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上記の画像は、典型的なスプールバルブ（左）とポペットバルブ（右）の単純な断面です。 （Unicontrols Signaporeの礼儀）

油圧または空気圧システムに使用するバルブを決定することは、回路の内部設計とバルブの全体的な機能といういくつかの設計ファ 最も一般的に使用される二つの主要なバルブは、ポペットとピストンスプール品種です。 これらのバルブは、主に圧縮空気の制御に関与しています。

“スプールとポペットバルブの主な違いは、構造です”とFestoのバルブ製品スペシャリストであるDaniella Gonzalez-Olgren氏は説明します。 “ポペット弁が組み立てられる方法のために、あなたの空気準備の単位を簡単にする潤滑のための必要性がない。 但し、スプール弁に通常同じ足跡内のポペット弁より高い流れがあります。 これはポペット弁が大きいポペット区域が圧力を克服するために十分に大きい転移力を作成することを必要とするのである。”

両方のバルブには長所と短所がありますが、最大の要因は動作条件を理解することです。

ポペットバルブ

ポペットバルブはシンプルな構造で、任意の材料で使用できます。 弁は入口港の液体が制御オフィスを通り、ポペットの裏側に達すると同時に作用する。 バネ付きの電機子の先端はポペットの後ろで引っ掛かる液体を保つために流出の開口部を閉める。 弁は入口からの出口に流れを、通常状態で、停止する逆止弁です。 反対の方向、入口への出口の流れは減らされた率で、起こる。

ソレノイドコイルは、流出オリフィスを開くために電機子を上昇させる磁場を作成するために通電されます。 この開口部はポペットの後ろのより大きい流れそして圧力降下を作成する制御開口部より大きい。 座席直径の外のポペットの環状区域の吸入圧はポペットの出口への流体の流れを許可するためにそれを追い出します。

ソレノイドコイルの通電が解除されると、ばね力が電機子先端を再加熱し、再びポペットの背後にある流体を捕捉して閉じることができます。 ポペット弁は可能な汚染の適用、産業環境、および速い切換えの時間を必要とする適用を分類することで普通好まれる。

利点

スプールバルブとは異なり、ポペットバルブは出口への即時流路を開きます。 これは速い応答時間で起因する。 ポペットバルブは、それを通過する流れによって必要とされるだけ開き、そうするために最小距離を移動し、応答時間を増加させる。 ポペットのために必要である大きい表面積はより高い流動度で起因する。 ポペット弁はより短い切換えの時間を可能にする小さい作動の打撃を要求する。

ポペットはどんな材料でも使用できるという事実は、それらを非常に安価で使いやすくします。 ポペット弁の他の利点は使用される軸シーリングが汚れることに対して抵抗力があり、潤滑を要求しないことである。 これはそれらを油を差された圧縮空気と化学的に互換性があるようにする。 内部シールのより少ない摩耗がより長いプロダクト生命をもたらすので、長寿に関してはポペットはまた有利である。

短所

構造上の制約のために、ポペットバルブは空間と流れの関係に関しては有利ではありません。 ポペットバルブの欠点は、ポペットがある流路から別の流路に移動するにつれて、空気が任意の方向に自由に移動することである。 これは”クロスオーバー”として知られています。”圧力に依存しないモデルによって、ポペット弁はスライド弁より低い流れを提供する。

これは、圧力依存バルブでは、制御圧力が動作圧力に依存する構造的需要が高いためです。 弁は不均衡であり、圧力はポペットの下で事実上の位置の弁を握るために供給されなければならない。 気流を可能にするためには、ばねおよび空気圧を克服しなければならないのでより高い力が弁を作動させるように要求される。 供給圧力が取除かれれば弁が背圧が原因で開くことはまた可能である。 これはそれらに圧力を下流に握るための悪い選択をする。

ポペットバルブは、通常、一つの方法で動作します。 例えば、対面の、普通閉鎖したポペット弁は開くために変えることができない。 ポペットは真空の条件のために普通推薦されません。 最後に、弁の構造は重複なしに常にではない。 ポペット弁の設計によって、位置の切換えはチャネルの間で流出をもたらすことができる。 これにより、不要な漏れやノイズが発生する可能性があります。

このチャートは、異なるバルブ技術とポペットとスプールバルブの両方で利用可能なシール （Festoの礼儀）

ピストンスプールバルブ

スプールバルブは、その表面に沿ってシールを備えています。 弁を作動させることによって、シールが穴の下で移動し、気流を可能にするために港を開けるスプールは移る。 100つのgpmまたはより少しの流れがあるシステムのために流れを指示するために、スプール弁は最も一般的である。 液体がある特定の弁で移動できる港の数のカウントによって方法の数を与える。

例えば、二移植された弁は双方向弁でもあります。 それが唯一の流れを停止または許可することができますので、双方向バルブは、2つの位置を持つことになります。 他のスプール弁構成は三方、四方、および五方である。 五方弁は排気ポートが心配ではないという事実の特別な場合である。

四方弁はボディの余分港を除去するために内部的に接続されるタンク港が付いている5つの港を備えているかもしれません。 この構成は漏出ポイントおよび配管を減らすのを助けるので油圧目的のために重要である。 スプール弁は軽量機械か終りの腕のロボット工具細工で普通好まれます;きれいな仕事の環境;そしてスペース抑制がある時はいつでも特にキャビネット

