Što je pneumatski elektromagnetski ventil i prvu odluku koju trebate donijeti
Pneumatski elektromagnetski ventil je elektromehanički usmjereni ventil koji koristi električni svitak za otvaranje, zatvaranje ili preusmjeravanje komprimiranog zraka. Najizravniji odgovor za većinu projekata automatizacije je: prvo odaberite funkciju ventila, zatim veličinu protoka, zatim napon i stil montaže.
Ako upravljate cilindrom s dvostrukim djelovanjem, a 5/2 pilotski ventil je konvencionalno polazište. Ako upravljate cilindrom s jednostrukim djelovanjem, a 3/2 ventil obično je dovoljno. Ako trebate samo blokirati ili ispustiti zrak, a 2/2 ventil će obaviti posao.
Praktični proces odabira uključuje tri koraka: definiranje funkcije ventila, izračun potrebnog protoka i usklađivanje električnih i instalacijskih uvjeta. Odjeljci u nastavku detaljno objašnjavaju svaki korak, s određenim tehničkim točkama koje čine razliku između pouzdanog stroja i kroničnog problema održavanja.
Kako radi pneumatski elektromagnetski ventil?
Princip rada je jednostavan u konceptu: električna zavojnica stvara magnetsko polje, magnetsko polje pomiče klip ili armaturu, a taj pokret pomiče kalem ili mlaznicu unutar tijela ventila. Pomaknuti element povezuje različite otvore tako da zrak može strujati u jednom ili drugom smjeru.
- Zavojnica – pretvara električnu energiju u magnetsku silu.
- Klip ili armatura – kreće se kao odgovor na magnetsko polje.
- Jezgra cijevi – vodi i štiti pokretni dio.
- Povratna opruga – vraća ventil u njegov normalan položaj nakon prekida napajanja.
- Kalem ili kuglica – mijenja veze između portova.
- Tijelo ventila – nosi ulazne, izlazne i ispušne otvore.
- Brtve i sjedište – držite unutarnje prolaze odvojene i kontrolirajte curenje.
Solenoidni ventili s izravnim djelovanjem
Ventili s izravnim djelovanjem ne trebaju minimalni radni tlak. Zavojnica mora biti dovoljno jaka da pomiče kalem ili mlaznicu protiv povratne opruge i tlaka sustava. Budući da je magnetska sila ograničena, ventili s izravnim djelovanjem obično se koriste za male protoke i male veličine otvora. Dobro rade za cilindre s jednostrukim djelovanjem, upravljačke krugove pilota i aplikacije za ispuhivanje zraka. Za usluge niskog protoka koje zahtijevaju pouzdano prebacivanje s nultog tlaka, CKT VT307 ventil sa sjedištem izravnog djelovanja 3-putni elektromagnetski ventil je tipičan primjer.
Dobavljači 3-smjernog elektromagnetskog ventila serije VT307 s izravnim djelovanjem, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic je Kina veleprodaja VT307 serije ventila s izravnim djelovanjem 3-smjernog elektromagnetskog ventila dobavljača i OEM/ODM tvornice, VT307 serije... Pogledajte proizvod → Solenoidni ventili s pilot-upravljanjem
Ventili kojima se upravlja pomoću malog solenoida usmjeravaju zrak na jedan kraj većeg kalema. Tlak zraka zatim pomiče kalem. Ovaj dizajn je učinkovit jer zavojnica može ostati mala dok ventil podnosi veliki protok. Kompromis je u tome što pilot upravljani ventili zahtijevaju minimalni tlak, obično oko 0,1 do 0,15 MPa , za pouzdano mijenjanje brzina. Za tipični tvornički zrak od 0,4 do 0,8 MPa, 5/2 pilotski ventil kao što je 5-smjerni solenoidni ventil serije CKT 4V je standardni sastavni blok za kontrolu cilindra dvostrukog djelovanja.
Dobavljači 5-smjernih elektromagnetskih ventila serije 4V, OEM/ODM tvornica - Zheji CKT Pneumatic je Kina veleprodaja 4V serije 5-smjernih elektromagnetskih ventila s pilotskim upravljanjem i OEM/ODM tvornica, 4V serije pilot upravljanih ... Pogledajte proizvod → Vrste pneumatskih solenoidnih ventila: objašnjene konfiguracije priključka
Pneumatski elektromagnetski ventili obično se opisuju s dva broja: brojem radnih otvora i brojem položaja. Ventil 3/2 ima tri priključka i dva položaja; ventil 5/2 ima pet otvora i dva položaja. Prvi broj je važniji kada planirate krug jer definira kako se komprimirani zrak dovodi i odvodi.
