 集装式连接和法兰连接 等几种 。
管式连接 有两种：一种是阀体上的螺纹孔直接与带螺纹的接管相连；另一种是阀
体上装有 快速接头, 直接将管插入接头内 。 对不复杂的气路系统, 管式连接简
单, 但维修时要先拆下配管 。
板式连接 需要配专用的 过渡连接板,管路与连接板相连，阀固定在连接板上，装
拆时不必拆卸管路，对复杂气动系统维修方便。
集装式连接 是将多个板式连接的阀安装在集装块（又称 汇流板 ）上，各阀的 输入
口或排气口 可以共用，各阀的排气口也可单独排气。这种方式可以节省空间，
减少配管，便于维修。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
换向阀按结构可分为 提动阀（或称截止阀）和滑动
阀, 根据两者的相对位置，有 常闭型和常开型 两
种 。
其中提动阀又可分为 球座阀和盘座阀 。
滑动阀可分为 纵向滑轴阀、纵向滑板阀和旋转滑轴
阀 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
图 4.2 二通截止阀 （ 常闭型 ） 图 4.3 二通截止阀 （ 常通型 ）
1,提动阀 (Poppet valve)
提动阀是利用 圆球、圆盘、平板或圆锥阀芯,
在垂直方向相对阀座移动以控制通路的开
启或切断。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,球座阀 (Ball seat valve)
这种换向阀 结构紧凑, 简单,
可安装各种类型的驱动头 。 对
于直接驱动方式来说, 驱动推
杆动作的驱动力限制了其应用 。
大流量时, 阀芯有效面积也大,
需要较大的驱动力才能将阀口
打开, 因此, 此类型换向阀通
径不宜过大 。 这种阀的操作皆
由人力或机械驱动, 弹簧复位 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
初始状态 工作状态 瞬时状态
图 4.4所示为三通截止式阀的结构
1,提动阀 (Poppet valve),2位 3通
此时,P,A,0三个孔口同时相通，而 发生串气 现象。实际上，对于快
速切换的阀，这种串气现象对阀的动作不存在什么影响。但缓慢切换
时，应予以注意。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,提动阀 (Poppet valve),盘座阀 (Disc
seat valve)常闭型
这种换向阀采用 圆
盘密封结构, 较小
的阀芯位移就可产
生较大的过流面积,
具有 响应快, 抗污
染能力强, 寿命长,
具有较大通流能力
的特点 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,提动阀 (Poppet valve),盘座阀 (Disc
seat valve)常开型
这种换向阀采用圆
盘密封结构, 较小
的阀芯位移就可产
生较大的过流面积,
具有响应快, 抗污
染能力强, 寿命长,
具有较大通流能力
的特点 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
为了使提动 （ 截止式 ） 阀密封
可靠, 操纵方便, 另一种方法是采
用压力平衡的方法, 如图所示, 在
阀杆两侧增加了活塞, 活塞受气压
作用面积和阀心受压面积相等, 这
种阀称为压力平衡式阀 。 由于初始
状态时, 工作气压作用在阀杆上的
合力为零, 使开启阀门的操作力大
大降低 。
图 4.5 压力平衡阀
1,提动阀 (Poppet valve),压力平衡阀
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1,换向阀的结构特点及工作原理
图 滑拄式阀的基本结构
2．滑动阀 (Slide valve),滑动阀是 利用滑柱、
滑板或旋转滑轴 在阀体里运动，来实现气路
通断的阀。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
2．滑动阀 (Slide valve),
纵向滑柱式(Longitudinal slide
valve),具有记忆
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1,换向阀的结构特点及工作原理
2．滑动阀 (Slide
valve),纵向滑板
阀 （ Longitudinal flat
slide valve）,纵向滑
板阀是利用 滑柱的移动
带动滑板 来接通或断开
各通口。滑板 靠气压或
弹簧压向阀座，能自动
调节 。这种阀的滑板既
使产生磨耗，也能保证
有效的密封。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
3.延时阀（ Time delay valve）,延时阀是一种时
间控制元件,它的作用是 使阀在一特定时间发出信号或中断信号,在气
动系统中做 信号处理元件 。 延时阀是一个组合阀，由 二位三通换向阀、
单向可调节流阀和气室 组成。二位三通换向阀既可以是 常闭式，也可以
是常开式 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
3.延时阀（ Time delay valve）,若压缩空气是洁
净的，且压力稳定，则可获得精确的延时时间 。通常，延时阀的时间调
节范围为 0 ～ 30秒，通过增大气室，可以使延时时间加长。延时阀通常
带 可锁定的调节杆,可用来调节延迟时间。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
4.单向阀（ No-return
valve）, 单向阀是指气流只
能向一个方向流动而不能反向流动的
阀,且压降较小 。单向阀的工作原理、
结构和职能符号与液压传动中的单向
阀基本相同。 这种单向阻流作用可由
锥密封、球密封、圆盘密封或膜片 来
实现。图 10-15所示单向阀，利用弹簧
力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要
通过单向阀时必须先克服弹簧力。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀 (Shuttle
valve), 梭阀又称为双
向控制阀 。如图所示梭阀，有两
个输入信号口 1和一个输出信号
