Ce este o supapă electromagnetică pneumatică și prima decizie pe care trebuie să o iei
O supapă solenoidală pneumatică este o supapă direcțională electromecanică care utilizează o bobină electrică pentru a deschide, închide sau redirecționa aerul comprimat. Răspunsul cel mai direct pentru majoritatea proiectelor de automatizare este: alegeți mai întâi funcția supapei, apoi mărimea debitului, apoi tensiunea și stilul de montare.
Dacă controlați un cilindru cu dublă acțiune, a 5/2 supapă pilotată este punctul de plecare convențional. Dacă controlați un cilindru cu acțiune simplă, a supapa 3/2 este de obicei suficient. Dacă trebuie doar să blocați sau să eliberați aerul, a 2/2 supapă va face treaba.
Procesul practic de selecție presupune trei pași: definiți funcția supapei, calculați debitul necesar și potriviți condițiile electrice și de instalare. Secțiunile de mai jos explică fiecare pas în detaliu, cu puncte tehnice specifice care fac diferența între o mașină fiabilă și o problemă cronică de întreținere.
Cum funcționează o supapă electromagnetică pneumatică?
Principiul de funcționare este simplu în concept: o bobină electrică creează un câmp magnetic, câmpul magnetic mișcă un piston sau o armătură, iar această mișcare schimbă o bobină sau o valvă în interiorul corpului supapei. Elementul deplasat conectează diferite porturi, astfel încât aerul să poată curge într-o direcție sau alta.
- Bobina – transformă energia electrică în forță magnetică.
- Piston sau armătură – se mișcă ca răspuns la câmpul magnetic.
- Tub de miez – ghidează și protejează partea în mișcare.
- Primăvara de întoarcere – readuce supapa în poziția normală când este întreruptă alimentarea.
- Bobină sau poppet – modifică conexiunile dintre porturi.
- Corpul supapei – transportă porturile de admisie, de evacuare și de evacuare.
- Sigilii si scaun – mențineți pasajele interne separate și controlați scurgerile.
Electrovalve cu acțiune directă
Supapele cu acțiune directă nu au nevoie de o presiune minimă de funcționare. Bobina trebuie să fie suficient de puternică pentru a deplasa bobina sau clapeta împotriva arcului de retur și a presiunii sistemului. Deoarece forța magnetică este limitată, supapele cu acțiune directă sunt utilizate în mod normal pentru debite mici și orificii de dimensiuni mici. Ele funcționează bine pentru cilindri cu acțiune simplă, circuite de control pilot și aplicații de suflare a aerului. Pentru servicii cu debit scăzut care necesită comutare fiabilă de la presiune zero, CKT VT307 supapă cu scaun cu acțiune directă Electrovalvă cu 3 căi este un exemplu tipic.
Seria VT307 Supapă cu scaun cu acțiune directă Furnizori de supape electromagnetice cu 3 căi, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic este un furnizor de electrovalve cu 3 căi de supapă cu scaun cu acțiune directă din seria VT307 din China și o fabrică OEM/ODM, seria VT307... Vizualizare produs → Electrovalve acționate cu pilot
Supapele acţionate cu pilot folosesc un mic solenoid pentru a direcţiona aerul către un capăt al unei bobine mai mari. Presiunea aerului mută apoi bobina. Acest design este eficient deoarece bobina poate rămâne mică în timp ce supapa gestionează un debit mare. Compartimentul este că supapele acţionate pilot necesită o presiune minimă, de obicei în jur 0,1 până la 0,15 MPa , pentru a schimba în mod fiabil. Pentru aerul tipic din fabrică la 0,4 până la 0,8 MPa, o supapă 5/2 acţionată pilot, cum ar fi Electrovalvă cu 5 căi comandată cu pilot seria CKT 4V este blocul standard pentru controlul cilindrului cu dublă acțiune.
Furnizori de electrovalve cu 5 căi comandate cu pilot seria 4V, fabrică OEM/ODM - Zheji CKT Pneumatic este un furnizor en-gros din China de electrovalve cu 5 căi acționate cu pilot din seria 4V și o fabrică OEM/ODM, operată cu pilot din seria 4V... Vizualizare produs → Tipuri de electrovalve pneumatice: Configurații de porturi explicate
Electrovalvele pneumatice sunt de obicei descrise cu două numere: numărul de porturi de lucru și numărul de poziții. O supapă 3/2 are trei porturi și două poziții; o supapă 5/2 are cinci porturi și două poziții. Primul număr este mai important atunci când planificați circuitul, deoarece definește modul în care este furnizat și evacuat aerul comprimat.
