Porównanie zaworów 4/2-drogowych i 5/2-drogowych dla siłowników dwustronnego działania

Siłownik dwustronnego działania wymaga kierunkowego zaworu sterującego. Katalog pokazuje opcje 4/2-drożne i 5/2-drożne w podobnych cenach, z podobnymi wartościami znamionowymi przepływu i podobnymi wymiarami fizycznymi. Pokusą jest potraktowanie ich jako zamiennych i wybranie tego, który jest w magazynie. Ta decyzja - podejmowana tysiące razy dziennie w projektowaniu systemów pneumatycznych - jest źródłem kategorii awarii aplikacji, których można całkowicie uniknąć dzięki jasnemu zrozumieniu, co tak naprawdę oznacza druga liczba w oznaczeniu zaworu. Niniejszy przewodnik zapewnia takie zrozumienie i ramy do prawidłowego określania za każdym razem. 🎯

Zawór 4/2-drogowy ma cztery porty i dwie pozycje przełączania - w obu pozycjach oba porty cylindra są podłączone do zasilania lub wydechu, bez możliwości stanu neutralnego lub pośredniego. Zawór 5/2-drogowy ma pięć portów i dwie pozycje przełączania - dodaje drugi dedykowany port wydechowy, umożliwiając niezależne prowadzenie wydechu dla każdego portu cylindra i umożliwiając strategie sterowania różnicą ciśnień, których nie może osiągnąć zawór 4/2-drogowy. Dla większości standardowych zastosowań siłowników dwustronnego działania, zawór 5/2-drogowy jest właściwą i bardziej wydajną specyfikacją.

Ravi Shankar, inżynier kontroli w firmie produkującej tabletkarki farmaceutyczne w Hyderabad w Indiach. Jego mechanizm wysuwania tabletek wykorzystywał siłownik dwustronnego działania, który musiał wysuwać się z pełną prędkością i cofać z kontrolowaną, zmniejszoną prędkością, aby zapobiec uszkodzeniu tabletek podczas suwu powrotnego. Jego początkowa specyfikacja wykorzystywała zawór 4/2-drogowy z kontrolą przepływu na porcie cofania. Podczas uruchomienia odkrył, że pojedynczy port wylotowy zaworu 4/2-drogowego był współdzielony między ścieżkami wysuwu i cofania - jego kontrola przepływu wpływała na oba suwy, a nie tylko na cofanie. Przejście na zawór 5/2-drogowy z niezależnymi portami wylotowymi pozwoliło mu zainstalować kontrolę przepływu tylko na wylocie wciągania, uzyskując niezależną kontrolę prędkości w każdym kierunku skoku. Uszkodzenia tabletu na retraktorze spadły do zera. 🔧

Spis treści

• Co właściwie oznaczają cyfry w oznaczeniach zaworów?
• Czym różnią się zawory 4/2-drogowe i 5/2-drogowe pod względem konfiguracji portów i zachowania obwodu?
• Które aplikacje wymagają zaworu 5/2-drożnego, a które mogą wykorzystywać zawór 4/2-drożny?
• Jak rozszerzyć wybór o zawory 5/3-drogowe i funkcje pozycji środkowej?

Co właściwie oznaczają cyfry w oznaczeniach zaworów?

System oznaczania zaworów ISO 1219 koduje dokładne informacje o liczbie portów i pozycji przełączania w prostym formacie dwucyfrowym - ale implikacje każdego numeru dla zachowania obwodu nie są od razu oczywiste z samego oznaczenia. ⚙️

W oznaczeniu X/Y-way, X to liczba portów (połączeń przepływowych), a Y to liczba różnych pozycji przełączania, które może zajmować suwak zaworu. Liczba portów określa, co można podłączyć; liczba pozycji określa, jakie stany obwodu są możliwe. Te dwa parametry razem definiują kompletną obwiednię behawioralną zaworu.

Dekodowanie liczby portów (liczba pierwsza)

Zawory 2-portowe (2/2-drogowe): Jeden wlot, jeden wylot - tylko funkcja włączania/wyłączania. Nie są używane do sterowania siłownikami dwustronnego działania.

Zawory 3-portowe (3/2-drogowe): Jeden port zasilający, jeden roboczy, jeden wydechowy - używane do siłowników jednostronnego działania i generowania sygnału pilota.

