Wybór zaworu do sterowania napędem pneumatycznym może wydawać się prosty. Być może tak było w przeszłości, ponieważ jeszcze kilka lat temu obowiązywała zasada, że do napędu pasował zawór o takich samych gwintach przyłączeniowych. Obecnie jednak, w dobie rozległej automatyzacji, przy wyborze wymagana jest znacznie większa ostrożność, ponieważ parametry zaworów uległy wielokrotnemu zwiększeniu.
Główne rodzaje zaworów:
- zawory elektromagnetyczne
- zawory solenoidowe
- zawory sterowane pneumatycznie
- zawory sterowane ręcznie
- zawory nożne
@KATEGORIE@(/solenoidove-ventily/)(10,random)(slider)
Zawory są wykorzystywane nie tylko do sterowania napędem pneumatycznym. Znajdują one również zastosowanie w hydraulicznych systemach rozdzielczych, najczęściej w konfiguracjach z zaworem gniazdowym lub suwakiem. Gdy cewka elektromagnetyczna znajduje się pod napięciem, staje się elektromagnesem i generuje siłę magnetyczną. Siła ta umożliwia ruch rdzenia wewnątrz zaworu. W ten sposób zawór otwiera się i zamyka. Zawory mają różne funkcje, takie jak 5/3, 3/2, 5/2 lub mogą być sterowane elektrycznie. Najpopularniejszymi zaworami elektromagnetycznymi są dwudrogowe, dwupołożeniowe zawory gniazdowe, które po prostu otwierają się i zamykają, umożliwiając przepływ, gdy ich cewka jest pod napięciem.
Dzisiejsze skomplikowane zawory to nie tylko funkcja otwierania i zamykania. Wyobraź sobie na przykład, że na długo przed faktycznym otwarciem wysuwa się miniaturowy siłownik na dużym zaworze. A to tylko jeden ze stu przykładów tego, co może dziać się wewnątrz konstrukcji. Jak można się domyślić, czas otwarcia zaworu podany w katalogu często nie jest decydujący, ponieważ cały proces może trwać dłużej. Całe szczęście, że mamy do dyspozycji szczegółowe schematy, które pomagają nam się zorientować.
Symbole schematyczne zaworów
- każde położenie zaworu jest symbolizowane przez własny kwadrat, w którym narysowane jest połączenie wejść, wyjść i odpowietrzeń w danym położeniu (czyli: jeśli symbol zawiera 2 kwadraty, jest to zawór 2-położeniowy, jeśli 3 kwadraty - 3-położeniowy itp.)
- numeracja lub oznaczenie literowe przyłączy zawsze znajduje się przy kwadracie symbolizującym położenie podstawowe
- strzałki łączące przyłącza wskazują kierunek przepływu powietrza; w przypadku, gdy strzałki znajdują się po obu stronach, zawór może być również używany do przepływu w obu kierunkach
- na dolnym boku kwadratu z reguły umieszcza się zasilanie powietrzem i odpowietrzenia, a na górnym boku - wyjścia z zaworów
- na bocznym boku kwadratu umieszcza się symbole oznaczające sposób przełączania między poszczególnymi położeniami, przy czym kwadrat, przy którym są one narysowane, staje się aktywny po nadejściu sygnału (tak jakby przesunął się na miejsce kwadratu położenia podstawowego)
Przykłady symboli
Na tym symbolu widzimy 2 kwadraty, jest to więc zawór dwupołożeniowy. Na symbolu widać wyjścia 2 i 4 (na górze), odpowietrzenia 3 i 5 oraz zasilanie 1 (na dole). Razem daje to 5 dróg, więc jest to zawór 5/2. Oznaczenie liczbowe przyłączy znajduje się przy prawym kwadracie, co oznacza, że to tutaj znajduje się położenie podstawowe zaworu. W tym położeniu powietrze płynie z zasilania 1 do wyjścia 2, podczas gdy wyjście 4 jest połączone z odpowietrzeniem 5. Odpowietrzenie 3 jest zamknięte. Na lewej stronie symbolu zaznaczono sterowanie rolką, jest to więc zawór sterowany mechanicznie. Po naciśnięciu rolki następuje przestawienie zaworu zgodnie z lewym kwadratem (sąsiadującym z symbolem rolki). W drugim położeniu zasilanie 1 łączy się z wyjściem 4, a wyjście 2 łączy się z odpowietrzeniem 3; odpowietrzenie 5 jest teraz zamknięte. Naciśnięcie rolki spowodowało zatem zamianę wyjść 2 i 4. Po prawej stronie symbolu znajduje się sprężyna, co oznacza, że do położenia podstawowego zawór powraca samoczynnie, za pomocą sprężyny mechanicznej.
@KATEGORIE@(/ventily-a-prislusenstvi--elektricke-a-pneumaticke/)(15,random)(slider)
Na drugim przykładzie znów mamy zawór dwupołożeniowy. Przy położeniu podstawowym widzimy oznaczenie liczbowe 1-zasilanie, 2-wyjście i 3-odpowietrzenie. Jest to więc zawór trzydrogowy (sygnałów 12 i 10 nie wliczamy do dróg). W położeniu podstawowym zasilanie jest zamknięte, a wyjście jest połączone z odpowietrzeniem. Sygnał 12 (strzałka oznacza sygnał pneumatyczny) z lewej strony przestawia zawór do położenia według lewego kwadratu, tj. wejście łączy się z wyjściem 2 (dlatego sygnał oznaczony jest 12 = 10 + 2). Po ustaniu sygnału 12 zawór pozostaje poza położeniem podstawowym (funkcja bistabilna) i zostaje w nim, dopóki z prawej strony nie nadejdzie sygnał 10, który aktywuje położenie podstawowe (10 = 10 + 0, tj. zamyka zawór). Po bokach można jeszcze dostrzec miniaturowe symbole przycisków. Przedstawiają one tzw. pomocnicze sterowanie ręczne, dzięki któremu zawór można awaryjnie przestawić, np. za pomocą śrubokręta.
