Wszystko, co musisz wiedzieć na temat zaworów elektromagnetycznych – część 2
W tym artykule zawarto drugą część podstawowych informacji dotyczących zaworów elektromagnetycznych.
LICZBA DRÓG
2 drogi
Zawory elektromagnetyczne mają dwa króćce (jeden wlotowy i jeden wylotowy) oraz tylko jedną kryzę (gniazdo) umożliwiające regulację czynnika.
1 króciec wlotowy (P)
1 króciec wylotowy (A)
3 drogi
Te zawory elektromagnetyczne mają trzy króćce (zazwyczaj jeden wlotowy, jeden wylotowy i jeden wydmuchowy) oraz dwie kryzy (gniazda) umożliwiające regulację czynnika.
1 króciec wlotowy (P)
1 króciec wylotowy (A)
1 króciec wydmuchowy (R)
Typowe zastosowanie: sterowanie siłownikiem jednostronnego działania
1 króciec wlotowy (P)
2 króćce wylotowe (A1, A2)
Typowe zastosowanie: wybieranie lub odwracanie przepływu
2 króćce wlotowe (P1, P2)
1 króciec wylotowy (A)
Typowe zastosowanie: mieszanie dwóch czynników
Rysunek 6: Przykładowy zawór elektromagnetyczny
4 drogi i 5 dróg
Ten zawór elektromagnetyczny jest funkcjonalnym połączeniem dwóch zaworów 3-drożnych. Zasadniczo zawiera 4 króćce lub 5 króćców, w zależności od wykonania. Termin „4-drożny” lub „5-drożny” odnosi się do liczby króćców.
1 króciec wlotowy (P)
2 króćce wylotowe (A1, A2)
1 króciec wydmuchowy lub 2 króćce wydmuchowe (R1, R2)
FUNKCJA
Cyfrowy zawór elektromagnetyczny zgodnie z zasadą „wszystko albo nic”. Posiadają one zatem dwa odrębne stany: (1) gdy cewka jest aktywowana prądem elektrycznym oraz (2) gdy zawór jest w spoczynku (bez zasilania). Funkcje zaworu definiuje się przy założeniu pozycji spoczynkowej. Zawory elektromagnetyczne bezpośredniego działania lub sterowane zaworem sterującym mogą wykonywać dwie funkcje: Normalnie zamknięty (NZ) Zawór elektromagnetyczny jest normalnie zamknięty (NZ), jeśli przez zawór w pozycji spoczynkowej (gdy na stykach elektrozaworu nie ma prądu) nie przepływa czynnik.
Rysunek 7: Przykładowy 2/2-drożny zawór elektromagnetyczny normalnie zamknięty
Rysunek 8: Przykładowy 3/2-drożny zawór elektromagnetyczny normalnie zamknięty Należy pamiętać, że w przypadku zaworów elektromagnetycznych 3-drożnych króciec A jest otwarty względem króćca R, który, na przykład, umożliwia wydmuch siłownika jednostronnego działania zaworu do atmosfery. Normalnie otwarty (NO) Zawór elektromagnetyczny jest normalnie otwarty (NO), jeśli przez zawór w pozycji spoczynkowej (gdy na stykach elektrozaworu nie ma prądu) przepływa czynnik.
Rysunek 9: Przykładowy 2/2-drożny zawór elektromagnetyczny normalnie otwarty
Rysunek 10: Przykładowy 3/2-drożny zawór elektromagnetyczny normalnie otwarty Inny wybór króćców wlotowych może zmienić funkcję zaworu. Ponieważ jednak w obliczeniach zrównoważenia siły uwzględnia się efekty odbicia, efekty cewki i efekty ciśnienia wywieranego na uszczelnienie, wydajność zaworu NZ zamocowanego w pozycji NO zostałaby zmniejszona. W tej konfiguracji lepiej byłoby wybrać uniwersalny zawór elektromagnetyczny. Uniwersalny (UNI) Zawór elektromagnetyczny jest uniwersalny (UNI), jeśli dzięki konkretnym przyłączom kryz umożliwia wykonywanie wielu różnych funkcji. Uniwersalne zawory elektromagnetyczne wymiaruje się pod kątem optymalnej wydajności we wszystkich konfiguracjach.
Rysunek 11: Przykład: Przyłącze pneumatyczne „normalnie zamknięte”
Rysunek 12: Przykład: Przyłącze pneumatyczne „normalnie otwarte”
Rysunek 13: Przykład: Przyłącze pneumatyczne „wybieraka”, na którym ciśnienie „P” jest skierowane do wylotu „A1” lub wylotu „A2”
Rysunek 14: Przykład: Przyłącze pneumatyczne „mieszalnika”, na który ciśnienie „P1” lub ciśnienie „P2” jest skierowane do wylotu „A”. Zatrzaskowy lub bistabilny Produkujemy zawory elektromagnetyczne zaprojektowane z myślą o zastosowaniach, w których decydującym czynnikiem jest zmniejszone zużycie energii. W tych zastosowaniach krótki impuls elektryczny pozwala otworzyć lub zamknąć zawór elektromagnetyczny, a dzięki pozostałym efektom magnesu stałego jest to wystarczające do utrzymania zaworu w określonej pozycji roboczej bez zużycia energii elektrycznej. Krótki impuls o odwróconej biegunowości zapewnia powrót zaworu do poprzedniej pozycji. Zużycie mocy i ogrzewanie są niemal pomijalne.
