EN
Úvod
SVOU pneumatický systém je tak chytrá, jak chytrá je její mozek. A mozkem každého automatizovaného pneumatického obvodu je pneumatický ventil . Nesprávně vybraný ventil může způsobit úplné zastavení vaší výrobní linky, což vede k frustrujícímu prostoji, nákladným opravám a neefektivnímu provozu. Díky velkému množství typů, rozměrů a konfigurací může výběr správného ventilu působit přehnaně složitě. Ale nemusí to tak být. Tato komplexní příručka odhalí tajnosti výběrového procesu a poskytne vám jasný, krok za krokem vedený rámec pro výběr ideálního pneumatického ventilu pro vaši konkrétní aplikaci. Půjdeme za základy a poskytneme odborné poznatky, které vám ušetří čas, peníze a zajistí, aby váš systém fungoval s maximální spolehlivostí a výkonem.
Proč je výběr ventilu kritickým rozhodnutím
Ventil je řídícím střediskem vašeho pneumatického systému. Jeho hlavním úkolem je řídit a regulovat tok stlačeného vzduchu k pohonným jednotkám, jako jsou válce a motory. Špatná volba má řetězové účinky:
Úzká místa výkonu: Příliš malý ventil (s nízkou průtokovou rychlostí) omezí průtok vzduchu, což způsobí pomalý pohyb válců a prodloužení cyklového času. To přímo ovlivní produktivitu a výkon.
Spolehlivost a životnost: Ventil, který není určen pro vaše provozní podmínky – například pro vysoké frekvence cyklů nebo náročné prostředí – selže předčasně. Střední doba mezi poruchami (MTBF) kvalitního ventilu může činit desítky milionů cyklů, zatímco nevhodná volba může selhat již v zlomku této hodnoty.
Energetická účinnost: Ventily s nízkou průtokovou účinností přimějí kompresor pracovat intenzivněji, aby udržel tlak v systému, čímž se plýtvá významným množstvím energie. Optimální průtokové cesty ve vhodně vybraném ventilu snižují tlakové ztráty a šetří náklady.
Integrace do systému a náklady: Výběr ventilu, který je obtížné namontovat, zapojit nebo připojit potrubím, prodlouží dobu instalace a zvýší její složitost. Správný ventil zjednoduší vaši konstrukci a sníží celkové náklady vlastnictví.
Co je pneumatický ventil? Definice řídícího střediska
Pneumatický ventil je elektromechanické zařízení, které řídí průtok stlačeného vzduchu v systému. Spouští, zastavuje a řídí vzduch do různých výstupů na základě externího signálu (elektrického nebo pneumatického).
Všechny ventily jsou popsány dvěma hlavními charakteristikami:
Počet připojení (cest): Počet vzduchových připojení, která ventil má.
Počet poloh: Počet různých stavů, ve kterých se ventil může nacházet.
Nejčastějším typem je 5/2-cestný ventil :
5 připojení: 1 přívod tlaku (P), 2 výstupy (A & B do válce) a 2 výfuky (R & S).
2 Polohy: Poloha 1: P → A, B → S. Poloha 2: P → B, A → R.
Jak si vybrat: 6 kroků pro výběr ventilu
Postupujte podle tohoto logického procesu, abyste s jistotou zúžili své možnosti.
Krok 1: Určete typ ventilu podle funkce
Nejprve definujte, co má ventil ve vašem okruhu dělat.
-
Řídicí ventily
Co: Nejčastější typ. Řídí cestu proudění vzduchu a určuje směr pohybu válců a pohonů (vyjetí/zatáhnutí, dopředu/dozadu).
Jak: Vyberte podle počtu aktorů, které potřebujete ovládat. Třícestný ventil typu 3/2 ovládá jednočinný válec. Pěticestný ventil typu 5/2 nebo 5/3 ovládá dvojčinný válec.
-
Regulační klapky průtoku
Co: Upravte rychlost aktorů řízením sazba průtoku vzduchu.
