Что такое пневматический электромагнитный клапан и первое решение, которое вам нужно принять
Пневматический электромагнитный клапан — это электромеханический распределитель, в котором используется электрическая катушка для открытия, закрытия или перенаправления сжатого воздуха. Самый прямой ответ для большинства проектов автоматизации: сначала выберите функцию клапана, затем размер потока, затем напряжение и способ монтажа.
Если вы управляете цилиндром двойного действия, 5/2 клапан с пилотным управлением является общепринятой отправной точкой. Если вы управляете цилиндром одностороннего действия, 3/2 клапан обычно достаточно. Если вам нужно только перекрыть или выпустить воздух, 2/2 клапана выполню работу.
Практический процесс выбора включает в себя три этапа: определение функции клапана, расчет требуемого расхода и согласование электрических условий и условий установки. В разделах ниже подробно описан каждый шаг с конкретными техническими моментами, которые отличают надежную машину от хронической проблемы с обслуживанием.
Как работает пневматический электромагнитный клапан?
Принцип работы по своей сути прост: электрическая катушка создает магнитное поле, магнитное поле перемещает плунжер или якорь, и это движение перемещает золотник или тарельчатый клапан внутри корпуса клапана. Смещенный элемент соединяет разные порты, чтобы воздух мог течь в том или ином направлении.
- Катушка – преобразует электрическую энергию в магнитную силу.
- Плунжер или арматура – движется под действием магнитного поля.
- Колонковая трубка – направляет и защищает движущуюся часть.
- Возвратная весна – возвращает клапан в нормальное положение при отключении питания.
- Золотник или тарелка – изменяет соединения между портами.
- Корпус клапана – содержит впускные, выпускные и выпускные отверстия.
- Уплотнения и седло – держите внутренние каналы изолированными и контролируйте утечки.
Электромагнитные клапаны прямого действия
Клапанам прямого действия не требуется минимальное рабочее давление. Катушка должна быть достаточно прочной, чтобы перемещать золотник или тарелку против возвратной пружины и давления в системе. Поскольку магнитная сила ограничена, клапаны прямого действия обычно используются при небольших скоростях потока и небольших размерах портов. Они хорошо подходят для цилиндров одностороннего действия, контуров пилотного управления и систем продувки воздухом. Для услуг с низким расходом, требующих надежного переключения с нулевого давления, CKT VT307 Седельный клапан прямого действия 3-ходовой электромагнитный клапан является типичным примером.
Седельный клапан прямого действия серии VT307 Поставщики 3-ходовых электромагнитных клапанов, OEM/ODM Fa CKT Pneumatic - оптовый китайский поставщик трехходовых электромагнитных клапанов прямого действия серии VT307 и завод OEM / ODM, серия VT307 ... Посмотреть продукт → Электромагнитные клапаны с пилотным управлением
В клапанах с пилотным управлением используется небольшой соленоид для направления воздуха к одному концу большего золотника. Затем давление воздуха перемещает золотник. Эта конструкция эффективна, поскольку змеевик может оставаться небольшим, в то время как клапан справляется с высоким расходом. Компромисс заключается в том, что клапаны с пилотным управлением требуют минимального давления, обычно около от 0,1 до 0,15 МПа , чтобы надежно переключиться. Для типичного заводского воздуха при давлении от 0,4 до 0,8 МПа необходим клапан с пилотным управлением 5/2, например 5-ходовой электромагнитный клапан с пилотным управлением серии CKT 4V является стандартным строительным блоком для управления цилиндрами двойного действия.
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 → Типы пневматических электромагнитных клапанов: описание конфигурации портов
Пневматические электромагнитные клапаны обычно характеризуются двумя числами: количеством рабочих портов и количеством положений. Клапан 3/2 имеет три порта и два положения; Клапан 5/2 имеет пять портов и два положения. Первое число более важно при планировании контура, поскольку оно определяет, как подается и выпускается сжатый воздух.
2/2-ходовые клапаны
Двухходовые двухпозиционные клапаны по существу представляют собой двухпозиционные клапаны для воздуха. Они используются после блока подготовки воздуха, внутри вакуумных контуров или везде, где необходимо просто открыть или закрыть линию. Поскольку клапану необходимо прерывать только одну линию, конструкция получается компактной. Для небольших линий CKT 2V025 2-ходовой электромагнитный клапан прямого действия является типичным вариантом, обычно поставляемым в нормально закрытой конфигурации.
Поставщики двухходовых электромагнитных клапанов прямого действия серии 2V025, завод OEM / ODM - 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 клапаны
Три порта и два положения делают этот клапан классическим для цилиндров одностороннего действия. Порт 1 — подача, порт 2 — к цилиндру, порт 3 — выпуск. В нормально закрытом 3/2-клапане при подаче питания на катушку воздух направляется из порта 1 в порт 2; обесточивание выхлопного порта 2 в порт 3. Трехходовые клапаны также используются для управления клапанами большего размера, управления вакуумными генераторами и продувки деталей.
