07 - Zawory i elektrozawory. - Podstawowe zasady, schematy działania - Krzywe natężenia przepływu

Transkrypt

1 - Zawory i elektrozawory - Podstawowe zasady, schematy działania - Krzywe natężenia przepływu

2 INFORMACJE OGÓLNE W układach pneumatycznych zawór jest elementem, który kieruje sprężonym powietrzem, zmieniając i regulując jego przepływ. Można wyróżnić rodzaje zaworów: - elementy logiczne: blokujące i zmieniające kierunek sprężonego powietrza w zależności od wymagań (np. elementy logiczne OR oraz AND) - zawory regulujące: dostosowujące przepływ sprężonego powietrza lub ciśnienia w zależności od wymagań (np. regulatory przepływu) - zawory rozdzielające : zmieniające kierunek sprężonego powietrza nie wpływając na przepływ czy ciśnienie. Zawory rozdzielcze składają się z głównych elementów: część funkcyjna, która fizycznie odwraca przepływ powietrza ( korpus), oraz część sterująca ( operator), który pobudza zawór główny i łączy operatora i źródło zasilania. Trzpień pilota Korpus zaworu Cewka Operator pneumatyczny Operator mechaniczny Operator cewki KORPUS ZAWORU To część funkcyjna zaworu i obejmująca łącza powietrza, otwory montażowe oraz części ruchome służące do zmiany kierunku przepływu medium. Odbywa się to za pomocą dwóch głównych systemów konstrukcyjnych: suwakowego i grzybkowego. System grzybkowy Polega na zastosowaniu dwóch gumowych grzybków, które poruszają się wewnątrz korpusu zaworu i przylegają szczelnie do ścian wewnętrznych. System suwakowy Jego działanie oparte jest na suwaku, która porusza się wewnątrz korpusu w uszczelce. Suwak jest wyprofilowany tak, że podczas ruchu otwiera i zamyka drogi zaworu. Zalety - części ruchome przesuwają się jedynie na krótkich odcinkach, co umożliwia szybki czas reakcji - ograniczony spadek ciśnienia - duży przekrój przewodu: duże natężenie przepływu Wady Dostępne tylko w konfiguracji monostabilnej: sygnał sterujący musi utrzymywać się czasie pracy, więc powrót suwaka można osiągnąć jedynie poprzez sprężynę - układ niewyważony, ciśnienie działa bezpośrednio na grzybek, konieczność użycia silnych sprężyn, aby uzyskać powrót, duże natężenie przepływu. - brak zaworów typu / Zalety - łatwość montażu i utrzymania - dostępność zaworu typu / - małe wymiary - możliwość użycia różnych rodzajów operatorów z tym samym korpusem - możliwość montażu na bazie modułowej Wady - części ruchome przesuwają się na dłuższych odcinkach, co powoduje dłuższy czas reakcji - węższe przewody / niższe natężenie przepływu. 0.6

3 Poszczególne typy zaworów oferują różne funkcje. Poniżej znajduje się kilka przykładów zaworów suwakowych. / - drogi, pozycje drogi przepływu ( zasilanie, odbiornik, brak odpowietrzenia) Normalnie zamknię ty (NC) Normalnie otwarty (NO) / - drogi, pozycje drogi przepływu ( zasilanie, odbiornik i odpowietrzenie) Nor malnie zamknięty (NC) Normal nie otwary (NO) / - dróg, pozycje dróg przepływu ( zasilanie, odbiorniki i odpowietrzenie) 0.7

4 / - dróg, położenia Pozycja środkowa zamknięta - centralnie zamknięty (C.Z.) przesterowany port spoczynek przesterowany port Pozycja środkowa otwarta - centralnie otwarty (C.O.) przesterowany port spoczynek przesterowany port Pozycja środkowa pod ciśnieniem - centralnie pod ciśnieniem (C.P.C.) przesterowany port spoczynek przesterowany port 0.8

