Wybór zaworu do sterowania napędem pneumatycznym może wydawać się prosty. Kiedyś być może tak było, bo jeszcze kilka lat temu obowiązywała zasada, że do napędu pasował taki zawór, który miał takie same gwinty przyłączeniowe. Dziś, w dobie szeroko zakrojonej automatyzacji, wybór wymaga jednak znacznie większej uwagi, ponieważ parametry zaworów wzrosły wielokrotnie.
Główne rodzaje zaworów:
- zawory elektromagnetyczne
- zawory solenoidowe
- zawory sterowane pneumatycznie
- zawory sterowane ręcznie
- zawory nożne
@KATEGORIE@(/solenoidove-ventily/)(10,random)(slider)
Zawory wykorzystuje się nie tylko do sterowania napędem pneumatycznym. Ich zastosowanie znajdziemy również w hydraulicznych układach rozdzielczych, najczęściej w konfiguracjach z zaworem grzybkowym lub z cewką. Gdy cewka elektromagnetyczna jest pod napięciem, staje się elektromagnesem i wytwarza siłę magnetyczną. Siła ta umożliwia ruch rdzenia wewnątrz zaworu. W ten sposób zawór otwiera się i zamyka. Zawory mają różne funkcje, na przykład 5/3, 3/2, 5/2, albo mogą być sterowane elektrycznie. Najpowszechniejsze zawory elektromagnetyczne to dwudrogowe, dwupołożeniowe zawory grzybkowe, które po prostu otwierają się i zamykają, aby umożliwić przepływ, gdy ich cewka jest pod napięciem.
Dzisiejsze złożone zawory to nie tylko funkcja otwierania i zamykania. Wyobraźmy sobie na przykład, że jeszcze długo przed faktycznym otwarciem w dużym zaworze wysuwa się miniaturowy siłownik. A to jeden ze stu przykładów tego, co może dziać się wewnątrz konstrukcji. Jak można się domyślać, często nie decyduje podawany w katalogu czas otwarcia zaworu, bo może on być dłuższy niż cały przebieg. Dobrze, że mamy do dyspozycji szczegółowe schematy, które mogą nam pomóc się zorientować.
Symbole schematyczne zaworów
- każde położenie zaworu jest symbolizowane własnym kwadratem, w którym zaznaczono połączenie wejść, wyjść i odpowietrzeń w danym położeniu (czyli: jeśli symbol zawiera 2 kwadraty, jest to zawór 2-położeniowy, jeśli zawiera 3 kwadraty, jest to zawór 3-położeniowy itp.)
- numeracja lub literowe oznaczenie przyłączy znajduje się zawsze przy kwadracie symbolizującym położenie podstawowe
- strzałki łączące przyłącza wskazują kierunek przepływu powietrza; jeśli strzałki są po obu stronach, zawór można stosować także do przepływu w obu kierunkach
- na dolnej stronie kwadratu umieszcza się zwykle doprowadzenie powietrza i odpowietrzenia, na górnej stronie kwadratu umieszcza się wyjścia z zaworów
- na bocznej stronie kwadratu umieszcza się symbole oznaczające sposób przełączania między poszczególnymi położeniami, przy czym ten kwadrat, przy którym są narysowane, staje się po nadejściu sygnału aktywny (tak jakby przesunął się na miejsce kwadratu położenia podstawowego)
Przykłady symboli
Na tym symbolu widzimy 2 kwadraty, jest to więc zawór dwupołożeniowy. Na symbolu widoczne są wyjścia 2 i 4 (u góry), odpowietrzenia 3 i 5 oraz doprowadzenie 1 (na dole). Razem daje to 5 dróg, jest to zatem zawór 5/2. Oznaczenie liczbowe przyłączy znajduje się przy prawym kwadracie, tutaj mieści się więc położenie podstawowe zaworu. W tym położeniu powietrze płynie z doprowadzenia 1 na wyjście 2, natomiast wyjście 4 jest połączone z odpowietrzeniem 5. Odpowietrzenie 3 jest zamknięte. Po lewej stronie symbolu zaznaczono sterowanie rolką, jest to więc zawór sterowany mechanicznie. Po naciśnięciu rolki zawór przestawia się zgodnie z lewym kwadratem (sąsiaduje z symbolem rolki). W drugim położeniu doprowadzenie 1 łączy się z wyjściem 4, a odwrotnie wyjście 2 zostaje połączone z odpowietrzeniem 3, odpowietrzenie 5 jest teraz zamknięte. Naciśnięcie rolki spowodowało więc zamianę wyjść 2 i 4. Po prawej stronie symbolu znajduje się sprężyna, co oznacza, że do położenia podstawowego zawór wraca samoczynnie, za pomocą sprężyny mechanicznej.
@KATEGORIE@(/ventily-a-prislusenstvi--elektricke-a-pneumaticke/)(15,random)(slider)
W drugim przykładzie mamy znów zawór dwupołożeniowy. Przy położeniu podstawowym widzimy oznaczenia liczbowe 1 - doprowadzenie, 2 - wyjście i 3 - odpowietrzenie. Jest to więc zawór trójdrogowy (sygnałów 12 i 10 nie liczymy do dróg). W położeniu podstawowym doprowadzenie jest zamknięte, a wyjście połączone z odpowietrzeniem. Sygnał 12 (strzałka oznacza sygnał powietrzny) z lewej strony przestawia zawór do położenia zgodnego z lewym kwadratem, tzn. wejście łączy się z wyjściem 2 (dlatego sygnał oznaczono 12 = 10 + 2). Po zaniku sygnału 12 zawór pozostaje poza położeniem podstawowym (funkcja bistabilna) i pozostaje w nim, dopóki z prawej strony nie nadejdzie sygnał 10, który aktywuje położenie podstawowe (10 = 10 + 0, tzn. zamyka zawór). Po bokach można jeszcze zobaczyć miniaturowe symbole przycisków. Przedstawiają one tzw. pomocnicze sterowanie ręczne, a zawór można awaryjnie przestawić np. wkrętakiem.
