In dit artikel wordt uitgelegd wat een inline ventiel en manifold is en hoe het werkt.

Wat is een Inline ventiel en manifold?

Inline ventielen zijn waarschijnlijk het meest gebruikte type ventielen in industriële automatiseringssystemen; zoals hun naam al aangeeft worden deze toegepast direct in het leidingwerk van de applicatie.

Een manifold heeft als definitie "een verdeelblok dat zich in verschillende openingen vertakt". Voor pneumatische toepassingen betekent dit dat verschillende ventielen kunnen worden gemonteerd op een enkele basisplaat, voorzien van een gemeenschappelijke voeding en ontluchting. Dit vereenvoudigt het leidingwerk en centraliseert de ventielen die voor een bepaald proces worden gebruikt.

Ze zijn ook bekend als…

Inline ventielen kunnen worden toegepast direct in het leidingwerk of in combinatie met een manifold.

Hoe werkt een Inline ventiel en manifold?

Een ventiel is een pneumatisch schakelelement dat de luchtstroom blokkeert of van richting verandert. Voordat we nagaan hoe ze werken, is het belangrijk om enkele termen uit te leggen. U zult termen als 2/2, 3/2, enz. tegenkomen bij ventielen. Het eerste getal geeft het aantal poorten aan, dat wil zeggen het aantal verbindingen in en uit het hoofdgedeelte van het ventiel - de stuurpoorten niet meegerekend. Het tweede getal geeft aan hoeveel posities de ventielspoel kan innemen. Een 5/3-ventiel heeft dus 5 poorten en 3 mogelijke posities voor de ventielschuif.

Tijdens het schakelen van het ventiel beweegt de ventielschuif in het ventielhuis , waardoor de aansluitpoorten correct worden geblokkeerd of geopend om de gewenste luchtstroom mogelijk te maken. Het symbool laat zien hoe de ventiel kan worden bediend om de uit- en inbeweging van een dubbelwerkende cilinder mogelijk te maken. De verschillende constructies van ventielen worden hieronder besproken.

Het is duidelijk dat de ventielschuif moet worden bewogen of bediend om het ventiel te laten schakelen. Er zijn verschillende soorten bedieningsmechanismen beschikbaar (zie hieronder), maar in de afbeelding hierboven wordt aan beide uiteinden een elektromagneet geplaatst, die door elektromagnetisme de spoel in beweging brengt.

De foto hierboven toont een manifold. De zwarte pakkingen aan de bovenkant geven aan dat deze manifold vier afzonderlijke ventielen kan opnemen; er zijn manifolds verkrijgbaar die tot tien ventielen kunnen opnemen. De poorten aan de rechterkant maken een gemeenschappelijke voeding en ontluchting voor alle ventielen mogelijk; op die manier kunnen voor een bepaald proces gebruikte ventielen samen worden gemonteerd en wordt het leidingwerk vereenvoudigd. Het aansluitprofiel van elke ventiel moet compatibel zijn met de aansluitingen op de manifold.

Hoe selecteer ik een Inline ventiel en manifold?

De belangrijkste factoren bij de keuze van een inline-ventiel zijn:

• debietoverwegingen - het nominale debiet door de ventiel moet voldoende zijn om aan de stroomafwaartse procesvereisten te voldoen en dit zal in verhouding staan met de poortgrootte. Belangrijk te weten is dat de moderne ventielconstructie en -technologie een groter debiet mogelijk maken dan ventielen uit het verleden; een gouden regel die nog steeds moet worden toegepast, is het berekenen van het grootste benodigde debiet en het ventiel daarop afstemmen, in plaats van op gemiddelde waarden.

• ventielfunctie - vereist de toepassing bijvoorbeeld een 3/2 of 5/2 ventielfunctie.

• ventielbediening - wat is de beste bedieningswijze van de ventiel. Kan hij elektrisch worden bediend door een solenoid of is een luchtsturing (pilot) beter geschikt voor de toepassing. Welk retourmechanisme is vereist - is mechanische veer- of elektrische/luchtbediening het meest geschikt voor de toepassing. Moet de ventiel normaal open of normaal gesloten zijn (zie hieronder)?

• systeemoverwegingen - is de cyclussnelheid een kritische overweging en de mogelijkheid om bij hogere werkdruk te werken. Dit kan van invloed zijn op de gekozen ventielconstructie, zoals hieronder beschreven

• omgevingsoverwegingen - bij welke omgevingstemperatuur moet het ventiel werken en zijn er afwijkingen van dit proces. Heeft het proces te maken met een bijzondere omgeving, bijvoorbeeld de mogelijkheid om in een explosieve atmosfeer te werken.

