CKD喜开理QEL系列带快插接头快速排气阀以“压力感应阀芯切换+机械快插锁定”为核心工作机制,通过氢化丁腈橡胶阀芯的动态密封与不锈钢锁定爪的机械固定,同步实现“快速排气提速”与“便捷管路连接”两大功能。该系列专为φ4~φ6气管设计,适配0.1~0.7MPa压缩空气系统,其工作原理可分为“气流路径切换”“快插连接锁定”“结露抑制辅助”三个协同环节,既满足气缸高速驱动需求,又解决绝热膨胀导致的结露痛点。
一、核心机制:压力感应式阀芯切换,实现气流双向管控
QEL系列的核心功能源于阀芯对供气压力与执行器回气压力的动态感应,通过氢化丁腈橡胶阀芯的位移切换气流路径,完成“供气保压”与“快速排气”的自动转换,这一过程无需额外控制元件,完全依赖气动压力差驱动。
1. 常态供气:阀芯关断排气,保障执行器充气
当压缩空气从QEL系列的IN(进气口)输入时,气流压力(0.1~0.7MPa工作范围)作用于氢化丁腈橡胶阀芯的左侧端面,推动阀芯沿树脂本体(聚对苯二甲酸丁二醇酯材质)内部的导向结构向右位移。此时阀芯的密封面与阀体挡块(黄铜材质)紧密贴合,完全关断EXH(排气口)的通路,气流被定向引导至OUT(出气口),最终进入气缸等执行元件完成充气动作。
这一阶段的密封可靠性由双重结构保障:阀芯本身的氢化丁腈橡胶具备优异的弹性形变能力,在压力作用下与挡块形成线密封;带排气口接头型(无“S”后缀)额外配备丁腈橡胶O形圈,进一步强化IN与EXH之间的隔离效果,避免供气时出现串气泄漏,确保执行器稳定升压。
2. 排气触发:阀芯反向切换,开通高速排气通道
当气动系统需要执行器复位时,IN口的供气压力骤降(低于0.05MPa最低工作压力),此时气缸内的残留压缩空气通过OUT口反向流入阀体内,形成回气压力并作用于阀芯右侧端面。当回气压力大于阀芯左侧的剩余供气压力时,推动阀芯向左复位,脱离阀体挡块并打开EXH口通路。
快速排气的核心优势源于“短路径+大流通”设计:OUT至EXH的有效截面积达1.5~4mm²(如QEL-44P-S为4mm²),较传统通过电磁阀排气的路径缩短80%以上,气流无需经过远端换向阀即可直接排出。以QEL-H66型号为例,排气流量可匹配φ6气管的最大通气能力,使气缸排气时间缩短50%以上,实现高速驱动效果。同时,大气开放型(带“S”后缀)通过排气罩直接将气流排至大气,带排气口接头型则通过φ4/φ6排气接头引导气流至指定位置,适配不同安装环境。
二、辅助机制:快插机械锁定,实现免工具便捷连接
QEL系列内置快插接头结构,通过“锁定爪机械卡紧+弹性体密封”的组合设计,实现气管与阀体的快速组装与可靠固定,无需螺纹紧固或焊接,大幅提升安装效率,这一机制与系列“加装简便”的核心特点直接对应。
1. 气管连接:插入即锁,双重固定防松脱
连接气管时,将φ4或φ6规格的气管沿导环(黄铜材质,带无电解镀镍防锈)插入IN/OUT接口,气管推动不锈钢锁定爪向外张开,直至气管末端触达接口内部的限位结构。此时锁定爪在自身弹性作用下复位,其爪牙嵌入气管外壁的微小纹路中形成机械卡紧;同时,丁腈橡胶材质的弹性体导套被气管挤压发生形变,紧贴气管外壁形成径向密封,阻止气流从接口缝隙泄漏。
该结构的可靠性通过材质与尺寸精准控制保障:不锈钢锁定爪具备优异的抗疲劳性,可承受500次以上插拔而不失效;弹性体导套的内径比气管外径小0.2~0.3mm,确保形变后的密封压力稳定。安装后需按使用规范拉拔气管确认,避免因插入深度不足导致的锁止失效。
2. 气管拆卸:按压解锁,无损分离易维护
需要更换或维护气管时,用手指按压接口外侧的黄铜锁紧环,锁紧环推动锁定爪的扩张端使其再次张开,解除对气管的卡紧作用,此时可轻松拔出气管。这一过程中,弹性体导套恢复原状,不会对气管外壁造成划伤,实现无损拆卸。该设计特别适合自动化生产线的快速换线场景,较传统螺纹接头的拆卸效率提升4倍以上。
三、特色机制:近执行器排气,抑制绝热膨胀结露
QEL系列的工作原理不仅聚焦排气效率,更通过“缩短排气路径”的设计解决气动系统的结露痛点,其核心逻辑是破坏绝热膨胀导致雾气积聚的条件,这与产品文档中“结露对策”的应用场景高度契合。
气动系统排气时,高压空气突然减压会发生绝热膨胀,导致配管内温度瞬间降至大气压露点以下形成雾气。传统系统中,排气需经长距离配管至远端电磁阀,雾气在配管内滞留,随反复供排气积聚液化形成结露,引发执行器生锈或润滑脂老化。QEL系列通过紧凑设计(如QEL-44P-S长度仅41.3mm)可直接安装在靠近气缸的位置,排气路径缩短至10cm以内,雾气在形成后立即通过高速排气通道排出,无法在配管内积聚。同时,插入型型号(如QEL-44P-S)可直接安装至执行器接口,彻底消除局部配管容量差,从源头抑制结露生成。
四、原理协同:材质与结构的性能强化
上述工作机制的稳定运行依赖各部件材质与结构的精准匹配:阀体采用耐臭氧的聚对苯二甲酸丁二醇酯,避免长期使用老化开裂;阀芯的氢化丁腈橡胶耐油耐温(5~60℃),确保在压缩空气含微量油雾的工况下仍能稳定密封;不锈钢锁定爪与黄铜部件的组合则兼顾防锈性与机械强度,适配工业环境的湿度变化。这些设计使QEL系列在实现核心功能的同时,满足RoHS环保标准与1.35MPa的耐压要求,确保长期可靠运行。