气动阀原理、使用与维护

第1章 气动控制阀概论
1.1 气动技术原理及特点 001
1.1.1 气动技术原理 001
1.1.2 气动技术的特点 002
1.2 气动系统的组成 003
1.3 气动阀的重要性及基本结构原理 005
1.3.1 气动阀的功用、重要性 005
1.3.2 气动阀的基本结构及调节原理 005
1.4 气动阀与液压阀的比较 005
1.5 气动阀及系统的图形符号及应用 006
1.5.1 气动元件及系统的表示方法——图形符号 006
1.5.2 图形符号标准（GB/T 786.1—2021） 006
1.5.3 图形符号的含义 013
1.5.4 图形符号的应用 015
1.6 气动阀的类型及特点 015
1.6.1 按功能及使用要求分类 015
1.6.2 按阀座和阀芯的相对位置分类 016
1.6.3 按阀芯结构及密封形式分类 016
1.6.4 按操纵方式分类 024
1.6.5 按安装连接方式分类 024
1.7 气动阀的基本性能参数 026
1.7.1 公称压力 026
1.7.2 公称通径与公称流量 026
1.8 对气动阀的基本要求 027
1.9 气动技术的应用及发展 027
1.9.1 气动（阀）技术的应用 027
1.9.2 气动（阀）技术的发展 029

第2章 气动控制阀中的共性问题
2.1 工作介质 031
2.1.1 空气的功用及形态 031
2.1.2 空气的主要物理性质 031
2.1.3 压缩空气的污染控制 032
2.2 气体状态及热力过程 033
2.2.1 理想气体状态方程 033
2.2.2 理想气体的基本热力过程 033
2.3 气体的定常管流 034
2.3.1 基本概念 034
2.3.2 连续性方程 035
2.3.3 伯努利方程 036
2.3.4 马赫数及气体的可压缩性 037
2.4 收缩喷嘴（气动阀口）气流特性 037
2.5 气动元件和系统的流量特性的表示方法 038
2.5.1 有效截面积S值 038
2.5.2 气动阀的通流能力 039
2.5.3 国际标准ISO 6358流量特性参数 040
2.5.4 阀的常用公称通径及相应流量性能、接管螺纹 041
2.6 气动阀的阻力控制原理（气阻、气容及气桥） 041
2.6.1 概述 041
2.6.2 气阻及其特性 041
2.6.3 气容及其特性 043
2.6.4 气阻、气容的耦合及其特性 044
2.6.5 气桥及其功能特性 045
2.7 气动阀的控制输入装置 048
2.7.1 主要功用 048
2.7.2 控制放大器 049
2.7.3 电气-机械转换器 051
2.8 气动阀的材质及工艺 053

第3章 方向控制阀及阀岛
3.1 功用及种类 060
3.2 单向型方向阀 061
3.2.1 普通单向阀 061
3.2.2 先导式单向阀 062
3.2.3 或门型梭阀 063
3.2.4 与门型梭阀 064
3.2.5 快速排气阀 065
3.2.6 单向型方向阀的性能参数 069
3.2.7 单向型方向阀产品概览 069
3.3 换向型方向阀 069
3.3.1 类型参数 069
3.3.2 人力控制换向阀（人控阀） 071
3.3.3 机控换向阀 077
3.3.4 气控换向阀 078
3.3.5 双手操作用控制阀 081
3.3.6 电磁控制换向阀 083
3.3.7 换向型方向阀的典型应用 091
3.4 其他方向阀 092
3.4.1 二通流体阀（介质阀） 092
3.4.2 大功率三位三通中封式换向阀 094
3.4.3 残压释放阀 096
3.4.4 防爆电磁阀 097
3.4.5 其他方向阀产品概览 098
3.5 方向阀的应用选型 099
3.5.1 类型的选定 099
3.5.2 电磁阀的选型 100
3.6 方向阀的使用维护注意事项 101
3.6.1 安装调试 101
3.6.2 维护检查 103
3.6.3 故障诊断 104
3.7 气动阀岛 105
3.7.1 阀岛的由来 105
3.7.2 特点意义 106
3.7.3 类型特点 106
3.7.4 应用领域 107
3.7.5 性能参数 107
3.7.6 产品简介 107
3.7.7 选用安装 113