口 2。 若在一个输入口上有气信
号，则与该输入口相对的阀口就
被关闭,同时在输出口 2上有气
信号输出。这种阀 具有, 或, 逻
辑功能,即只要在任一输入口 1
上有气信号，在输出口 2上就会
有气信号输出
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀
(Shuttle
valve), 梭阀
在逻辑回路和气动程序
控制回路中应用广泛，
常用作信号处理元件。
图 10-17为数个输入信号
需连接（并联）到同一
个出口的应用方法，所
需梭阀数目为输入信号
数减一。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀 (Shuttle valve),
图 10-18为梭阀的应用实例,用两个手动按
钮 1S1和 1S2操纵气缸进退 。当驱动两个按钮
阀中的任何一个动作时，双作用气缸活塞杆
都伸出。 只有同时松开两个按钮阀，气缸活
塞杆才回缩 。梭阀应与两个按钮阀的工作口
相连接，这样，气动回路图才可以正常工作。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6,双压阀 (Dual
pressure valve)：
双压阀又称, 与, 门梭阀 。 在
气动逻辑回路中，它的作用相
当于, 与, 门作用。图 10-19所
示，该阀 有两个输入口 1和一个
输出口 2。若只有一个输入口有
气信号，则输出口 2没有气信号
输出,只有当双压阀的两个输
入口均有气信号，输出口 2才有
气信号输出。双压阀相当于两
个输入元件串联。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6,双压阀 (Dual pressure valve),与梭阀一样，双
压阀在气动控制系统中也 作为信号处理元件，数个双压阀的连接方式如图，
只有数个输入口皆有信号时，输出口才会有信号。 双压阀的应用也很广泛，
主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑操作。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6.双压阀 (Dual
pressure valve),图 10-21
为一个 安全回路 。 只有当两个按钮阀 1S1
和 1S2都压下时，单作用气缸活塞杆才伸
出 。若二者中有一个不动作，则气缸活
塞杆将回缩至初始位置。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
7.快速排气阀（ Quick exhaust valve）, 快速
排气阀可使气缸活塞运动速度加快,特别是在单作用气缸情况下，可
以避免其回程时间过长。为了降低排气噪声，这种阀一般带 消声器 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
7.快速排气阀
（ Quick exhaust
valve）, 快速排气阀 用于
使气动元件和装置迅速排气的场合 。
为了减小流阻,快速排气阀应靠近
气缸安装, 例如，把它装在换向阀
和气缸之间 (应尽量靠近气缸排气
口，或直接拧在气缸排气口上 )，
使气缸排气时不用通过换向阀而直
接排出 。这对于 大缸径气缸及缸阀
之间管路长的回路,尤为需要，如
图 10-23（ a）所示。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
在气动系统中, 经常要求控制气动执行
元件的运动速度, 这要靠调节压缩空气的流
量来实现 。 用来控制气体流量的阀, 称为流
量控制阀 。 流量控阀是通过 改变阀的通流截
面积 来实现流量控制的元件, 它包括 节流阀,
单向节流阀, 排气节流阀 等 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1.节流阀 (Throttle valve)
节 流阀是将 空气的流通截面缩小 以增加气体的流通阻
力, 而降低气体的压力和流量 。 如图所示, 阀体上有一个
调整螺丝, 可以 调节流阀的开口度 （ 无级调节 ）, 并可保
持其开口度不变, 此类阀称为 可调节开口截流阀 。 流通截
面固定的节流阀, 称为 固定开口节流阀 。
可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度, 若有可能,
应直接安装在气缸上 。 这种节流阀有双向节流作用 。 使用
节流阀时, 节流面积不宜太小, 因空气中的冷凝水, 尘埃
等塞满阻流口通路会引起节流量的变化 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1,节流阀 (Throttle
valve)
节流阀常用的孔口结构 。
a） 平板阀
b） 针阀
c） 球阀
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1.节流阀 (Throttle valve)
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
单向节流阀是由 单向阀和节流阀 组合而成, 常用于控制气缸的运动速度,
也称为 速度控制阀 。
如图 10-25所示, 当气流从 1口进入, 单向阀被顶在阀座上, 空气只能从
节流口流向出口 2,流量被节流阀节流口的大小所限制, 调节螺钉可以调节
节流面积 。 当空气从 2口进入时, 推开单向阀自由流到 1口, 不受节流阀限制 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2, 单 向 节 流 阀 （ One way flow control
valve）,
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
利用单向节流阀控制气缸的速度方式有 进气节流 （ meter-in） 和排气节流 （ meter-
out） 两种方式 。
图 10-26（ a） 为进气节流控制, 它是 控制进入气缸的流量以调节活塞的运动速度 。
采用这种控制方式, 如活塞杆上的负荷有轻微变化, 将导致气缸速度的明显变
化 。 因此 速度稳定性差, 仅用于单作用气缸, 小型气缸或短行程气缸的速度控
制 。
