Типы пневматических электромагнитных клапанов: ответ, который вам нужен в первую очередь
Проще говоря, существует четыре основных типа пневматических электромагнитных клапанов, которые нужно понять: 2/2-ходовые, 3/2-ходовые, 5/2-ходовые и 5/3-ходовые клапаны . Первая цифра — количество работающих воздушных портов; второе число — количество позиций золотника. Помимо этой классификации, каждый клапан также определяется методом его срабатывания (прямого действия или пилотного управления) и его поведением в состоянии покоя (нормально открытый, нормально закрытый, моностабильный или бистабильный).
Эта комбинация не является академической. Четыре типа количества портов напрямую соответствуют четырем различным заданиям в пневматической цепи. Для цилиндра одностороннего действия необходим 3/2-ходовой клапан. Для цилиндра двойного действия необходим 5/2-ходовой или 5/3-ходовой клапан. Простая линия продувки воздуха или перекрытия подачи может быть реализована с помощью 2/2-ходового клапана. Когда машина останавливается в середине цикла, обычно причина в том, что одно из этих сопоставлений было выбрано неправильно.
| Тип клапана | Порты/Позиции | Соленоиды | Типичная работа | Пример серии |
|---|---|---|---|---|
| 2/2-ходовой | 2 порта/2 позиции | 1 | Простая подача воздуха вкл/выкл, продувка, вентиляция | 2В025 |
| 3/2-ходовой | 3 порта/2 позиции | 1 или 2 | Управление цилиндром одностороннего действия | 3В1, 3В2, ВТ307 |
| 5/2-ходовой | 5 портов/2 позиции | 1 или 2 | Управление цилиндром двойного действия | серия 4В |
| 5/3-ходовой | 5 портов/3 позиции | 2 | Цилиндр двустороннего действия с определенным средним положением | 4 В (3-позиционный) |
Люди часто путают тип клапана со спецификацией. Тип отвечает на вопрос "сколько портов, сколько положений, как срабатывает и что происходит при отключении питания". Спецификация отвечает на вопрос «какой размер порта, какое напряжение, какой Cv». Сначала необходимо решить вопрос о типе, поскольку клапан 5/2 с идеальным значением Cv все равно не будет правильно работать с цилиндром одностороннего действия. Обозначения для символов пневматических цепей соответствуют стандарту ISO 1219-1, поэтому клапан 5/2, изображенный на схеме, всегда означает пять портов и два положения; Правильное прочтение символа – это самый быстрый способ идентифицировать клапан, который вы никогда раньше не видели. CKT публикует полную версию Каталог электромагнитных клапанов и пневматических компонентов онлайн, который является практическим справочником, когда вам нужно сопоставить символ с фактическим номером модели.
Как работает пневматический электромагнитный клапан, прежде чем выбрать тип
Прежде чем сравнивать модели, полезно увидеть, что находится внутри клапана и почему внутренняя конструкция определяет тип. Каждый промышленный электромагнитный клапан содержит одни и те же основные детали, но способ взаимодействия этих деталей определяет, сможет ли он работать при нулевом давлении, сколько воздуха он может пропустить и как быстро он отреагирует.
- Электромагнитная катушка и плунжер: катушка преобразует электрическую энергию в магнитное поле, которое тянет плунжер, который перемещает золотник напрямую или через пилотную ступень.
- Золотник или тарелка: прецизионная деталь, которая скользит внутри корпуса клапана и перенаправляет воздух между портами. Геометрия золотника определяет функцию клапана.
- Возвратная пружина: толкает катушку назад, когда катушка обесточена. При наличии пружины клапан моностабилен.
- Корпус клапана: удерживает порты, отверстие и уплотнительные поверхности. Большинство корпусов воздушных клапанов изготовлены из алюминиевого сплава; в жидкостных клапанах используется нержавеющая сталь или латунь.
- Уплотнения и пилотный канал: уплотнения предотвращают перекрестную утечку между портами; в клапане с пилотным управлением пилотный канал подает воздух к концу золотника для его смещения.
- Ручное переопределение: кнопка или винт, позволяющие переключать клапан вручную во время ввода в эксплуатацию, что гораздо полезнее, чем ожидают многие покупатели.