Różnice między zaworami
Duża liczba schematów podpowiada nam, że istnieje też duża liczba rodzajów zaworów. Mogą być zarówno samodzielne, jak i stanowić część terminala zaworowego. Dostosowanie dotyczy również szybkości przełączania (wyjątkowo szybkie procesy obsługują specjalne, tzw. szybkie zawory, które przełączają nawet dziesięciokrotnie szybciej niż zawory zwykłe, bo czas otwarcia może wynosić nawet 1 ms), a różna jest także średnica nominalna, gwint przyłączeniowy, przepływ czy sposób 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, pomocny może być również schemat. Funkcje przedstawiliśmy już powyżej, ale co z tymi wszystkimi liczbami, które są na schematach? Co oznaczają te oznaczenia? Opisują, czy chodzi o doprowadzenie, wyjście, odpowietrzenie czy przyłącze sterujące. W praktyce możliwe są oba oznaczenia (liczby lub litery), nowocześniejsze jest jednak oznaczanie za pomocą liczb.
Ciśnienie robocze jest również kluczowym parametrem. Ustalenie, czy ciśnienie medium (przy zaworach w specyfikacji zawsze podano, do jakiego medium służą) odpowiada ciśnieniu roboczemu zaworu, to zatem krok, którego nie da się pominąć. Błędne określenie ciśnienia roboczego/różnicowego może prowadzić do niesprawności, a nawet do uszkodzenia wnętrza zaworu. Do prawidłowego działania pośrednio sterowanego zaworu elektromagnetycznego zwykle potrzebne jest ciśnienie różnicowe co najmniej 0,5 bar, a zawory elektromagnetyczne sterowane bezpośrednio działają niezależnie od ciśnienia zewnętrznego.
Temperatura robocza to kolejny parametr, który musi Cię interesować. Zawory zawierają różne uszczelnienia (np. NBR), które są wrażliwe na nieodpowiednią temperaturę. Elementy uszczelniające mogą wtedy stracić swoje właściwości i zawór zacznie pracować nieprawidłowo. Materiał korpusu zaworu - anodowane aluminium, mosiądz lub stal nierdzewna - jest wprawdzie znacznie odporniejszy na temperaturę, mimo to temperaturę roboczą trzeba respektować. Może ona wynosić na przykład -10/+60 °C (najczęstszy zakres temperatury roboczej zaworów). Zastosowany materiał różni się głównie w zależności od obszaru zastosowania.
Średnica nominalna oznaczana jest jako DN (Diameter Nominal - średnica nominalna). Jest to wartość podająca przybliżoną najmniejszą średnicę wewnętrzną w zaworze. Wewnątrz może ona bowiem być mniejsza, niż widzimy okiem na wejściu/wyjściu. Zawsze starannie sprawdzaj te dane. Najczęściej zawory do automatyki mają średnicę nominalną DN 6,5, 8 do 15 mm.
Przepływ podawany jest najczęściej w litrach na minutę. Ponieważ zawory zwykle obsługują np. siłowniki, technik musi obliczyć, w ile sekund siłownik ma się napełnić i wykonać swoje zadanie. Można to też wyregulować regulatorem w przypadku, gdy układ jest przewymiarowany, ale odwrotnie już się nie da. W układzie niedowymiarowanym siłownik nie wysunie się tak szybko, jak trzeba. Obliczenie objętości wszystkich siłowników lub innych urządzeń, które będą sterowane, wcale nie musi być proste. Dlatego warto skonsultować się z nami. Mamy za sobą wiele realizacji.
Pobór mocy cewki należy do kolejnych parametrów, które trzeba brać pod uwagę. Nieprawidłowo dobrany pobór mocy cewki negatywnie wpływa na działanie zaworu. Parametr ten odpada w wersjach sterowanych ręcznie lub w zaworach, które są sterowane pneumatycznie. Oznaczenie może mieć na przykład postać 3W lub 4,2 VA. Jeśli spotkasz się z określeniami VAC i VDC, w pierwszym przypadku chodzi o prąd przemienny, a w drugim o prąd stały.
Gdy masz już wybrany zawór lub zawory, można je zamontować - dla większej przejrzystości i schematyczności - na terminalu zaworowym, czyli płycie bazowej. Tworząc taki terminal, czyli wyspę zaworową, oszczędzasz też maksimum miejsca i ułatwiasz ewentualną pracę także ustawiaczom linii produkcyjnej czy zakładu, w którym zawory są potrzebne. A jeśli dojdziesz aż tutaj, do montażu zaworów na wyspie, samodzielnie, jesteś naprawdę zdolny i kłaniamy się Twojej wiedzy. Wybranie właściwego zaworu nie jest bowiem niczym łatwym i klienci często zwracają nam zawory, ponieważ wybór nie był właściwy i zawór nie zdołał spełnić wymaganej funkcji. Dlatego daj nam znać w każdej chwili, gdy chodzi o decyzję, co do której nie masz pewności.