2/2-putni ventili
Dvopriključni ventili s dva položaja su u biti on/off ventili za zrak. Koriste se nakon jedinice za pripremu zraka, unutar vakuumskih krugova ili bilo gdje gdje se vod mora jednostavno otvoriti ili zatvoriti. Budući da ventil treba prekinuti samo jedan vod, konstrukcija je kompaktna. Za male linije, CKT 2V025 dvosmjerni elektromagnetski ventil izravnog djelovanja je reprezentativna opcija, koja se obično isporučuje u normalno zatvorenoj konfiguraciji.
2V025 serije 2-smjernih elektromagnetskih ventila s izravnim djelovanjem, dobavljači OEM/ODM tvornice - Zhe CKT Pneumatic je Kina veleprodaja 2V025 serije 2V025 dobavljača dvosmjernog elektromagnetskog ventila i OEM/ODM tvornice, 2V025 serija je c... Pogledajte proizvod → 3/2-putni ventili
Tri otvora i dva položaja čine ovaj ventil klasičnim za jednoradne cilindre. Priključak 1 je dovod, priključak 2 ide do cilindra, a priključak 3 je ispuh. U normalno zatvorenom 3/2 ventilu, aktiviranje zavojnice šalje zrak iz priključka 1 u priključak 2; de-energizacija ispušnog priključka 2 do priključka 3. Trosmjerni ventili također se koriste za upravljanje većim ventilima, pogon generatora vakuuma i ispuhivanje dijelova.
5/2-smjerni ventili
Pet otvora i dva položaja standardni su izbor za dvodjelujuće cilindre. Ventil ima jedan dovodni otvor, dva cilindrična otvora i dva ispušna otvora. U jednom položaju, opskrba je spojena na prvi otvor cilindra, a drugi otvor cilindra je iscrpljen; u drugom položaju, opskrba se prebacuje na drugi priključak cilindra, a prvi priključak se iscrpljuje. Ovaj naizmjenični spoj izvlači i uvlači šipku cilindra.
5/3-putni ventili
Ventili s pet priključaka i tri položaja dodaju središnji položaj ventilu 5/2. Središnji položaj može biti zatvoreno središte, središte ispuha ili središte tlaka. Zatvoreno središte je popularno za čvrsto zaustavljanje cilindra u srednjem položaju; ispušni centar omogućuje da cilindar pluta; centar pritiska održava oba otvora pod pritiskom. Središnji tip mijenja način na koji se cilindar ponaša kada su oba solenoida bez napona.
| Konfiguracija | luke | Pozicije | Tipična primjena |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Jednostavan dovod zraka za uključivanje/isključivanje, prebacivanje vakuuma |
| 3/2 | 3 | 2 | Jednoradni cilindri, pilot ventili |
| 5/2 | 5 | 2 | Dvosmjerni cilindri |
| 5/3 | 5 | 3 | Dvosmjerni cilindri with intermediate stop |
Izravna gluma naspram pilotiranja: praktična usporedba
Odabir između ventila s izravnim djelovanjem i ventila s pilotskim upravljanjem ne ovisi o kvaliteti; radi se o operacijskoj ovojnici. Ventili s izravnim djelovanjem rade pri nultom tlaku, ali imaju manji protok. Ventili s pilot-upravljanjem mogu podnijeti veći protok s manjim svitkom, ali trebaju minimalni tlak. Donja tablica sažima razliku u načinu na koji bi dizajner stroja trebao razmišljati o njima.
| Kriterij | Izravna gluma | Upravljan pilotom |
|---|---|---|
| Minimalni tlak | 0 MPa | Tipično 0,1 do 0,15 MPa |
| Zavojnica force needed | Veći u odnosu na kapacitet protoka | Niže, jer zrak pomaže pri mijenjanju brzina |
| Kapacitet protoka | Niže za određenu veličinu tijela | Veći za određenu veličinu tijela |
| Tipična veličina priključka | 1/8 do 1/4 inča | 1/4 do 3/8 inča i više |
| Najprikladnije za | Pilot krugovi, mali cilindri, usluga niskog protoka | Napajanje glavnog aktuatora, visokociklični sustavi |
U praksi, većina proizvodnih strojeva koristi pilot-upravljane ventile za opskrbu glavnog cilindra jer je zahtjev za protokom prevelik za ventil s izravnim djelovanjem iste veličine ulaza. Ventili s izravnim djelovanjem tada se koriste za pilotsku kontrolu ili za primjene gdje se dovod zraka može zatvoriti.