Прямое срабатывание и пилотное срабатывание в одном абзаце
В клапан прямого действия , катушка перемещает золотник напрямую, поэтому клапан может смещаться даже при давлении на входе 0 МПа. Компромисс — ограниченный поток, поскольку катушка должна быть достаточно большой, чтобы преодолевать трение и воздушную силу. В клапан с пилотным управлением , небольшой соленоид сдвигает пилотный золотник, и входящий воздух сам толкает основной золотник. Эта конструкция обеспечивает гораздо более высокий расход с помощью компактного змеевика, но для нее требуется минимальное рабочее давление, обычно около 0,15 МПа. Ан клапан с внешним управлением Идея та же, за исключением того, что пилотный воздух поступает из отдельной регулируемой подачи.
Для промышленных покупателей качество конструкции имеет такое же значение, как и ее тип. Золотник, изготовленный с меньшим допуском, пропускает больше пилотного воздуха, медленнее реагирует и быстрее изнашивается. CKT подчеркивает свою собственное производство и сборка возможности: на складе имеется более 20 000 типов полуфабрикатов, а более 90% компонентов обрабатываются собственными силами. Именно такой уровень вертикальной интеграции позволяет производителю клапанов поддерживать одинаковые зазоры между золотником и корпусом при больших производственных партиях.
2/2-ходовые пневматические электромагнитные клапаны: простое включение/выключение потока
2/2-ходовой клапан имеет ровно два порта и два положения. В нормально закрытой версии входной порт P заблокирован в состоянии покоя и соединяется с выходным портом A, когда на катушку подается питание. В нормально разомкнутой версии P соединяется с A в состоянии покоя и блокируется, когда на катушку подается напряжение. Поскольку у него только один выход и нет специального выпускного отверстия, 2/2-ходовой клапан используется для перекрытия подачи, продувки и вентиляции, а не для управления направлением цилиндра сам по себе.
Типичным применением является обдувочный пистолет или насадка для очистки пыли, где необходимо только включать и выключать сжатый воздух. Другой вариант — питание небольшого скользящего механизма, имеющего собственный выпускной канал, или изолирование ветви коллектора во время технического обслуживания. Если устройство за клапаном не может выпускать воздух через другой путь, правильным выбором будет 3/2-ходовой клапан.
Также важно не путать пневматический 2/2 клапан с технологическим 2/2 электромагнитным клапаном для жидкостей. Пневматические 2/2-клапаны, такие как 2V025, предназначены для контуров сжатого воздуха. Для воды, масла или газа компания CKT отдельно предлагает серию из нержавеющей стали 2S и серию из меди 2W в своей категории технологических клапанов, поскольку материалы уплотнений и пути потока разработаны для жидких сред, а не для воздуха. Для компактного применения с малым расходом воздуха в режиме включения/выключения 2/2-ходовой электромагнитный клапан прямого действия является наиболее распространенной отправной точкой: его порт 1/8 дюйма и короткий корпус позволяют устанавливать его близко к месту использования, а поскольку он имеет прямое действие, он работает даже при очень низком давлении входящего воздуха.
2В025 Series Direct Acting 2 Way Solenoid Valve Suppliers, OEM/ODM Factory - Zhe CKT Pneumatic - это оптовый китайский поставщик двухходовых электромагнитных клапанов прямого действия серии 2V025 и завод OEM / ODM. Серия 2V025 представляет собой ... Посмотреть продукт → 3/2-ходовые пневматические электромагнитные клапаны: управление цилиндрами одностороннего действия
3/2-распределитель имеет три канала (давление P, цилиндр A, выпуск R) и два положения. Это стандартный гидрораспределитель для цилиндра одностороннего действия. В одном положении подача поступает в цилиндр, расширяя его; в другом положении подача блокируется, а порт цилиндра соединяется с выпуском, так что внутренняя пружина может втягивать шток.
В normally closed 3/2 valve, the cylinder is exhausted when power is off and pressurizes when energized. In a normally open 3/2 valve, the cylinder is pressurized when power is off. For machines where a cylinder must stay extended during a power cut, a normally open or a latching valve is the deliberate choice. For most standard automation routines, normally closed is the safer default because the actuator relaxes to a known position when the machine stops.
