Vše, co potřebujete vědět o elektromagnetických ventilech – Část 2

V následujícím článku najdete druhou část základních informací o elektromagnetických ventilech.

POČET CEST

2 cesty

Elektromagnetické ventily mají dva kanály (jeden vstupní, jeden výstupní) a pouze jeden otvor (sedlo) umožňující ovládání kapaliny.

• 1 vstupní kanál (P)

• 1 výstupní kanál (A)

3 cesty

Tyto elektromagnetické ventily mají tři kanály (obvykle jeden vstupní, jeden výstupní a jeden vypouštěcí) a dva otvory (sedla) umožňující regulaci kapaliny.

• 1 vstupní kanál (P)

• 1 výstupní kanál (A)

• 1 vypouštěcí kanál (R)

• Typické použití: k ovládání jednočinného válce

• 1 vstupní kanál (P)

• 2 výstupní kanály (A1, A2)

• Typické použití: k volbě nebo přesměrování průtoku

• 2 vstupní kanály (P1, P2)

• 1 výstupní kanál (A)

• Typické použití: k míchání dvou kapalin

Obrázek 6: Příklad elektromagnetického ventilu

4 a 5 cest

Tento elektromagnetický ventil je funkční kombinací dvou třícestných ventilů. Na základě své konstrukce obsahuje zpravidla 4 nebo 5 připojovacích kanálů. Termín 4cestný nebo 5cestný odkazuje na počet kanálů.

• 1 vstupní kanál (P)

• 2 výstupní kanály (A1, A2)

• 1 nebo 2 vypouštěcí kanály (R1, R2)

FUNKCE

Digitální elektromagnetické ventily fungují na principu „vše, nebo nic“. Mají tedy dva odlišné stavy, které jsou (1) – když je cívka aktivována elektrickým proudem, a (2) – když je ventil v klidu (bez elektřiny). Funkce ventilu jsou definovány od klidového stavu. Elektromagnetické ventily s přímým ovládáním nebo s ovládáním tlakovým signálem mohou mít dvě funkce: Elektromagnetický ventil je normálně uzavřený (zkráceně – NC) pokud ventilem v klidové poloze (bez proudu na kontaktech elektromagnetu) neprochází žádný průtok.

Obrázek 7: Příklad 2/2cestného normálně uzavřeného elektromagnetického ventilu

Obrázek 8: Příklad 3/2cestného normálně uzavřeného elektromagnetického ventilu Upozorňujeme, že v případě 3cestných elektromagnetických ventilů je kanál A otevřen ke kanálu R, což například umožňuje vypouštění z jednočinného válce ventilu do atmosféry. Normálně otevřený (NO) O elektromagnetickém ventilu se říká, že je „normálně otevřený" (zkráceně NO), pokud umožňuje průchod kapaliny v klidové poloze (bez proudu na kontaktech elektromagnetického ventilu).

Obrázek 9: Příklad 2/2cestného normálně otevřeného elektromagnetického ventilu

Obrázek 10: Příklad 3/2cestného normálně otevřeného elektromagnetického ventilu. Konkrétní volba vstupních kanálů může změnit funkci ventilu. Protože však výpočty vyvážené síly berou v úvahu zpětný ráz, účinky cívky a účinky tlaku působícího na těsnění, byla by výkonnost NC ventilu namontovaného v poloze NO snížena. V této konfiguraci by bylo lepší zvolit univerzální elektromagnetický ventil.  Univerzální (UNI) O elektromagnetickém ventilu se říká, že je „univerzální“ (zkratka UNI), pokud umožňuje několik různých funkcí v důsledku specifického připojení otvorů. Univerzální elektromagnetické ventily jsou speciálně dimenzovány tak, aby poskytovaly optimální výkon ve všech konfiguracích.

Obrázek 11: Příklad: „Normálně uzavřené“ pneumatické připojení

Obrázek 12: Příklad: „Normálně otevřené“ pneumatické připojení

Obrázek 13: Příklad: Pneumatické připojení „Selektor“, kde tlak „P“ směřuje buď do výstupu „A1“, nebo do výstupu „A2“.

Obrázek 14: Příklad: Pneumatické připojení „Směšovač“, kde do výstupu „A“ směřuje buď tlak „P1“, nebo tlak „P2“ Západka nebo bistabilní. Vyrábíme elektromagnetické ventily určené pro aplikace, kde je rozhodujícím faktorem snížená spotřeba energie. U těchto aplikací umožňuje krátký elektrický impulz otevření nebo zavření elektromagnetického ventilu, který díky zbytkovým účinkům stálého magnetu postačuje k udržení ventilu v určité pracovní poloze bez spotřeby elektrické energie. Krátký impulz s obrácenou polaritou zajistí návrat ventilu do předchozí polohy. Spotřeba elektrické energie a zahřívání jsou téměř zanedbatelné.