5 OPERATORY Operator to część odpowiedzialna za sterowanie zaworem, która może być wykorzystana do pobudzenia (włączenia) zaworu, jak również do jego wyłączania (powrotu do pozycji spoczynkowej). Kiedy operator jest pilotowany ręcznie lub mechanicznie mówi się o zaworze, natomiast jeśli odbywa się to za pomocą elektrycznego pilota, mówimy o elektrozaworze. Operatory ręczne / mechaniczne Zaliczają się do nich: drążki, rolki, przyciski, przełączniki nożne (pedały) itp. Działają one bezpośrednio na suwak będący wewnętrznym systemem dystrybucji powietrza w zaworze. Operatory pneumatyczne Zwykle stosowane są tam, gdzie nie ma możliwości bezpośredniej obsługi (sterowania) zaworu. Składają się z tłoka, który, po otrzymaniu sygnału pneumatycznego, uruchamia suwak będący wewnętrznym systemem rozprowadzania powietrza w zaworze. Operatory elektropneumatyczne Operatory te przekształcają sygnał elektryczny na sygnał pneumatyczny, pozwalają na przesterowanie zaworu sygnałem elektrycznym. ZAWORY MONOSTABILNE I BISTABILNE W zależności od ilości sygnałów potrzebnych do ich obsługi, zawory dzieli się na monostabilne i bistabilne. Zawory monostabilne i elektrozawory: wymagają do obsługi tylko jednego sygnału (zawór posiada jedną pozycję stabilną). W zaworach tych istnieje operator wymuszający powrót tłoka i nie wymaga do włączenia zewnętrznego sygnału. Powrót suwaka zaworu jest automatyczny jeśli tylko sygnał przeciwstawny (sterujący) znika. Do najpopularniejszych operatorów należą operatory mechaniczne (sprężyny) lub pneumatyczne (różnicowe). Te pierwsze stanowi po prostu sprężyna poruszająca tłokiem ruchem posuwisto-zwrotnym. Drugie natomiast działają w oparciu o tłok mający średnicę mniejszą niż przeciwstawny operator pneumatyczny i dlatego też generują siłę o mniejszej wartości. Jak widać na poniższym schemacie, kiedy wyłączony zostaje sygnał zawór przełącza się z powrotem do pozycji spoczynkowej. 0 0 Zawory bistabilne i elektrozawory: do działania wymagają dwóch zewnętrznych sygnałów (impulsów). Zawory te posiadają stabilne operatory, np. pneumatyczne lub -pozycyjne przyciski, które pozostają w swojej pozycji, dopóki nie zostanie odebrany sygnał przeciwny

6 ELEKTROZAWORY Elektrozawory sterowane bezpośrednio: są to zawory do bezpośredniego sterowania przepływem sprężonego powietrza począwszy od portu wlotowego do wylotowego (zwane również zaworami grzybkowymi). Ich konstrukcja oparta jest na pustym trzpieniu, zazwyczaj wykonanym z mosiądzu lub ze stali nierdzewnej, który ma zamontowany na jednym końcu nieruchomy tłok. Wewnątrz trzpienia jest ruchomy tłok, poruszający grzybkiem pod wpływem pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnes. Tłok jest dopasowany do zewnętrznej średnicy trzpienia i zazwyczaj wykonany ze stali o niskiej retencji, działając jako wzmacniacz pola magnetycznego. W układach zasilanych prądem zmiennym tłok jest wyposażony w miedziany pierścień tłumiący, co przyczynia się do zmniejszenia wibracji generowanych przez prąd zmienny. Elektrozawory te są zazwyczaj wyposażone w dodatkową funkcję sterowania ręcznego, które może być wykorzystywane do serwisowego uruchamiania zaworu w dowolnym czasie (np. podczas konserwacji lub kontroli). Zawory te występują w typach / i / (normalnie otwarte lub normalnie zamknięte). cewka nieruchomy tłok ruchomy tłok sprężyna w spoczynku zawór włączony sterownie ręczne Zawory sterowane pośrednio: Zawory te są wyposażone w bezpośrednio sterowany zawór, który po otrzymaniu sygnału elektrycznego, uruchamia suwak wewnątrz korpusu zaworu. Można wyróżnić dwie główne kategorie: - Zasilane wewnętrznie (serwowspomagane): operator zasilany jest powietrzem bezpośrednio z portu zasilającego nr. Gdy elektrozawór zostaje włączony powietrze przechodzi z portu do operatora pneumatycznego, który uruchamia zawór przesuwając suwak. Ciśnienie powietrza zasilającego jest równe ciśnieniu powietrza w operatorze. - Zasilane zewnętrznie: ogólne zasady działania są podobne jak w zaworach serwowspomaganych, jednakże tutaj operator zasilany jest zewnętrznie. Ciśnienie robocze zaworu oraz ciśnienie sterujace mogą się różnić. POJĘCIA: Minimalne ciśnienie przełączające: wskazuje na minimalną wartość ciśnienia potrzebną do przełączenia zaworu, poniżej tej wartości zawór nie będzie działał. Minimalna siła przełączająca: w zaworach obsługiwanych mechanicznie, wartość ta oznacza minimalną siłę mechaniczną, bądź fizyczną, potrzebną do przełączenia zaworu. Maksymalne ciśnienie robocze: to maksymalna wartość ciśnienia, przy którym zawór pneumatyczny może działać w warunkach bezpiecznych. Średnica nominalna zaworu: odpowiada najmniejszej średnicy przelotu w zaworze, determinuje przepływ zaworu. Minimalna i maksymalna temperatura: określa zakres temperatury, w której dany komponent może bezpiecznie działać. 0.0