Co je to pneumatický solenoidový ventil a první rozhodnutí, které musíte udělat
Pneumatický solenoidový ventil je elektromechanický směrový ventil, který používá elektrickou cívku k otevírání, zavírání nebo přesměrování stlačeného vzduchu. Nejpřímější odpovědí pro většinu projektů automatizace je: nejprve zvolte funkci ventilu, poté velikost průtoku, poté napětí a způsob montáže.
Pokud ovládáte dvojčinný válec, a 5/2 pilotně ovládaný ventil je konvenční výchozí bod. Pokud ovládáte jednočinný válec, a 3/2 ventil většinou stačí. Pokud potřebujete pouze zablokovat nebo uvolnit vzduch, a 2/2 ventil udělá práci.
Praktický proces výběru zahrnuje tři kroky: definovat funkci ventilu, vypočítat požadovaný průtok a sladit elektrické a instalační podmínky. Níže uvedené části podrobně vysvětlují každý krok s konkrétními technickými body, které dělají rozdíl mezi spolehlivým strojem a chronickým problémem údržby.
Jak funguje pneumatický solenoidový ventil?
Princip činnosti je jednoduchý: elektrická cívka vytváří magnetické pole, magnetické pole pohybuje plunžrem nebo kotvou a tento pohyb posouvá cívku nebo talíř uvnitř těla ventilu. Posunutý prvek spojuje různé porty, takže vzduch může proudit jedním nebo druhým směrem.
- Cívka – přeměňuje elektrickou energii na magnetickou sílu.
- Plunžr nebo armatura – se pohybuje v reakci na magnetické pole.
- Jádrová trubka – vede a chrání pohyblivou část.
- Vratná pružina – vrátí ventil do normální polohy po odpojení napájení.
- Cívka nebo talíř – mění spojení mezi porty.
- Tělo ventilu – nese vstupní, výstupní a výfukové otvory.
- Těsnění a sedlo – udržujte vnitřní průchody oddělené a kontrolujte úniky.
Přímočinné solenoidové ventily
Přímočinné ventily nepotřebují minimální provozní tlak. Cívka musí být dostatečně silná, aby pohybovala cívkou nebo talířkem proti vratné pružině a tlaku v systému. Protože magnetická síla je omezená, přímočinné ventily se běžně používají pro malé průtoky a malé velikosti portů. Fungují dobře pro jednočinné válce, pilotní řídicí obvody a aplikace s vyfukováním vzduchu. Pro nízkoprůtokové služby, které vyžadují spolehlivé přepínání z nulového tlaku, je CKT VT307 přímočinný sedlový ventil 3cestný elektromagnetický ventil je typickým příkladem.
Přímo působící sedlový ventil řady VT307 Dodavatelé 3cestného elektromagnetického ventilu, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic je čínský velkoobchodní dodavatel 3cestného elektromagnetického ventilu řady VT307 s přímým sedlovým ventilem a továrna OEM / ODM, řada VT307... Zobrazit produkt → Solenoidové ventily ovládané pilotem
Pilotně ovládané ventily používají malý solenoid k nasměrování vzduchu na jeden konec větší cívky. Tlak vzduchu pak pohybuje cívkou. Tato konstrukce je efektivní, protože cívka může zůstat malá, zatímco ventil zpracovává vysoký průtok. Kompromisem je, že pilotně ovládané ventily vyžadují minimální tlak, obvykle kolem 0,1 až 0,15 MPa , spolehlivě řadit. Pro typický tovární vzduch o tlaku 0,4 až 0,8 MPa se používá 5/2 pilotně ovládaný ventil, jako je např. Pilotně ovládaný 5cestný solenoidový ventil řady CKT 4V je standardní stavební blok pro dvojčinné ovládání válců.
4V Series Pilotně řízený 5cestný elektromagnetický ventil Dodavatelé, OEM/ODM Factory – Zheji CKT Pneumatic je čínský velkoobchodní dodavatel 5cestných elektromagnetických ventilů řady 4V s pilotním provozem a továrna OEM/ODM, pilotní provoz řady 4V ... Zobrazit produkt → Typy pneumatických solenoidových ventilů: Vysvětlení konfigurace portů
Pneumatické solenoidové ventily jsou obvykle popsány dvěma čísly: počtem pracovních portů a počtem pozic. 3/2 ventil má tři porty a dvě polohy; 5/2 ventil má pět portů a dvě polohy. První číslo je důležitější při plánování okruhu, protože definuje, jak je stlačený vzduch přiváděn a odváděn.
