Właściwy dobór zaworów proporcjonalnych

/2
ASCO
PRZEWODNIK
Właściwy dobór zaworów
proporcjonalnych
1/
Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych
PRZEWODNIK PO:
Właściwym doborze zaworów
proporcjonalnych
Zawory proporcjonalne nadają się do szerokiego zakresu zastosowań związanych ze
sterowaniem maszynami, w procesach podstawowych i prostych lub złożonych układach
hydropneumatycznych. Stanowią opłacalne oraz kompaktowe rozwiązanie do sterowania
przepływem lub ciśnieniem przy względnie niskim natężeniu przepływu.
Istnieje wiele różnych rodzajów zaworów proporcjonalnych, różniących się ciśnieniem
roboczym i roboczym natężeniem przepływu, z napędem elektrycznym lub
elektropneumatycznym.
Dla osób niewtajemniczonych liczba opcji wyboru może być myląca.
Podczas doboru odpowiedniego zaworu do konkretnego zadania istotne jest zrozumienie
wymagań dotyczących zastosowania i zalet poszczególnych typów zaworów. Dobry
dostawca pomoże określić, który zawór będzie najlepszy, ale praktyczna znajomość
technologii proporcjonalnej pomoże przyspieszyć proces oraz umożliwi zadawanie
odpowiednich pytań i wybór najlepszego dostawcy.
W poniższym przewodniku przedstawiono wiele zagadnień, które należy uwzględnić
podczas doboru zaworu proporcjonalnego, po to aby ułatwić podjęcie świadomego wyboru.
Dobór zaworów proporcjonalnych
Do doboru zaworów proporcjonalnych niezbędne będą podstawowe informacje
o planowanym zastosowaniu.
- Co ma być kontrolowane: ciśnienie, przepływ, temperatura czy też poziom?
- Jakie są maksymalne i minimalne wartości ciśnienia, któremu będzie poddawany zawór?
- Jaki jest zakres przepływu?
-Czy nastawa ma być statyczna, dynamiczna czy „krok po kroku” i w jaki sposób ma być
zmieniana?
Poniżej znajduje się ocena różnych typów zaworów, opis ich właściwości oraz typowe
zastosowania.
/2
Nastawy
Nastawa statyczna
Nastawa statyczna będzie zazwyczaj miała wartość stałą i nie będzie się zbyt często
zmieniać.
Typowe zastosowanie to użycie zaworu do regulacji ciśnienia w siłowniku przykładającym
siłę docisku ― na przykład podczas zgrzewania punktowego. Ciśnienie będzie ustawiane
w zależności od rodzaju materiału oraz grubości spawanego elementu i pozostanie stałe
do chwili, w której urządzenie zostanie skonfigurowane do innego materiału.
Innym zastosowaniem jest podawanie do komponentu stałego ciśnienia, w celu
sprawdzenia poprawności działania na przykład podczas próby szczelności. Ciśnienie
będzie zazwyczaj miało wartość ustaloną dla danego typu komponentu, ale zostanie
zachowana rezerwa na ewentualną korektę w przypadku zmiany zastosowania.
Nastawa dynamiczna
Nastawa dynamiczna to taka, która zmienia się przy wysokiej częstotliwości.
Typowe zastosowanie obejmuje zawory regulujące ciśnienie podłączone do siłowników
poruszających symulator lotu. Sygnały z układu sterowania symulatora stale regulują
ciśnienie w siłownikach, aby poruszać kabiną symulatora.
Badanie materiałów jest kolejnym typowym zastosowaniem, w którym ciśnienie wyjściowe
zaworu jest stale zwiększane, aż badany materiał ulegnie uszkodzeniu.
Nastawa „krok po kroku”
Nastawa „krok po kroku” to taka, która zmienia się przy niskiej częstotliwości.
Typowym zastosowaniem jest układ napełniania, w którym podczas zbliżania się do
wymaganego poziomu napełnienia zbiornika szybkość przepływu dostosowuje się w taki
sposób, aby końcowy etap napełniania odbywał się wolniej.
Nastawy „krok po kroku” służą również do sterowania przepływem gazu na przykład do
palnika w kuchence, gdzie szybkość przepływu gazu jest zależna od wymaganej ilości ciepła.
Regulacja nastawy
Przy doborze zaworu proporcjonalnego dobrym pomysłem jest zastanowienie się nad
sposobem regulacji, niezależnie od tego czy chodzi o nastawę ciśnienia, czy natężenia
przepływu.
Niektóre zawory pozwalają ustawić nastawę poprzez przesłanie analogowego
sygnału sterującego za pośrednictwem przewodów zasilających lub magistrali
komunikacyjnej. Inne wyposażone są w interfejs lokalny, a niektóre, takie jak
SentronicD od ASCO Numatics, umożliwiają komunikację z urządzeniem za
pośrednictwem komputera PC, a także interfejsu RS 232.
Posiadanie interfejsu PC często pozwala na znacznie większy stopień dostrojenia
i optymalizacji, co pozwala uzyskać możliwie najwięcej korzyści z danego procesu.
3/
Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych
Operator
Zawory proporcjonalne mogą być sterowane za pomocą różnych środków, takich jak
proporcjonalne zawory elektromagnetyczne, impulsowe zawory pilotowe lub elementy
piezoelektryczne. Ponadto zawory mogą być sterowane pneumatycznie i kontrolowane
przez nastawnik.
Proporcjonalne zawory elektromagnetyczne
Sterowane bezpośrednio proporcjonalne zawory elektromagnetyczne dostosowują położenie
zaworu w oparciu o zmieniające się napięcie na cewce.
Im wyższe napięcie, tym większy prąd magnetyczny, i dalej przesuwa się wrzeciono zaworu.
