I. Асноўная функцыя электрамагнітнага клапана
Салемагнітны клапан, як ключавы кампанент для электра-пнеўматычнага пераўтварэння, закрывае адказнасць за эфектыўнае пераўтварэнне электрычных сігналаў у пнеўматычныя сігналы. Пасля атрымання інструкцыі кіравання электрамагнітны клапан можа дакладна вызваліць, спыніць або змяніць кірунак патоку сціснутага паветра, дасягнуўшы некалькіх функцый, у тым ліку кантролю кірунку дзеяння пнеўматычнага кампанента прывада, кантролю колькасці перамыкачасці ўключэння/выключэння, а таксама альбо/не/і лагічнага кіравання. Сярод розных тыпаў электрамагнітных клапанаў электрамагнітны кантрольны клапан кіравання ўтрымлівае асноўнае становішча і гуляе важную ролю.
II. Прынцып працы электрамагнітнага кіравання кіраваным клапанам
У пнеўматычных сістэмах электрамагнітны кантрольны клапан кіравання гуляе вырашальную ролю. Ён адказвае за кантроль адтуліны і закрыцця канала паветранага патоку або змены кірунку патоку сціснутага паветра. Яго асноўны прынцып працы абапіраецца на электрамагнітную сілу, якая ўтвараецца электрамагнітнай шпулькай. Гэтая сіла прывядзе да пераключэння ядра клапана, дасягнуўшы мэты адмены паветранага патоку. У адпаведнасці з рознымі спосабамі, па якіх частка электрамагнітнага кіравання падштурхоўвае клапан накіраванага кіравання, электрамагнітны кантрольны кірунак кіравання можа быць падзелены на два тыпы: прамое дзеянне і пілот. Саленоідныя клапаны прамога дзеяння непасрэдна выкарыстоўваюць электрамагнітную сілу для прывядзення ядра клапана ў зваротным кірунку, у той час як пілотныя кіруючыя клапаны кіравання абапіраюцца на пілотны ціск паветра, які генеруецца электрамагнітным пілотным клапанам, каб кіраваць ядром клапана для дасягнення звароту.
На малюнку 1 паказаны просты выгляд папярочнага перасеку 3/2 (трохбаковага двухбаковага) электрамагнітнага клапана (звычайна адкрыты тып) і яго прынцыпу працы. Калі шпулька пад напругай, статычнае жалезнае ядро будзе ствараць электрамагнітную сілу, і гэтая сіла падштурхне ядро клапана да руху ўверх. Па меры таго, як ядро клапана павышаецца, пракладка падымаецца, злучаючы такім чынам парты 1 і 2, адключаючы парты 2 і 3. У гэты момант клапан знаходзіцца ў стане спажывання і можа кантраляваць рух цыліндру. Пасля таго, як магутнасць будзе адрэзана, ядро клапана будзе разлічваць на аднаўленне сілы спружыны, каб вярнуцца ў свой першапачатковы стан, гэта значыць, парты 1 і 2 адключаны, а парты 2 і 3 падключаны. Такім чынам, клапан знаходзіцца ў выхлапным стане.
На малюнку 2 паказаны просты выгляд папярочнага перасеку 5/2 (пяцібаковага двухбаковага) электрамагнітнага клапана прамога дзеяння (звычайна адкрыты тып) і яго прынцыпу працы. У першапачатковым стане спажыванне паветра адбываецца праз парты 1 і 2, у той час як выхлап праводзіцца праз парты 4 і 5. Калі шпулька пад напругай, статычнае жалезнае ядро стварае электрамагнітную сілу. Гэтая сіла прывядзе да эксплуатацыі пілотнага клапана, а затым сціснутае паветра ўвойдзе ў пілотны поршань клапана праз паветраную дарогу, у выніку чаго поршань запусціў. У сярэдзіне поршня ўшчыльняльная круглая паверхня адкрывае канал. У гэты час Air прымае з портаў 1 і 4, а AIR выкідваецца з партоў 2 і 3. Пасля таго, як магутнасць будзе адрэзана, пілотны клапан будзе разлічваць на аднаўленне сілы вясны, каб вярнуцца ў свой першапачатковы стан.