Jak: Často se používá ve spojení s rozváděcími ventily. Potřebujete-li řídit rychlost vysouvání válce, použijte škrticí ventil na výfukovém portu vzduchu.
-
Ventily pro řízení tlaku
Co: Zahrnují tlakové redukční ventily (pro nastavení systémového tlaku), pojistné ventily (pro ochranu proti přetlaku) a sekvenční ventily (pro řízení pořadí operací).
Jak: Nezbytné pro ochranu křehkého zařízení a zajištění konstantní síly aktorů.
Pro většinu uživatelů hledajících „jak vybrat“ je důraz na Řídicí ventily což bude zaměření následujících kroků.
Krok 2: Vyberte počet přípojek a poloh
2/2-cestný ventil: 2 přípojky (IN, OUT), 2 polohy (Otevřeno, Zavřeno). Používá se pro jednoduché zapínání/vypínání průtoku vzduchu.
3/2-cestný ventil: 3 přípojky (IN, OUT, EXH), 2 polohy. Používá se k ovládání jednočinných válců nebo jako řídící signál pro větší ventily.
4/2-cestný ventil: 4 přípojky, 2 polohy. Neobvyklé uspořádání pro ovládání dvoučinných válců.
5/2-cestný ventil: 5 přípojek (P, A, B, R, S), 2 polohy. Nejčastěji průmyslová norma pro ovládání dvoučinných válců.
5/3-cestný ventil: 5 přípojek, 3 polohy. Přidává střední polohu (např. všechny přípojky blokovány, tlak ve středu, nebo vše vyfouknuto). Používá se k zastavení válce uprostřed zdvihu nebo k udržení polohy.
Krok 3: Vyberte způsob ovládání (Jak se mění stav)
To určuje, jakým způsobem dáváte ventilu signál k přepnutí.
-
Solenoid (Elektrický): Elektromagnetická cívka je přivedena na napětí pro ovládání ventilu. Nejčastější způsob pro automatizaci.
Výhody: Rychlá odezva, ideální pro řízení PLC, snadná implementace do složitých obvodů.
Nevýhody: Vyžaduje zapojení, může generovat teplo, pokud je trvale pod napětím.
-
Pilotní (Pneumatický): Využívá k ovládání ventilu samotný tlak vzduchu. Může být ručně ovládaný (tlačítko) nebo ovládán signálem z jiného ventilu.
Výhody: Vlastní bezpečnost (žádná elektřina), ideální pro nebezpečná prostředí.
Nevýhody: Pomalejší odezva než u solenoidu, pro spolehlivý provoz je potřeba čisté/suchého vzduchu.
-
Manuální: Páka, tlačítko nebo knoflík ovládaný člověkem.
Výhody: Jednoduché, nejsou potřeba žádné další komponenty.
Nevýhody: Není vhodné pro automatizaci; pouze pro manuální přepnutí nebo údržbu.
-
Mechanické: Váleček, vačka nebo dřík, který je fyzicky ovládán pohybem stroje.
Výhody: Přesné řízení na základě polohy.
Nevýhody: Fyzický kontakt v průběhu času způsobuje opotřebení.
Profílní tip: Mnoho ventilů používá kombinaci, například solenoid s elektromagneticky ovládaný, řízený pomocným signálem konstrukce. To umožňuje použití malého a energeticky nenáročného elektromagnetu pro ovládání pomocného signálu, který následně přesouvá velký hlavní šoupátkový ventil – ideální pro aplikace s vysokým průtokem.
Krok 4: Správně zvolte velikost ventilu (Nejdůležitější krok)
Příliš malý ventil je nejčastější příčinou špatného výkonu systému.
Pochopte průtokovou kapacitu (koeficient Cv): Koeficient Cv je číselná hodnota, která představuje průtokovou kapacitu ventilu. Definuje se jako průtok vody (v US galonech za minutu) při teplotě 60°F, který projde ventilem při tlakové ztrátě 1 psi. U stlačeného vzduchu vyšší hodnota Cv znamená menší omezení průtoku.