5/2-ходовые клапаны
Пять портов и два положения являются стандартным выбором для цилиндров двустороннего действия. Клапан имеет одно отверстие подачи, два отверстия цилиндра и два выпускных отверстия. В одном положении подача подключена к первому отверстию цилиндра, а из второго отверстия цилиндра выкачивается воздух; в другом положении подача переключается на второй порт цилиндра, а выпуск воздуха из первого порта. Это чередующееся соединение выдвигает и втягивает шток цилиндра.
5/3-ходовые клапаны
Пятиходовые трехпозиционные клапаны добавляют центральное положение к клапану 5/2. Центральное положение может быть закрытым центром, центром выхлопа или центром давления. Закрытый центр часто используется для надежной остановки цилиндра в промежуточном положении; центр выпуска позволяет цилиндру плавать; Центр давления поддерживает давление в обоих портах. Тип центра меняет поведение цилиндра, когда оба соленоида обесточены.
| Конфигурация | Порты | Позиции | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| 2/2 | 2 | 2 | Простое включение/выключение подачи воздуха, переключение вакуума |
| 3/2 | 3 | 2 | Цилиндры одностороннего действия, пилотные клапаны |
| 5/2 | 5 | 2 | Цилиндры двустороннего действия |
| 5/3 | 5 | 3 | Цилиндры двустороннего действия with intermediate stop |
Прямое действие и пилотное управление: практическое сравнение
Выбор между клапанами прямого действия и клапанами с пилотным управлением не зависит от качества; речь идет о рабочем диапазоне. Клапаны прямого действия работают при нулевом давлении, но имеют меньшую пропускную способность. Клапаны с пилотным управлением могут работать с более высоким расходом при меньшем змеевике, но требуют минимального давления. В таблице ниже суммированы различия в том, как разработчик машин должен думать о них.
| Критерий | Прямое действие | Пилотное управление |
|---|---|---|
| Минимальное давление | 0 МПа | Обычно от 0,1 до 0,15 МПа. |
| Катушка force needed | Выше относительно пропускной способности | Ниже, потому что воздух помогает переключению передач. |
| Пропускная способность | Ниже для данного размера тела | Выше для данного размера тела |
| Типичный размер порта | От 1/8 до 1/4 дюйма | От 1/4 до 3/8 дюйма и больше |
| Лучше всего подходит для | Пилотные контуры, маленькие цилиндры, работа с низким расходом | Питание главного привода, многоцикловые системы |
На практике в большинстве производственных машин для подачи в главный цилиндр используются клапаны с пилотным управлением, поскольку потребность в потоке слишком высока для клапана прямого действия с тем же размером порта. Клапаны прямого действия затем используются для пилотного управления или в случаях, когда подача воздуха может быть отключена.
Нормально закрытый, нормально открытый или бистабильный?
Состояние электромагнитного клапана по умолчанию определяет, что происходит, когда катушка обесточивается. Это решение не только функциональное, но и безопасное, поскольку положение клапана после потери мощности может остановить движение, сбросить давление или продолжить технологический процесс.
Нормально закрытые клапаны
В нормально закрытом клапане порт подачи блокируется, когда катушка выключена. Обычное применение - цилиндр одностороннего действия: при отключении питания из цилиндра выходит воздух, и цилиндр возвращается в пружинное положение. Обычно это самый безопасный выбор для устройств вертикального подъема или зажима.
Нормально открытые клапаны
В нормально открытом клапане подача проходит через клапан, когда катушка выключена. Это полезно, когда поток охлаждающего воздуха или подача смазки должны продолжаться, если машина не остановлена намеренно. Его также можно использовать в качестве сливного клапана, который в состоянии покоя остается открытым.
Бистабильные или запорные клапаны
Бистабильный клапан имеет два стабильных состояния и удерживает свое последнее положение без постоянного питания катушки. Он потребляет меньше энергии и работает при более низкой температуре, поскольку на катушку подается питание только во время переключения. Ограничением является то, что у него нет определенного положения безопасности, поэтому система управления должна явно обрабатывать состояние потери питания.