2/2-cestné ventily
Dvoucestné, dvoupolohové ventily jsou v podstatě ventily pro přívod vzduchu. Používají se za jednotkou úpravy vzduchu, uvnitř vakuových okruhů nebo všude tam, kde je třeba jednoduše otevřít nebo zavřít vedení. Protože ventil potřebuje přerušit pouze jednu linii, je konstrukce kompaktní. Pro malé linky, CKT 2V025 přímočinný 2cestný solenoidový ventil je reprezentativní varianta, běžně dodávaná v normálně uzavřené konfiguraci.
2V025 Series Přímo působící 2cestný elektromagnetický ventil Dodavatelé, OEM/ODM Factory - Zhe CKT Pneumatic je čínský velkoobchodní dodavatel 2V025 řady 2V025 s přímým elektromagnetickým ventilem a dodavatelé OEM/ODM, řada 2V025 je c... Zobrazit produkt → 3/2-cestné ventily
Tři porty a dvě polohy z něj dělají klasický ventil pro jednočinné válce. Port 1 je přívod, port 2 jde do válce a port 3 je výfuk. V normálně zavřeném 3/2 ventilu se při aktivaci cívky posílá vzduch z portu 1 do portu 2; odpojení výfukových plynů z portu 2 do portu 3. Třícestné ventily se také používají k řízení větších ventilů, ovládání vakuových generátorů a odfukování dílů.
5/2-cestné ventily
Pět portů a dvě polohy jsou standardní volbou pro dvojčinné válce. Ventil má jeden přívodní kanál, dva kanály pro válce a dva výfukové kanály. V jedné poloze je napájení připojeno k prvnímu otvoru pro válec a druhý port válce je vyčerpán; v druhé poloze se napájení přepne na druhý kanál válce a první kanál se vyčerpá. Toto střídavé spojení vysouvá a zasouvá tyč válce.
5/3-cestné ventily
Pěticestné, třípolohové ventily přidávají středovou polohu k 5/2 ventilu. Středová poloha může být uzavřený střed, střed výfuku nebo střed tlaku. Uzavřený střed je oblíbený pro pevné zastavení válce v mezipoloze; výfukový střed umožňuje válci plavat; tlakové centrum udržuje oba porty pod tlakem. Středový typ mění chování válce, když jsou oba solenoidy bez napětí.
| Konfigurace | Porty | Pozice | Typická aplikace |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Jednoduché zapnutí/vypnutí přívodu vzduchu, přepínání podtlaku |
| 3/2 | 3 | 2 | Jednočinné válce, řídicí ventily |
| 5/2 | 5 | 2 | Dvojčinné válce |
| 5/3 | 5 | 3 | Dvojčinné válce with intermediate stop |
Přímé jednání vs pilotní provoz: praktické srovnání
Volba mezi přímočinnými a pilotně ovládanými ventily není o kvalitě; jde o provozní obálku. Přímočinné ventily pracují při nulovém tlaku, ale mají nižší průtokovou kapacitu. Pilotně ovládané ventily zvládnou vyšší průtok s menší cívkou, ale potřebují minimální tlak. Níže uvedená tabulka shrnuje rozdíl ve způsobu, jakým by o nich měl konstruktér strojů přemýšlet.
| Kritérium | Přímé jednání | Ovládán pilotem |
|---|---|---|
| Minimální tlak | 0 MPa | Typicky 0,1 až 0,15 MPa |
| Cívka force needed | Vyšší v poměru k průtokové kapacitě | Nižší, protože řazení napomáhá vzduch |
| Kapacita průtoku | Nižší pro danou velikost těla | Vyšší pro danou velikost těla |
| Typická velikost portu | 1/8 až 1/4 palce | 1/4 až 3/8 palce a větší |
| Nejlépe se hodí pro | Pilotní okruhy, malé válce, nízkoprůtokový servis | Napájení hlavního pohonu, vysokocyklové systémy |
V praxi většina výrobních strojů používá pilotně ovládané ventily pro napájení hlavního válce, protože požadavek na průtok je příliš vysoký pro přímo působící ventil o stejné velikosti portu. Přímočinné ventily se pak používají pro pilotní řízení nebo pro aplikace, kde může být uzavřen přívod vzduchu.