-
Jak vypočítat požadovanou hodnotu Cv: Použijte standardní vzorec:
Cv = Q / (22.67 * √(ΔP * (P2 + 101.35) / 101.35))
Kde:Q= Průtok vzduchu ve standardních litrech za minutu (SLPM)ΔP= Povolený tlakový spád na ventilu (bar)P2= Tlak výstupu (bar absolutní)
Zjednodušené pravidlo pro orientační výpočet: U dvoustranně působícího válce by měl být Cv vašeho ventilu vycházet z průtoku vzduchu válce během fáze rychlého vysouvání. Pokud máte pochybnosti, vyberte ventil s vyšší hodnotou Cv, než je vaše vypočtená minimální hodnota. Je lepší mít větší kapacitu než omezení výkonu.
Krok 5: Zvažte konstrukci a prostředí
-
Materiál karoserie:
Plasty (nylon, PC): Lehké, odolné proti korozi, cenově dostupné pro běžné průmyslové použití.
Kovy (mosaz, hliník, nerezová ocel): Pro vyšší tlaky, teploty nebo náročné prostředí (např. potravinářský a chemický průmysl). Nerezová ocel je nezbytná pro aplikace s čištěním proudem vody.
-
Materiál uzavírání:
Nitril (Buna-N): Standardní pro většinu průmyslových aplikací.
Viton (FKM): Vynikající odolnost vůči vysokým teplotám, olejům a chemikáliím. Tuto variantu určete pro náročné prostředí.
Stupeň krytí IP (Ingress Protection): Určuje ochranu proti prachu a vlhkosti. Stupeň krytí IP65 je běžný pro ventily, které odolají vodnímu paprsku z hadice, což je kritické pro čištění strojů.
Krok 6: Rozhodněte o upevnění a elektrických možnostech
-
Montáž:
Upevnění na rozvaděči: Nejpopulárnější průmyslová volba. Více ventilů se montuje na jedinou společnou základnu (rozvaděč), která má vestavěné vzduchové kanály. To výrazně snižuje potřebu potrubí, ušetří místo a minimalizuje místa úniku.
Přírubové (závitové) upevnění: Přímo se šroubuje do příruby. Běžné u jednotlivých ventilů nebo jednodušších strojů.
-
Elektrické připojení:
Zástrčné konektory (M12, M8): Moderní standard. Umožňují rychlou výměnu ventilu bez přepojování – stačí odpojit starý ventil a připojit nový. To může snížit prostoj na hodiny na několik minut.
Pevné zapojení (konektor DIN nebo svorky): Starší způsob; výměna ventilu vyžaduje přepojení, což je časově náročnější a náchylné k chybám.
Rychlý kontrolní seznam pro váš další projekt
Funkce: Bude použit pro řízení směru, průtoku nebo tlaku?
Typ: 3/2, 5/2 nebo 5/3?
Aktuace: Solenoidní, pneumatický, manuální nebo mechanický?
Velikost: Je hodnota Cv dostatečná pro mé požadavky na průtok vzduchu?
Prostředí: Jaký materiál tělesa, materiál těsnění a stupeň krytí IP potřebuji?
Montáž: Bude ventil na rozdělovači nebo v potrubí?
Elektrické: Potřebuji rychloupínací zástrčku?
Závěr: Uchopte výkon svého systému pod kontrolu
Výběr správného pneumatický ventil je systematický proces přiřazení technických požadavků vaší aplikace k specifikacím ventilu. Neexistuje jeden jediný „nejlepší“ ventil, pouze nejlepší ventil pro vaše konkrétní potřeby. Důkladným procházením kroků funkce, velikosti, ovládání a prostředí můžete přejít od odhadování k jistotě. Správná volba zajistí systém rychlejší, spolehlivější, účinnější a snadněji udržovatelný.