Основные характеристики, которые следует проверить перед покупкой
Электромагнитный клапан может выглядеть одинаково, но работать по-разному. Приведенная ниже таблица технических характеристик представляет собой минимальный контрольный список, который следует просмотреть перед заказом клапана для новой машины.
| Спецификация | Почему это важно | Типичный диапазон |
|---|---|---|
| Размер порта | Определяет соединение фитинга и ограничивает максимальный расход. | Резьба PT, NPT или G 1/8, 1/4, 3/8, 1/2 дюйма |
| Коэффициент расхода резюме | Указывает, сколько воздуха может пропустить клапан; более высокий Cv обеспечивает более быстрое движение цилиндра. | От 0,2 до 3,0 для большинства электромагнитных клапанов. |
| Рабочее давление | Клапаны прямого действия чаще всего начинаются от 0 МПа; клапаны с пилотным управлением требуют минимального давления. | от 0 до 1,0 МПа, прямой; пилот от 0,15 до 0,9 МПа |
| Напряжение питания | Должен соответствовать выходу ПЛК, реле или источнику питания. | 24 В постоянного тока, 110 В переменного тока, 220 В переменного тока |
| Потребляемая мощность | Влияет на нагрев и на то, может ли карта ПЛК напрямую управлять клапаном. | От 2 до 5 Вт для небольших промышленных клапанов |
| Время ответа | Влияет на время цикла и синхронизацию в высокоскоростных машинах. | От 10 до 50 мс в зависимости от размера клапана |
| Диапазон температур | Уплотнения и материалы катушек определяют рабочий предел. | Типичная температура от 0 до 60 °C; специальные варианты расширяют ассортимент |
| Рейтинг корпуса | Защищает катушку от пыли и брызг воды. | IP65 для условий мойки |
Из этих спецификаций Cv — параметр, который инженеры чаще всего недооценивают. Крошечный клапан 3/2 может иметь Cv около 0,3, что хорошо для цилиндра малого диаметра, но слишком мало для цилиндра диаметром 63 мм, движущегося со скоростью. В качестве грубого правила выбора следует выбирать клапан с Cv не ниже на 20-30 процентов выше чем рассчитанное вами требование; это оставляет запас на потери в линиях, фитингах и старении уплотнений. Расчет основан на объеме цилиндра и требуемой скорости хода, и вам следует сверить его с данными производителя вашего цилиндра.
Проблемы с установкой часто возникают из-за несоответствия давления и плохой посадки уплотнения. Для более глубокого понимания того, как взаимодействуют соединения портов и материалы уплотнений, вы можете прочитать эту статью. Технический обзор согласования давления и монтажного уплотнения .
Способы монтажа: линейный, коллекторный и на монтажной плите.
Линейный монтаж
Линейный монтаж означает, что клапан устанавливается непосредственно в воздуховод, обычно с трубными фитингами на каждом порту. Его легко заменить и легко понять. Это хороший выбор для машин с одним или двумя цилиндрами или для работ по модернизации, где пространство не является критическим.
Монтаж коллектора
При монтаже на коллекторе несколько клапанов размещаются на общей базе с общими приточной и выпускной галереями. Это уменьшает количество трубок, делает проводку чище и упрощает поиск и устранение неисправностей. Большинство семейств электромагнитных клапанов 5/2 предлагают коллекторные плиты для двух, четырех, шести или более станций. Прежде чем переходить к компоновке коллектора, убедитесь, что нужная вам серия клапанов доступна в версии для монтажа на коллекторе; Вы можете начать с обзора ассортимента компонентов пневматического управления в Каталог продукции СКТ .
Монтаж на плите или модульный монтаж
Монтаж на монтажной плите отделяет корпус клапана от основания. Клапан можно снять, не повреждая трубопровод. Это характерно для клапанов большего размера и для применений, требующих большого технического обслуживания, где важна быстрая замена.
Выбор на основе применения и практический контрольный список
Цилиндр одностороннего действия
Для цилиндра одностороннего действия используйте клапан 3/2. Если цилиндр имеет пружинный возврат, выберите нормально закрытый клапан, если вы хотите, чтобы цилиндр втягивался после отключения питания. Добавьте клапан регулирования скорости в порт цилиндра, если скорость хода необходимо контролировать в одном направлении.
Цилиндр двустороннего действия
Для цилиндра двойного действия используйте клапан 5/2. Если вам необходимо остановить цилиндр в промежуточном положении, используйте клапан 5/3 с закрытым центром. Для длинных ходов или высокой частоты циклов выберите большее значение Cv и проверьте время отклика. Также учитывайте баланс сил на обоих отверстиях цилиндра, поскольку неодинаковое давление может вызвать дрейф.
Работа с вакуумом
Во многих вакуумных системах перед генератором вакуума используется электромагнитный клапан 3/2 или 2/2 для включения и выключения вакуума. Для освобождения деталей быстрый выпускной клапан или вакуумный предохранительный клапан освобождают деталь быстрее. Размер электромагнитного клапана не обязательно должен быть большим, поскольку поток обрабатывается генератором вакуума; только пилотный поток к трубке Вентури нуждается в переключении. Именно здесь особенно полезны небольшие клапаны прямого действия.
