Пневматический клапан для чего
Что такое пневмоклапан. Характеристика. Виды пневмоклапанов.
Одним из самых востребованных и распространенных устройств запорной арматуры в пневматике считается пневмоклапан. И не случайно:
Рисунок 1. Пневмоклапаны Camozzi
Пневмоклапаны следует рассматривать в разрезе их классификации. Принято выделять несколько видов пневмоклапанов:
Итак, начнем с обратных пневмоклапанов. Данные устройства предназначаются для пропуска сжатого воздуха по пневмолинии только в одном направлении, при этом, в обратную сторону такие клапана воздух не пускают. В зависимости от конструктивного исполнения запорного элемента, обратный пневмоклапан может быть конусным, плоским или сферическим (рисунок 2).
Обратный пневмоклапан со сферическим или конусным запорным элементом наиболее эффективен, поскольку обеспечивает наименьшее гидравлическое сопротивление относительно потока сжатого воздуха. Сферический запорный элемент представляет собой резиновый шарик. Примером такого пневмоклапана может служит пневмоклапан обратный серии ПО
Рисунок 2. Обратные пневмоклапаны.
Обратные клапаны, также, могут быть с пружиной или без пружины. Пневмоклапаны без пружины, как правило, применяются для использования в системах с большими проходными сечениями диаметром более 25 мм. Это делается для того, чтобы снизить гидравлическое сопротивление. Рекомендуется устанавливать обратные пневмоклапаны без пружины строго вертикальном положении, седлом запорного элемента вниз – таким образом можно повысить герметичность устройства и сократить время закрытия клапана. Клапаны без пружины, обычно, имеют сферический запорный элемент, а давление в них должно быть более 0,5 – 0,7 бар.
Пневмоклапан быстрого выхлопа предназначается для ускорения реакции и быстродействия пневмопривода. Достигается это благодаря уменьшению сопротивления выхода отработанной воздушной линии. В качестве примера пневмоклапана быстрого выхлопа приведем пневмоклапан модели П-КБВ.
На рисунке 3 представлена схема применения клапана быстрого выхлопа. Такая конструкция позволяет ускорить втягивание штока пневмоцилиндра за счет пружины. При включении пневмораспределителя (5) сжатый воздух под давлением проходит через клапан быстрого выхлопа (3). Благодаря такому пневмоклапану, воздух по трубопроводу (2) беспрепятственно поступает в цилиндр, перемещая поршень вправо. Когда пневмораспределитель (5) выключается, и в трубопроводе пневмолинии (4) падает давление, клапан быстрого выхлопа (3) переключается, обеспечивая, мгновенный выпуск отработанного воздуха из пневмоцилиндра уже в атмосферу, минуя трубопровод пневмолинии (4) и сам пневмораспределитель (5).
Рисунок 3. Схема применения клапана быстрого выхлопа.
Таким образом, при условии установки клапанов быстрого выхлопа рядом с цилиндром, они помогают увеличить скорость полного цикла срабатывания поршня, а также позволяют использовать распределители и трубопроводы пневмолинии с меньшим проходным сечением, что дает возможность уменьшить массу и общий размер системы, к тому же, значительно сократить потери сжатого воздуха.
Для примера, приведем конструкцию клапана быстрого выхлопа с защемленной мембраной (рисунок 4). Отверстие, обозначенное как (А) предназначено для соединения с распределителем, подающим сжатый воздух, отверстие (Б) служит для присоединения с цилиндром, а высверленные по кругу отверстия (В) – для выхлопа отработанного воздуха в атмосферу. Присоединение глушителя, в данной конструкции, не предусмотрено.
Рисунок 4. Пример конструкции клапана быстрого выхлопа.
В случае, когда необходимо применять глушитель, используются клапаны быстрого выхлопа с резьбовым присоединением, для присоединения такого глушителя к отверстию для выброса в атмосферу. Пример такого клапана изображен на рисунке 5.
Рисунок 5. Клапан быстрого выхлопа с летающей мембраной и отверстием с резьбовым соединением для выброса в атмосферу.