Zawory 4-portowe (4/2-drogowe): Jedno zasilanie, dwa porty robocze, jeden wydechowy - minimalna liczba portów do sterowania siłownikiem dwustronnego działania. Pojedynczy port wylotowy obsługuje obie ścieżki wylotowe portu roboczego.

Zawory 5-portowe (5/2-drogowe, 5/3-drogowe): Jedno zasilanie, dwa porty robocze, dwa porty wylotowe - jeden dedykowany wylot dla każdego portu roboczego. Jest to standardowa konfiguracja do sterowania siłownikami dwustronnego działania w nowoczesnej pneumatyce przemysłowej.

Dekodowanie liczby pozycji (druga liczba)

Zawory 2-pozycyjne (/2): Suwak ma dwie stabilne pozycje - zazwyczaj sprężynowo-zwrotną (monostabilną) lub detent/double-solenoid (bistabilną). Nie jest możliwy stan pośredni. Zawór zawsze znajduje się w jednej z dwóch zdefiniowanych pozycji.

Zawory 3-pozycyjne (/3): Suwak ma trzy położenia - dwa położenia krańcowe i położenie środkowe (neutralne). Położenie środkowe definiuje zachowanie zaworu po odłączeniu zasilania w połowie suwu. Dostępne są trzy różne funkcje pozycji środkowej: pozycja środkowa zamknięta, pozycja środkowa ciśnieniowa i pozycja środkowa wylotowa.

System symboli ISO 1219

The ISO 1219¹ przedstawia pozycje zaworów jako skrzynki, ze ścieżkami przepływu narysowanymi wewnątrz każdej skrzynki:

• Każde pole = jedna pozycja przełączania
• Strzałki wewnątrz pól = kierunek przepływu w danej pozycji
• Zablokowane linie (w kształcie litery T) = zamknięty port w tej pozycji
• Linie łączące ze skrzynką = porty fizyczne

Interpretacja symbolu zaworu 4/2-drogowego:

• Dwa pudełka obok siebie = dwie pozycje
• Cztery złącza zewnętrzne = cztery porty (P zasilanie, A i B praca, R wydech)
• W pozycji 1: P→A, B→R
• W pozycji 2: P→B, A→R

Interpretacja symbolu zaworu 5/2-drogowego:

• Dwa pudełka obok siebie = dwie pozycje
• Pięć złączy zewnętrznych = pięć portów (zasilanie P, robocze A i B, wydechowe R1 i R2)
• W pozycji 1: P→A, B→R2
• W pozycji 2: P→B, A→R1

Standardy wyznaczania portów

Funkcja portu	ISO 1219 List	Numeryczny (starszy standard)
Ciśnienie zasilania	P	1
Port roboczy A (przedłużenie)	A	4
Port roboczy B (wsuwany)	B	2
Wydech (pojedynczy lub wydech dla strony B)	R lub EA	3
Drugi wylot (dla strony A, tylko 5-portowy)	S lub EB	5
Zasilanie pilotażowe	Z	12 / 14

Zrozumienie oznaczeń portów jest niezbędne do prawidłowej instalacji sterowania przepływem - sterowanie przepływem zainstalowane na porcie 3 zaworu 4/2-drogowego wpływa na oba kierunki skoku, podczas gdy to samo sterowanie przepływem na porcie 3 lub porcie 5 zaworu 5/2-drogowego wpływa tylko na jeden kierunek skoku. Jest to dokładnie to rozróżnienie, które rozwiązało problem tabletkarki Raviego. 🔒

Czym różnią się zawory 4/2-drogowe i 5/2-drogowe pod względem konfiguracji portów i zachowania obwodu?

Różnica w liczbie portów między zaworami 4/2 i 5/2 powoduje różnice w zachowaniu obwodu, które są fundamentalne, a nie marginalne. Zrozumienie tych różnic sprawia, że decyzja o wyborze aplikacji jest jasna. 🔍

Krytyczną różnicą między zaworami 4/2-drogowymi i 5/2-drogowymi jest prowadzenie wydechu: zawór 4/2-drogowy odprowadza spaliny z obu portów cylindra przez jeden wspólny port wydechowy, podczas gdy zawór 5/2-drogowy zapewnia dedykowany port wydechowy dla każdego portu cylindra - umożliwiając niezależną kontrolę prędkości, niezależną obróbkę spalin i niezależne zarządzanie przeciwciśnieniem dla każdego kierunku skoku.