DZIAŁANIE – MECHANIZM STERUJĄCY
Bezpośrednie działanie ruchomy trzpień magnetyczny (pomarańczowy) oddziałuje bezpośrednio na uszczelnienie zaworu, aby otwierać lub zamykać kryzę zaworu, w zależności od tego, czy elektrozawór jest zasilany, czy odłączony od zasilania. Ciśnienie i przepływ w tym typie zaworu elektromagnetycznego zależą bezpośrednio od rozmiaru kryzy i mocy cewki (kolor żółty). Jego funkcja nie zależy od ciśnienia ani natężenia przepływu w przewodzie.
Rysunek 15: Przykładowy 2/2-drożny zawór elektromagnetyczny normalnie zamknięty
Rysunek 16: Przykład: Zawór elektromagnetyczny 3/2-drożny normalnie zamknięty Sterowany zaworem sterującym Ten typ zaworu projektuje się w celu umożliwienia dużego natężenia przepływu przy wysokim ciśnieniu, które nie zależy bezpośrednio od mocy cewki. Trzpień ruchomy oddziałuje na kryzę zaworu sterującego w celu jego zamknięcia lub otwarcia w zależności od tego, czy elektrozawór jest zasilany, co umożliwia zwiększenie lub zmniejszenie ciśnienia w komorze zaworu sterującego. Zawór elektromagnetyczny 2/2-drożny jest wyposażony w membranę (3), w której znajduje się jedna kryza upustowa (4) i jedna kryza sterująca (1). Gdy elektrozawór jest zasilany, otwiera kryzę sterującą i obniża ciśnienie w komorze zaworu sterującego (2). Skutkuje to nadciśnieniem na dnie membrany, która jest podnoszona przez ciśnienie w przewodzie otwierające kryzę główną. Gdy elektrozawór nie jest zasilany, kryza sterująca (1) jest zamknięta, a maksymalne ciśnienie w przewodzie jest wywierane w na komorę zaworu sterującego (2) przez kryzę upustową (4), co umożliwia szczelne dociskanie gniazda. Ten typ zaworu elektromagnetycznego wymaga minimalnego roboczego ciśnienia różnicowego. Produkujemy również zawory elektromagnetyczne sterowane zaworem sterującym z membraną połączoną mechanicznie z trzpieniem ruchomym, która może działać od ciśnienia zerowego do maksymalnego ciśnienia użytkowego. W celu zapoznania się z funkcjami opisanymi powyżej należy zapoznać się z poszczególnymi rysunkami pokazującymi różne wykonania zaworów elektromagnetycznych sterowanych bezpośrednio i zaworem sterującym.
Rysunek 17: Przykład: Zawór elektromagnetyczny 2/2-drożny normalnie zamknięty sterowany zaworem sterującym Wartość KV Wartość kv Wymiary zaworu zależą w dużym stopniu od pożądanego natężenia przepływu w systemie. W związku z tym bardzo ważne jest wyznaczenie współczynnika przepływu (wartości kv) na początku procesu doboru. Producenci zaworów określają tę wartość kv, która opisuje relację między stratą ciśnienia w określonej kryzie i odpowiadające jej natężenie przepływu. Wartość kv oblicza się jako ilość wody o temperaturze 20°C w litrach na minutę, która przepływa przez zawór przy spadku ciśnienia 1 bar. Definiuje przepływ przy 100% otwarciu zaworu. Im wyższa wartość kv, tym większe natężenie przepływu przy tym samym spadku ciśnienia. Wyższe wartości kv zazwyczaj uzyskuje się, zwiększając średnicę kryzy i/lub skok trzpienia ruchomego. Matematycznie można opisać to następująco:
gdzie: Q = natężenie przepływu; ρ = gęstość czynnika; = ciśnienie różnicowe W tym celu oferujemy praktyczny kalkulator natężenia przepływu (link). Wartości obliczone w ten sposób są wartościami odniesienia na potrzeby doboru odpowiedniego zaworu do danego zastosowania.
JAK WYBRAĆ ODPOWIEDNI ZAWÓR
Funkcje zaworów (3/2-drożny, 2/2-drożny, normalnie otwarty, normalnie zamknięty), typ czynnika, dostępna przestrzeń, natężenie przepływu i ciśnienie to aspekty, które trzeba ustalić w pierwszej kolejności przy doborze zaworu. Zdecydowanie zalecamy przeprowadzić kompletną analizę z wieloma czynnikami dodatkowymi, takimi jak:
Czynniki środowiskowe (temperatura, wilgotność, narażenie na drgania)
Wymagania elektryczne (dostępne napięcie i moc)
Użytkowanie (cykle pracy, częstotliwość pracy)
Wymagania przepisów prawa / stopień ochrony
Konkretne potrzeby, takie jak czas odpowiedzi czy współczynnik wycieków
Aby upewnić się, że wszystkie czynniki zostały uwzględnione, można w każdej chwili skontaktować się z naszym zespołem specjalistów, którzy pomogą w doborze najlepszego rozwiązania spełniającego wymagania danego zastosowania.