Będąc typowym wyborem operatora, proporcjonalne zawory elektromagnetyczne mają
tendencję do uzyskiwania krótkich czasów reakcji i posiadają wyjątkowo niską histerezę.
Tworzenie próżni
Zmiana ciśnienia wejściowego generatora próżni za pośrednictwem zaworu proporcjonalnego
powoduje zmienię generowanej próżni.
Nastawa
Zwężka Venturiego
Tłumik wydmuchu
Sprężone powietrze
Próżnia
/4
Regulacja gazu
Urządzenie sterujące wykorzystuje cztery zawory proporcjonalne służące do regulacji
zasilania gazem czterech palników.
Płyta kuchenna
Nastawa 1
Nastawa 2
Nastawa 3
Nastawa 4
Gaz
Pilotowe zawory proporcjonalne
Impulsowe zawory pilotowe wykorzystują małe zawory elektromagnetyczne, które
doładowują i rozładowują ciśnienie w komorze sterowania, dzięki czemu zawór otwiera się
i zamyka.
Impulsowe zawory pilotowe o poborze mocy mniejszym niż 2 W są idealnym rozwiązaniem,
wówczas gdy wymagana jest niska moc.
Typowym zastosowaniem takiego niewielkiego zaworu o niskiej mocy znamionowej
jest zawór do kontrolowania przepływu wzmacniacza. Stosując zawór proporcjonalny
sterowany przez impulsowy zawór pilotowy, można kontrolować znacznie większy
przepływ.
Elementy piezoelektryczne
Zawory sterowane piezoelektrycznie są idealnym rozwiązaniem, gdy wymagane jest
wyjątkowo niskie zużycie energii.
Ich kompaktowy rozmiar sprawia, że idealnie nadają się do zastosowania w maszynach
przenośnych i nablatowych, takich jak urządzenia medyczne, systemy pomiarowe oraz
analizatory gazowe. Zawory mają bardzo niskie zużycie energii i mogą być zasilane nawet
z akumulatorów lub baterii słonecznych.
5/
Przewodnik po: właściwym doborze zaworów proporcjonalnych
Nastawnik
Aby osiągnąć większą przepustowość i większe natężenia przepływu konieczne
może być zastosowanie zaworu wyposażonego w nastawnik. Nastawnik działa jako
prowadnik umożliwiający wprowadzenie oraz odprowadzenie powietrza z membrany
lub cylindra, co umożliwia uruchomienie znacznie większego zaworu.
Zawory proporcjonalne ― krótka tabela referencyjna
Typ zaworu
Nastawa
Operator
NastawnikD
Konkretny typ
Główne
właściwości
Typowe
zastosowania
Statyczna
Wartość stała
z nieczęstymi zmianami
Zgrzewania punktowe,
próby szczelności
Dynamiczna
Zmiany przy wysokiej
częstotliwości
Symulator lotu,
badanie materiałów
„Krok po kroku”
Zmiany przy niskiej
częstotliwości
Układ napełniania,
sterowanie
strumieniem gazu do
palnika
Proporcjonalne
zawory
elektromagnetyczne
Krótkie czasy reakcji
i wyjątkowo niska
histereza
Powietrze/gaz,
niska próżnia,
precyzyjne sterowanie
przepływem wody
Impulsowe zawory
pilotowe
Niski pobór mocy
Sterowanie
wzmacniaczem
Elementy
piezoelektryczne
Bardzo niewielkie
rozmiary
Maszyny nablatowe,
urządzenia medyczne,
analizatory gazowe
NastawnikD
Wyjątkowo
kompaktowy i łatwo
programowalny
Dozowanie (gaz,
ciecz), układy
chłodzenia (powietrze,
ciepła i zimna woda)
/6
Wybór odpowiedniego dostawcy
Powyżej przedstawione zostały niektóre z najważniejszych aspektów doboru zaworu.
Lista ta jednak nie jest wyczerpująca.
W praktyce istnieje wiele innych czynników, które należy wziąć pod uwagę przy
właściwym doborze zaworów proporcjonalnych do konkretnego zastosowania.
Wiele z tych decyzji zostanie podjętych we współpracy z ekspertami dostawcy.
Opłaca się więc wiedzieć, czego oczekiwać od dostawcy. Niestety, nie zawsze jest
to oczywiste. Istnieją setki zaworów i wiele firm je oferujących, co powoduje, że
przebrnięcie przez konkurencyjne rozwiązania stanowi nie lada wyzwanie.
Zgodnie z ogólną zasadą przed zwróceniem się do sprzedawcy oferującego jedynie
atrakcyjną cenę, najlepiej poszukać wszechstronnego i wiarygodnego producenta.
Przemysł przetwórczy powinien być szczególnie uodporniony na iluzoryczne
oszczędności.
Należy szukać dostawcy z szeroką gamą technologii, rozmiarów i typów siłowników.
Powinno się szukać dowodów ugruntowanej pozycji w branży, sprawdzonej wiedzy
specjalistycznej i długoterminowych relacji z klientami. Nie można jednak polegać
tylko na nazwie firmy.
Znana marka jest ważna, ale należy oczekiwać, że potencjalny partner posiada
odpowiednią wiedzę, aby móc zaproponować optymalne rozwiązania.
Półśrodki nigdy się nie sprawdzają Nie należy decydować się na rozwiązania inne, niż
te, które dokładnie spełniają oczekiwania.
Aby dowiedzieć się więcej lub zamówić broszurę dotyczącą naszych zaworów
proporcjonalnych, prosimy odwiedzić naszą stronę internetową pod adresem
www.asconumatics.eu/pl/technologia-proporcjonalna
23/06/2016
www.asconumatics.pl