last ned denne artikkelen i .PDF format denne filtypen inneholder høyoppløselig grafikk og skjemaer når det er aktuelt.

bildene ovenfor er enkle tverrsnitt av en typisk spoleventil (venstre) og en poppetventil (høyre). Bestemme hvilken ventil som skal brukes til et hydraulisk eller pneumatisk system, avhenger av et par designfaktorer: den interne utformingen av kretsen din og den generelle funksjonen til ventilene dine. De to store ventiler som brukes oftest er poppet og stempel spole varianter. Disse ventilene er primært involvert i å kontrollere trykkluft.»hovedforskjellen mellom en spole og en poppetventil er konstruksjonen,» forklarer Daniella Gonzalez-Olgren, en ventilproduktspesialist Fra Festo. «På grunn av måten en poppetventil er konstruert på, er det ikke behov for smøring, noe som forenkler luftforberedelsesenhetene dine. Imidlertid har spoleventiler vanligvis høyere strømmer enn poppetventiler innenfor samme fotavtrykk. Dette skyldes at en poppetventil trenger et stort poppetområde for å skape en stor nok skiftende kraft for å overvinne trykket.»

begge ventiler har sine fordeler og ulemper, men den største faktoren vil være å forstå driftsforholdene dine.

Poppetventilen

Poppetventiler har en enkel konstruksjon og kan brukes med noe materiale. Ventilen fungerer som væske ved innløpsporten passerer gjennom kontrollkontoret og når baksiden av poppet. Spissen av den fjærbelastede armaturen lukker utstrømningsåpningen for å holde væsken fanget bak poppet. Ventilen er en tilbakeslagsventil som stopper strømmen, i normal tilstand, fra innløp til utløp. Strømmen i motsatt retning, utløp til innløp, skjer med redusert hastighet.

magnetspolen er aktivert for å skape et magnetfelt som øker armaturen for å åpne utstrømningsåpningen. Denne åpningen er større enn kontrollåpningen, noe som skaper større strømning og et trykkfall bak poppet. Innløpstrykket på poppets ringromområde utenfor setediameteren presser det for å la væsken strømme til poppets utløp.

når solenoidspolen er deaktivert, reserverer fjærkraften armaturspissen—igjen fanger væsken bak poppet og lar den lukke. Poppet ventiler er vanligvis foretrukket i sortering programmer, industrielle miljøer med mulig forurensning, og alle programmer som trenger rask veksling ganger.

Fordeler

I Motsetning til spoleventiler åpner poppetventiler en umiddelbar strømningsbane til utløpet. Dette resulterer i en rask responstid. Poppet ventiler bare åpne så mye som er nødvendig av strømmen går gjennom det, reiser en minimum avstand til å gjøre det, noe som øker sin responstid. Det store overflatearealet som er viktig for poppets, resulterer i høyere strømningshastighet. Poppetventiler krever små aktiveringsslag, noe som muliggjør kortere koblingstider.

det faktum at poppets kan brukes med noe materiale, gjør dem også svært billige og enkle å bruke. Andre fordeler med poppetventiler er at den aksiale tetningen som brukes er motstandsdyktig mot smuss, og de krever ikke smøring. Dette gjør dem kjemisk kompatible med smurt trykkluft. Poppets er også gunstige når det gjelder lang levetid, da mindre slitasje på de indre selene fører til lengre levetid.

Ulemper

på grunn av konstruksjonsbegrensningene er poppetventiler ikke fordelaktige når det gjelder forholdet mellom rom og strømning. Ulempen med poppetventiler er at når poppets skifter fra en strømningsbane til en annen, er luften fri til å bevege seg i alle retninger. Dette er kjent som » crossover.»Med trykkuavhengige modeller tilbyr poppetventiler en lavere strøm enn glideventiler.