Supape cu 2/2 căi
Supapele cu două porturi și două poziții sunt, în esență, supape de pornire/oprire pentru aer. Sunt folosite după unitatea de preparare a aerului, în interiorul circuitelor de vid sau oriunde trebuie pur și simplu deschisă sau închisă o linie. Deoarece supapa trebuie să întrerupă doar o linie, construcția este compactă. Pentru linii mici, the Electrovalvă cu 2 căi cu acțiune directă CKT 2V025 este o opțiune reprezentativă, furnizată în mod obișnuit într-o configurație normal închisă.
Furnizori de electrovalve cu 2 căi cu acțiune directă seria 2V025, fabrică OEM/ODM - Zhe CKT Pneumatic este un furnizor de electrovalve cu 2 căi cu acțiune directă din seria 2V025 din China și o fabrică OEM/ODM, seria 2V025 este un... Vizualizare produs → Supape cu 3/2 căi
Trei orificii și două poziții fac din aceasta supapa clasică pentru cilindrii cu acțiune simplă. Orificiul 1 este alimentarea, orificiul 2 merge la cilindru, iar orificiul 3 este evacuarea. Într-o supapă 3/2 normal închisă, punerea sub tensiune a bobinei trimite aer din portul 1 în portul 2; dezactivarea eșapamentului portul 2 la portul 3. Supapele cu trei căi sunt, de asemenea, folosite pentru a pilota supape mai mari, pentru a acționa generatoare de vid și pentru a elimina piesele.
Supape cu 5/2 căi
Cinci porturi și două poziții sunt alegerea standard pentru cilindrii cu dublă acțiune. Supapa are un orificiu de alimentare, două orificii de cilindru și două orificii de evacuare. Într-o poziție, alimentarea este conectată la primul orificiu de cilindru și cel de-al doilea orificiu de cilindru este epuizat; în cealaltă poziție, alimentarea este comutată la al doilea orificiu de cilindru și primul orificiu este epuizat. Această legătură alternativă extinde și retrage tija cilindrului.
Supape cu 5/3 căi
Supape cu cinci orificii și trei poziții adaugă o poziție centrală unei supape 5/2. Poziția centrală poate fi centru închis, centru de evacuare sau centru de presiune. Centrul închis este popular pentru oprirea fermă a unui cilindru într-o poziție intermediară; centrul de evacuare permite cilindrului să plutească; Centrul de presiune menține ambele porturi sub presiune. Tipul de centru modifică modul în care se comportă cilindrul atunci când ambii solenoizi sunt deconectați.
| Configurare | Porturi | Poziții | Aplicație tipică |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Alimentare simplă cu aer pornit/oprit, comutare în vid |
| 3/2 | 3 | 2 | Cilindri cu acțiune simplă, supape pilot |
| 5/2 | 5 | 2 | Cilindri cu dublă acțiune |
| 5/3 | 5 | 3 | Cilindri cu dublă acțiune with intermediate stop |
Acțiune directă vs operată pilot: o comparație practică
Alegerea dintre supapele cu acțiune directă și cu acţionare pilot nu se referă la calitate; este vorba despre pachetul de operare. Supapele cu acțiune directă funcționează la presiune zero, dar au o capacitate de debit mai mică. Supapele acţionate cu pilot pot gestiona un debit mai mare cu o bobină mai mică, dar necesită o presiune minimă. Tabelul de mai jos rezumă diferența în modul în care un proiectant de mașini ar trebui să le gândească.
| Criteriu | Actorie directă | Operat cu pilot |
|---|---|---|
| Presiune minima | 0 MPa | De obicei, 0,1 până la 0,15 MPa |
| Bobina force needed | Mai mare în raport cu capacitatea de curgere | Mai jos, deoarece aerul ajută la schimbarea vitezelor |
| Capacitatea debitului | Mai jos pentru o anumită dimensiune a corpului | Mai mare pentru o anumită dimensiune a corpului |
| Dimensiunea tipică a portului | 1/8 până la 1/4 inch | 1/4 până la 3/8 inch și mai mare |
| Cel mai potrivit pentru | Circuite pilot, cilindri mici, serviciu cu debit redus | Alimentarea actuatorului principal, sisteme cu ciclu înalt |
În practică, majoritatea mașinilor de producție folosesc supape acționate pilot pentru alimentarea cilindrului principal, deoarece cererea de debit este prea mare pentru o supapă cu acțiune directă de aceeași dimensiune a orificiului. Supapele cu acțiune directă sunt apoi utilizate pentru controlul pilot sau pentru aplicații în care alimentarea cu aer poate fi oprită.