На этом рисунке, схематично изображено отверстие (А) корпуса (2) для подвода воздуха от распределителя. Под действием давления сжатого воздуха, летающая мембрана (3) смещается и прижимается к атмосферному каналу (В) крышки. При этом воздух из распределителя подается через отверстие (Б) на цилиндр. При снятии давления, мембрана отбрасывается вниз потоком воздуха из цилиндра. Таким образом, освобождается проход для воздуха через канал (В), где, пройдя глушитель, он выбрасывается в атмосферу.
Пневмоклапан последовательности предназначается для контролирования рабочего цикла по давлению (или разности давления) в различных пневмо-системах управления. Контроль осуществляется путем подачи пневмо-сигнала при повышении контролируемого давления до определенного предела. Также, такие пневмоклапаны используют для переключения пневматически управляемых узлов в пневмосистемах в случаях, когда использование для этих целей конечных выключателей затруднено или не представляется возможным. Клапаны последовательности могут быть активными и пассивными.
Конструкция активного клапана последовательности приведена на рисунке 6. Пожалуй, основное отличие таких клапанов состоит в том, что для того, чтобы исключить возникновение ложного сигнала до начала и в процессе работы поршня цилиндра, здесь используется дифференциальный поршень. Полости дифференциального поршня присоединены к напорной (отверстие Цн) и выхлопной (отверстие Цв) полости цилиндра. Поскольку до начала и в процессе работы поршня цилиндра разность давлений в его полостях меньше, чем после окончания хода, то дифференциальный поршень надежно держится в верхнем положении давлением выхлопной полости и пружиной (2), которая настраивается при помощи винта (3).
Рисунок 6. Активный клапан последовательности.
Когда поршень цилиндра приходит в конечное положение и останавливается, давление в напорной полости уравнивается с давлением в магистрали. В тот же момент, давление в выхлопной полости становится равным атмосферному давлению. Как следствие, поршень, преодолевая воздействие пружины (2), движется вниз, перемещая при этом, через толкатель (4), клапан (5). В результате происходит соединение выхода (0) и канала питания (П). На выходе получается пневмо-сигнал, который используется, например, для реверсирования того же пневмоцилиндра, либо же для управления работой других элементов пневмосхемы. После запуска пневмоцилиндра в обратную сторону (реверсирование), поршень благодаря воздействию пружины (2) и благодаря разности давлений в полостях, идет вверх. При этом, через отверстие (А), выход сообщается с атмосферой.
Схематичное изображение пневмоклапана последовательности пассивного типа представлено на рисунке 7. На этом рисунке, конический клапан (4) при помощи пружины прижимается к седлу. Через отверстие (А), выходное отверстие (Б) сообщается с атмосферой. К каналу (Г) подведен сжатый воздух, под давлением которого на площадь конического клапана, преодолевается усилие пружины. Клапан, при этом, отрывается от седла, а давление начинает действовать на большую площадь в полости (В). Поскольку выйти воздуху из полости (В) мешает пружинка (6), прижимающая втулку (5) к поверхности клапана (3), то уплотнение (2) четко и быстро прижимается к седлу, а отверстие (Б) больше не сообщается с отверстием (А). Под действием давления в полости (В), преодолевается усилие пружинки (6) и втулка (5) опускается, освобождая проход к отверстию (Б). Возврат в исходное положение осуществляется благодаря пружинным элементам (1) и (6).
Рисунок 7. Пассивный клапан последовательности.
На рисунке 8 мы разместили пример схемы управления цилиндром, в которой использованы клапаны последовательности.
Рисунок 8. Схема управления цилиндром с использованием клапанов последовательности.
Логические пневмоклапаны подразделяются на клапаны «И» и «ИЛИ».
— Логический пневмоклапан «ИЛИ» предназначается для подачи выходного пневмо-сигнала, при условии подачи одного из нескольких входных сигналов.
— Логический пневмоклапан «И» предназначается для подачи выходного пневмо-сигнала, только при наличии двух входных сигналов.