Zawór 4/2-drogowy: Analiza zachowania obwodu

Układ portów: P (zasilający), A (roboczy 1), B (roboczy 2), R (pojedynczy wydechowy)

Pozycja 1 (normalna/sprężynowa):

• P łączy się z A → cylinder rozciąga się
• B łączy się z R → wylot po stronie chowania przez R

Pozycja 2 (pozycja aktywna):

• P łączy się z B → siłownik cofa się
• A łączy się z R → przedłużając stronę wylotową przez R

Konsekwencje wspólnego układu wydechowego:
W obu pozycjach wydech z dowolnego portu cylindra przechodzi przez pojedynczy port R. Każde ograniczenie, kontrola przepływu, tłumik lub urządzenie przeciwciśnienia zainstalowane na R wpływa jednocześnie na oba kierunki skoku. Nie ma możliwości niezależnego sterowania wysuwaniem i cofaniem wydechu za pomocą pojedynczego zaworu 4/2-drogowego.

Kiedy ma to znaczenie?

• Gdy potrzebne są różne prędkości wysuwania i wsuwania
• Gdy jedna ścieżka wydechu wymaga tłumika, a druga nie
• Gdy powietrze wylotowe musi być zbierane lub oczyszczane (mgła olejowa, zanieczyszczenia)
• Gdy przeciwciśnienie na jednej ścieżce wydechu spowodowałoby problemy na drugiej ścieżce wydechu

Kiedy nie ma to znaczenia?

• Gdy oba suwy pracują z tą samą prędkością
• Gdy nie jest wymagana obróbka spalin
• Gdy aplikacja polega wyłącznie na włączaniu/wyłączaniu bez wymogu kontroli prędkości

Zawór 5/2-drożny: Analiza zachowania obwodu

Układ portów: P (zasilający), A (roboczy 1), B (roboczy 2), R1/EA (wylotowy dla strony B), R2/EB (wylotowy dla strony A)

Pozycja 1 (normalna/sprężynowa):

• P łączy się z A → cylinder rozciąga się
• B łączy się z R1 → strona cofania odprowadza spaliny tylko przez R1

Pozycja 2 (pozycja aktywna):

• P łączy się z B → siłownik cofa się
• A łączy się z R2 → przedłużona strona odprowadza spaliny tylko przez R2

Zaleta niezależnego układu wydechowego:
Każdy port cylindra ma własną dedykowaną ścieżkę wydechową. Regulatory przepływu, tłumiki, zawory przeciwciśnienia lub kolektory wydechowe mogą być instalowane niezależnie na R1 i R2 bez interakcji między dwoma kierunkami suwu.

Porównanie zachowań obok siebie

Zachowanie obwodu	Zawór 4/2-drożny	Zawór 5/2-drogowy
Niezależna kontrola prędkości wysuwania/wsuwania	❌ Niemożliwe	W pełni niezależny
Niezależne wyciszanie wydechu w każdym kierunku	❌ Niemożliwe	W pełni niezależny
Niezależne przeciwciśnienie wydechu dla każdego kierunku	❌ Niemożliwe	W pełni niezależny
Zbieranie powietrza wylotowego w każdym kierunku	Tylko zbiórka wspólna	Niezależna kolekcja
Kontrola prędkości na wylocie (preferowana metoda)	❌ Nie można poprawnie wdrożyć	Standardowa implementacja
Kontrola prędkości obrotowej licznika	Możliwe (mniej preferowane)	Możliwe
Prostota obwodu	Nieco prostsze	Ekwiwalent
Kompatybilność z montażem kolektora	✅ ISO 55992 kompatybilny	Zgodność z normą ISO 5599
Typowa różnica kosztów	Odniesienie	+5% do +15%

Wymóg kontroli prędkości na wyjściu licznika

Kontrola prędkości na wyjściu licznika³ - ograniczanie przepływu spalin z cylindra w celu kontrolowania prędkości tłoka - jest preferowaną metodą kontroli prędkości dla siłowników pneumatycznych, ponieważ zapewnia stabilną, niezależną od obciążenia kontrolę prędkości. Sterowanie przez miernik (ograniczanie przepływu zasilania) powoduje niestabilne, zależne od obciążenia zachowanie prędkości.