图 10-26（ b） 为排气节流控制, 它是控制气缸排气量的大小, 而进气是满流的 。 这
种控制方式能为气缸 提供背压来限制速度, 故速度稳定性好, 常用于双作用气
缸的速度控制 。 单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接安装
在气缸上 。
一般情况下, 单向节流阀的流量调节范围为管道流量的 20%～ 30%。 对于要求能在较
宽范围里进行速度控制的场合, 可采用 单向阀开度可调的速度控制阀 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
3.排气节流阀 （ Exhaust throttle valve）
排气节流阀的节流原理和节流阀一样, 也是靠 调节通流面积来调节阀的
流量的 。 它们的区别是, 节流阀通常是安装在系统中调节气流的流量,
而排气节流阀只能安装在排气口处, 调节排入大气的流量, 以此来调
节执行机构的运动速度 。 图 10-27为排气节流阀的工作原理图, 气流从
A口进入阀内, 由节流口 1节流后经消声套 2排出 。 因而它不仅能调节执
行元件的运动速度, 还能起到降低排气噪声的作用 。
排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处, 与换向阀联用, 起单向节流
阀的作用 。 它实际上只不过是节流阀的一种特殊形式 。 由于其结构简
单, 安装方便, 能简化回路, 故应用日益广泛 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
3.排气节流阀 （ Exhaust throttle valve)
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
压力控制阀是 用来控制气动系统中压缩空气的压力, 满足各种压力需求或
用于节能 。 压力控制阀有 减压阀, 安全阀 （ 溢流阀 ） 和顺序阀 三种 。
空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力, 且压力波动较大 。 因
此每台气动装置的供气压力都需要减压阀来减压, 并保持供气压力稳
定 。 对于低压控制系统 (如气动测量 ),除用减压阀降低压力外, 还需
要用 精密减压阀 （ 或定值器 ） 以获得更稳定的供气压力 。 这类压力控
制阀当输入压力在一定范围内改变时, 能保持输出压力不变 。
当管路中的压力超过允许压力时, 为了保证系统的工作安全, 住往用安
全阀实现自动排气, 使系统的压力下降 。 想想哪里需要安装？？
如储气罐顶部必须装安全阀 。
气动装置中 不便安装行程阀而要依据气压的大小来控制两个以上的气动执
行机构的顺序动作时,就要用到顺序阀。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
1,减压阀
我们前面介绍过 ！ 直动式和先导式 。 不再作介绍, 请大
家回顾复习 ！
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
安全阀是用来 防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的
安全 。
图 10-28为安全阀的工作原理图 。 阀的输入口与控制系统 （ 或装置 ） 相连,
当系统压力小于此阀的调定压力时, 弹簧力使阀芯紧压在阀座上, 如图
10-28（ a） 所示 。 当系统压力大于此阀的调定压力时, 则阀芯开启, 压
缩空气从 R口排放到大气中, 如图 10-28（ b） 所示 。 此后, 当系统中的
压力降低到阀的调定值时, 阀门关闭, 并保持密封 。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
图 4.37 膜片式安全阀
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,溢流阀
溢流阀和安全阀在 结构和功能方面 往往相类似, 有时可不加
以区别 。
溢流阀 的作用 是当气动回路和容器中的压力上升到超过调定
值时, 把超过调定值的压缩空气排入大气, 以保持进口压
力的调定值 。
实际上, 溢流阀是一种用于 维持回路中空气压力恒定 的压力
控制阀；而安全阀是一种 防止系统过载, 保证安全 的压力
控制阀 。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀
顺序阀是 靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压
力控制阀, 常用来控制气缸的顺序动作 。
在气动系统中, 顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合,
以便完成某一操作 。 只有达到需要的操作压力后, 顺序阀
才有气信号输出 。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀
图 4.38 顺序阀的工作原理
a)进气 b)排气 图 4.39单向顺序阀的工作原理
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀的结构图
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀应用,图 10-30为顺序
阀的应用回路 。 当驱动按钮阀动作
时, 气缸伸出并对工件进行加工 。
只要达到预定压力, 气缸就复位 。
顺序阀的预定压力可调 。
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总结
? 方向控制阀的分类；
? 方向控制阀的结构特点及工作原理；
? 流量控制阀；
? 压力控制阀。
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4,思考题与习题
1) 简述换向阀通口与切换位置的意义。
2) 换向阀的操作方式有几种，试以符号表示之。
3) 简述二位三通阀在气动系统中的功能。
4) 换向阀按结构可分为那几种？ 简述其特点 。
5) 简述梭阀的工作原理，并举例说明其应用。
6) 快速排气阀为什么能快速排气?在使用和安装快速排气阀时应注意什么问题?