Normálně zavřený, normálně otevřený nebo bistabilní?
Výchozí stav solenoidového ventilu určuje, co se stane, když je cívka bez napětí. Jedná se o bezpečnostní i funkční rozhodnutí, protože poloha ventilu po výpadku napájení může zastavit pohyb, uvolnit tlak nebo udržet proces v chodu.
Normálně uzavřené ventily
U normálně uzavřeného ventilu je přívodní port zablokován, když je cívka vypnutá. Běžnou aplikací je jednočinný válec: po odpojení výkonu se vzduch z válce vypustí a válec se vrátí do své pružinové polohy. To je obvykle nejbezpečnější volba pro vertikální zvedací nebo upínací zařízení.
Normálně otevřené ventily
V normálně otevřeném ventilu proudí dodávka přes ventil, když je cívka vypnutá. To je užitečné, když proudění chladicího vzduchu nebo přívod mazání musí pokračovat, pokud není stroj úmyslně zastaven. Může být také použit jako vypouštěcí ventil, který zůstává v klidu otevřený.
Bistabilní nebo západkové ventily
Bistabilní ventil má dva stabilní stavy a drží svou poslední polohu bez trvalého napájení cívky. Spotřebovává méně energie a běží chladněji, protože cívka je napájena pouze během spínání. Omezení spočívá v tom, že nemá definovanou bezpečnou polohu, takže řídicí systém musí stav ztráty napájení zpracovat explicitně.
Klíčové specifikace, které je třeba zkontrolovat před nákupem
Solenoidový ventil může vypadat identicky a přitom fungovat velmi odlišně. Níže uvedená tabulka specifikací je minimálním kontrolním seznamem, který je třeba zkontrolovat před objednáním ventilu pro nový stroj.
| Specifikace | Proč na tom záleží | Typický rozsah |
|---|---|---|
| Velikost portu | Definuje připojení armatury a omezuje maximální průtok. | Závity 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 palce PT, NPT nebo G |
| CV průtokový koeficient | Udává, kolik vzduchu může ventil projít; vyšší Cv umožňuje rychlejší pohyb válce. | 0,2 až 3,0 pro většinu solenoidových ventilů |
| Provozní tlak | Přímočinné ventily často začínají od 0 MPa; pilotně ovládané ventily potřebují minimální tlak. | 0 až 1,0 MPa přímo; 0,15 až 0,9 MPa pilot |
| Napájecí napětí | Musí odpovídat výstupu PLC, relé nebo napájení. | DC24V, AC110V, AC220V |
| Spotřeba energie | Ovlivňuje nárůst tepla a to, zda PLC karta může řídit ventil přímo. | 2 až 5 W pro malé průmyslové ventily |
| Doba odezvy | Ovlivňuje dobu cyklu a synchronizaci u vysokorychlostních strojů. | 10 až 50 ms v závislosti na velikosti ventilu |
| Teplotní rozsah | Těsnění a materiály cívky nastavují pracovní limit. | typicky 0 až 60 °C; speciální varianty rozšiřují sortiment |
| Hodnocení krytí | Chrání cívku před prachem a stříkající vodou. | IP65 pro oplachová prostředí |
Z těchto specifikací Cv je parametr, který inženýři nejčastěji podceňují. Malý 3/2 ventil může mít Cv asi 0,3, což je v pořádku pro válec s malým průměrem, ale příliš malé pro válec s průměrem otvoru 63 mm pohybující se rychlostí. Přibližným pravidlem pro dimenzování zvolte ventil s alespoň Cv o 20 až 30 procent vyšší než váš vypočítaný požadavek; to ponechává prostor pro ztráty vedení, armatury a stárnutí těsnění. Výpočet je založen na objemu válce a požadované rychlosti zdvihu a měli byste jej ověřit pomocí údajů výrobce válce.
