Stáhnout tento článek v .Formát PDF tento typ souboru obsahuje grafiku s vysokým rozlišením a schémata, pokud je to možné.

obrázky výše jsou jednoduché průřezy typické cívky ventilu (vlevo) a sedlový ventil (vpravo). (S laskavým svolením Unicontrols Signapore)

Rozhodování o tom, který ventil použití pro hydraulické nebo pneumatické systému závisí na několika konstrukčních faktorech: vnitřní design vašeho obvodu a celkovou funkci chlopně. Dva hlavní ventily používané nejčastěji jsou odrůdy lopatky a pístové cívky. Tyto ventily jsou primárně zapojeny do řízení stlačeného vzduchu.

„hlavní rozdíl mezi cívku a sedlový ventil je výstavba,“ vysvětluje Daniella Gonzalez-Olgren, ventil, produktový specialista z firmy Festo. „Vzhledem ke způsobu konstrukce lopatkového ventilu není potřeba mazání, což zjednodušuje vaše jednotky pro přípravu vzduchu. Cívkové ventily však mají obvykle vyšší toky než lopatkové ventily ve stejné stopě. To je proto, sedlový ventil potřebuje velké sedlové oblasti vytvořit dostatečně velký přesun sil k překonání tlaku.“

oba ventily mají své výhody a nevýhody, ale největším faktorem bude pochopení vašich provozních podmínek.

Poppetový ventil

Poppetový ventil má jednoduchou konstrukci a lze jej použít s jakýmkoli materiálem. Ventil funguje tak, že tekutina na vstupním portu prochází řídící kanceláří a dosahuje zadní strany lopatky. Špička pružinové armatury uzavírá výtokový otvor, aby udržovala tekutinu zachycenou za lopatkou. Ventil je zpětný ventil, který zastavuje průtok v normálním stavu od vstupu k výstupu. Průtok v opačném směru, výstup na vstup, nastává sníženou rychlostí.

cívka solenoidu je pod napětím, aby vytvořila magnetické pole, které zvedá kotvu a otevře výtokový otvor. Tento otvor je větší než kontrolní otvor, což vytváří větší průtok a pokles tlaku za lopatkou. Vstupní tlak na kuželku je mezikruží oblasti mimo sídlo průměru vytěsňuje to, aby proud tekutiny na kuželku zásuvky.

Když elektromagnet je cívka pod napětím, síla pružiny reseats kotvy tip—opět chytat tekutiny za kuželku a tím, že je blízko. Poppetové ventily jsou obvykle preferovány v třídicích aplikacích, průmyslových prostředích s možnou kontaminací a všech aplikacích, které vyžadují rychlé spínací časy.

výhody

Na rozdíl od cívkových ventilů otevírají poppetové ventily okamžitou průtokovou cestu k výstupu. Výsledkem je rychlá doba odezvy. Sedlové ventily otevřít pouze tolik, kolik je potřeba tok prochází, cestování minimální vzdálenost, aby tak učinily, což zvyšuje jeho doba odezvy. Velká povrchová plocha, která je nezbytná pro mák, má za následek vyšší průtok. Poppetové ventily vyžadují malé ovládací zdvihy, což umožňuje kratší spínací časy.

skutečnost, že poppety mohou být použity s jakýmkoli materiálem, je také činí velmi levnými a snadno použitelnými. Další výhody lopatkových ventilů spočívají v tom, že použité axiální těsnění je odolné proti znečištění a nevyžaduje mazání. Díky tomu jsou chemicky kompatibilní s mazaným stlačeným vzduchem. Poppets jsou také prospěšné, pokud jde o dlouhověkost, protože menší opotřebení vnitřních těsnění vede k delší životnosti produktu.

Nevýhody

z Důvodu konstrukčních omezení, sedlové ventily nejsou výhodné, pokud jde o vztah mezi prostorem a průtoku. Nevýhodou sedlové ventily je, že, jako děti přesunout z jednoho toku cestu k další, vzduch je zdarma cestovat v libovolném směru. Toto je známé jako “ crossover.“U modelů nezávislých na tlaku nabízejí poppetové ventily nižší průtok než šoupátka.

to je způsobeno větší strukturální poptávkou – u ventilů závislých na tlaku závisí řídicí tlak na provozním tlaku. Ventily jsou nevyvážené a tlak musí být přiváděn pod lopatku, aby držel ventil v neaktuované poloze. Pro umožnění proudění vzduchu je pro ovládání ventilů vyžadována vyšší síla, protože musí překonat pružinu a tlak vzduchu. Je také možné, aby se ventil otevřel kvůli protitlaku, pokud je odstraněn napájecí tlak. To z nich dělá špatné volby pro udržení tlaku po proudu.