Далей пагаворым пра функцыю электрамагнітнага клапана. Функцыя электрамагнітнага клапана прадстаўлена двума лічбамі: M і N, які называецца электрамагнітным клапанам M-Path N-пазіцыі. Сярод іх "N становішча" ўяўляе сабой становішча пераключэння кіраванага клапана, гэта значыць стан клапана. Колькасць пазіцый клапана-гэта значэнне N. Напрыклад, двухпазіцыйны клапан мае два варыянты становішча, гэта значыць, у яго ёсць два стану. Трохразовы клапан мае тры варыянты становішча, гэта значыць, ёсць тры розныя стану. "М шлях" паказвае на колькасць знешніх інтэрфейсаў клапана, уключаючы ўваход паветра, выхад паветра і выхлап. Колькасць шляхоў - гэта значэнне М.
Вазьміце клапан на малюнку 1 у якасці прыкладу. Гэта 3/2 электрамагнітнага клапана, які мае прамое дзеянне, гэта значыць, клапан мае два пазіцыі, а менавіта: "на" і "выключана". У той жа час, у яго ёсць тры паветраныя парты: 1 - гэта ўваход паветра, 2 - выхад паветра, а 3 - выхлапны порт.
Аналіз дыхальных шляхоў электрамагнітнага клапана
На левым канцы дыяграмы газавага шляху сімвал злева звычайна ўяўляе сабой ніжнюю спружыну. Сярэдняй часткай з'яўляецца корпус клапана, які змяшчае ключавую інфармацыю для вызначэння тыпу электрамагнітнага клапана. Напрыклад, дзве скрыні на малюнку паказваюць, што гэта электрамагнітны клапан з двухточным, у той час як A/B/R/P/S ўяўляе сабой пазіцыі адтуліны корпуса клапана, гэта значыць пяцібаковы клапан. Такім чынам, гэты электрамагнітны клапан уяўляе сабой двухбаковы пяцібаковы электрамагнітны клапан. Сапраўды гэтак жа мы можам вызначыць колькасць біт і колькасць праходаў электрамагнітнага клапана па колькасці адтулін і колькасці скрынак.
Акрамя таго, схема газавага шляху таксама паказвае маршруты аперацыі па шляху газу, калі магутнасць выключана і калі ўключыцца. Калі сіла адсякаецца, паветраная дарога ўваходзіць праз адтуліну P, дзейнічае на прывад праз адтуліну A, затым праходзіць праз адтуліну B і, нарэшце, выкідваецца з адтуліны S, а дзірка R застаецца закрытай. Пры ўваходзе ў эксплуатацыю паветраны шлях таксама ўваходзіць з дзіркі Р, але ў гэты час паветра выкідваецца з адтуліны B, дзейнічаючы на прывад і праходзіць праз адтуліну A, і, нарэшце, выкідваецца з дзіркі R, а дзірка закрыта.
Правая частка малюнка 3 звычайна ўяўляе сабой шпулькі або пілотныя невялікія клапаны, якія гуляюць важную ролю ў працы электрамагнітных клапанаў. Інтэрпрэтуючы гэтыя дыяграмы дыхальных шляхоў, мы можам атрымаць больш глыбокае разуменне прынцыпу працы электрамагнітнага клапана і эксплуатацыі дыхальных шляхоў у розных умовах.
На малюнку 4 паказана электрычная схематычная схема пнеўматычнага электрамагнітнага клапана. Электрычная схематычная схема з'яўляецца ключом да разумення прынцыпу працоўнага электрамагнітнага клапана. На ёй ясна адлюстроўваецца шпулька, кантакты і сувязь з іншымі электрычнымі кампанентамі. Назіраючы за электрычнай схематычнай схемай, мы можам атрымаць больш глыбокае разуменне электрычных змяненняў электрамагнітнага клапана, калі ён уключыцца і выключаецца, тым самым лепш зразумець яго працоўныя характарыстыкі.