Normalno zatvoren, normalno otvoren ili bistabilan?
Zadano stanje elektromagnetskog ventila određuje što će se dogoditi kada je zavojnica bez napona. Ovo je sigurnosna odluka koliko i funkcionalna, jer položaj ventila nakon gubitka snage može zaustaviti kretanje, osloboditi tlak ili održati proces u tijeku.
Normalno zatvoreni ventili
Kod normalno zatvorenog ventila, dovodni otvor je blokiran kada je zavojnica isključena. Uobičajena primjena je cilindar s jednostrukim djelovanjem: kada se isključi struja, zrak iz cilindra izlazi i cilindar se vraća u položaj opruge. Ovo je obično najsigurniji izbor za vertikalne uređaje za podizanje ili stezanje.
Normalno otvoreni ventili
U normalno otvorenom ventilu, opskrba teče kroz ventil kada je zavojnica isključena. Ovo je korisno kada se protok zraka za hlađenje ili opskrba podmazivanjem moraju nastaviti osim ako se stroj namjerno ne zaustavi. Također se može koristiti kao ispusni ventil koji ostaje otvoren dok miruje.
Bistabilni ili zaporni ventili
Bistabilni ventil ima dva stabilna stanja i drži svoju posljednju poziciju bez kontinuiranog napajanja zavojnice. Troši manje energije i radi hladnije jer se zavojnica napaja samo tijekom prebacivanja. Ograničenje je to što nema definiranu sigurnu poziciju, tako da kontrolni sustav mora eksplicitno rukovati stanjem gubitka napajanja.
Ključne specifikacije koje trebate provjeriti prije kupnje
Solenoidni ventil može izgledati identično, a raditi vrlo različito. Tablica specifikacija u nastavku je minimalni kontrolni popis koji bi trebalo pregledati prije naručivanja ventila za novi stroj.
| Specifikacija | Zašto je važno | Tipični raspon |
|---|---|---|
| Veličina priključka | Definira priključak fitinga i ograničava maksimalni protok. | PT, NPT ili G navoji od 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 inča |
| Cv koeficijent protoka | Pokazuje koliko zraka ventil može propustiti; viši Cv omogućuje brže kretanje cilindra. | 0,2 do 3,0 za većinu solenoidnih ventila |
| Radni tlak | Ventili s izravnim djelovanjem često počinju od 0 MPa; pilotski upravljani ventili trebaju minimalni tlak. | 0 do 1,0 MPa izravno; 0,15 do 0,9 MPa pilot |
| Napon napajanja | Mora odgovarati PLC izlazu, releju ili napajanju. | DC24V, AC110V, AC220V |
| Potrošnja energije | Utječe na porast topline i može li PLC kartica izravno upravljati ventilom. | 2 do 5 W za male industrijske ventile |
| Vrijeme odziva | Utječe na vrijeme ciklusa i sinkronizaciju u strojevima velike brzine. | 10 do 50 ms ovisno o veličini ventila |
| Raspon temperature | Brtve i materijali zavojnice određuju radnu granicu. | 0 do 60 °C tipično; posebne varijante proširuju asortiman |
| Ocjena kućišta | Štiti zavojnicu od prašine i prskanja vodom. | IP65 za okruženja ispiranja |
Od ovih specifikacija, Cv je parametar koji inženjeri najčešće podcjenjuju. Mali 3/2 ventil može imati Cv od oko 0,3, što je u redu za cilindar malog promjera, ali premalo za cilindar promjera 63 mm koji se kreće velikom brzinom. Kao grubo pravilo za dimenzioniranje, odaberite ventil s najmanje Cv 20 do 30 posto više od vašeg izračunatog zahtjeva; ovo ostavlja marginu za gubitke u vodovima, spojeve i starenje brtvila. Izračun se temelji na obujmu cilindra i potrebnoj brzini hoda, a trebate ga provjeriti s podacima proizvođača vašeg cilindra.