第4章 压力控制阀
4.1 功用及种类 115
4.2 安全阀（溢流阀） 115
4.2.1 功用及分类 115
4.2.2 基本原理 116
4.2.3 典型结构 116
4.2.4 性能参数 118
4.2.5 产品概览 118
4.2.6 典型应用 119
4.2.7 使用要点 119
4.3 减压阀 120
4.3.1 功用及分类 120
4.3.2 结构原理及特点 120
4.3.3 性能参数 126
4.3.4 产品概览 126
4.3.5 典型应用 128
4.3.6 选型要点 129
4.3.7 使用维护 129
4.3.8 故障诊断 130
4.4 增压阀 130
4.4.1 功用及特点 130
4.4.2 原理及类型 130
4.4.3 性能参数 132
4.4.4 产品概览 132
4.4.5 典型应用 133
4.4.6 选型配置 134
4.4.7 使用维护 135
4.5 顺序阀 136
4.5.1 功用及分类 136
4.5.2 结构原理 136
4.5.3 性能参数 137
4.5.4 产品概览 137
4.5.5 典型应用 138
4.5.6 选型配置及使用维护 139
4.6 气-电转换器（压力开关） 139
4.6.1 功用及分类 139
4.6.2 结构原理 139
4.6.3 性能参数 140
4.6.4 产品概览 140
4.6.5 选用维护 141

第5章 流量控制阀
5.1 功用及类型 143
5.2 结构原理 144
5.2.1 节流阀 144
5.2.2 单向节流阀（速度控制阀） 144
5.2.3 排气节流阀 145
5.2.4 行程节流阀（缓冲阀） 145
5.2.5 柔性节流阀 146
5.3 流量控制阀的性能参数 147
5.4 流量控制阀产品概览 147
5.5 流量控制阀的典型应用 149
5.6 流量控制阀的选型配置 151
5.7 流量控制阀的使用维护 152
5.7.1 安装配管 152
5.7.2 运行维护 153

第6章 真空控制阀
6.1 功用及类型 154
6.2 真空减压阀（真空调压阀） 154
6.2.1 功用及原理 154
6.2.2 性能参数 156
6.2.3 产品概览 156
6.2.4 典型应用 156
6.2.5 选型要点 157
6.2.6 使用维护 157
6.3 真空辅助阀（安全阀/逻辑阀/高效阀） 158
6.3.1 功用及特点 158
6.3.2 结构原理 158
6.3.2 性能参数及产品概览 160
6.3.3 典型应用 160
6.3.4 选型要点 161
6.3.5 使用维护 161
6.4 真空顺序阀 161
6.5 真空压力开关 162
6.5.1 功用及类型 162
6.5.2 结构原理 162
6.5.3 性能参数 164
6.5.4 产品概览 164
6.5.5 选用及维护（参见4.6.5节） 165
6.6 真空切换阀（真空供给破坏阀） 165
6.6.1 功用及类型 165
6.6.2 结构原理及性能产品 165
6.6.3 典型应用 167
6.6.4 使用维护 167
6.7 真空、吹气两用阀 168
6.7.1 真空发生器/大流量喷嘴 168
6.7.2 真空发生器/大流量阀 168
6.8 真空元件选用注意事项 169

第7章 逻辑控制阀
7.1 功用类型及特点 171
7.2 结构原理 172
7.2.1 是门阀 172
7.2.2 或门阀 173
7.2.3 与门阀 173
7.2.4 非门阀 174
7.2.5 禁门阀 174
7.2.6 或非门阀 175
7.2.7 双稳态阀 175
7.3 参数产品 176
7.4 选择与使用 176
7.4.1 适用范围 176
7.4.2 选用注意事项 176
7.5 采用普通气动阀实现逻辑控制功能 179
7.6 气动逻辑控制系统常见故障及原因 180

