手動換向閥 Manually-actuated Valve

手動換向閥主要有彈簧復位(Spring Reset)和鋼珠定位(Steel Ball Orientation)兩種型式。圖5.17(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。圖5.17(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(Hand Lever)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。

5.3.2.2  機動換向閥 Mechanically-actuated Valve

機動換向閥又稱行程換向閥，它是用擋鐵或凸輪(Cam)推動閥芯實現換向。機動換向閥多為圖5.18所示二位閥。

圖5.17(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。

圖5.17  三位四通手動換向閥

    (a)彈簧鋼球定位式結構及符號；(b)彈簧自動復位式結構及符號位置定位;(c)旋轉移動式手動換向閥。

圖5.18  二位二通機動換向閥

1—擋鐵；2—滾輪；3—閥芯；4—彈簧

5.3.2.3  電磁換向閥 Solenoid-actuated Directional Valve

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(Button Switch)、行程開關(Journey Switch)、限位開關(Limit Switch)、壓力繼電器(Pressure Switch)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。

（1）工作原理

電磁換向閥的品種規格很多，但其工作原理是基本相同的。現以圖5.19所示三位四通O型滑閥機能的電磁換向閥為例來說明。

在圖5.19中，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［見圖5.19（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［見圖5.19（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［見圖5.19（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。

（2）直流電磁鐵和交流電磁鐵

閥用電磁鐵根據所用電源的不同，有以下三種：

    ①交流電磁鐵(Alternating-current Solenoid)。閥用交流電磁鐵的使用電壓一般為交流220V，電氣線路配置簡單。交流電磁鐵啟動力較大，換向時間短。但換向沖擊大，工作時溫升高(故其外殼設有散熱筋)；當閥芯卡住時，電磁鐵因電流過大易燒壞，可靠性較差，所以切換頻率不許超過30次／分；壽命較短。

    ②直流電磁鐵(Directing-current Solenoid)。直流電磁鐵一般使用24V直流電壓，因此需要專用直流電源。其優點是不會因鐵芯卡住而燒壞(故其圓筒形外殼上沒有散熱筋)，體積小，工作可靠，允許切換頻率為120次／分，換向沖擊小，使用壽命較長。但起動力比交流電磁鐵小。

    ③本整型電磁鐵。本整型指交流本機整流型。這種電磁鐵本身帶有半波整流器(Half-wave Rectifier)，可以在直接使用交流電源的同時，具有直流電磁鐵的結構和特性。

（3）干式、油浸式、濕式電磁鐵

不管是直流電磁鐵還是交流電磁，都可做成干式的、油浸式的和濕式的。

① 干式電磁鐵(Dry Solenoid)。干式電磁鐵的的線圈、鐵芯與扼鐵處于空氣中不和油接觸，電磁鐵與閥聯結時，在推桿的外周有密封圈。由于回油有可能滲入對中彈簧腔中，所以閥的回油壓力不能太高。此類電磁鐵附有手動推桿，一旦電磁鐵發生故障時可使閥芯手動換位。此類電磁鐵是簡單液壓系統常用的一種形式。

②油浸式電磁鐵(Oil-immersed Solenoid)。油浸式電磁鐵的線圈和鐵芯都浸在無壓油液中。推桿和銜鐵端部都裝有密封圈。油可幫助線圈散熱，且可改善推桿的潤滑條件，所以壽命遠比干式電磁鐵為長。因有多處密封，此種電磁鐵的靈敏性較差，造價較高。

 ③濕式電磁鐵(Wetted Solenoid)。濕式電磁鐵也叫耐壓式電磁鐵，它和油浸式電磁鐵不同處是推桿處無密封圈。線圈和銜鐵都浸在有壓油液中，故散熱好，摩擦小。還因油液的阻尼作用而減小了切換時的沖擊和噪聲。所以濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優點。是目前應用最廣的一種電磁鐵。也有人將油浸式電磁鐵和耐壓式電磁鐵都叫做濕式電磁鐵。

圖5.19  電磁換向閥的工作原理圖

1—閥體；2—閥芯；3—彈簧座；4—彈簧；5—推桿；6—鐵芯；7—銜鐵。

圖5.20  交流式二位三通電磁換向閥

1—閥體；2—閥芯；3—推桿；4、7—彈簧；5、8—彈簧座；6—O型圈；9—后蓋。

（4）電磁換向閥的典型結構Typical Structure for Solenoid-actuated Directional Valve

圖5.20所示為交流式二位三通電磁換向閥。當電磁鐵斷電時，閥芯2被彈簧7推向左端，P 和A接通；當電磁鐵通電時，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使P和B接通。

圖5.21為直流濕式三位四通電磁換向閥。當兩邊電磁鐵都不通電時，閥芯2在兩邊對中彈簧4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當右邊電磁鐵通電時，推桿6將閥芯2推向左端，P 與A通，B與T通，當左邊電磁鐵通電時，P與B通，A與T通。

必須指出，由于電磁鐵的吸力有限(120N)，因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場合。當流量較大時，需采用液動或電液動控制。

圖5.22  彈簧對中型三位四通液動換向閥