Существуют логические пневмоклапаны с распределительными механизмами мембранного, клапанного, шарикового, а также, золотникового типов. На рисунке 9. представлена конструкция пневмоклапана «ИЛИ», где под буквами обозначены пневмоклапаны: (а) – с шариковым распределительным элементом, (б) – с клапанным, (в) – с золотниковым.
Рисунок 9. Логический клапан «ИЛИ»: (а) – шариковый, (б) – клапанный, (в) – золотниковый.
Принцип действия логического пневмоклапана «ИЛИ» с шариковым элементом состоит в следующем: при подаче сжатого рабочего воздуха на отверстие (В) – резиновый шарик с силой прижимается к седлу, изолируя отверстие (А) от выхода (Б), при этом, пневмолиния выглядит как (В)-(Б). Соответственно, если сжатый воздух подаётся через отверстие (А), то резиновый шарик занимает крайнее правое положение, закрывая отверстие (В). Пневмолиния будет выглядеть как (А)-(Б). таким образом, система работает при подаче сжатого воздуха от одного входного отверстия, при условии отключения от пневмолинии второго.
Логический пневмоклапан «И» с клапанным распределительным элементом представлен на рисунке 10. Он устроен таким образом, что при подаче сжатого рабочего воздуха к отверстию (А), клапан перекрывается, давая возможность протянуть пневмолинию от отверстия (В) к выходному отверстию (Б). При этом, отверстие (В) может иметь сообщение с атмосферным воздухом, или воздушным потоком намного меньшего давления, причем не будет создано достаточного давления в системе для совершения пневмоработы. Система работает идентично, при подаче сжатого воздуха на отверстие (В), а схема пневмолинии будет выглядеть как (А)-(Б). Только при подаче сжатого рабочего воздуха одновременно к отверстиям (А) и (В), воздух под давлением будет поступать к выходному отверстию (Б), поскольку распределительный элемент конструктивно не способен одновременно перекрыть выход от входных отверстий (А) и (В). Таким образом, система работает только при условии подачи сжатого воздуха от обоих входных отверстий.
Рисунок 10. Логический пневмоклапан «И».
Пневмоклапан выдержки времени предназначается для изменения направления, пуска или остановки подачи потока сжатого рабочего воздуха через определенные промежутки времени и только после подачи управляющего сигнала. В качестве примера, приведем пневмоклапан П-КВВ выдержки времени.
В современных конструкциях пневмоклапанов выдержки времени в одном корпусе содержатся: пневмоклапан последовательности, пневмораспределитель, а также инерционное звено, которое, как правило, состоит из пневмоемкости и пневмодросселя. Некоторые пневмоклапаны выдержки времени не содержат пневмоклапан последовательности и пневмораспределитель, и их следует приобретать отдельно. Темп изменения давления здесь регулируется инерционным звеном, путем настройки проходного сечения дросселя или объема пневмоёмкости.
По достижении определенного уровня давления в емкости, пневмоклапан последовательности формирует выходной дискретный пневмо-сигнал, который может быть использован для переключения пневмораспределителя или последующего управления другими устройствами пневмосистемы (в качестве входного сигнала устройства).
Если говорить вообще о клапанах, используемых в пневматике и распределении воздушных потоков, то выделяют:
— Пневматические клапана – например пневмоклапан КИ-4;
— Электромагнитные или соленоидные клапана – как полностью электромагнитные (КРВ-4), так и электропневматические (ПК-300).
По назначению, выделяют пневмоклапана:
— Клапан безопасности – например клапан КБ;
— Клапан высокого давления – например клапан КВД;
— Клапан низкого давления – например клапан КНД;
Таким образом, выбрать пневмоклапан под конкретные задачи, как видно, есть из чего. Существует множество производителей таких устройств, как отечественных, так и импортных. Цена, также варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Поэтому для подбора оптимального, по соотношению «цена-качество», оборудования, рекомендуем обратиться к нашим менеджерам, ведь цель ООО «ТД «Автоматика» не обмануть клиента и впарить «что подороже», а сделать так, чтобы Вы остались довольны сделанным решением. Наша компания является официальным представителем известного Итальянского производителя Camozzi, Российского завода ОАО «Автоматика», и нескольких других. Оставить заявку на подбор оборудования на нашем сайте предельно просто – достаточно заполнить небольшую форму заказа в разделе «Контакты».