În mod normal închis, normal deschis sau bistabil?
Starea implicită a unei electrovalve determină ce se întâmplă atunci când bobina este dezactivată. Aceasta este o decizie de siguranță la fel de mult ca și una funcțională, deoarece poziția supapei după o pierdere de putere poate opri mișcarea, elibera presiunea sau poate menține un proces în funcțiune.
Supape normal închise
Într-o supapă normal închisă, portul de alimentare este blocat atunci când bobina este oprită. O aplicație obișnuită este un cilindru cu acțiune simplă: atunci când puterea este eliminată, aerul cilindrului se evacuează și cilindrul revine în poziția sa arc. Aceasta este de obicei cea mai sigură alegere pentru dispozitivele verticale de ridicare sau de prindere.
Supape în mod normal deschise
Într-o supapă normal deschisă, alimentarea curge prin supapă atunci când bobina este oprită. Acest lucru este util atunci când un flux de aer de răcire sau alimentarea cu lubrifiere trebuie să continue, cu excepția cazului în care mașina este oprită intenționat. Poate fi folosit și ca supapă de descărcare care rămâne deschisă în repaus.
Supape bistabile sau de blocare
O supapă bistabilă are două stări stabile și își menține ultima poziție fără putere continuă a bobinei. Consumă mai puțină energie și funcționează mai rece deoarece bobina este alimentată numai în timpul comutării. Limitarea este că nu are o poziție definită de siguranță, astfel încât sistemul de control trebuie să gestioneze în mod explicit starea de pierdere a puterii.
Specificații cheie de verificat înainte de a cumpăra
O supapă solenoidală poate arăta identică în timp ce funcționează foarte diferit. Tabelul de specificații de mai jos este lista minimă de verificare care ar trebui revizuită înainte de a comanda o supapă pentru o mașină nouă.
| Caietul de sarcini | De ce contează | Gama tipică |
|---|---|---|
| Dimensiunea portului | Definește racordul fitingului și limitează debitul maxim. | Filet de 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 inch PT, NPT sau G |
| Coeficientul de curgere Cv | Indică cât aer poate trece supapa; Cv mai mare permite o mișcare mai rapidă a cilindrului. | 0,2 până la 3,0 pentru majoritatea electrovalvelor |
| Presiunea de operare | Supapele cu acțiune directă pornesc adesea de la 0 MPa; supapele actionate pilot au nevoie de o presiune minima. | 0 până la 1,0 MPa direct; 0,15 până la 0,9 MPa pilot |
| Tensiune de alimentare | Trebuie să se potrivească cu ieșirea, releul sau sursa de alimentare a PLC-ului. | DC24V, AC110V, AC220V |
| Consumul de energie | Afectează creșterea căldurii și dacă un card PLC poate conduce direct supapa. | 2 până la 5 W pentru robinete industriale mici |
| Timp de răspuns | Influențează timpul ciclului și sincronizarea la mașinile de mare viteză. | 10 până la 50 ms, în funcție de dimensiunea supapei |
| Interval de temperatură | Garniturile și materialele bobinei stabilesc limita de lucru. | 0 până la 60 °C tipic; variantele speciale extind gama |
| Evaluarea carcasei | Protejează bobina de praf și stropi de apă. | IP65 pentru medii de spălare |
Dintre aceste specificații, Cv este parametrul pe care inginerii îl subestimează cel mai adesea. O supapă mică 3/2 poate avea un Cv de aproximativ 0,3, ceea ce este în regulă pentru un cilindru cu alezaj mic, dar prea mic pentru un cilindru cu alezaj de 63 mm care se mișcă cu viteză. Ca regulă de dimensionare aproximativă, alegeți o supapă cu un Cv cel puțin Cu 20 până la 30 la sută mai mare decât cerințele dvs. calculate; aceasta lasă o marjă pentru pierderi de conducte, fitinguri și etanșări de îmbătrânire. Calculul se bazează pe volumul cilindrului și pe viteza de cursă necesară și ar trebui să îl verificați cu datele producătorului cilindrului.