ČINNOST – OVLÁDACÍ MECHANISMUS

Přímé ovládání Magnetický píst (oranžový) působí přímo na těsnění ventilu a otevírá nebo zavírá otvor ventilu v závislosti na tom, zda je elektromagnet pod napětím či nikoliv. Tlak a průtok tohoto typu elektromagnetického ventilu závisí přímo na velikosti otvoru a výkonu cívky (žlutá). Jeho funkce není závislá na tlaku v potrubí ani na průtoku.

Obrázek 15: Příklad 2/2cestného normálně uzavřeného elektromagnetického ventilu

Obrázek 16: Příklad: 3/2cestný normálně uzavřený elektromagnetický ventil ovládaný tlakovým signálem. Tento typ je navržen tak aby umožňoval vysoký průtok při vysokém tlaku, který není přímo závislý na výkonu cívky. Píst působí na signální otvor a uzavírá jej nebo otevírá v závislosti na tom, zda je elektromagnet pod napětím či nikoliv, což umožňuje zvýšit nebo snížit tlak v signální komoře. 2/2cestný elektromagnetický ventil je vybaven membránou (3), ve které je jeden vypouštěcí otvor (4) a jeden signální otvor (1). Když je elektromagnet pod napětím, otevře signální otvor a uvolní tlak ze signální komory p(2). To má za následek přetlak ve spodní části membrány, která se zvedne tlakem v potrubí a otevře hlavní otvor. Když je elektromagnet bez napětí, uzavře se signální otvor (1) a v signální komoře (2) je přes vypouštěcí otvor (4) plný tlak v potrubí, čímž je zajištěna dosedací síla pro těsné uzavření. Tento typ elektromagnetického ventilu vyžaduje minimální provozní diferenční tlak. Vyrábíme také elektromagnetické ventily s ovládáním tlakovým signálem s membránou mechanicky spojenou s pístem, které mohou pracovat od nuly až po maximální provozní tlak. Viz všechny obrázky znázorňující různá provedení elektromagnetických ventilů s přímým ovládáním a s ovládáním tlakovým signálem, jakož i různé typy připojení za účelem získání výše popsaných funkcí.

Obrázek 17: Příklad: 2/2cestný normálně uzavřený elektromagnetický ventil s ovládáním tlakovým signálem. HODNOTA kv Rozměry ventilu budou výrazně záviset na požadovaném průtoku vašeho systému. Proto je velmi důležité stanovit na začátku procesu výběru průtokový koeficient (hodnotu kv). Výrobci ventilů uvádějí tuto hodnotu kv, která popisuje vztah mezi tlakovou ztrátou přes konkrétní otvor a příslušným průtokem. Hodnota kv se vypočítá jako množství vody o teplotě 20 °C v litrech za minutu, které proteče ventilem při tlakové ztrátě 1 bar. Definuje průtok, když je ventil otevřen na 100 %. Čím vyšší je hodnota kv, tím vyšší je průtok při stejné tlakové ztrátě. Vyšších hodnot kv se obvykle dosahuje zvětšením průměru otvoru a/nebo zdvihu pístu. Matematicky ji lze popsat takto:

kde: Q = průtok; ρ = hustota média; = tlakový rozdíl. K tomuto účelu nabízíme praktickou kalkulačku průtoku (odkaz). Takto vypočtené hodnoty slouží jako referenční bod pro výběr správného ventilu pro vaši aplikaci.

JAK VYBRAT SPRÁVNÝ VENTIL

Prvními kroky při výběru správného ventilu jsou obvykle funkce ventilu (3/2, 2/2, normálně otevřený, normálně uzavřený), typ média, dostupný prostor, průtok a tlak. Důrazně doporučujeme provést kompletní analýzu několika dalších faktorů, včetně následujících:

• prostředí (teplota, vlhkost, vystavení vibracím);

• elektrické požadavky (dostupné napětí a výkon);

• používání (životnost, provozní frekvence);

• regulační požadavky / třída krytí;

• Konkrétní potřeby, jako je doba odezvy nebo rychlost úniku.

V zájmu zohlednění všech faktorů se neváhejte obrátit na náš kompetentní tým, který vám poradí s výběrem nejvhodnějšího řešení vzhledem k požadavkům vaší aplikace.