Poppetové ventily také obvykle pracují jedním způsobem. Například obousměrný, normálně uzavřený chlopňový ventil nelze změnit na otevřený. Poppets se obvykle nedoporučují pro vakuové podmínky. Konečně, konstrukce ventilu není vždy bez překrytí. V závislosti na konstrukci lopatkového ventilu může přepínání poloh vést k přetečení mezi kanály. To může způsobit zbytečný únik a hluk.

Tento graf porouchá různých ventil technologie a typy těsnění jsou k dispozici jak pro sedlové a šoupátkové ventily. (S laskavým svolením Festo)

Pístové cívky ventily

cívkový ventil má těsnění podél svého povrchu. Stisknutím ventilu, cívky směny, což způsobuje, že těsnění cestovat do vrtání a otevření portů, aby umožnil proudění vzduchu. U systémů, které mají průtok 100 gpm nebo méně, se nejčastěji používají cívkové ventily k přímému toku. Počítáním počtu portů, které může tekutina cestovat v daném ventilu, získáte počet způsobů.

například dvoupórový ventil je také obousměrný ventil. Obousměrný ventil bude mít pouze dvě polohy, protože může pouze zastavit nebo povolit průtok. Další konfigurace cívkového ventilu jsou třícestné, čtyřcestné a pěticestné. Pěticestné ventily jsou zvláštní případy ve skutečnosti, že výfukový otvor není problémem.

čtyřcestný ventil může mít pět portů s vnitřně připojenými porty nádrže, aby se odstranil další port v těle. Tato konfigurace je důležitá pro hydraulické účely, protože pomáhá snižovat body úniku a potrubí. Cívky ventilů jsou obvykle velmi populární v lehké stroje nebo end-of-arm robot obrábění; čisté pracovní prostředí, a to zejména, kabinet instalace, nebo kdykoli existují prostorová omezení.

hodnoty cívky mohou přijmout jeden ze dvou typů těsnicích systémů: tvrdé nebo měkké těsnění. Tvrdé těsnící systémy jsou odolnější. Absence měkkých pryžových těsnicích prvků ve ventilu cívky pístu je tím, co je činí odolnějšími. Ventil používající tento typ těsnění je okamžitě připraven k plnému dynamickému použití, bez ohledu na to, zda byl dlouhodobě neaktivní. To však činí tvrdá těsnění náročnějšími.

výzvou je, že vzduchová mezera obklopující pohyblivý píst nemůže být větší než několik mikrometrů. Často používané kovové pouzdro funguje jako těsnění i vodítko pro cívku ventilu. Pouzdro a cívka musí být vyrobeny ze stejného materiálu, protože rozdíl v tepelné roztažnosti koeficienty mohou způsobit větší úniku a dokonce rušení cívky.

i malá deformace v pouzdře může poškodit pouzdro a ovlivnit životnost ventilu a zvýšit únik. Zároveň je robustní a odolné, pevné-uzavřené cívky ventilů bude mít vždy určité množství úniku v důsledku vzduchové mezery, a jejich průtok je nižší ve srovnání s jinými ventily podobné rozměry.

sedlový ventil, ovládací tlak závisí na pracovním tlaku. To je způsobeno proudem vzduchu. Ve výše uvedeném poppetovém ventilu závislém na tlaku proudí vzduch ventilem z kanálu 1 do kanálu 2. Protože plocha povrchu D2 je větší než D1, dochází k nerovnováze sil, protože na oba povrchy je vyvíjen stejný provozní tlak. To musí být kompenzováno, aby se udržela rovnováha ve ventilu. (S laskavým svolením Festo)

měkké utěsněné cívky používají na pístu gumová těsnění (O-kroužky nebo lisovaná elastomerová těsnění). Použitím měkko utěsněných cívkových ventilů se vyhnete komplikacím s konfigurací kov na kov. Měkké utěsněné cívky se však v průběhu času rychle opotřebují, když jsou v kontaktu s okrajem kanálu nebo ovládací hranou. Optimální plánování řídicí hrany je nezbytné a je třeba pečlivě zvážit lisované elastomerové těsnění a vedení pístu, aby byl zajištěn měkký průchod s minimálním stupněm opotřebení.