IV. Выбар электрамагнітных клапанаў з аднакантролем і электрамагнітным клапанам з падвойным кантролем
Як вынікае з назвы, адзін электрычна кантраляваны электрамагнітны клапан абсталяваны толькі адной шпулькай. Пры ўключэнні ўключэння ён зменіцца і ўвойдзе ў іншы стан. Калі магутнасць будзе адключана, яна аўтаматычна вернецца ў зыходны стан. Гэты прынцып працы паказаны на малюнку 5. У адрозненне ад падвойнага электрамагнітнага электрамагнітнага клапана абсталяваны двума шпулькамі. Кантроль за напружанымі станамі розных шпулек, ён можа дасягнуць некалькіх перамыкачоў і па-ранейшаму падтрымліваць свой папярэдні стан пасля ўключэння, як паказана на малюнку 6. Гэтая функцыянальная розніца наўпрост вызначае іх розны выбар у практычных дадатках.
Малюнкі 5 і 6 дэманструюць працоўныя прынцыпы электрамагнітных клапанаў з аднакантролем і электрамагнітных клапанаў з двайным кантролем. Пры выбары, калі час звароту клапана адносна кароткі, для яго апрацоўкі дастаткова аднакантрольнага электрамагнітнага клапана. Аднак, калі час камутацыі доўгі, шпульку трэба пастаянна паступаць, што можа прывесці да нагрэву шпулькі з-за працяглага харчавання і нават выгарання. Каб пазбегнуць гэтай сітуацыі, можна выбраць двухкантрольны клапан. Акрамя таго, калі функцыя скіду неабходна дасягнуць пасля адключэння электраэнергіі, адзін электрычна кантраляваны электрамагнітны клапан больш падыходзіць. Калі неабходна падтрымліваць бягучы стан пасля адключэння электраэнергіі, электрамагнітны клапан з падвойным кантролем больш падыходзіць.
V. Адрозненні і прымяненне паміж пілотным электрамагнітным клапанам і электрамагнітнымі клапанамі прамога дзеяння
Сярод тыпаў электрамагнітных клапанаў, пілотныя і прамыя дзеянні-два агульныя тыпы. Яны адрозніваюцца па прынцыпах працы і сцэнарыяў прымянення. Пілотныя электрамагнітныя клапаны пераключаюцца паміж газам і вадкасцю праз пілотныя адтуліны, у той час як электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння абапіраюцца на адрозненні ціску, каб кантраляваць рух ядра клапана. Гэтая розніца прымушае два тыпы электрамагнітных клапанаў, кожны з іх мае свае перавагі пры рэагаванні на розныя прамысловыя патрабаванні. Напрыклад, у некаторых сітуацыях, якія патрабуюць хуткай рэакцыі і высокай адчувальнасці, электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння могуць быць больш прыдатнымі. У сітуацыях, калі патрабуецца тонкі кантроль і спажыванне энергіі, пілотныя электрамагнітныя клапаны могуць мець перавагу.
Структурная канструкцыя электрамагнітных клапанаў прамога дзеяння адносна простая. Іх прынцып працы ў асноўным абапіраецца на электрамагнітную сілу, каб непасрэдна кіраваць ядром клапана, каб дзейнічаць. Аднак у гэтай канструкцыі таксама ёсць два асноўныя недахопы. Па -першае, з -за вялікага попыту на электрамагнітную сілу аб'ём шпулькі электрамагнета павялічваецца адпаведна, што, у сваю чаргу, прыводзіць да больш высокага спажывання энергіі. Па-другое, электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння адносна адчувальныя да ціску. Калі ціск перавышае пэўную мяжу (звычайна над 0. 7mpa), многія электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння не могуць функцыянаваць належным чынам. У асноўным гэта звязана з празмерна высокім ціскам, які дзейнічае на ядро клапана, што абцяжарвае электрамагнітную сілу для кіравання ядром клапана. Нягледзячы на гэта, электрамагнітныя клапаны з прамым дзеяннем таксама маюць свае перавагі: простая структура, даступная цана і нізкі ўзровень адмоваў.