Клапаны прямого действия и 3/2 с пилотным управлением
Клапаны 3/2 прямого действия, такие как серии 3V1 и 3V2, перемещают золотник с помощью только соленоида, поэтому они работают при входном давлении 0 МПа. Они быстро реагируют и идеально подходят для небольших отверстий и контуров с низким расходом. Клапаны 3/2 с пилотным управлением, такие как серия 3V, используют входное давление для облегчения переключения и подходят для контуров с более высоким расходом, но для них требуется давление подачи выше примерно 0,15 МПа. Существует также серия VT307, конструкция седельного клапана прямого действия с внутренней конструкцией тарельчатого типа, которая часто используется в цепях зажима и оснастки. Компания CKT дополнительно предлагает трехходовые клапаны прямого действия серии 35 (тип MAC) и серии 3PA (тип SELEX), которые выбираются, когда заказчику необходимо обеспечить соответствие существующей конструкции машины или стандарту управления.
Если вы подбираете простой контур 3/2 для небольшого цилиндра одностороннего действия, выберите 3/2-ходовой электромагнитный клапан прямого действия обеспечивает простоту конструкции и немедленную реакцию. Отсутствие требования к минимальному давлению также облегчает ввод в эксплуатацию машин с неопределенным давлением воздуха в цеху при запуске.
Поставщики трехходовых электромагнитных клапанов прямого действия серии 3V1, завод OEM / ODM - Zheji CKT Pneumatic - это оптовый китайский поставщик трехходовых электромагнитных клапанов прямого действия серии 3V1 и завод OEM / ODM. Серия 3V1 представляет ... Посмотреть продукт → 5/2- и 5/3-ходовые пневматические электромагнитные клапаны: управление цилиндром двустороннего действия
5/2-ходовой клапан имеет пять портов: один впускной патрубок P, два порта цилиндра A и B и два выпускных порта, обычно обозначаемые R1 и R2 или EA и EB. Эти два положения переключают подачу между A и B, а это именно то, что нужно цилиндру двойного действия. Версия с одним соленоидом имеет пружинный возврат (моностабильный); версия с двойным соленоидом фиксируется в последнем положении (бистабильном) и удерживает цилиндр в конце хода даже при отключении электроэнергии.
5/3-ходовой клапан добавляет третье, центральное положение и всегда представляет собой двойной электромагнитный клапан. Центральное положение определяет, что происходит, когда оба соленоида обесточены, и меняет поведение машины больше, чем ожидает большинство инженеров. В таблице ниже приведены три стандартные конфигурации центра.
| Тип центра | Порт П | Порты А и Б | Влияние на цилиндр | Типичное использование |
|---|---|---|---|---|
| Все порты заблокированы (закрытый центр) | Закрыто | Закрыто | Поршень фиксируется в положении; воздух не входит и не выходит | Остановка в середине хода, зажим |
| Выхлопной центр | Закрыто | Оба до изнеможения | Поршень плавает; стержень можно перемещать вручную | Погрузка и разгрузка, энергосбережение |
| Центр давления | Открыто для А и Б | Оба под давлением | Обе стороны видят давление со стороны поставщиков; цилиндр с одним штоком имеет тенденцию слегка расширяться из-за разницы площадей на стороне штока | Цепи, которые должны всегда поддерживать давление на приводе; повышенный расход воздуха |
Закрытый центр является наиболее распространенным выбором 5/3, поскольку он обеспечивает жесткий стоп в среднем положении. Однако в течение длительного периода утечка в золотнике и уплотнении может привести к смещению положения цилиндра, поэтому закрытый центр не следует рассматривать как механический замок. Если нагрузка должна удерживаться неограниченное время без утечек, используйте внешний механический тормоз или обратный клапан, а не полагайтесь только на уплотнение клапана.
На производственных линиях клапаны 5/2 и 5/3 часто монтируются на плите коллектора, так что несколько клапанов используют один блок подачи и выпуска. Такое расположение упрощает прокладку трубок, уменьшает количество мест утечек и делает проводку более организованной. СКТ Серия 5/2-ходовых электромагнитных клапанов с пилотным управлением охватывает диапазон размеров от 4V110 до 4V410 с портами от G1/8 до G1/2, а та же платформа кузова также сконфигурирована как клапан 5/3 за счет установки трехпозиционного золотника и двойных соленоидов. Такая взаимозаменяемость полезна, когда конструкция машины меняется на поздних стадиях проекта.