Пневматический регулирующий клапан. Как это работает
Пневматический регулирующий клапан. Как это работает
В конструкции любой пневматической системы обязательно есть неотъемлемый элемент, который называется пневматическим регулирующим клапаном. Эта деталь контролирует движение воздуха и его прохождение под давлением.
Разновидности пневмоклапанов и принцип их действия
Пневмоклапаны можно классифицировать, разделив их на группы по типу назначения и разновидности выполнения поставленных задач.
Теперь обо всех типах пневмоклапанов подробнее.
Обратные клапаны служат в качестве поддержки для прохождения смеси воздуха в нужном направлении по трубопроводу. Принцип действия таких клапанов основывается на возможности перекрытия воздушного потока при появлении обратного хода. Механизм, который организует эту работу изготавливается либо в виде шара, либо в виде золотника. Клапан открывается под давлением рабочей среды. А закрытие пневмоклапана в случае с золотниковым механизмом происходит под давлением собственной массы. У сферического клапана-благодаря действию обратного хода воздушной смеси. Принято считать, что шарообразный клапан работает более эффективно и позволяет минимизировать гидравлическое сопротивление воздушного потока. Пневмоклапаны такого типа бывают с пружиной или без неё.
Клапаны быстрого выхлопа служат для увеличения скорости воздушного потока, остатки которого выбрасываются в окружающую среду, минуя линию подачи воздуха. Скорость привода при этом увеличивается. Когда цилиндрический шток срабатывает и снова встаёт в исходное положение, включается клапан быстрого выхлопа.
Происходит повышение общей скорости всего цикла работы пневматической цилиндра. Для этого в данном устройстве есть дополнительная мембрана, которая действует в обе стороны. Она нужна, чтобы выгонять воздух во все выходы. В какое отверстие именно выйти воздушной смеси определяется автоматически, выбор зависит от направления потока воздуха.
Для работы логических пневмоустройств необходимо, чтобы один или два из всех элементов, которые подают воздушную смесь, были рабочими. Среди клапанов SMC есть мембранные, шариковые и золотниковые механизмы.
Последовательные клапаны нужны для организации процесса попадания рабочей среды в пневматическую систему, это может произойти только при достижении заданного уровня давления в системе. Пусковой механизм основывается на давлении потока воздуха на поршень с одной стороны и давлении пружины с другой. Открытие и закрытие последовательно го клапана регулируется за счёт положения поршня.
Клапаны с задержкой времени работают после подачи контрольного импульса, благодаря которому и происходит смена положения механизма. Для организации этого процесса необходима деталь, в которой есть специальный резервуар с дросселем. Его используют при повышении давления в основной ёмкости. Воздух сжимается и проникает туда через имеющиеся отверстия. За счёт изменения размеров отверстий или объёма ёмкости можно регулировать время задержки.
Перечисленные виды пневмоклапанов обладают прочностью, надёжны и безопасны, устойчивы к вибрации оборудования.
Пневмоклапаны. Принцип работы.
Работа пневматической системы невозможна без пневмоклапанов. Регулировка потоков сжатого воздуха происходит при помощи этих незаменимых элементов. Существует несколько видов пневмоклапанов, различающихся областью назначения и способом функционирования.