Dette skyldes større strukturell etterspørsel – i trykkavhengige ventiler avhenger kontrolltrykket av driftstrykket. Ventilene er ubalansert og trykk må leveres under poppet for å holde ventilen i unactuated posisjon. For å tillate luftstrøm, er det nødvendig med en høyere kraft for å aktivere ventilene, siden den må overvinne fjæren og lufttrykket. Det er også mulig for ventilen å åpne på grunn av mottrykk hvis tilførselstrykket fjernes. Dette gjør dem dårlige valg for å holde trykket nedstrøms.

Poppet ventiler også typisk operere på en måte. For eksempel kan en toveis, normalt lukket poppetventil ikke endres for å åpne. Poppets er vanligvis ikke anbefalt for vakuumforhold. Til slutt er ventilkonstruksjonen ikke alltid uten overlapping. Avhengig av utformingen av poppetventilen kan bytte av stillinger føre til overfylling mellom kanaler. Dette kan føre til unødvendig lekkasje og støy.

dette diagrammet bryter ned de forskjellige ventilteknologiene og typene tetninger som er tilgjengelige for både poppet-og spoleventiler. (Courtesy Of Festo)

Stempelspoleventiler

en spoleventil har tetninger langs overflaten. Ved å aktivere ventilen, skifter spolen, forårsaker selene å reise ned boringen og åpne portene for å tillate luftstrøm. For systemer som har en strøm på 100 gpm eller mindre, er spoleventiler oftest brukt til å lede strømmen. Ved å telle antall porter som væske kan reise i en gitt ventil gir deg sitt antall måter.

for eksempel er en to-portert ventil også en toveisventil. Toveisventilen har bare to posisjoner, siden den bare kan stoppe eller tillate strømning. Andre spole-ventil konfigurasjoner er tre-veis, fire-veis, og fem-veis. Femveisventiler er spesielle tilfeller i det faktum at en eksosport ikke er en bekymring.

en fireveisventil kan ha fem porter med tankportene koblet internt for å eliminere en ekstra port i kroppen. Denne konfigurasjonen er viktig for hydrauliske formål fordi den bidrar til å redusere lekkasjepunkter og rørledninger. Spoleventiler er vanligvis foretrukket i lette maskiner eller end-of-arm robot verktøy; rene arbeidsmiljøer; og spesielt skap installasjoner eller når det er plassbegrensninger.

Spoleverdier kan vedta en av to typer tetningssystemer: hard eller myk tetting. Hard-tetting systemer er mer holdbare. Fraværet av de myke gummitetningselementene i stempelspoleventilen er det som gjør dem mer holdbare. En ventil med denne typen tetning er umiddelbart klar for full dynamisk bruk, uansett om den har vært inaktiv i lang tid. Dette gjør imidlertid harde seler mer krevende.utfordringen er at luftgapet rundt det bevegelige stempelet ikke kan være større enn noen få mikrometer. Den ofte brukte metallhylsen fungerer som både en tetning og en guide for ventilspolen. Hylsen og spolen må være laget av samme materiale, da en forskjell i termiske ekspansjonskoeffisienter kan forårsake større lekkasje og til og med fastkjøring av spolen.

selv en liten deformasjon i huset kan skade hylsen og påvirke livsventilen og øke lekkasjen. Selv om de er robuste og holdbare, vil hardforseglede spoleventiler alltid ha en viss lekkasje på grunn av luftgapet, og deres strømningskapasitet er lavere sammenlignet med andre ventiler med lignende dimensjoner.

i en poppetventil avhenger kontrolltrykket av driftstrykket. Dette skyldes luftstrømmen. I den trykkavhengige poppetventilen ovenfor strømmer luften gjennom ventilen fra kanal 1 til kanal 2. Siden overflatearealet D2 er større Enn D1, oppstår en ubalanse av krefter fordi det samme driftstrykket utøves på begge overflater. Dette må kompenseres for å opprettholde en balanse i ventilen. Mykforseglede spoleventiler bruker gummipakninger (O-ringer eller støpte elastomertetninger) på stempelet. Ved å bruke myke forseglede spoleventiler, unngår du komplikasjonene ved å ha metall-på-metallkonfigurasjoner. Imidlertid vil myke forseglede spoleventiler slites ned raskt over tid når de kommer i kontakt med kanalkanten eller kontrollkanten. Optimal planlegging for kontrollkanten er nødvendig, og det må tas nøye hensyn til den støpte elastomertetningen og stempelstyringen for å sikre en myk passasje med minimal slitasje.