2. Пілотны электрамагнітны клапан геніяльна распрацаваны. Ён адмаўляецца ад традыцыйнага электрамагнітнага сілавога прывада і замест гэтага выкарыстоўвае ціск паветра, каб кіраваць ядром клапана. Для электрамагнітных клапанаў дыяметрам, які перавышае 4 мм, яны звычайна складаюцца з пілотнага клапана і асноўнага клапана. Пасля таго, як электрамагнітны клапан будзе ўключаны, пілотны клапан адкрыецца і кантралюе адтуліну асноўнага клапана праз выхадны сігнал. Варта адзначыць, што галоўны клапан на самай справе з'яўляецца пнеўматычным кантролем, і для яго працы патрабуецца ўзгодненае дзеянне двух крыніц паветра: адзін - галоўная крыніца паветранага клапана, а другі - крыніца паветранага клапана.
Калі асноўная крыніца паветра пастаўляе паветра ў пілотны клапан праз унутранае паветранае праходжанне электрамагнітнага клапана, гэты дызайн называецца ўнутраным пілотным тыпам. Калі пілотны клапан пастаўляецца з газам з крыніцы, незалежнай ад асноўнай крыніцы газу, яго называюць знешнім пілотным тыпам. На малюнку 8 левы бок паказвае прыклад знешняга пілотнага электрамагнітнага клапана, у той час як у правым баку паказаны прыклад унутранага пілотнага электрамагнітнага клапана.
Фізічнае параўнанне паміж унутраным свінцам і знешнім свінцам паказана на наступным малюнку.
Гэтыя два тыпы электрамагнітных клапанаў, а менавіта ўнутранага пілота і знешняга пілота, часта суіснуюць у той жа сістэме. Звычайна ўнутраны пілот ужо можа задаволіць патрэбы большасці выпадкаў. Аднак у некаторых канкрэтных абставінах знешняе кіраўніцтва становіцца яшчэ больш неабходным. Напрыклад, калі ціск крыніцы газу асноўнага клапана вагаецца і можа апусціцца ніжэй {{0}}. У гэты момант для харчавання пілотнага клапана патрабуецца незалежная крыніца паветра з ціскам, які перавышае 0,2mpa. Акрамя таго, калі розніца ціску паміж уваходам паветра і выхадам істотная, альбо калі асноўны ціск у дыхальных шляхах перавышае 1MPA, унутраным пілотам можа спатрэбіцца павялічыць структурны аб'ём, непасрэдна загружаючы ціск дыхальных шляхоў на ядро клапана. Знешні пілот вырашае праблему, непасрэдна ўводзячы адзін газавы канал у пілотны порт без неабходнасці дадання электрамагнітнага клапана; Неабходна дадаць толькі паветраную трубу.
У заключэнне, пілотныя электрамагнітныя клапаны маюць перавагі невялікіх электрамагнітных галоў і нізкага спажывання электраэнергіі. Гэта эстэтычна і эканоміць месца для ўстаноўкі. Тым часам ён стварае менш цяпла і аказвае выдатны эфект эканоміі энергіі. Што яшчэ больш важна, з -за нізкага выпрацоўкі цяпла, шпулька менш выгараецца і можа быць працягнута харчаваннем на працягу доўгага часу. Гэта асабліва важна ў практычных дадатках. Напрыклад, магутнасць некаторых электрамагнітных клапанаў ад SMC была зніжана да нізка, як 0. 1W, што дазваляе бесперапынным харчаваннем без перагрэву. Дыяпазон электраэнергіі электрамагнітных клапанаў прамога дзеяння складае 4-20 w, з адносна кароткім часам. Больш за тое, частае ўключэнне выклікае рызыку выгарання. Такім чынам, у сітуацыях, калі патрабуецца электразабеспячэнне на працягу доўгага перыяду або на высокіх частотах, пераважны выбар пілотных электрамагнітных клапанаў становіцца пераважным выбарам. На самай справе, большасць часта выкарыстоўваюцца электрамагнітных клапанаў у наш час прынялі пілотную канструкцыю. Сярод электрамагнітных клапанаў, якія дазваляюць толькі вадкасці праходзіць, прамое дзеянне па-ранейшаму ўлічвае пэўную прапорцыю. У асноўным гэта звязана з тым, што прымешкі ў вадкасці могуць закаркаваць вузкі пілотны клапан.