| Тип клапана | Схематическое обозначение | Описание клапана |
| Обратный клапан |  | Для удержания направления потока воздуха в трубопроводе используется тип пневмоклапана — обратный пневмоклапан. Конструкция клапана устроена таким образом, что при движении рабочей среды в обратном направлении, происходит перекрытие канала путем механики. Рабочий элемент пневмоклапана — это золотник или шарик, удерживающийся в открытом положении. Закупорка канала в золотниковом типе возможна под действием обратно направленного воздушного потока. |
| Клапан быстрого выхлопа |  | Для ускорения высвобождения остатков воздуха в среду, обходя трубопровод, подающий потоки воздуха. Используется клапан быстрого выхлопа. Происходит это в тот момент, когда шток пневмоцилиндра меняет свое положение после срабатывания, возвращаясь в первоначальное. За счет этого происходит увеличение скорости прохождения рабочего цикла цилиндра. Такой тип клапана представляет из себя двухстороннюю мембрану, которая, в зависимости от курса рабочей среды, толкает воздушные потоки в нужные отверстия. |
| Пневмоклапан последовательности |  | Работа пневмоклапана последовательности становится возможной при помощи поршня, на который оказывает воздействие сжатый воздух с одной стороны, а пружина — с другой. Открытое и закрытое состояние достигается в зависимости от поршня и его положения. Предназначен такой вид клапанов для пуска рабочей среды в систему при условии значений давления, определенных заранее. |
| Логические пневмоклапаны | Такой тип клапанов представляет собой распределительный механизм, выполненный в одном из трех видов: мембранный, шариковый или золотниковый. Различаются клапаны последовательности конструкцией, содержащей в себе логические элементы. Таким образом, такой тип клапанов предназначен для возможности рабочей среды поступать в пневмосеть. При клапане «ИЛИ» — если работает один источник сжатого воздуха. При клапане «И» — работает две линии. | |
| Клапан выдержки времени |  | Конструкция клапана выдержки времени — то специальное инерционное звено из емкости с дроссельной заслонкой. Когда сжатый воздух попадает в малое отверстие, внутри резервуара поднимается давление и, как результат, заслонка срабатывает. С помощью изменения параметров проходного сечения и объема пневмоемкости возможно регулировка времени выдержки клапана. |
Пневмоклапаны используются и устанавливаются в любом положении без потери в качестве эксплуатации, прочности и виброустойчивости. При помощи потоков воздуха происходит рабочий процесс открытия и закрытия отверстий.
Выбрать пневмоклапан можно в магазине «Промышленная автоматизация» в Ростове-на-Дону.
Принцип работы пневмоклапанов
Запорные и регулирующие пневмоклапаны являются необходимыми элементами любой пневматической системы и предназначены для регулирования прохождения потока сжатого воздуха. В данной статье рассмотрим принцип действия и основные разновидности этого типа оборудования.
По назначению и способу выполнения своих функций пневматические клапаны можно разделить на следующие подвиды:
Обратный клапан. Данный тип предназначен для поддержания движения воздуха по трубопроводу только в одном направлении. В случае если рабочая среда по каким-либо причинам начала двигаться обратным током, происходит механическое перекрытие канала. Запорный элемент обратного пневмоклапана выполняется в виде золотника или в виде шара и удерживается в открытом положении за счет энергии поступающей среды. Закрытие канала происходит под собственным весом (если речь идет о золотниковом типе) или под воздействием обратного тока воздуха.
Клапан быстрого выхлопа. Главной задачей оборудования данного типа является ускорение выпуска остаточного воздуха в атмосферу, минуя подающий трубопровод, в момент, когда шток пневмоцилиндра возвращается после срабатывания в исходное положение. Это позволяет заметно увеличить скорость прохождения полного рабочего цикла цилиндра. Конструктивно данный тип клапана выполнен в виде мембраны, которая работает в обе стороны и толкает поток воздуха в разные выходные отверстия, в зависимости от направления движения рабочей среды.
Логические пневмоклапаны. Логические элементы пневматических сетей предназначены для предоставления доступа рабочей среды в пневмосеть только при условии работы одного из нескольких источников сжатого воздуха (клапан «или»), либо при условии двух работающих линий (клапан «и»). С точки зрения конструктивного исполнения различают клапаны с распределительными механизмами мембранного, шарикового и золотникового типов.