7) 画出下列阀的图形符号,
二位三通双气控加压换向阀；双电控二位五通先导式电磁换向阀；中位机能 O型
三位五通气控换向阀；二位三通手动换向阀；梭阀；快速排气阀；, 二位
三通延时阀；减压阀 。
8) 在气动控制元件中, 哪些元件具有记亿功能?记忆功能是如何实现的？
9) 使用节流阀时为何节流面积不宜太小？
10) 为何出口节流方式不适用于短行程气缸的速度控制？
11) 简述顺序阀的工作原理 。
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Take a Break
第六单元 气动控制元件
2005－ 6－ 20
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教学内容,
? 方向控制阀的分类；
? 方向控制阀的结构特点及工作原理 (重点 )；
? 流量控制阀 (难点 ) ；
? 压力控制阀。
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? 在气压传动系统中，气动控制元件是用来 控制和调节 压缩空气的 压
力、流量、流动方向和发送信号 的重要元件，利用它们可以组成各
种气动控制回路，以保证气动执行元件或机构按设计的程序正常工
作。
? 控制元件 按功能和用途 可分为 方向控制阀、流量控制阀和压力控制
阀三 大类。此外，还有通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能
的 气动逻辑元件 。
? 近年来，随着气动元件的小型化以及 PLC控制在气动系统中的大量
应用,气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小 。
0.绪论
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? 控制和调节压缩空气压力的元件称为 压力控制阀 。
? 控制和调节压缩空气流量的元件称为 流量控制阀 。
? 改变和控制气流流动方向的元件称为 方向控制阀 。
? 那什么是 气动逻辑元件 呢？
? 通过改变气流方向和通断实现各种逻辑功能的元件。
0.绪论
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0.绪论
从控制方式来分，气动控制可分为 断续控制和连续控制 两类。
1,在断续控制系统中,通常要用压力控制阀、流量控制阀
和方向控制阀来实现程序动作；
2,在连续控制系统中,除了要用压力、流量控制阀外，还
要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。
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0.绪论
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? 方向控制阀,用来改变气流
流动方向或通断的控制阀。
其种类如图所示,
1.方向控制阀
（ Directional control valves）
方向控制阀
换向阀
单向阀
梭阀
双压阀
快速排气阀
截止阀
操作方式
通口位置数
其它
电磁式
气控式
人力式
机械式
二位二通阀
二位三通阀
二位四通阀
二位五通阀
三位四通阀
三位五通阀
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1.按阀内气流的流通方向分
按阀内气流的流通方向可将气动控制阀分为 单向型和换
向型 。
只允许气流沿一个方向流动的控制阀称为 单向型控制阀,
如单向阀、梭 阀,双压阀和快速排气阀等。
可以改变气流流动方向的控制阀称为 换向型控制阀,如
电磁换向阀和气控换向阀等。
1.方向控制阀
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1.方向控制阀
? 为了使阀换向，必须对阀心施加一定大小的轴向
力。
? 使其迅速移动改变阀心的位置。这种获得轴向力
的方式叫做 换向阀的操作方式,或控制方式。
? 通常可分为 气压、电磁、人力和机械 四种操作方
式。
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1.方向控制阀
2.按控制方式分
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2.按控制方式分
（ 1）电磁控制,利用电磁线圈通电时，静铁芯对
动铁芯产生电磁吸力使阀切换以改变气流方向
的阀，称为电磁控制换向阀，简称电磁阀。这
种阀易于实现 电 — 气联合控制，能实现远距离
操作，故得到广泛应用 。
1.方向控制阀
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（ 1）电磁操作
? 用电磁力来获得轴向力, 使阀心迅速移动的
换向控制方式称为 电磁操作 。
? 它按电磁力作用于主阀阀心的方式分为 直动
式和先导式 两种 。
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（ 1）电磁操作
? 1)直动式电磁控制 是用电磁铁产生的电磁力直
接推动阀心来实现换向的一种电磁控制阀 。
? 根据阀芯复位的控制方式可分为 单电控和双电
控, 其控制原理如图所示 。
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（ 1）电磁操作
? 1)直动式
a断电状态 b)通电状态 c)电磁铁 a通电 b
断电 d) 电磁铁 b通电 a断电
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（ 1）电磁操作
? 2)先导式电磁控制 是指由先导式电磁阀 (一般为直
动式电磁控制换向阀 )输出的气压力来操纵主阀阀
芯实现阀换向的一种电磁控制方式 。 它实际上是
一种由电磁控制和气压控制 (加压, 卸压, 差压等 )
的复合控制, 通常称为先导式电磁气控 。
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（ 1）电磁操作
? 2)先导式
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（ 2）气压操作
? 用气压力来获得轴向力使阀心迅速移动换向的操
作方式叫做 气压操作 。
? 它按施加压力的方式可分为 加压控制、卸压控制、
差压控制和时间控制 。
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2.按控制方式分
（ 2） 气压控制,利用气体压力来使主阀芯切换而使气流改变方向的阀，