Problemele de instalare sunt adesea cauzate de presiunea nepotrivită și de etanșarea slabă. Pentru o privire mai profundă asupra modului în care conexiunile portului și materialele de etanșare interacționează, puteți citi acest lucru prezentare tehnică a potrivirii presiunii și a etanșării instalării .
Stiluri de montare: Inline, Manifold și Sub-bază
Montare in linie
Montarea în linie înseamnă că supapa este instalată direct în conducta de aer, de obicei cu fitinguri de tub pe fiecare port. Este simplu de înlocuit și ușor de înțeles. Aceasta este o alegere bună pentru mașinile cu unul sau doi cilindri sau pentru lucrări de modernizare unde spațiul nu este critic.
Montarea colectorului
Montarea colectorului pune mai multe supape pe o bază comună cu galerii de alimentare și evacuare comune. Reduce tubulatura, face cablarea mai curată și simplifică depanarea. Majoritatea familiilor de electrovalve 5/2 oferă plăci colectoare pentru două, patru, șase sau mai multe stații. Înainte de a vă angaja la o configurație a colectorului, verificați dacă seria de supape de care aveți nevoie este disponibilă într-o versiune montată pe colector; puteți începe prin a revizui gama de componente de control pneumatic în Catalogul de produse CKT .
Sub-bază sau montare modulară
Montarea subbazei separă corpul supapei de bază. Supapa poate fi îndepărtată fără a deranja conductele. Acest lucru este obișnuit pentru supapele mai mari și pentru aplicațiile cu întreținere ridicată, unde înlocuirea rapidă este importantă.
Selecție bazată pe aplicații și o listă de verificare practică
Cilindru cu acțiune simplă
Pentru un cilindru cu acțiune simplă, utilizați o supapă 3/2. Dacă cilindrul este cu retur cu arc, alegeți o supapă normal închisă atunci când doriți ca cilindrul să se retragă după ce este întreruptă puterea. Adăugați o supapă de control al vitezei la orificiul cilindrului dacă viteza de cursă trebuie controlată într-o singură direcție.
Cilindru cu dublă acțiune
Pentru un cilindru cu dublă acțiune, utilizați o supapă 5/2. Dacă trebuie să opriți cilindrul într-o poziție intermediară, utilizați o supapă 5/3 cu un centru închis. Pentru curse lungi sau cicluri mari, alegeți un Cv mai mare și verificați timpul de răspuns. De asemenea, luați în considerare echilibrul de forță pe ambele porturi ale cilindrului, deoarece presiunea inegală poate provoca deriva.
Manipularea cu vid
Multe sisteme de vid folosesc o supapă solenoidală 3/2 sau 2/2 chiar înaintea unui generator de vid pentru a porni și opri vidul. Pentru eliberarea pieselor de prelucrat, o supapă de evacuare rapidă sau o supapă de siguranță pentru vid eliberează piesa mai repede. Dimensiunea supapei electromagnetice nu trebuie să fie mare, deoarece generatorul de vid gestionează fluxul; doar fluxul pilot către venturi necesită comutare. Aici sunt deosebit de utile supapele mici cu acțiune directă.
Un producător cu un istoric lung de supapă solenoidală poate simplifica acest proces de selecție. CKT Pneumatic, care a început cu electrovalve de 4V în 2002 și de atunci s-a extins într-o gamă largă de componente pneumatice fabricate intern, este un exemplu de furnizor cu istorie în inginerie practică în acest domeniu.
Utilizați următoarea listă de verificare când sunteți gata să plasați o comandă:
- Definiți tipul de actuator: cu acțiune simplă, cu acțiune dublă, pilot sau cu vid.
- Calculați sau estimați debitul necesar și convertiți-l la un Cv minim.
- Selectați configurația portului: 2/2, 3/2, 5/2 sau 5/3.
- Alegeți tensiunea de funcționare și verificați dacă PLC-ul poate furniza curentul de pornire și de menținere.
- Verificați intervalul de presiune de funcționare față de presiunea pilot minimă.