Różnice między zaworami
Znaczna liczba schematów podpowiada nam, że istnieje również znaczna liczba rodzajów zaworów. Mogą być one zarówno samodzielne, jak i stanowić część wyspy zaworowej. Dostosowanie dotyczy również prędkości przełączania (wyjątkowo szybkie procesy zapewniają specjalne tzw. zawory szybkie, które przełączają nawet dziesięciokrotnie szybciej niż standardowe zawory, ponieważ czas otwarcia może wynosić nawet 1 ms), a także średnicy nominalnej, gwintu przyłączeniowego, przepływu czy sterowania. Nie pozostaje więc nic innego, jak wszystko przemyśleć i przeliczyć.
Najważniejsze parametry:
- funkcja
- przyłącze gwintowane
- ciśnienie robocze
- temperatura robocza
- średnica nominalna
- przepływ
- pobór mocy cewki
Funkcja zaworu jest zawsze opisana w specyfikacji, a pomocny może być również schemat. Funkcje omówiliśmy już wyżej, ale co z tymi wszystkimi liczbami, które znajdują się na schematach? Co oznaczają te oznaczenia? Określają one, czy jest to zasilanie, wyjście, odpowietrzenie czy przyłącze sterujące. W praktyce możliwe są oba oznaczenia (liczby lub litery), jednak bardziej nowoczesne jest oznaczanie za pomocą liczb.
Ciśnienie robocze to również kluczowy parametr. Ustalenie, czy ciśnienie medium (w przypadku zaworów w specyfikacji zawsze podane jest, do jakiego medium służą) odpowiada ciśnieniu roboczemu zaworu, jest krokiem, którego nie można pominąć. Błędne określenie ciśnienia roboczego/różnicowego może prowadzić do awarii, a nawet uszkodzenia elementów wewnętrznych zaworu. Dla prawidłowego działania zaworu elektromagnetycznego z serwowspomaganiem (pośredniego działania) typowe ciśnienie różnicowe wynosi co najmniej 0,5 bar, podczas gdy zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania działają niezależnie od ciśnienia zewnętrznego.
Temperatura robocza to kolejny parametr, na który musisz zwrócić uwagę. Zawory zawierają różne uszczelnienia (np. NBR), które są wrażliwe na nieodpowiednią temperaturę. Elementy uszczelniające mogą wtedy stracić swoje właściwości, a zawór zacznie działać nieprawidłowo. Materiał korpusu zaworu - anodyzowane aluminium, mosiądz lub stal nierdzewna - jest wprawdzie znacznie bardziej odporny na temperatury, niemniej jednak należy przestrzegać temperatury roboczej. Może to być na przykład -10/+60 °C (najczęstszy zakres temperatury roboczej dla zaworów). Zastosowany materiał różni się głównie w zależności od obszaru zastosowania.
Średnica nominalna oznaczana jest jako DN (Diameter Nominal). Jest to wartość określająca przybliżoną najmniejszą średnicę wewnętrzną w zaworze. Może być ona wewnątrz mniejsza, niż to, co widzimy gołym okiem na wejściu/wyjściu. Zawsze dokładnie sprawdzaj te dane. Najczęściej zawory do automatyzacji mają średnicę nominalną DN 6,5, od 8 do 15 mm.
Przepływ najczęściej podawany jest w litrach na minutę. Ponieważ zawory zazwyczaj obsługują np. siłowniki - technik musi obliczyć, w ile sekund siłownik ma się napełnić i wykonać swoją funkcję. Można to również wyregulować za pomocą dławika, jeśli system jest przewymiarowany, ale w odwrotną stronę to nie zadziała. W niedowymiarowanym systemie siłownik nie wysunie się tak szybko, jak to konieczne. Obliczenia objętości wszystkich siłowników lub innych urządzeń, które będą sterowane, wcale nie muszą być łatwe. Dlatego warto skonsultować się z nami. Mamy za sobą wiele realizacji.
Pobór mocy cewki to kolejny parametr, który należy wziąć pod uwagę. Niewłaściwie dobrany pobór mocy cewki negatywnie wpływa na pracę zaworu. Parametr ten odpada w przypadku wersji sterowanych ręcznie lub zaworów sterowanych pneumatycznie. Oznaczenie może występować na przykład w postaci 3W lub 4,2 VA. Jeśli spotkasz się z wyrażeniami VAC i VDC, to pierwsze oznacza prąd przemienny, a drugie prąd stały.
Gdy masz już wybrany zawór lub zawory, można je zainstalować dla lepszej przejrzystości i schematyczności na terminalu zaworowym - płycie bazowej. Tworząc taki terminal, czyli wyspę zaworową, oszczędzasz również maksimum miejsca i ułatwiasz ewentualną pracę ustawiaczom linii produkcyjnej lub zakładu, w którym zawory są potrzebne. A jeśli dotrzesz aż tutaj, do samodzielnej instalacji zaworów na wyspie, to jesteś naprawdę zdolny i chylimy czoła przed Twoją wiedzą. Wybór odpowiedniego zaworu to nic prostego i często klienci zwracają nam zawory, ponieważ wybór nie był właściwy i zawór nie był w stanie spełnić wymaganej funkcji. Dlatego daj nam znać w każdej chwili, gdy masz do podjęcia decyzję, co do której nie jesteś pewien.