称为气压控制换向阀，简称 气控阀 。这种阀在 易燃、易爆、潮湿、
粉尘大的工作环境中，工作安全可靠 。按控制方式不同可分为加压
控制、卸压控制、差压控制和延时控制等。
加压控制 是指输入的控制气压是逐渐上升的，当压力上升到某值时，
阀被切换。这种控制方式是气动系统中最常用的控制方式，有单气
控和双气控之分。
卸压控制 是指输入的控制气压是逐渐降低的，当压力降至某一值时阀
便被切换。
差压控制 是利用阀芯两端受气压作用的有效面积不等，在气压的作用
下产生的作用力之差值使阀切换。
延时控制 是利用气流经过小孔或缝隙节流后向气室内充气．当气室里
的压力升至一定值后使阀切换，从而达到信号延时输出的目的。
（ 2）气压操作
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（ 2）气压操作
? 1)加压控制 是指施加在阀心控制端的压力逐渐升
到一定值时, 使阀心迅速移动换向的控制, 阀心
沿着加压方向移动 。
? 2)卸压控制 是指施加在阀心控制端的压力逐渐降
到一定值时, 阀心迅速换向的控制, 常用作三位
阀的控制 。
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（ 2）气压操作
? 3)差压控制 是指阀心采用气压复位或弹簧复位的情况下,
利用阀心两端受气压作用的面积不等 (或两端气压不等 )
而产生的轴向力之差值, 使阀心迅速移动换向的控制 。
其原理如图所示, K为控制气压口 。
? 这种控制方式只需一个控制信号, 故得到广泛的应用,
可应用于各种结构的主阀 。 气压复位省去了弹簧, 提高
了可靠性 。 差压控制的特点是所控制的主阀不具有记忆
功能, 且控制信号和复位信号均须为长信号 。
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（ 2）气压操作
? 3)差压控制原理图
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（ 2）气压操作
? 4)时间控制是指利用气流向由气阻 (节流孔 )和气
容构成的阻容环节充气, 经过一定时间后, 当气
容内压力升至一定值时, 阀心在差压力作用下迅
速移动换向的控制 。
? 时间控制的信号输出有脉冲信号和延时信号两种 。
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（ 2）气压操作
? 4)采用延时原理的脉冲
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（ 2）气压操作
? 4)延时换向阀
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2.按控制方式分
（ 3）人力控制
用人力来获得轴向力使阀迅速移动换向的控制方式称作 人力操作 。 人力控
制可分为 手动控制和脚踏控制 等 。 按人力作用于主阀的方式可分为 直
动式, 先导式 。
依靠人力使阀切换的换向阀，称为手动控制换向阀，简称 人控阀 。它可分
为 手动阀和脚踏阀 两大类。
人控阀与其它控制方式相比，具有可 按人的意志进行操作、使用频率较低、
动作较慢、操作力不大，通径较小、操作灵活的特点 。人控阀在手动
气动系统中，一般用来直接操纵气动执行机构。在半自动和全自动系
统中，多作为 信号阀 使用。
1.方向控制阀
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2.按控制方式分
（ 4）机械控制
用机械力来获得轴向力使阀芯迅速移动换向的控制方式称作 机械操作 。 按
机械力作用于主阀的形式可分为 直动式和先导式 两种 。
用 凸轮、撞块或其它机械外力 使阀切换的阀称为机械控制换向阀，简称 机
控阀 。
这种阀常用作信号阀使用。这种阀可用于 湿度大、粉尘多、油分多，不宜
使用电气行程开关 的场合，但不宜用于复杂的控制装置中。
1.方向控制阀
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1、方向控制阀
3．按阀的切换通口数目分
阀的通口数目包括 输入口、输出口和排气口 。按切换通口的数目分，有二通阀、三通阀、四
通阀和五通阀等。
二通阀有两个口，即一个输入口 (用 P表示 )和一个输出口 (用 A表示 )。
三通阀有三个口，除 P口,A口外，增加一个 排气口 (用 R或 Ｏ 表示 )。 三通阀既 可以是两个输
入口 (用 P1,P1表示 )和一个输出口，作为 选择阀 (选择两个不同大小的压力值 )；也可以
是一个输入口和两个输出口，作为 分配阀 。
二通阀、三通阀有 常通型和常断型 之分。常通型是指阀的控制口未加控制信号 (即零位 )时,P
口和 A口相通。反之，常断型阀在零位时,P口和 A口是断开的。
四通阀有四个口，除 P,A,R外，还有一个 输出口（用 B表示）,通路为 P→A, B→R 或 P→B,
A→R 。
五通阀有五个口，除 P,A,B外,有两个排气口 (用 R,S或Ｏ 1、Ｏ 2表示 )。通路为 P→A,
B→S,或 P→B, A→R 。五通阀也可以变成选择式四通阀，即两个输入口（ P1和 P2）、
两个输出口（ A和 B）和 — 个排气口 R。两个输入口供给压力不同的压缩空气。
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1、方向控制阀
3．按阀的切换通口数目分,换向阀的通口数与图形符号
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
阀芯的切换工作位置简称“位”,阀芯有几个切换位置就称为 几位阀 。
有两个通口的二位阀称为二位二通阀（常表示为 2/2阀,前一位数表示通口数，后一位数表
示工作位置数 ），它可以实现气路的通或断。有三个通口的二位阀，称为二位三通阀
（常表示 为 3/2阀）。在不同的工作位置，可实现 P,A相通，或 A,R相通。常用的还有
二位五通阀（常表示为 5/2阀），它可以用于推动双作用气缸的回路中。
阀芯具有三个工作位置的阀称为 三位阀 。当阀芯处于中间位置时，各通口呈关断状态，则称
为 中间封闭式 ；若输出口全部与排气口接通则称 中间卸压式 ；若输出口都与输入口接通
称 中间加压式 。若在中间卸压式阀的两个输出口都装上单向阀，则称为 中位式止回阀 。
换向阀处于不同工作位置时，各通口之间的通断状态是不同的。阀处于各切换位置时，各通
口之间的通断状态分别表示在一个长方形的方块上，就构成了换向阀的图形符号。
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
常见换向阀的名称和图形符号