5-ходовые электромагнитные клапаны с пилотным управлением серии 4V Поставщики, завод OEM / ODM - Zheji CKT Pneumatic - это оптовый китайский поставщик 5-ходовых электромагнитных клапанов с пилотным управлением серии 4V и завод OEM / ODM, пилотный клапан серии 4V с пилотным управлением. Посмотреть продукт → Прямое, пилотное или внешнее управление: какой тип привода подходит
После выбора количества портов следующим решением является метод срабатывания. Этот выбор определяет минимальное рабочее давление, максимальный расход, а иногда и физический размер клапана. В таблице ниже сравниваются три основных варианта по параметрам, которые действительно влияют на размер.
| Особенность | Прямого действия | Внутреннее пилотирование | Внешнее пилотирование |
|---|---|---|---|
| Минимальное рабочее давление | 0 МПа (0 бар) | Около 0,15 МПа | Главный порт от 0 МПа; пилотная подача примерно от 0,2 до 0,3 МПа |
| Пропускная способность | Нижний, ограничен силой катушки | Выше, ограничено размером порта корпуса | Выше, так же, как внутреннее пилотирование |
| Что смещает катушку | Только сила соленоида | Давление воздуха на входе поддерживается пилотным соленоидом | Отдельная подача пилотного воздуха |
| Лучше всего подходит для | Малые диаметры, малый расход, контуры с нулевым давлением, компактные машины | Общий заводской воздух от 0,4 до 0,7 МПа, баллоны большего размера. | Низкое или нестабильное основное давление, или когда пилотный воздух должен быть чистым и отрегулированным. |
Практическое правило простое. Если давление питания может упасть ниже порогового значения пилота во время запуска или заклинивания машины, клапан прямого действия более снисходителен. Если приложение требует высокой скорости потока от компактного клапана, пилотный режим является стандартным решением. Если основное входное давление очень низкое, но для процесса по-прежнему требуется большой распределительный клапан, клапан с внешним управлением позволяет использовать небольшое регулируемое управляющее давление для переключения большого золотника, в то время как основной поток работает при любом давлении, которое обеспечивает процесс.
Нормально открытая, нормально закрытая и бистабильная конфигурации.
Оставшееся состояние клапана имеет значение по двум причинам: безопасность и потребление энергии. Клапан, который возвращается в известное положение при отключении питания, может предотвратить падение груза, неожиданное движение цилиндра или аварию инструмента. Клапан, который фиксируется в своем последнем положении, может быть именно тем, что нужно для процесса, но он требует тщательной проверки безопасности.
Нормально открытый против нормально закрытого
В normally closed valve, no flow passes in the rest state. This is the safer default for most automation because actuators relax to a defined position. In a normally open valve, flow passes in the rest state. This suits functions that must remain active when power is off, such as keeping a coolant nozzle open or continuously venting a pressure line. The choice is not about performance; it is about defining what the machine should do during an outage.
Моностабильный и бистабильный (с фиксацией)
Моностабильный клапан имеет один соленоид и возвратную пружину: при отключении питания пружина немедленно сбрасывает золотник. Бистабильный клапан имеет два соленоида и не имеет возвратной пружины: золотник остается в последнем положении, в которое он был переведен, даже при отключении питания. Катушка потребляет ток только во время импульса переключения, что означает меньшее выделение тепла, меньшее потребление энергии и отсутствие риска постоянного перегорания катушки в остановленном состоянии.
Типичным примером является клапан с двойным соленоидом 5/2, приводящий в движение зажимной цилиндр. Если питание отключается в середине цикла, цилиндр сохраняет свое текущее состояние зажима, что может защитить заготовку. Однако такое же поведение означает, что машина перезагружается в неизвестном состоянии. Если последовательность перезапуска сначала не подает команду на оба соленоида, может произойти неожиданное движение. По этой причине бистабильные клапаны широко распространены в оборудовании с батарейным питанием и в системах, где положение привода должно сохраняться во время кратковременных перебоев в подаче электроэнергии, но они требуют четко написанной последовательности управления.
Как правильно выбрать тип пневматического электромагнитного клапана: критерии выбора
Как только тип станет ясен, оставшаяся работа — это спецификация. Приведенный ниже контрольный список соответствует порядку, который большинство инженеров-пневматиков фактически используют при выборе клапана для новой машины.