Клапан выдержки времени. Конструкция позволяет изменять положение клапана не сразу, а лишь спустя некоторое время после поступления управляющего сигнала. Для этой цели используется специальное инерционное звено, которое состоит из емкости с дроссельной заслонкой, которая срабатывает только по мере повышения давления в данном резервуаре, куда сжатый воздух постепенно попадает через отверстие малого диаметра. Регулировка времени отсроченного срабатывания клапана производится путем настройки проходного сечения или изменением объема пневмоёмкости.
Все описанные выше пневматические устройства могут быть установлены в любом положении, что не сказывается на их прочности и устойчивости к вибрации. Открытие и закрытие отверстия происходит посредством потока среды, со степенью очистки, соответствующей ГОСТу.
Принцип работы пневмоклапанов
Регулирующие и запорные пневмоклапаны – необходимые элементы в каждой пневматической системе, их предназначение – регулировать поток сжатого воздуха. Далее будут рассмотрены основные разновидности, а также принцип действия данных гидроклапанов.
Пневмоклапаны можно разделить по способу, которым он выполняет свои функции, а также по назначению. По этим признакам выделяется несколько подвидов пневмоклапанов:
1. Обратный клапан. У него воздух проходит по трубопроводу лишь в одном направлении. Если рабочая среда, в силу каких-либо причин, двигается обратным током, канал механически перекрывается.
У обратного клапана запорный элемент выполнен в виде шара или золотника, благодаря энергии поступающей среды клапан держится в открытом положении. Канал закрывается из-за того, что обратный ток воздуха взаимодействует на него, либо же под своим весом (у золотникового типа).
2. Клапан быстрого выхлопа. У такого рода клапанов остаточный воздух выпускается в атмосферу в ускоренном темпе. При этом он проходит мимо подающего трубопровода. Всё происходит в момент, когда шток возвращается после того, как сработал в исходное положение. Благодаря этому скорость, с которой у цилиндра проходит полный рабочий цикл, заметно увеличивается.
В зависимости от того, в каком направлении движется рабочая среда, поток воздуха проходит в различные выходные отверстия. Происходит это благодаря мембране, работающей в две стороны, именно в её виде клапан быстрого выхлопа конструктивно выполнен.
3. Пневмоклапан последовательности. У него в систему рабочей среды производится пуск, но только в том случае, если достигнут уровень давления, который заранее определён. Такой пневмоклапан начинает движение благодаря поршню. С одной стороны на этот поршень происходит воздействие сжатого воздуха, с другой же – пружина. Пневмоклапан приходит в закрытое либо открытое состояние в зависимости от того, в каком положении поршень расположен.
4. Логический пневмоклапан. В данном случае у него следующее предназначение: предоставлять доступ рабочей среды в пневмосеть, но только при условии, когда у сжатого воздуха работает один из нескольких источников (клапан «или»), также это возможно с двумя работающими линиями (клапан «и»).
Если разделять пневмоклапаны с распределительными механизмами по конструктивному исполнению, то существуют шариковые, золотниковые и мембранные типы.
5. Клапан выдержки времени. Благодаря его конструкции, положение клапана возможно только в том случае, когда прошло сколько-то времени после того, как поступил управляющий сигнал, а не сразу. Для того, чтобы это было возможно, необходимо использование специального инерционного звена. Это звено включает в себя ёмкость с дроссельной заслонкой. Срабатывание этой заслонки, в свою очередь, возможно только по мере того, как в данном резервуаре повышается давление. В этот резервуар, через отверстие с малым диаметром, происходит поступление сжатого воздуха. Для того, чтобы регулировать время отсроченного срабатывания клапана, необходимо изменить объём пневмоёмкости либо настроить проходное сечение.
Пневмоклапаны, про которые вы сейчас прочитали, можно установить в любом положении. Примечательно, что это не сказывается на том, насколько устройство будет устойчиво к вибрации, а также не влияет на уровень прочности. Посредством потока среды, закрывается и открывается отверстие. Степень очистки при этом соответствует ГОСТу.