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1、方向控制阀
4．按阀芯工作的位置数分
阀中的通口用数字表示，符合 ISO5599-3标准。通口即可用数字，也可用字母
表示。
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1、方向控制阀
5．按阀芯结构分,
阀芯结构是影响阀性能的重要因素之一。常用
的阀芯结构有 滑柱式、提动式（又称截止式）
和滑板式 等。
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1、方向控制阀
6．按连接方式分,
阀的连接方式有 管式连接, 板式连接, 集装式连接和法兰连接 等几种 。
管式连接 有两种：一种是阀体上的螺纹孔直接与带螺纹的接管相连；另一种是阀
体上装有 快速接头, 直接将管插入接头内 。 对不复杂的气路系统, 管式连接简
单, 但维修时要先拆下配管 。
板式连接 需要配专用的 过渡连接板,管路与连接板相连，阀固定在连接板上，装
拆时不必拆卸管路，对复杂气动系统维修方便。
集装式连接 是将多个板式连接的阀安装在集装块（又称 汇流板 ）上，各阀的 输入
口或排气口 可以共用，各阀的排气口也可单独排气。这种方式可以节省空间，
减少配管，便于维修。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
换向阀按结构可分为 提动阀（或称截止阀）和滑动
阀, 根据两者的相对位置，有 常闭型和常开型 两
种 。
其中提动阀又可分为 球座阀和盘座阀 。
滑动阀可分为 纵向滑轴阀、纵向滑板阀和旋转滑轴
阀 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
图 4.2 二通截止阀 （ 常闭型 ） 图 4.3 二通截止阀 （ 常通型 ）
1,提动阀 (Poppet valve)
提动阀是利用 圆球、圆盘、平板或圆锥阀芯,
在垂直方向相对阀座移动以控制通路的开
启或切断。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,球座阀 (Ball seat valve)
这种换向阀 结构紧凑, 简单,
可安装各种类型的驱动头 。 对
于直接驱动方式来说, 驱动推
杆动作的驱动力限制了其应用 。
大流量时, 阀芯有效面积也大,
需要较大的驱动力才能将阀口
打开, 因此, 此类型换向阀通
径不宜过大 。 这种阀的操作皆
由人力或机械驱动, 弹簧复位 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
初始状态 工作状态 瞬时状态
图 4.4所示为三通截止式阀的结构
1,提动阀 (Poppet valve),2位 3通
此时,P,A,0三个孔口同时相通，而 发生串气 现象。实际上，对于快
速切换的阀，这种串气现象对阀的动作不存在什么影响。但缓慢切换
时，应予以注意。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,提动阀 (Poppet valve),盘座阀 (Disc
seat valve)常闭型
这种换向阀采用 圆
盘密封结构, 较小
的阀芯位移就可产
生较大的过流面积,
具有 响应快, 抗污
染能力强, 寿命长,
具有较大通流能力
的特点 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
1,提动阀 (Poppet valve),盘座阀 (Disc
seat valve)常开型
这种换向阀采用圆
盘密封结构, 较小
的阀芯位移就可产
生较大的过流面积,
具有响应快, 抗污
染能力强, 寿命长,
具有较大通流能力
的特点 。
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
1,换向阀的结构特点及工作原理
为了使提动 （ 截止式 ） 阀密封
可靠, 操纵方便, 另一种方法是采
用压力平衡的方法, 如图所示, 在
阀杆两侧增加了活塞, 活塞受气压
作用面积和阀心受压面积相等, 这
种阀称为压力平衡式阀 。 由于初始
状态时, 工作气压作用在阀杆上的
合力为零, 使开启阀门的操作力大
大降低 。
图 4.5 压力平衡阀
1,提动阀 (Poppet valve),压力平衡阀
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1,换向阀的结构特点及工作原理
图 滑拄式阀的基本结构
2．滑动阀 (Slide valve),滑动阀是 利用滑柱、
滑板或旋转滑轴 在阀体里运动，来实现气路
通断的阀。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
2．滑动阀 (Slide valve),
纵向滑柱式(Longitudinal slide
valve),具有记忆
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1,换向阀的结构特点及工作原理
2．滑动阀 (Slide
valve),纵向滑板
阀 （ Longitudinal flat
slide valve）,纵向滑
板阀是利用 滑柱的移动
带动滑板 来接通或断开
各通口。滑板 靠气压或
弹簧压向阀座，能自动
调节 。这种阀的滑板既
使产生磨耗，也能保证
有效的密封。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
3.延时阀（ Time delay valve）,延时阀是一种时
间控制元件,它的作用是 使阀在一特定时间发出信号或中断信号,在气
动系统中做 信号处理元件 。 延时阀是一个组合阀，由 二位三通换向阀、
单向可调节流阀和气室 组成。二位三通换向阀既可以是 常闭式，也可以
是常开式 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
3.延时阀（ Time delay valve）,若压缩空气是洁
净的，且压力稳定，则可获得精确的延时时间 。通常，延时阀的时间调
节范围为 0 ～ 30秒，通过增大气室，可以使延时时间加长。延时阀通常
带 可锁定的调节杆,可用来调节延迟时间。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
4.单向阀（ No-return
valve）, 单向阀是指气流只
能向一个方向流动而不能反向流动的
阀,且压降较小 。单向阀的工作原理、
结构和职能符号与液压传动中的单向
阀基本相同。 这种单向阻流作用可由
锥密封、球密封、圆盘密封或膜片 来
实现。图 10-15所示单向阀，利用弹簧
力将阀芯顶在阀座上，故压缩空气要