Производитель с большим опытом работы в области электромагнитных клапанов может упростить этот процесс выбора. Компания CKT Pneumatic, которая начала свою деятельность с электромагнитных клапанов 4 В в 2002 году и с тех пор расширилась до широкого ассортимента пневматических компонентов собственного производства, является одним из примеров поставщика с практическим инженерным опытом в этой области.
Когда будете готовы разместить заказ, используйте следующий контрольный список:
- Определите тип привода: одностороннего действия, двойного действия, пилотного или вакуумного.
- Рассчитайте или оцените требуемый расход и преобразуйте его в минимальное значение Cv.
- Выберите конфигурацию порта: 2/2, 3/2, 5/2 или 5/3.
- Выберите рабочее напряжение и проверьте, может ли ПЛК обеспечить пусковой ток и ток удержания.
- Проверьте соответствие диапазона рабочего давления минимальному пилотному давлению.
- Выберите тип монтажа: линейный, коллекторный или на монтажной плите.
- Убедитесь в совместимости температуры окружающей среды и материала уплотнения.
- Проверьте номинал корпуса, если клапан находится вблизи мест промывки или пыли.
Устранение неполадок и обслуживание
Распространенные неисправности и исправления
| Симптом | Вероятная причина | Практическое решение |
|---|---|---|
| Клапан не переключается | Нет пилотного давления; катушка застряла | Проверьте подачу и управляющее давление; чистая катушка |
| Катушка overheats | Неправильное напряжение; непрерывная служба | Напряжение соответствия; уменьшить нагрузку или улучшить охлаждение |
| Цилиндр ползет | Внутренняя утечка; износ уплотнения | Замените уплотнения или замените клапан. |
| Жужжащий звук | Свободное ядро; Воздушный зазор катушки переменного тока | Затянуть крепление; замените катушку, если она повреждена |
| Медленное срабатывание | Низкий Cv; заблокирован глушитель или выхлопная система | Проверьте резюме; очистить глушитель и трубопроводы |
Советы по профилактическому обслуживанию
- Поддерживайте сжатый воздух чистым и сухим и регулярно проверяйте воздушный фильтр.
- Поддерживайте входное давление в пределах номинального диапазона для данного типа клапана.
- Проворачивайте клапаны холостого хода не реже одного раза в месяц, чтобы предотвратить залипание золотника.
- При работе в условиях высоких температур чаще проверяйте катушку и уплотнения.
- Не добавляйте смазку, если этого не требует спецификация клапана; многие современные клапаны предварительно смазаны.
- Замените поврежденные глушители, поскольку из-за заблокированного выхлопа клапан может вести себя как клапан меньшего размера.
Часто задаваемые вопросы о пневматических электромагнитных клапанах
В чем разница между электромагнитным клапаном 2/2 и 3/2?
Клапан 2/2 имеет два порта и два положения; он просто открывает или закрывает одну воздушную линию. Клапан 3/2 имеет три порта и два положения; он может подавать воздух в устройство, а затем вытягивать его из той же линии. Используйте клапан 3/2, когда вам необходимо попеременно создавать давление и выпускать воздух из цилиндра или пилотной камеры.
Может ли электромагнитный клапан прямого действия работать при нулевом давлении?
Да. Клапаны прямого действия не требуют минимального давления для переключения; работают от 0 МПа до номинального давления. Это делает их подходящими для контуров пилотного управления и приложений с малым расходом, где основная линия может быть полностью отключена.
Как мне рассчитать необходимое мне Cv?
Начните с диаметра цилиндра, хода и желаемого времени цикла. Используйте расход воздуха в минуту и доступное давление, чтобы найти требуемый Cv. Если у вас нет программного обеспечения для расчета, используйте простое правило: выберите клапан с Cv на 20–30 процентов выше расчетного значения, а затем сверьтесь с данными производителя цилиндра.
Почему мой электромагнитный клапан перегревается?
Наиболее распространенными причинами являются неправильное напряжение, постоянная подача питания на катушку, рассчитанную на прерывистый режим работы, или плохой отвод тепла вокруг катушки. Проверьте номинал катушки, стабильность напряжения питания и рабочий цикл приложения.
Какое напряжение мне выбрать?
Напряжение постоянного тока 24 В является наиболее распространенным выбором для машин с управлением от ПЛК, поскольку оно безопасно, просто и совместимо с большинством контроллеров. AC110V и AC220V по-прежнему используются в более простых схемах или устаревших панелях. Точно соблюдайте напряжение, ведь даже кратковременное перенапряжение может сжечь катушку.
Какой клапан выбрать: нормально открытый или нормально закрытый?
Выбирайте, исходя из необходимого вам отказоустойчивого поведения. Если в обесточенном состоянии необходимо остановить поток воздуха или втянуть цилиндр, используйте нормально закрытый. Если в обесточенном состоянии необходимо поддерживать поток воздуха для предотвращения потери давления или поддержания охлаждения, используйте нормально открытый.