Bij de keuze van het manifold moet rekening worden gehouden met het volgende:

• compatibiliteit van de ventielen - het is duidelijk dat het manifold moet worden afgestemd op de keuze van het ventiel, zodat de poorten goed op elkaar aansluiten en de doorstroming niet wordt belemmerd.

• aantal manieren - hoeveel ventielen moeten voor een bepaald proces bij elkaar worden geplaatst. Moet er enige "redundantie" worden ingebouwd voor toekomstige uitbreiding?

• omgeving - zoals voor het ventiel, moet het manifold misschien werken in een agressieve werkomgeving of daartegen worden beschermd

Types inline ventiel en manifold?

Zoals hierboven vermeld, zijn er verschillende soorten schuifventielen beschikbaar voor verschillende toepassingseisen. Een schuifventiel maakt deel uit van een meer algemene familie die shear-actionventielen wordt genoemd; zij worden zo genoemd omdat het schuifmechanisme over de in- en uitlaten schuift, waarbij de positie van het mechanisme de geleiding van de luchtstroom bepaalt.

De geprofileerde schuif past in een bewerkt metalen boorgat en het is duidelijk dat de afdichting tussen de oppervlakken van cruciaal belang is om lekkage tot een minimum te beperken. In één systeem (zachte afdichting) worden veerkrachtige maar zachtere (in vergelijking met metaal) afdichtingsringen gebruikt. Bij de ene optie zijn de afdichtingen bevestigd aan de bewegende spoel en wordt dit dynamische afdichting genoemd; bij statische afdichting worden de afdichtingen in het ventielhuis gehouden en beweegt de spoel er doorheen.

Een tweede systeem (pakkinloze schuif) berust op een zodanige tolerantie tussen de metalen schuif en de metalen boorvlakken dat zachtere afdichtingen overbodig zijn (een "luchtlager"-principe).

De softseal-optie biedt een hoger debiet en lagere lekverliezen in vergelijking met pakkingloze schuif ; De pakkingloze schuif heeft echter een aanzienlijk langere levensduur - softseal meestal 30 tot 50 miljoen cycli in vergelijking met 250 tot 300 miljoen cycli voor pakkingloze schuif - laatstgenoemde kan ook werken bij hogere cycli en hogere werkdrukken.

Er wordt ook gesproken van normaal gesloten of normaal open. Het "normaal" verwijst naar de functie van het ventiel als er geen invloed van buitenaf op wordt uitgeoefend. Een normaal gesloten (N/C) ventiel zal dus in zijn ruststand de doorstroming blokkeren; het omgekeerde geldt voor een normaal open (N/O) ventiel (let wel, dit is het omgekeerde voor de elektrische schakelaar).

De "normale" voor een 5/3 ventiel staat in de middenstand; hier zijn drie opties mogelijk. APB betekent All Ports Blocked - alle 5 poorten zijn afgesloten; COE (Centre Open Exhaust) betekent dat de toevoer is geblokkeerd en de uitlaatpoorten zijn uitgeput. Ten slotte betekent COP (Centre Open Pressure) dat de aanvoerpoort verbonden is met beide uitlaten, terwijl de uitlaten geblokkeerd zijn.

Typische applicaties voor inline ventielen en manifolds?

Ventielen worden gebruikt in een groot aantal industriële toepassingen. Zoals gezegd, dienen de ventielen om stroomafwaartse componenten, gewoonlijk een cilinder, te bedienen. Een 3/2-ventiel wordt bijvoorbeeld gebruikt om een enkelwerkende cilinder te bedienen en een 5/2-ventiel een dubbelwerkende cilinder. Wanneer een proces slechts zelden bediening van de actuator vereist, wordt een normaal gesloten ventiel gebruikt; deze zorgt ervoor dat het systeem zonder druk blijft, behalve wanneer kracht nodig is.

Als een proces meerdere ventielen vereist, is het efficiënt om een manifold te gebruiken om het aantal benodigde ventielen te monteren; deze "centralisatie" is vooral nuttig als de ventielen om milieuredenen in een behuizing moeten worden ondergebracht.

Heb ik nog iets anders nodig voor een inline ventiel en manifold?

Afhankelijk van de poortgrootte van de gebruikte ventiel zijn koppelingen en leidingen nodig. Geluiddempers op uitlaatpoorten worden aanbevolen. Voor een nieuw systeemontwerp is er een grote verscheidenheid aan accesoires en luchtvoorbereidingsapparatuur beschikbaar.