通过单向阀时必须先克服弹簧力。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀 (Shuttle
valve), 梭阀又称为双
向控制阀 。如图所示梭阀，有两
个输入信号口 1和一个输出信号
口 2。 若在一个输入口上有气信
号，则与该输入口相对的阀口就
被关闭,同时在输出口 2上有气
信号输出。这种阀 具有, 或, 逻
辑功能,即只要在任一输入口 1
上有气信号，在输出口 2上就会
有气信号输出
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀
(Shuttle
valve), 梭阀
在逻辑回路和气动程序
控制回路中应用广泛，
常用作信号处理元件。
图 10-17为数个输入信号
需连接（并联）到同一
个出口的应用方法，所
需梭阀数目为输入信号
数减一。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
5.梭阀 (Shuttle valve),
图 10-18为梭阀的应用实例,用两个手动按
钮 1S1和 1S2操纵气缸进退 。当驱动两个按钮
阀中的任何一个动作时，双作用气缸活塞杆
都伸出。 只有同时松开两个按钮阀，气缸活
塞杆才回缩 。梭阀应与两个按钮阀的工作口
相连接，这样，气动回路图才可以正常工作。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6,双压阀 (Dual
pressure valve)：
双压阀又称, 与, 门梭阀 。 在
气动逻辑回路中，它的作用相
当于, 与, 门作用。图 10-19所
示，该阀 有两个输入口 1和一个
输出口 2。若只有一个输入口有
气信号，则输出口 2没有气信号
输出,只有当双压阀的两个输
入口均有气信号，输出口 2才有
气信号输出。双压阀相当于两
个输入元件串联。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6,双压阀 (Dual pressure valve),与梭阀一样，双
压阀在气动控制系统中也 作为信号处理元件，数个双压阀的连接方式如图，
只有数个输入口皆有信号时，输出口才会有信号。 双压阀的应用也很广泛，
主要用于互锁控制、安全控制、检查功能或者逻辑操作。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
6.双压阀 (Dual
pressure valve),图 10-21
为一个 安全回路 。 只有当两个按钮阀 1S1
和 1S2都压下时，单作用气缸活塞杆才伸
出 。若二者中有一个不动作，则气缸活
塞杆将回缩至初始位置。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
7.快速排气阀（ Quick exhaust valve）, 快速
排气阀可使气缸活塞运动速度加快,特别是在单作用气缸情况下，可
以避免其回程时间过长。为了降低排气噪声，这种阀一般带 消声器 。
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1,换向阀的结构特点及工作原理
7.快速排气阀
（ Quick exhaust
valve）, 快速排气阀 用于
使气动元件和装置迅速排气的场合 。
为了减小流阻,快速排气阀应靠近
气缸安装, 例如，把它装在换向阀
和气缸之间 (应尽量靠近气缸排气
口，或直接拧在气缸排气口上 )，
使气缸排气时不用通过换向阀而直
接排出 。这对于 大缸径气缸及缸阀
之间管路长的回路,尤为需要，如
图 10-23（ a）所示。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
在气动系统中, 经常要求控制气动执行
元件的运动速度, 这要靠调节压缩空气的流
量来实现 。 用来控制气体流量的阀, 称为流
量控制阀 。 流量控阀是通过 改变阀的通流截
面积 来实现流量控制的元件, 它包括 节流阀,
单向节流阀, 排气节流阀 等 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1.节流阀 (Throttle valve)
节 流阀是将 空气的流通截面缩小 以增加气体的流通阻
力, 而降低气体的压力和流量 。 如图所示, 阀体上有一个
调整螺丝, 可以 调节流阀的开口度 （ 无级调节 ）, 并可保
持其开口度不变, 此类阀称为 可调节开口截流阀 。 流通截
面固定的节流阀, 称为 固定开口节流阀 。
可调节流阀常用于调节气缸活塞运动速度, 若有可能,
应直接安装在气缸上 。 这种节流阀有双向节流作用 。 使用
节流阀时, 节流面积不宜太小, 因空气中的冷凝水, 尘埃
等塞满阻流口通路会引起节流量的变化 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1,节流阀 (Throttle
valve)
节流阀常用的孔口结构 。
a） 平板阀
b） 针阀
c） 球阀
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
1.节流阀 (Throttle valve)
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
单向节流阀是由 单向阀和节流阀 组合而成, 常用于控制气缸的运动速度,
也称为 速度控制阀 。
如图 10-25所示, 当气流从 1口进入, 单向阀被顶在阀座上, 空气只能从
节流口流向出口 2,流量被节流阀节流口的大小所限制, 调节螺钉可以调节
节流面积 。 当空气从 2口进入时, 推开单向阀自由流到 1口, 不受节流阀限制 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2, 单 向 节 流 阀 （ One way flow control
valve）,
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
利用单向节流阀控制气缸的速度方式有 进气节流 （ meter-in） 和排气节流 （ meter-
out） 两种方式 。
图 10-26（ a） 为进气节流控制, 它是 控制进入气缸的流量以调节活塞的运动速度 。
采用这种控制方式, 如活塞杆上的负荷有轻微变化, 将导致气缸速度的明显变
化 。 因此 速度稳定性差, 仅用于单作用气缸, 小型气缸或短行程气缸的速度控
制 。
图 10-26（ b） 为排气节流控制, 它是控制气缸排气量的大小, 而进气是满流的 。 这
种控制方式能为气缸 提供背压来限制速度, 故速度稳定性好, 常用于双作用气