- Определите привод. Цилиндр одностороннего действия: 3/2-ходовой. Цилиндр двустороннего действия: 5/2-ходовой или 5/3-ходовой, если требуется определенное среднее положение.
- Определите остальное состояние. Выберите нормально открытый или нормально закрытый для клапанов 2/2 и 3/2; выберите моностабильный или бистабильный вариант для клапанов 5/2; выберите центральную конфигурацию для клапанов 5/3.
- Проверьте минимальное рабочее давление. Для пилотных клапанов требуется примерно 0,15 МПа. Если контур может упасть ниже этого значения, переключитесь на прямое действие или добавьте регулятор перед клапаном.
- Соответствуйте напряжению и типу катушки. 24 В постоянного тока является стандартом для машин на базе ПЛК. Катушки переменного тока по-прежнему часто используются при модернизации, но их необходимо точно подобрать к цепи управления.
- Рассчитайте коэффициент расхода (Cv). Больший Cv означает больший поток воздуха и более быстрое движение цилиндра. Оценивайте, исходя из диаметра цилиндра, хода поршня и требуемого времени цикла, а не угадывайте.
- Выберите размер порта и подключение. Резьбовые порты (G1/8, G1/4 и т. д.), вставные фитинги одним нажатием или монтаж на монтажной плите — все это меняет физическую компоновку.
- Проверьте время отклика. Клапаны прямого действия обычно реагируют в диапазоне от 10 до 20 мс; клапаны с пилотным управлением в диапазоне от 20 до 50 мс. Для очень высоких скоростей цикла это имеет такое же значение, как и Cv.
- Учитывать окружающую среду. Температура окружающей среды, влажность, пыль и степень защиты IP влияют на срок службы уплотнения и надежность катушки.
Когда вы объединяете номинал клапана с остальными блоками подготовки, та же инженерная логика применяется и на входе. Практическая справка - это анализ соответствия давления и герметизации установки , где объясняется, как взаимодействуют в реальной схеме комплект фильтр-регулятор-масленка, диапазон давления клапана и арматура. Это распространенный источник скрытых неисправностей, когда клапан рассчитан на правильные параметры, а окружающие его компоненты — нет.
| Параметр | Типичный диапазон | Совет по выбору |
|---|---|---|
| Рабочее давление | от 0,15 до 0,8 МПа для пилота; от 0 до 1,0 МПа для прямого действия | Проверяйте минимум, а не только максимум. |
| Размер порта | М5, Г1/8, Г1/4, Г3/8, Г1/2 | Совместите порт с портом трубки и цилиндра, а не наоборот. |
| Значение резюме | от 0,2 до 0,4 для небольших устройств прямого действия; от 0,4 до 2,4 для 5/2 с пилотным управлением | Используйте Cv для оценки скорости; увеличение размера приводит к потере воздуха, уменьшение размера замедляет работу машины. |
| Напряжение | 24 В постоянного тока, 12 В постоянного тока, 110 В переменного тока, 220 В переменного тока | 24 В постоянного тока является практическим значением по умолчанию для современного управления ПЛК. |
| Время ответа | от 10 до 50 мс | Критично для циклов захвата и размещения, превышающих 60 циклов в минуту. |
| Рабочая температура | От -5 °C до 60 °C для стандартных воздушных клапанов | Уменьшите мощность или добавьте обогреватель в холодильных камерах и уличных шкафах. |
| Мощность катушки | от 2 до 3 Вт при 24 В постоянного тока; от 4 до 5 ВА при переменном токе | Убедитесь, что выход ПЛК или драйвер клапана могут подавать пусковой ток. |
Распространенные ошибки при выборе типов пневматических электромагнитных клапанов
Несколько повторяющихся ошибок снова и снова появляются в отчетах о вводе машины в эксплуатацию и журналах технического обслуживания. В таблице ниже указано, что идет не так, какие симптомы вы увидите на машине, а также способы устранения.