těsnění lze namontovat přímo na skříň ventilu. Opět je obtížné vyrobit požadovaná vybrání a Bernoulliho efekt způsobí uvolnění těsnění při tlaku 8 barů nebo vyšším. To vytváří větší opotřebení těsnění.

k vyřešení tohoto problému lze použít lisované těsnění v kovových klecích, a proto je udržovat ve vybrání. Toto je známé jako hlavní kazeta. Výhodou je, že ventil nebude vytažen z polohy ani při vysokých provozních tlacích. Těsnění by mohla udržovat v kovových klecích s tlaky až 16 bar. Tento typ konfigurace bude mít dlouhou životnost ventilu a těsnění může být použito ve vakuových operacích.

výhody

hlavní výhodou cívkových ventilů je to, že pohyb cívky není ovlivněn kapalinou vstupující do ventilu v žádném pracovním portu. Tlak je vždy aplikován na dvě stejné protilehlé oblasti. V důsledku toho tlak nemůže pohybovat cívkou, protože jsou zrušeny. Cívky ventilů lze přepínat buď ručně, elektricky, mechanicky, pneumaticky nebo hydraulicky se stejnou silou, nezávislý na provozním tlaku uvnitř ventilu.

solenoidy s nízkou silou mohou být použity ve spojení s cívkovými ventily, díky jejich snadnosti pohybu mechanickým třením a lehkými pružinami. Jak již bylo zmíněno, cívkové ventily mohou být použity ve vakuových operacích. Mohou být také použity ve vysokých a nízkých tlacích jako volicí ventily. Kromě toho mohou být použity k zablokování tlaku po proudu.

nevýhody

kluzné armatury kov-kov mohou vést k tomu, že tekutina obchází těsnění, což, jak již bylo zmíněno, vede k úniku. Pohon ztratí polohu, pokud je aplikována vnější síla. To vytváří neefektivitu ve formě zbytečné energie a tepla. Chcete-li pomoci snížit bypass, cívkové ventily mají obvykle překrytí půdy, ale to má za následek zpoždění před průtokem tekutiny. Zpoždění je malé-pouze několik milisekund—ale může způsobit problém, pokud jsou cykly velmi rychlé a / nebo pokud existuje několik posunů ventilů na cyklus.

časové zpoždění také nastane, pokud se cívka posune zpět na konec svého zdvihu. Cívkový ventil se pohybuje více, než potřebuje pro požadovaný průtok. V důsledku toho trvá více času posunutím zpět do středu nebo na opačnou cestu toku. Pokud se jedná o několik ventilů, výrazně to zpomaluje dobu cyklu.

použití omezovačů zdvihu pomáhá eliminovat zpoždění, ale běžnějším přístupem je zvýšení velikosti čerpadla. I když dosáhnete vyššího příkonu energie a rychlejšího pohybu pohonu instalací většího čerpadla, může do systému přidat šok a teplo. Další nevýhodou cívky ventilů je, že open crossover nastane, když všechny porty jsou na chvíli otevřené, aby proudění během ovládání.

jak vybrat správný ventil pro danou úlohu

přiložená tabulka je pomůckou pro výběr ventilu. Obě cívky a sedlové ventily přijít s výhody a nevýhody, ale ten, který nejlépe vyhovuje vaší aplikaci, bude záviset na vaše provozní podmínky. Je třeba vzít v úvahu, například, pokud jsou Vaše konstrukční priority nízké hodnoty úniku a provoz s dvojitým tlakem s vakuovým a vyhazovacím pulsem. Nebo pokud se více zajímáte o vysoké provozní tlaky, může být přípustný určitý únik. Lepší pochopení vašich provozních podmínek vám pomůže vybrat ten správný ventil pro danou práci.

Download this article in .PDF format This file type includes high resolution graphics and schematics when applicable.