缸的速度控制 。 单向节流阀用于气动执行元件的速度调节时应尽可能直接安装
在气缸上 。
一般情况下, 单向节流阀的流量调节范围为管道流量的 20%～ 30%。 对于要求能在较
宽范围里进行速度控制的场合, 可采用 单向阀开度可调的速度控制阀 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
2,单向节流阀 （ One way flow control valve）,
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
3.排气节流阀 （ Exhaust throttle valve）
排气节流阀的节流原理和节流阀一样, 也是靠 调节通流面积来调节阀的
流量的 。 它们的区别是, 节流阀通常是安装在系统中调节气流的流量,
而排气节流阀只能安装在排气口处, 调节排入大气的流量, 以此来调
节执行机构的运动速度 。 图 10-27为排气节流阀的工作原理图, 气流从
A口进入阀内, 由节流口 1节流后经消声套 2排出 。 因而它不仅能调节执
行元件的运动速度, 还能起到降低排气噪声的作用 。
排气节流阀通常安装在换向阀的排气口处, 与换向阀联用, 起单向节流
阀的作用 。 它实际上只不过是节流阀的一种特殊形式 。 由于其结构简
单, 安装方便, 能简化回路, 故应用日益广泛 。
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2,流量控制阀（ Flow control valves）
3.排气节流阀 （ Exhaust throttle valve)
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
压力控制阀是 用来控制气动系统中压缩空气的压力, 满足各种压力需求或
用于节能 。 压力控制阀有 减压阀, 安全阀 （ 溢流阀 ） 和顺序阀 三种 。
空压站输出的空气压力高于每台气动装置所需压力, 且压力波动较大 。 因
此每台气动装置的供气压力都需要减压阀来减压, 并保持供气压力稳
定 。 对于低压控制系统 (如气动测量 ),除用减压阀降低压力外, 还需
要用 精密减压阀 （ 或定值器 ） 以获得更稳定的供气压力 。 这类压力控
制阀当输入压力在一定范围内改变时, 能保持输出压力不变 。
当管路中的压力超过允许压力时, 为了保证系统的工作安全, 住往用安
全阀实现自动排气, 使系统的压力下降 。 想想哪里需要安装？？
如储气罐顶部必须装安全阀 。
气动装置中 不便安装行程阀而要依据气压的大小来控制两个以上的气动执
行机构的顺序动作时,就要用到顺序阀。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
1,减压阀
我们前面介绍过 ！ 直动式和先导式 。 不再作介绍, 请大
家回顾复习 ！
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
安全阀是用来 防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的
安全 。
图 10-28为安全阀的工作原理图 。 阀的输入口与控制系统 （ 或装置 ） 相连,
当系统压力小于此阀的调定压力时, 弹簧力使阀芯紧压在阀座上, 如图
10-28（ a） 所示 。 当系统压力大于此阀的调定压力时, 则阀芯开启, 压
缩空气从 R口排放到大气中, 如图 10-28（ b） 所示 。 此后, 当系统中的
压力降低到阀的调定值时, 阀门关闭, 并保持密封 。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,安全阀
图 4.37 膜片式安全阀
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
2,溢流阀
溢流阀和安全阀在 结构和功能方面 往往相类似, 有时可不加
以区别 。
溢流阀 的作用 是当气动回路和容器中的压力上升到超过调定
值时, 把超过调定值的压缩空气排入大气, 以保持进口压
力的调定值 。
实际上, 溢流阀是一种用于 维持回路中空气压力恒定 的压力
控制阀；而安全阀是一种 防止系统过载, 保证安全 的压力
控制阀 。
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀
顺序阀是 靠回路中的压力变化来控制气缸顺序动作的一种压
力控制阀, 常用来控制气缸的顺序动作 。
在气动系统中, 顺序阀通常安装在需要某一特定压力的场合,
以便完成某一操作 。 只有达到需要的操作压力后, 顺序阀
才有气信号输出 。
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3,顺序阀
图 4.38 顺序阀的工作原理
a)进气 b)排气 图 4.39单向顺序阀的工作原理
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀的结构图
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3,压力控制阀（ Pressure valves）
3,顺序阀应用,图 10-30为顺序
阀的应用回路 。 当驱动按钮阀动作
时, 气缸伸出并对工件进行加工 。
只要达到预定压力, 气缸就复位 。
顺序阀的预定压力可调 。
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总结
? 方向控制阀的分类；
? 方向控制阀的结构特点及工作原理；
? 流量控制阀；
? 压力控制阀。
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4,思考题与习题
1) 简述换向阀通口与切换位置的意义。
2) 换向阀的操作方式有几种，试以符号表示之。
3) 简述二位三通阀在气动系统中的功能。
4) 换向阀按结构可分为那几种？ 简述其特点 。
5) 简述梭阀的工作原理，并举例说明其应用。
6) 快速排气阀为什么能快速排气?在使用和安装快速排气阀时应注意什么问题?
7) 画出下列阀的图形符号,
二位三通双气控加压换向阀；双电控二位五通先导式电磁换向阀；中位机能 O型
三位五通气控换向阀；二位三通手动换向阀；梭阀；快速排气阀；, 二位
三通延时阀；减压阀 。
8) 在气动控制元件中, 哪些元件具有记亿功能?记忆功能是如何实现的？
9) 使用节流阀时为何节流面积不宜太小？
10) 为何出口节流方式不适用于短行程气缸的速度控制？
11) 简述顺序阀的工作原理 。
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Take a Break