- Alegeți stilul de montare: în linie, colector sau sub-bază.
- Confirmați temperatura ambientală și compatibilitatea materialului de etanșare.
- Verificați valoarea nominală a carcasei dacă supapa se află în apropierea zonelor de spălare sau praf.
Depanare și întreținere
Defecte comune și remedieri
| Simptom | Cauza probabilă | Remediere practică |
|---|---|---|
| Supapa nu se mișcă | Fără presiune de pilot; bobină blocată | Verificați alimentarea și presiunea pilot; bobină curată |
| Bobina overheats | Tensiune greșită; datorie continuă | Potriviți tensiunea; reduceți sarcina sau îmbunătățiți răcirea |
| Cilindrul se târăște | Scurgeri interne; uzura sigiliului | Înlocuiți garniturile sau înlocuiți supapa |
| Bâzâit | Miez liber; întrefier al bobinei AC | Strângeți montarea; înlocuiți bobina dacă este deteriorată |
| Acționare lentă | Cv scăzut; amortizor blocat sau evacuare | Verifica Cv; curățați amortizorul de eșapament și conductele |
Sfaturi de întreținere preventivă
- Păstrați aerul comprimat curat și uscat și inspectați regulat filtrul de aer.
- Mențineți presiunea de intrare în intervalul nominal pentru tipul de supapă.
- Comutați supapele de mers în gol cel puțin o dată pe lună pentru a preveni blocarea bobinei.
- Inspectați bobina și etanșările mai frecvent în aplicații la temperaturi ridicate.
- Nu adăugați lubrifiant decât dacă specificațiile supapei o impun; multe supape moderne sunt pre-lubrificate.
- Înlocuiți amortizoarele deteriorate, deoarece o evacuare blocată poate face supapa să se comporte ca o supapă mai mică.
Întrebări frecvente despre electrovalvele pneumatice
Care este diferența dintre o supapă solenoidală 2/2 și una 3/2?
O supapă 2/2 are două porturi și două poziții; pur și simplu deschide sau închide o linie de aer. O supapă 3/2 are trei porturi și două poziții; poate furniza aer unui dispozitiv și apoi evacua aceeași linie. Folosiți o supapă 3/2 atunci când trebuie să presurizați și să ventilați alternativ un cilindru sau o cameră pilot.
Poate o supapă electromagnetică cu acțiune directă să funcționeze la presiune zero?
Da. Supapele cu acțiune directă nu necesită presiune minimă pentru a se deplasa; lucrează de la 0 MPa până la presiunea lor nominală. Acest lucru le face potrivite pentru circuite de control pilot și aplicații cu debit mic, unde linia principală poate fi complet oprită.
Cum calculez CV-ul de care am nevoie?
Începeți cu alezajul cilindrului, cursa și timpul de ciclu dorit. Utilizați consumul de aer pe minut și presiunea disponibilă pentru a găsi Cv-ul necesar. Dacă nu aveți un software de calcul, utilizați o regulă simplă: alegeți o supapă cu un Cv cu 20 până la 30 la sută mai mare decât numărul calculat, apoi verificați cu datele producătorului cilindrului.
De ce se supraîncălzește supapa mea solenoidală?
Cele mai frecvente cauze sunt tensiunea greșită, alimentarea continuă cu o bobină evaluată pentru funcționare intermitentă sau disiparea slabă a căldurii în jurul bobinei. Verificați valoarea nominală a bobinei, stabilitatea tensiunii de alimentare și ciclul de funcționare al aplicației.
Ce tensiune ar trebui să aleg?
DC24V este cea mai comună alegere pentru mașinile controlate de PLC, deoarece este sigură, simplă și compatibilă cu majoritatea controlerelor. AC110V și AC220V sunt încă folosite în circuite mai simple sau panouri vechi. Potriviți exact tensiunea, deoarece chiar și o scurtă supratensiune poate arde o bobină.
Ar trebui să aleg o supapă normal deschisă sau normal închisă?
Alegeți în funcție de comportamentul de siguranță de care aveți nevoie. Dacă starea dezactivată trebuie să oprească fluxul de aer sau să retragă un cilindru, utilizați în mod normal închis. Dacă starea dezactivată trebuie să mențină fluxul de aer pentru a preveni pierderea de presiune sau pentru a menține răcirea, utilizați normal deschis.