Далей мы паглыбімся ў тры тыпы трохбаковых пяцібаковых электрамагнітных клапанаў: сярэдняга, сярэдняга і сярэдняга ціску, а таксама іх прымянення. Гэты тып электрамагнітнага клапана выкарыстоўвае падвойныя электрычныя кантрольныя шпулькі. Калі ні адзін з двух электрамагнітаў не будзе пад напружаным, ядро клапана будзе знаходзіцца ў сярэднім становішчы пад збалансаваным націскам спружын з абодвух бакоў. У гэты момант уключэнне стану газавага шляху ў электрамагнітным клапане будзе вызначаць яго спецыфічны тып - сярэдняя ўшчыльненне, сярэдняя вентыляцыя або сярэдні ціск. Мы прааналізуем прынцыпы і сцэнарыі прымянення гэтых трох тыпаў па адным.
1. Аналіз стану сярэдняга ўшчыльнення: Калі ні адна з дзвюх шпулек не падрабілася, ціск у пярэдняй і задняй камеры цыліндра застанецца ў стане пасля таго, як шпулькі будуць дэадэрвацца і не зменіцца. У той жа час і паветраныя парты, і выхлапныя парты зачыненыя. Аднак захаванне гэтага стану на працягу доўгага часу можа паступова прымусіць яго страціць раўнавагу з -за нязначных уцечак. Прынцыповая схема паказана ў (малюнак 10).
З-за сціскальнасці газу і таго, што пнеўматычныя кампаненты, такія як балоны, клапаны і газавыя трубы, не могуць быць цалкам без уцечкі, цыліндр не можа быць стабільна захоўвацца ў прамежкавым становішчы стоп на працягу доўгага часу. Гэты збалансаваны стан будзе паступова губляцца з цягам часу, што прывядзе да зніжэння дакладнасці пазіцыянавання цыліндру. Аднак для тых умоў працы, калі дакладнасць размяшчэння цыліндру не патрабуецца, і час прыпынку адносна кароткі, сярэдні цыліндр усё яшчэ можна лічыць для выкарыстання.
2. Метад сярэдняга разраду: Калі ні адна з дзвюх шпулек не падвяргаецца энергіі, няма ціску ў пярэдняй і задняй камеры цыліндру, а порт паветразаборніка застаецца закрытым адначасова. У гэты момант ціск у пярэдняй і задняй камеры цыліндру будзе выкідвацца праз два выхлапных партаў электрамагнітнага клапана. Яго прынцып працы можна звярнуцца на малюнку 11.
У параўнанні з клапанам сярэдняга закрыцця, канструкцыя ланцуга сярэдняга разраду можа забяспечыць больш працяглы час на сярэдзіне. У сцэнарыях, калі цыліндр павінен перамяшчацца вертыкальна, час сярэдняга прыпынку адносна доўгі, але патрабаванне дакладнасці пазіцыянавання не вельмі строгае, ланцуг сярэдняга выпуску-гэта выбар, які варта падумаць.
3. Стан сярэдняга ціску: Калі ні адна з дзвюх шпулек не падвядзецца энергіяй, ціск у пярэдняй і задняй камеры цыліндру застанецца ў стане, калі папярэдняя шпулька адбудзецца, і будзе ўжываць бесперапыннае ціск, каб забяспечыць ціск у пярэдняй і задняй камеры цыліндра ў адпаведнасці з гэтым у спажыванні. У гэты момант паветранае спажыванне адкрыта, пакуль выхлап закрыты. Прынцып працы паказаны на малюнку 12.
Калі цыліндр не падвяргаецца восевай сіле знешняй нагрузкі, поршань застанецца ў збалансаваным стане і, такім чынам, дакладна застанецца ў любым становішчы падчас інсульту. Характарыстыкі гэтай схемы патрабуюць, каб цыліндр павінен быць усталяваны гарызантальна. Такім чынам, ва ўмовах працы, калі патрабуецца высокадакладнае размяшчэнне і няма восевай сілы знешняй нагрузкі, рэкамендуецца выкарыстоўваць клапан сярэдняга ціску ў спалучэнні з цыліндрам з двайным поршнем.