Problemi s instalacijom često su uzrokovani neodgovarajućim pritiskom i lošim pristajanjem brtve. Za dublji uvid u interakciju spojeva otvora i materijala za brtvljenje, možete pročitati ovo tehnički pregled usklađenja tlaka i brtvljenja instalacije .
Stilovi montaže: Inline, Manifold i Sub-baze
Inline montaža
Inline montaža znači da se ventil ugrađuje izravno u zračni vod, obično s cijevnim spojnicama na svakom priključku. Jednostavno ga je zamijeniti i lako ga je razumjeti. Ovo je dobar izbor za strojeve s jednim ili dva cilindra, ili za naknadne radove gdje prostor nije kritičan.
Montaža razdjelnika
Montaža razdjelnika postavlja nekoliko ventila na zajedničko postolje sa zajedničkim dovodnim i ispušnim kanalima. Smanjuje cijevi, čini ožičenje čišćim i pojednostavljuje rješavanje problema. Većina obitelji 5/2 solenoidnih ventila nudi ploče razdjelnika za dvije, četiri, šest ili više stanica. Prije nego što se posvetite rasporedu razdjelnika, provjerite je li serija ventila koja vam je potrebna dostupna u verziji za montažu na razdjelnik; možete započeti pregledom asortimana pneumatskih upravljačkih komponenti u CKT katalog proizvoda .
Podbazna ili modularna montaža
Montaža podnožja odvaja tijelo ventila od baze. Ventil se može ukloniti bez ometanja cijevi. Ovo je uobičajeno za veće ventile i za zahtjevne aplikacije gdje je važna brza zamjena.
Odabir temeljen na primjeni i praktični popis za provjeru
Jednoradni cilindar
Za cilindar s jednostrukim djelovanjem koristite ventil 3/2. Ako je cilindar s povratnom oprugom, odaberite normalno zatvoreni ventil kada želite da se cilindar uvuče nakon prekida napajanja. Dodajte ventil za regulaciju brzine na otvor cilindra ako se brzina hoda mora kontrolirati u jednom smjeru.
Dvostruki cilindar
Za cilindar s dvostrukim djelovanjem koristite ventil 5/2. Ako trebate zaustaviti cilindar u srednjem položaju, koristite 5/3 ventil sa zatvorenim središtem. Za duge udarce ili velike brzine ciklusa odaberite veći Cv i provjerite vrijeme odziva. Također uzmite u obzir ravnotežu sila na oba otvora cilindra, jer nejednak pritisak može uzrokovati pomicanje.
Rukovanje vakuumom
Mnogi vakuumski sustavi koriste elektromagnetski ventil 3/2 ili 2/2 neposredno ispred generatora vakuuma za uključivanje i isključivanje vakuuma. Za otpuštanje izradaka, brzi ispušni ventil ili vakuumski sigurnosni ventil oslobađaju dio brže. Veličina elektromagnetskog ventila ne mora biti velika jer generator vakuuma upravlja protokom; potrebno je prebaciti samo pilot protok u Venturijevu cijev. Ovdje su posebno korisni mali ventili s izravnim djelovanjem.
Proizvođač s dugim iskustvom u radu elektromagnetskog ventila može pojednostaviti ovaj postupak odabira. CKT Pneumatic, koji je započeo s 4V solenoidnim ventilima 2002. godine i od tada se proširio na širok asortiman interno proizvedenih pneumatskih komponenti, jedan je primjer dobavljača s praktičnom inženjerskom poviješću u ovom području.
Koristite sljedeći kontrolni popis kada budete spremni naručiti:
- Definirajte tip aktuatora: jednodjelni, dvostruki, pilot ili vakuumski.
- Izračunajte ili procijenite potrebni protok i pretvorite ga u minimalni Cv.
- Odaberite konfiguraciju priključka: 2/2, 3/2, 5/2 ili 5/3.
- Odaberite radni napon i provjerite može li PLC dati udarnu struju i struju zadržavanja.
- Provjerite raspon radnog tlaka u odnosu na minimalni pilot tlak.
- Odaberite stil montaže: inline, razdjelnik ili podbaza.