| Ошибка | Машинный симптом | Коррекция |
|---|---|---|
| Использование клапана 3/2 на цилиндре двустороннего действия | Цилиндр выдвигается, но не втягивается под контролем | Замените 5/2-ходовым клапаном. |
| Клапан с внутренним управлением при подаче ниже 0,15 МПа | Золотник никогда не смещается; на катушку подается напряжение, но цилиндр не движется | Используйте клапан прямого действия или внешний пилотный источник питания. |
| Неправильное напряжение катушки | Катушка быстро сгорает или шпуле не хватает тяги. | Сопоставьте напряжение катушки с управляющим выходом с надлежащим допуском. |
| Cv слишком низкий для требуемого времени цикла | Цилиндр движется медленно или время цикла смещается. | Увеличьте размер клапана до следующего класса или уменьшите ограничение выхлопа. |
| NO и NC поменялись местами | Машина запускается с выдвинутым, а не втягивающимся цилиндром | Перед заказом определите действия по обеспечению безопасности; проверьте рисунок в состоянии покоя. |
| Несоответствие порта и фитинга | Утечка в соединении, снижение расхода, повреждение резьбы. | Подтвердите точный стандарт резьбы порта и используйте соответствующие фитинги. |
Большинства этих неисправностей можно избежать, если перед заказом кратко просмотреть символ клапана, тип привода и давление питания. Если машина уже существует и проблема возникает во время ввода в эксплуатацию, сначала проверьте символ клапана, нанесенный на корпус; это быстрее, чем замена деталей вслепую.
Часто задаваемые вопросы о типах пневматических электромагнитных клапанов
Что означает «2/2-ходовой» или «5/2-ходовой» в пневматическом электромагнитном клапане?
Первое число — это количество рабочих воздуховодов, а второе — количество позиций золотника. Таким образом, клапан 5/2 имеет пять портов (давление, два порта цилиндра и два выпускных канала) и два положения. Клапан 3/2 имеет три порта и два положения.
Какой тип пневматического электромагнитного клапана следует использовать для цилиндра одностороннего действия?
Используйте 3/2-ходовой клапан. Он подает давление на порт цилиндра, чтобы выдвинуть шток, а затем соединяет тот же порт с выпуском, чтобы внутренняя пружина могла втянуть его. Нормально закрытый клапан 3/2 является стандартным по умолчанию.
Какой тип пневматического электромагнитного клапана следует использовать для цилиндра двустороннего действия?
Используйте 5/2-ходовой клапан для стандартных операций выдвижения и втягивания. Используйте 5/3-ходовой клапан, если цилиндр также должен останавливаться в середине хода или плавать в определенном центральном положении.
В чем разница между электромагнитными клапанами прямого и пилотного действия?
Клапан прямого действия перемещает золотник, используя только змеевик, поэтому он работает от 0 МПа, но пропускает меньше воздуха. Клапан с пилотным управлением использует давление воздуха на входе для перемещения основного золотника, что обеспечивает более высокий расход, но для него требуется минимальное рабочее давление примерно 0,15 МПа.
Когда мне следует выбирать клапан 5/3 вместо клапана 5/2?
Выбирайте клапан 5/3, когда цилиндр должен остановиться в середине хода, плавать или оставаться под давлением в середине. Тип центра имеет большое значение: закрытый центр блокирует поршень, центр выпуска позволяет ему плавать, а центр давления поддерживает давление в обоих отверстиях при более высоком расходе воздуха.
Когда мне нужен бистабильный или двойной электромагнитный клапан?
Используйте двойной электромагнитный клапан, когда привод должен удерживать свое последнее положение после потери питания и когда вы хотите уменьшить постоянный нагрев змеевика. Имейте в виду, что пружины для сброса золотника нет, поэтому машина может перезапуститься в неизвестном состоянии.
Какое напряжение следует выбрать для пневматического электромагнитного клапана?
Напряжение 24 В постоянного тока является наиболее распространенным выбором для современных машин с управлением от ПЛК, поскольку оно безопасно, просто в управлении и легко защищается с помощью защитных диодов. Версии переменного тока на 110 В переменного тока или 220 В переменного тока все еще существуют для устаревших панелей управления, но требуют тщательного согласования катушки с источником питания.
Могу ли я использовать воздушный электромагнитный клапан для воды или масла?
Нет. В воздушных электромагнитных клапанах используются уплотнения и пути потока, предназначенные для сжатого воздуха. Для воды, масла или газа используйте специальные электромагнитные клапаны для жидкости, такие как серия CKT из нержавеющей стали 2S или серия из меди 2W, которые имеют уплотнения и материалы корпуса, совместимые с рабочей средой.