Problémy s instalací jsou často způsobeny nesprávným tlakem a špatným usazením těsnění. Chcete-li se blíže podívat na to, jak interagují připojení portů a materiály těsnění, můžete si přečíst toto technický přehled tlakového přizpůsobení a montážního těsnění .
Styly montáže: Inline, Lift a Sub-base
Inline montáž
Inline montáž znamená, že ventil je instalován přímo ve vzduchovém potrubí, obvykle s hadicovými armaturami na každém portu. Je snadno vyměnitelný a snadno pochopitelný. To je dobrá volba pro stroje s jedním nebo dvěma válci nebo pro dodatečné vybavení, kde není kritický prostor.
Montáž rozdělovače
Montáž na potrubí umisťuje několik ventilů na společnou základnu se sdílenými přívodními a výfukovými kanály. Zmenšuje množství hadic, činí kabeláž čistší a zjednodušuje odstraňování problémů. Většina rodin 5/2 solenoidových ventilů nabízí rozdělovací desky pro dvě, čtyři, šest nebo více stanic. Než se zavážete k uspořádání rozdělovače, ověřte, zda je řada ventilů, kterou potřebujete, k dispozici ve verzi pro montáž na rozdělovač; můžete začít tím, že si prohlédnete rozsah komponent pneumatického ovládání Katalog produktů CKT .
Podstavec nebo modulární montáž
Montáž na základnu odděluje tělo ventilu od základny. Ventil lze vyjmout, aniž by se narušilo potrubí. To je běžné u větších ventilů a u aplikací vyžadujících vysokou údržbu, kde je důležitá rychlá výměna.
Výběr řízený aplikací a praktický kontrolní seznam
Jednočinný válec
Pro jednočinný válec použijte 3/2 ventil. Pokud má válec vratnou pružinu, zvolte normálně uzavřený ventil, když chcete, aby se válec zatáhl po odpojení napájení. Pokud je třeba rychlost zdvihu řídit v jednom směru, přidejte regulační ventil rychlosti na port válce.
Dvojčinný válec
Pro dvojčinný válec použijte 5/2 ventil. Pokud potřebujete zastavit válec v mezipoloze, použijte 5/3 ventil s uzavřeným středem. Pro dlouhé zdvihy nebo vysoké frekvence cyklů zvolte větší Cv a zkontrolujte dobu odezvy. Zvažte také rovnováhu sil na obou kanálech válce, protože nestejný tlak může způsobit drift.
Manipulace s vakuem
Mnoho vakuových systémů používá 3/2 nebo 2/2 solenoidový ventil těsně před vakuovým generátorem k zapínání a vypínání vakua. Pro uvolnění obrobků rychle odvzdušňovací ventil nebo vakuový pojistný ventil uvolní součást rychleji. Velikost solenoidového ventilu nemusí být velká, protože vakuový generátor řídí průtok; pouze pilotní tok do Venturiho trubice potřebuje přepnutí. Zde jsou zvláště užitečné malé přímočinné ventily.
Výrobce s dlouhou trasou elektromagnetického ventilu může tento proces výběru zjednodušit. CKT Pneumatic, která začala se 4V solenoidovými ventily v roce 2002 a od té doby se rozšířila do širokého, interně vyráběného sortimentu pneumatických komponentů, je jedním z příkladů dodavatele s praktickou inženýrskou historií v této oblasti.
Až budete připraveni zadat objednávku, použijte následující kontrolní seznam:
- Definujte typ pohonu: jednočinný, dvojčinný, pilotní nebo vakuový.
- Vypočítejte nebo odhadněte požadovaný průtok a převeďte jej na minimální Cv.
- Vyberte konfiguraci portu: 2/2, 3/2, 5/2 nebo 5/3.
- Zvolte provozní napětí a zkontrolujte, zda PLC může dodávat náběhový a přídržný proud.
- Ověřte rozsah provozního tlaku vůči minimálnímu pilotnímu tlaku.
- Vyberte si styl montáže: inline, rozdělovač nebo pomocná základna.
- Ověřte okolní teplotu a kompatibilitu materiálu těsnění.