- Potvrdite temperaturu okoline i kompatibilnost materijala brtve.
- Provjerite ocjenu kućišta ako je ventil blizu područja ispiranja ili prašine.
Rješavanje problema i održavanje
Uobičajene greške i popravci
| Simptom | Vjerojatni uzrok | Praktični popravak |
|---|---|---|
| Ventil se ne pomiče | Nema pilotskog tlaka; kalem zaglavljen | Provjerite dovod i pilot tlak; čisti kalem |
| Zavojnica overheats | Pogrešan napon; kontinuirana dužnost | Napon podudaranja; smanjiti rad ili poboljšati hlađenje |
| Cilindar puzi | Unutarnje curenje; istrošenost brtve | Zamijenite brtve ili zamijenite ventil |
| Zvuk zujanja | Labava jezgra; Zračni raspor zavojnice izmjenične struje | Zategnite montažu; zamijenite zavojnicu ako je oštećena |
| Sporo aktiviranje | Nizak Cv; blokiran prigušivač ili ispuh | Provjerite Cv; očistite prigušivač ispušnih plinova i cijevi |
Savjeti za preventivno održavanje
- Održavajte komprimirani zrak čistim i suhim i redovito provjeravajte filtar zraka.
- Održavajte ulazni tlak unutar nazivnog raspona za tip ventila.
- Ciklus praznih ventila barem jednom mjesečno kako biste spriječili zapinjanje kalema.
- Češće provjeravajte svitak i brtve kod primjene na visokim temperaturama.
- Nemojte dodavati mazivo osim ako to ne zahtijeva specifikacija ventila; mnogi moderni ventili su unaprijed podmazani.
- Zamijenite oštećene prigušivače jer blokirani ispušni ventil može učiniti da se ventil ponaša kao manji ventil.
Često postavljana pitanja o pneumatskim elektromagnetskim ventilima
Koja je razlika između 2/2 i 3/2 solenoidnog ventila?
Ventil 2/2 ima dva otvora i dva položaja; jednostavno otvara ili zatvara jednu zračnu liniju. Ventil 3/2 ima tri priključka i dva položaja; može dovoditi zrak u uređaj i zatim ispuštati taj isti vod. Koristite 3/2 ventil kada trebate naizmjenično stvarati tlak i odzračivati cilindar ili pilot komoru.
Može li elektromagnetski ventil s izravnim djelovanjem raditi pri nultom tlaku?
Da. Ventili s izravnim djelovanjem ne zahtijevaju minimalni tlak za prebacivanje; rade od 0 MPa do nazivnog tlaka. To ih čini prikladnima za pilot upravljačke krugove i aplikacije s malim protokom gdje glavni vod može biti potpuno zatvoren.
Kako da izračunam CV koji mi je potreban?
Počnite s provrtom cilindra, hodom i željenim vremenom ciklusa. Upotrijebite potrošnju zraka po minuti i raspoloživi tlak kako biste pronašli traženi Cv. Ako nemate softver za izračun, upotrijebite jednostavno pravilo: odaberite ventil s Cv 20 do 30 posto većim od vašeg izračunatog broja, zatim provjerite s podacima proizvođača cilindra.
Zašto se moj solenoidni ventil pregrijava?
Najčešći uzroci su pogrešan napon, kontinuirano napajanje zavojnicom naznačenom za povremeni rad ili slabo odvođenje topline oko zavojnice. Provjerite nazivnu vrijednost svitka, stabilnost napona napajanja i radni ciklus aplikacije.
Koji napon trebam izabrati?
DC24V je najčešći izbor za strojeve kojima upravlja PLC jer je siguran, jednostavan i kompatibilan s većinom kontrolera. AC110V i AC220V još uvijek se koriste u jednostavnijim krugovima ili starim pločama. Precizno uskladite napon, jer čak i kratki prenapon može pregorjeti zavojnicu.
Trebam li odabrati normalno otvoreni ili normalno zatvoreni ventil?
Odaberite na temelju sigurnog ponašanja koje vam je potrebno. Ako stanje bez napona mora zaustaviti protok zraka ili uvući cilindar, koristite normalno zatvoren. Ako stanje bez napona mora održavati strujanje zraka kako bi se spriječio gubitak tlaka ili održalo hlađenje, koristite normalno otvoreno.