tetningene kan monteres direkte på ventilhuset. Igjen er de nødvendige utsparingene vanskelige å produsere, Og Bernoulli-effekten vil føre til at selene løsner ved et trykk på 8 bar eller høyere. Dette skaper større slitasje på seglet.

for å løse dette problemet kan man bruke støpte seler i metallbur, og dermed holde dem i fordypningene. Dette er kjent som patron principal. Fordelen er at ventilen ikke vil bli trukket ut av posisjon selv ved høye driftstrykk. Tetningene kunne opprettholde i metallburene med trykk så høyt som 16 bar. Denne typen konfigurasjon vil ha en lang ventillevetid, og tetningen kan brukes i vakuumoperasjoner.Den største fordelen med spoleventiler er at spolebevegelsen ikke påvirkes av væske som kommer inn i ventilen ved en hvilken som helst arbeidsport. Trykket påføres alltid på to like motsatte områder. Som et resultat, trykket kan ikke flytte spolen fordi de er kansellert ut. Spoleventiler kan skifte enten manuelt, elektrisk, mekanisk, pneumatisk eller hydraulisk med samme kraft, uavhengig av driftstrykket inne i ventilen.

Lav-force solenoider kan brukes sammen med spole ventiler, på grunn av deres easiness av bevegelse via mekanisk friksjon og lys fjærer. Som nevnt tidligere kan spoleventiler brukes i vakuumoperasjoner. De kan også brukes i høye og lave trykk som velgerventiler. Videre kan de brukes til å låse trykket nedstrøms.

Ulemper

metall-til-metall glidebeslag kan resultere i væske omgå forseglingen, som som nevnt tidligere, resulterer i lekkasje. Aktuatoren vil miste posisjon hvis ytre kraft påføres. Dette skaper ineffektivitet i form av bortkastet energi og varme. For å redusere bypass, spole ventiler vanligvis har land overlapping, men dette resulterer i en forsinkelse før væskestrømmen. Forsinkelsen er liten-bare noen få millisekunder – men kan forårsake et problem hvis syklusene er svært raske og / eller hvis det er flere ventilskift per syklus.

en tidsforsinkelse oppstår også hvis spolen skifter tilbake til slutten av sitt slag. Spoleventilen beveger seg mer enn den trenger for den nødvendige strømmen. Som et resultat tar det mer tid å skifte tilbake til sentrum eller til motsatt strømningsbane. Når flere ventiler er involvert, reduserer dette syklustiden betydelig.Bruk av slagbegrensere bidrar til å eliminere forsinkelsen, men den vanligste tilnærmingen er å øke pumpestørrelsen. Selv om du oppnår en høyere energiinngang og raskere aktuatorbevegelse ved å installere en større pumpe, kan den legge til støt og varme til systemet. En annen ulempe med spoleventiler er at åpen crossover oppstår når alle portene er øyeblikkelig åpne for å strømme under aktiveringen.

Hvordan Velge Riktig Ventil for Jobben

den medfølgende tabellen er et ventilvalgshjelp. Både spole-og poppetventiler har fordeler og ulemper, men den som passer best til din applikasjon, avhenger av driftsforholdene dine. Man må for eksempel vurdere om lave lekkasjeverdier og dobbelttrykksoperasjon med vakuum-og ejektorpuls er dine designprioriteter. Eller hvis du er mer opptatt av høyt driftstrykk, kan noe lekkasje være tillatt. Bedre forståelse av dine driftsforhold vil hjelpe deg å velge riktig ventil for jobben.

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