- Pokud se ventil nachází v blízkosti mycích nebo prašných oblastí, zkontrolujte jmenovité krytí.
Odstraňování problémů a údržba
Běžné chyby a opravy
| Symptom | Pravděpodobná příčina | Praktická oprava |
|---|---|---|
| Ventil se neposouvá | Žádný řídicí tlak; zaseknutá cívka | Zkontrolujte napájení a řídicí tlak; čistá cívka |
| Cívka overheats | Špatné napětí; nepřetržitá povinnost | Match napětí; snížit výkon nebo zlepšit chlazení |
| Válec se plazí | Vnitřní netěsnost; opotřebení těsnění | Vyměňte těsnění nebo vyměňte ventil |
| Bzučivý zvuk | Uvolněné jádro; Vzduchová mezera AC cívky | Utáhněte montáž; vyměňte cívku, pokud je poškozená |
| Pomalá aktivace | Nízký Cv; zablokovaný tlumič nebo výfuk | Zkontrolujte Cv; vyčistit tlumič výfuku a potrubí |
Tipy na preventivní údržbu
- Udržujte stlačený vzduch čistý a suchý a pravidelně kontrolujte vzduchový filtr.
- Udržujte vstupní tlak ve jmenovitém rozsahu pro daný typ ventilu.
- Volnoběžné ventily cyklujte alespoň jednou za měsíc, abyste zabránili zadření cívky.
- Kontrolujte cívku a těsnění častěji ve vysokoteplotních aplikacích.
- Nepřidávejte mazivo, pokud to nevyžaduje specifikace ventilu; mnoho moderních ventilů je předmazáno.
- Vyměňte poškozené tlumiče, protože ucpaný výfuk může způsobit, že se ventil bude chovat jako menší ventil.
Často kladené otázky o pneumatických solenoidových ventilech
Jaký je rozdíl mezi elektromagnetickým ventilem 2/2 a 3/2?
2/2 ventil má dva porty a dvě polohy; jednoduše otevře nebo zavře jednu vzduchovou hadici. 3/2 ventil má tři porty a dvě polohy; může dodávat vzduch do zařízení a poté vypouštět stejné potrubí. Pokud potřebujete střídavě natlakovat a odvzdušnit válec nebo pilotní komoru, použijte 3/2 ventil.
Může přímočinný solenoidový ventil fungovat při nulovém tlaku?
Ano. Přímočinné ventily nevyžadují pro řazení minimální tlak; pracují od 0 MPa do svého jmenovitého tlaku. Díky tomu jsou vhodné pro pilotní řídicí obvody a aplikace s malým průtokem, kde může být hlavní vedení zcela vypnuto.
Jak vypočítám potřebné CV?
Začněte s vrtáním válce, zdvihem a požadovanou dobou cyklu. Použijte spotřebu vzduchu za minutu a dostupný tlak k nalezení požadovaného Cv. Pokud nemáte výpočetní software, použijte jednoduché pravidlo: vyberte ventil s Cv o 20 až 30 procent vyšším, než je vaše vypočítané číslo, a poté ověřte údaje výrobce láhve.
Proč se můj solenoidový ventil přehřívá?
Nejčastějšími příčinami jsou nesprávné napětí, nepřetržité napájení cívky určené pro přerušovaný provoz nebo špatný odvod tepla kolem cívky. Zkontrolujte jmenovitý výkon cívky, stabilitu napájecího napětí a pracovní cyklus aplikace.
Jaké napětí mám zvolit?
DC24V je nejběžnější volbou pro stroje řízené PLC, protože je bezpečný, jednoduchý a kompatibilní s většinou řídicích jednotek. AC110V a AC220V se stále používají v jednodušších obvodech nebo starších panelech. Přesně přizpůsobte napětí, protože i krátké přepětí může spálit cívku.
Mám zvolit normálně otevřený nebo normálně uzavřený ventil?
Vyberte si na základě bezpečného chování, které potřebujete. Pokud stav bez napětí musí zastavit proudění vzduchu nebo zatáhnout válec, použijte normálně uzavřený. Pokud stav bez napětí musí udržovat proudění vzduchu, aby se zabránilo ztrátě tlaku nebo udržení chlazení, použijte normálně otevřeno.