Prawidłowa implementacja licznika wymaga kontroli przepływu na każdym porcie wylotowym:

• Kontrola przepływu na wydechu po stronie A → kontroluje prędkość wciągania
• Kontrola przepływu na wydechu po stronie B → kontroluje zwiększanie prędkości

Z zaworem 4/2-drożnym: Oba wyloty mają jeden wspólny port (R). Pojedyncze sterowanie przepływem na R wpływa na oba kierunki - nie można niezależnie ustawić prędkości wysuwania i wsuwania. Meter-out nie jest poprawnie zaimplementowany.

Z zaworem 5/2-drożnym: Każdy wylot ma swój własny port (R1 i R2). Niezależne regulatory przepływu na R1 i R2 zapewniają niezależne sterowanie wylotem dla każdego kierunku skoku. Jest to standardowa, prawidłowa implementacja. ✅

Historia z terenu

Chciałbym przedstawić Sofię Papadopoulos, konstruktora maszyn w firmie zajmującej się automatyzacją na zamówienie w Salonikach w Grecji. Budowała ona maszynę do nakładania etykiet, w której cylinder wysuwał się powoli (aby nałożyć etykietę z kontrolowaną siłą) i szybko się cofał (aby zminimalizować czas cyklu). Jej początkową specyfikacją zaworu był zawór 4/2-drogowy - planowała użyć kontroli przepływu na porcie wylotowym, aby spowolnić skok wysuwu.

Podczas rozruchu okazało się, że sterowanie przepływem w pojedynczym porcie wylotowym spowalniało oba suwy w równym stopniu - nie można było uzyskać jednoczesnego powolnego wysuwania i szybkiego chowania. Jej opcje z zaworem 4/2-drogowym były ograniczone do spowolnienia obu suwów lub użycia bardziej złożonego obwodu obejściowego z zaworami zwrotnymi.

Wymiana zaworu 4/2-drogowego na zawór Bepto 5/2-drogowy o tym samym rozmiarze korpusu i gwincie portu zajęła 20 minut. Dzięki niezależnym regulatorom przepływu na R1 i R2, ustawiła prędkość wysuwania na 80 mm/s i prędkość wsuwania na 320 mm/s w mniej niż 10 minut regulacji. Jej maszyna osiągnęła specyfikację czasu cyklu tego samego dnia i od tego czasu określa zawory 5/2-drogowe jako standard dla wszystkich zastosowań siłowników dwustronnego działania. 🎉

Które aplikacje wymagają zaworu 5/2-drożnego, a które mogą wykorzystywać zawór 4/2-drożny?

Analiza behawioralna sprawia, że zawory 5/2-drogowe wyglądają na uniwersalnie lepsze - i w przypadku zastosowań z siłownikami dwustronnego działania w dużej mierze tak jest. Jednak zawory 4/2-drogowe zachowują uzasadnione zastosowania, w których ich prostsza konfiguracja portów jest zaletą. 💪

Zawory 5/2-drogowe są właściwą domyślną specyfikacją dla wszystkich zastosowań siłowników dwustronnego działania, w których wymagana jest niezależna kontrola prędkości, niezależna obróbka spalin lub kontrola prędkości odmierzania - co opisuje większość zastosowań automatyki przemysłowej. Zawory 4/2-drogowe są odpowiednie do prostych zastosowań włączania/wyłączania z identycznymi prędkościami skoku oraz do określonych konfiguracji obwodów, w których celowo wykorzystywane jest wspólne zachowanie wydechu.

Aplikacje wymagające zaworów 5/2-drożnych

Dowolna aplikacja wymagająca różnych prędkości wysuwania i wsuwania

Jest to główny i najczęstszy powód wyboru zaworu 5/2-drogowego. Jeśli prędkość wysuwania i wsuwania są różne - co jest prawdą w przypadku większości zastosowań przemysłowych, gdzie szybkie wsuwanie i kontrolowane wysuwanie jest standardowym profilem ruchu - zawór 5/2-drogowy z niezależnymi regulatorami przepływu jest obowiązkowy.

Przykłady:

• Zastosowania związane z prasowaniem i zaciskaniem: powolne kontrolowane zbliżanie, szybkie wycofywanie
• Aplikacja etykiet i plomb: powolny kontrolowany kontakt, szybkie wycofanie
• Pick-and-place: szybkie wysuwanie do pozycji, kontrolowane wsuwanie z ładunkiem
• Mocowanie uchwytu spawalniczego: kontrolowane zaciskanie, szybkie zwalnianie

Aplikacje wymagające wyciszenia wydechu tylko w jednym kierunku

W niektórych zastosowaniach hałas wydechu dotyczy tylko jednego kierunku suwu - zazwyczaj suwu szybkiego. Zainstalowanie tłumika tylko na jednym porcie wydechowym zaworu 5/2-drogowego zmniejsza hałas bez dodawania przeciwciśnienia do drugiego suwu. W przypadku zaworu 4/2-drogowego tłumik na pojedynczym porcie wydechowym zwiększa przeciwciśnienie w obu suwach.