スプール値は、ハードまたはソフトシール：シールシステムの二つのタイプのいずれかを採用することができます。 ハードシールシステムはより耐久性があります。 ピストンスプール弁の柔らかいゴム製シーリング要素の不在はそれらを耐久にさせるものがである。 このタイプのシールを使用して弁は長い期間の間不活性であったかどうかにもかかわらず完全な動的使用のすぐに準備ができている。 但し、これは堅いシールをよりデマンドが高いようにする。

課題は、移動ピストンを取り巻く空隙が数マイクロメートルより大きくすることができないことです。 頻繁に使用される金属の袖は弁のスプールのためのシールそしてガイド両方として機能する。 熱膨張係数の差がスプールの漏れや詰まりを引き起こす可能性があるため、スリーブとスプールは同じ材料で作られなければなりません。

ハウジング内の小さな変形でさえ、スリーブを損傷し、寿命バルブに影響を与え、漏れを増加させる可能性があります。 強く、耐久である間、ハード密封されたスプール弁に空隙によるある特定の量の漏出が常にあり同じような次元の他の弁と比較されたとき生産能力は

ポペットバルブでは、制御圧力は操作圧力に依存します。 これは空気の流れによるものです。 上の圧力依存したポペット弁では、チャネル1からのチャネル2への弁を通って気流。 表面積D2はD1よりも大きいので、両方の表面に同じ操作圧力が作用するため、力の不均衡が生じる。 これは弁のバランスを維持するために償われる必要がある。 （Festoの礼儀）

ソフトシールされたスプール弁はピストンのゴム製ガスケット（Oリングか形成されたエラストマーシール）を使用する。 ソフト密封されたスプール弁の使用によって、金属金属構成を持っていることの複雑さを避ける。 但し、ソフト密封されたスプール弁はチャネルの端か制御端と接触してそのうちにすぐに身に着けています。 制御端のための最適の計画は必要であり、注意深い考察は形成されたエラストマーシールおよびピストンガイドに摩耗の最低のある程度の柔らかい道を保障するために与えられなければならない。

シールはバルブハウジングに直接取り付けることができます。 繰り返しになりますが、必要な凹部は製造が困難であり、ベルヌーイ効果により、シールは8バール以上の圧力で外れることになります。 これはシールのより大きい摩耗を作成する。

この問題を解決するために、金属製のケージに成形シールを使用することができ、凹部に保持することができます。

この問題を解決するには、金属製 これは、カートリッジプリンシパルとして知られています。 利点は弁が高い操作圧力で位置から引き出されないことである。 シールは16棒高い圧力の金属のおりで維持できます。 このタイプの構成は長い弁の生命を過し、シールは真空操作で使用することができます。

利点

スプールバルブの主な利点は、スプールの動きが任意の作業ポートでバルブに入る流体の影響を受けないことです。 圧力は常に二つの等しい反対の領域に適用されます。 その結果、それらが取り消されるので圧力はスプールを動かすことができない。 スプール弁は同じ力、弁の中の操作圧力の独立者と手動で、電気で、機械的に、気学的に、または水力で移ることができる。

低力ソレノイドは、機械的摩擦および軽いばねによる動きの容易さのために、スプールバルブと組み合わせて使用することができる。 前述したように、スプールバルブは真空操作で使用することができます。 それらはまたセレクター弁として高低の圧力で用いることができる。 さらに、それらが圧力を下流に締めるのに使用することができる。

短所

金属対金属スライド継手は、前述のように漏れをもたらすシールをバイパスする流体をもたらす可能性があります。 外力が加わると、アクチュエータの位置が失われます。 これは無駄にされたエネルギーおよび熱の形で非能率を作成する。 バイパスを減らすのを助けるためには、スプール弁に普通土地の重複がありますが、これは流体流れ前に遅れで起因します。 遅延はわずか数ミリ秒ですが、サイクルが非常に高速である場合、および/またはサイクルごとに複数のバルブシフトがある場合に問題を引き起こす可

スプールがストロークの終わりに戻った場合にも、時間遅延が発生します。 スプール弁は必須の流れのために必要とするより多くを動かす。 その結果、それは中心または反対の流路に戻ってシフトするより多くの時間を要します。 複数の弁が含まれるとき、これはかなりサイクル時間を減速する。

ストロークリミッタを使用すると、遅延を排除するのに役立ちますが、より一般的なアプローチは、ポンプのサイズを増やすことです。 より大きいポンプを取付けることによって高エネルギーの入力およびより速いアクチュエーター動きを達成するのに、システムに衝撃および熱を加える スプール弁のもう一つの不利な点は開いたクロスオーバーがすべての港が作動の間に流れるために一時的に開いているとき起こることである。

どのようにジョブのための右のバルブを選択するには

添付の表は、バルブ選択助剤です。 スプール弁およびポペット弁は両方利点および不利な点と来ますが、最もよくあなたの適用に合うものはあなたの作動条件によって決まります。 たとえば、漏れ値が低く、真空とエジェクタパルスによる二重圧力動作が設計の優先事項である場合は、考慮する必要があります。 または、高い動作圧力に関心がある場合は、漏れが許容される場合があります。 あなたの作動条件のよりよい理解は仕事のための右の弁を選ぶために導くのを助けます。

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