第8章 比例控制阀与伺服控制阀
8.1 气动比例阀 181
8.1.1 功用及类型 181
8.1.2 滑柱式电-气比例阀 182
8.1.3 喷嘴-挡板式电-气比例压力阀 186
8.1.4 采用压电驱动器的电-气比例流量阀 191
8.1.5 PWM控制高速控制阀 192
8.1.6 电-气比例阀的性能参数 195
8.1.7 电-气比例阀的使用维护 195
8.2 气动伺服阀 195
8.2.1 功用及分类 195
8.2.2 电气-机械转换器结构原理 196
8.2.3 气动放大器的结构原理 197
8.2.4 典型结构之一：动圈式力马达型滑阀式二级电-气伺服方向阀 199
8.2.5 典型结构之二：动圈式力马达型滑阀式二级电-气伺服压力阀 201
8.2.6 典型结构之三：力矩马达型滑柱式力反馈二级电-气伺服阀 202
8.2.7 电-气伺服阀的性能参数 203
8.2.8 电-气伺服阀的使用维护 203
8.3 电-气比例/伺服阀产品概览 203
8.4 电-气比例/伺服阀的应用 206
8.5 电-气比例/伺服阀的使用维护 206

第9章 智能控制阀
9.1 智能气动元件的特征 209
9.2 气动微流控芯片及系统 209
9.2.1 微流控芯片及微流体的操控 209
9.2.2 气动硅流体芯片及双芯片气动比例压力阀 210
9.2.3 PDMS微流控芯片与PDMS微阀 212
9.3 电-气数字控制阀 218
9.3.1 步进电机式电-气数字阀 218
9.3.2 高速电磁开关式电-气数字阀 220
9.3.3 压电驱动器式电-气数字阀 224
9.4 智能气动阀岛 226

第10章 气动阀产品总览、选型要点及气动阀组集成化
10.1 气动控制阀产品系列总览 228
10.2 气动阀的一般选型及替代要点 229
10.2.1 一般原则 229
10.2.2 类型选择 229
10.2.3 公称压力与通径（流量）的选择 230
10.2.4 安装连接方式的选择 230
10.2.5 操纵方式的选择 231
10.2.6 气动阀的介质使用与润滑选择 231
10.2.7 经济性及其他因素的选择 231
10.2.8 普通气动阀选型一览表 232
10.2.9 各类气动阀的选型注意事项 232
10.3 气动阀组的集成化 232
10.3.1 气动阀组的概念 232
10.3.2 气动阀组的集成方式 233
10.3.3 气动阀组的板式集成 233
10.3.4 气动阀组的集装式集成 234
10.3.5 气动阀组的叠加式集成 236
10.3.6 气动阀组的阀箱式集成 236

第11章 气动控制阀应用实例
11.1 普通气动控制阀的应用 239
11.1.1 气压传动系统的一般组成和原理 239
11.1.2 气压传动系统应用实例之一：制冷家电气动胀管机系统 239
11.1.3 气压传动系统应用实例之二：磨粉机气动系统 240
11.2 电-气比例/伺服阀的应用 243
11.2.1 电-气比例/伺服控制系统的一般组成 243
11.2.2 电-气比例/伺服控制系统的工作原理 246
11.2.3 电-气比例/伺服控制系统应用实例之一：带材纠偏气动伺服系统 248
11.2.4 电-气比例/伺服控制系统应用实例之二：多点焊机气动定位伺服系统 248

附录 技术标准及厂商名录
附录1 气动控制阀相关技术标准目录（国家标准，截至2017年12月） 250
附录2 气动控制阀相关技术标准目录（行业标准，截至2017年12月） 251
附录3 国内部分气动控制阀相关生产厂商名录 252

参考文献 255