Aplikacje wymagające zbierania lub oczyszczania powietrza wylotowego

W zastosowaniach farmaceutycznych, przetwórstwie spożywczym i pomieszczeniach czystych powietrze wylotowe może wymagać zebrania i przefiltrowania, aby zapobiec zanieczyszczeniu. W przypadku zaworu 5/2-drogowego tylko wydech z aktywnego skoku jest kierowany do systemu zbierania - drugi port wydechowy może swobodnie odpowietrzać. W przypadku zaworu 4/2-drogowego oba wydechy muszą być zbierane przez pojedynczy port, co wymaga większego systemu zbierania.

Standardowa automatyka przemysłowa (zalecenie ogólne)

W przypadku każdego zastosowania siłownika dwustronnego działania, w którym wymóg kontroli prędkości nie jest jeszcze w pełni zdefiniowany na etapie projektowania, należy określić zawór 5/2-drogowy jako domyślny. Dodatkowy koszt w stosunku do zaworu 4/2-drogowego wynosi 5-15% i eliminuje potrzebę przeprojektowania obwodu zaworu, jeśli później wymagane będzie niezależne sterowanie prędkością.

Zastosowania, w których odpowiednie są zawory 4/2-drogowe

Proste aplikacje włączania/wyłączania z identyczną prędkością skoku

Jeśli oba suwy pracują z pełną prędkością bez kontroli przepływu, a oczyszczanie spalin nie jest wymagane, zawór 4/2-drogowy jest w pełni odpowiedni. Przykłady obejmują proste wyrzucanie części, otwieranie/zamykanie bramy i binarne przełączanie pozycji, gdzie prędkość nie jest kontrolowaną zmienną.

Specyficzne konfiguracje obwodów odpornych na awarie

W niektórych projektach obwodów bezpieczeństwa, wspólne zachowanie wydechowe zaworu 4/2-drogowego jest celowo wykorzystywane w celu zapewnienia, że oba porty cylindra są opróżniane jednocześnie, gdy zawór jest odłączony od zasilania - zapobiegając blokadzie ciśnienia w którejkolwiek komorze. Jest to specjalistyczne zastosowanie, które wymaga celowego zaprojektowania obwodu, a nie ogólnego zalecenia.

Obwody hydrauliczno-pneumatyczne wykorzystujące przeciwciśnienie na obu wylotach

W obwodach, w których wymagane jest kontrolowane przeciwciśnienie na obu portach wylotowych jednocześnie - niektóre obwody przeciwwagi i utrzymywania obciążenia - zawór 4/2-drogowy z pojedynczym zaworem przeciwciśnieniowym na wspólnym porcie wylotowym realizuje to w prostszy sposób niż zawór 5/2-drogowy z dopasowanymi zaworami przeciwciśnieniowymi na obu portach wylotowych.

Przewodnik wyboru aplikacji

Warunek zastosowania	Prawidłowy zawór
Wymagane różne prędkości wysuwania i wsuwania	Obowiązkowe 5/2
Kontrola prędkości na wyjściu licznika dla każdego skoku	Obowiązkowe 5/2
Wyciszanie wydechu tylko w jednym kierunku	Preferowany układ 5/2
Zbieranie/oczyszczanie powietrza wylotowego	Preferowany układ 5/2
Oba ruchy z pełną prędkością, bez kontroli prędkości	Dopuszczalne 4/2
Proste włączanie/wyłączanie, pozycjonowanie binarne	Dopuszczalne 4/2
Wymagany jednoczesny wydech z zabezpieczeniem przed awarią	4/2-drożny (określony obwód)
Ogólna automatyka przemysłowa (domyślnie)	Zalecane 5/2

Jak rozszerzyć wybór o zawory 5/3-drogowe i funkcje pozycji środkowej?

Decyzja 4/2 vs. 5/2 obejmuje większość zastosowań siłowników dwustronnego działania. Jednak znacząca kategoria zastosowań wymaga trzeciej pozycji zaworu - możliwości zatrzymania i utrzymania siłownika w pozycji pośredniej lub zdefiniowania określonego zachowania, gdy zawór jest odłączony od zasilania w połowie suwu. W tym miejscu do wyboru są zawory 5/3-drogowe. 📋

Zawór 5/3-drożny dodaje pozycję środkową (neutralną) do konfiguracji 5/2-drożnej - suwak powraca do tej pozycji środkowej, gdy oba solenoidy są odłączone od zasilania. Dostępne są trzy funkcje pozycji środkowej: zamknięta środkowa (wszystkie porty zablokowane), środkowa ciśnieniowa (oba porty robocze podłączone do zasilania) i środkowa wydechowa (oba porty robocze podłączone do wydechu). Każda funkcja środkowa powoduje różne zachowanie siłownika, które musi być dopasowane do wymagań aplikacji.

Trzy funkcje pozycji środkowej

Centrum zamknięte (CC) - wszystkie porty zablokowane

W położeniu środkowym, P, A, B, R1 i R2 są zablokowane. Siłownik jest hydraulicznie zablokowany - nie może poruszać się w żadnym kierunku, ponieważ obie komory są uszczelnione.

$\text{ Pozycja środkowa: } P = \text{blocked}, A = \text{blocked}, B = \text{blocked}$

Stosować, gdy: Siłownik musi utrzymać swoją pozycję, gdy zawór jest odłączony od zasilania - utrzymywanie pozycji pośredniej, utrzymywanie pozycji zatrzymania awaryjnego lub warunki wstrzymania procesu.

Przestroga: Pneumatyczne utrzymywanie pozycji zamkniętego środka nie jest bezpieczną blokadą mechaniczną. Nieszczelność uszczelki spowoduje stopniowy dryft pozycji. W przypadku utrzymywania pozycji o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, oprócz zaworu z zamkniętym środkiem wymagana jest mechaniczna blokada pręta.

Centrum ciśnieniowe (PC) - oba porty robocze podłączone do zasilania

W położeniu środkowym oba porty A i B są podłączone do P (ciśnienie zasilania). Obie komory cylindra są jednocześnie pod ciśnieniem - cylinder jest zrównoważony ciśnieniowo i utrzyma pozycję przy umiarkowanych obciążeniach zewnętrznych dzięki równemu ciśnieniu po obu stronach tłoka.

$\text{ Pozycja środkowa: } P \strzałka w prawo A, P \strzałka w prawo B, R1 = \tekst{zablokowany}, R2 = \tekst{zablokowany}$

Stosować, gdy: Siłownik musi wytrzymać obciążenia zewnętrzne w położeniu środkowym, pozostając gotowym do szybkiego uruchomienia w dowolnym kierunku. Używany również w aplikacjach łagodnego zatrzymania, w których ciśnienie w obu komorach zapewnia amortyzowane opóźnienie.

Centrum wydechu (EC) - oba porty robocze podłączone do wydechu

W położeniu środkowym oba porty A i B są podłączone do układu wydechowego (R1 i R2). Obie komory cylindra są odpowietrzone do atmosfery - cylinder jest swobodnie unoszący się i nie stawia oporu ruchom zewnętrznym.

$\text{ Pozycja środkowa: } A \strzałka w prawo R2, B \strzałka w prawo R1, P = \tekst{zablokowany}$

Stosować, gdy: Siłownik musi swobodnie poruszać się pod wpływem siły zewnętrznej w położeniu środkowym - wymagania dotyczące ręcznego przesterowania, zastosowania grawitacyjno-zwrotne lub systemy, w których obciążenie musi być w stanie swobodnie popychać siłownik, gdy zawór jest w położeniu neutralnym.

5/3-drożna instrukcja wyboru funkcji centralnej

Wymagania dotyczące aplikacji	Prawidłowa funkcja środkowa
Utrzymanie pozycji po odłączeniu napięcia (umiarkowane obciążenia)	Centrum zamknięte (CC)
Odporność na obciążenia zewnętrzne w punkcie neutralnym	Centrum Ciśnieniowe (PC)
Free-float / ręczne przesterowanie w położeniu neutralnym	Centrum wydechowe (EC)
Miękkie zatrzymanie / amortyzowane hamowanie	Centrum Ciśnieniowe (PC)
Powrót grawitacyjny po odłączeniu zasilania	Centrum wydechowe (EC)
Zatrzymanie awaryjne z utrzymaniem pozycji	Zamknięte centrum (CC) + blokada drążka
Szybki powrót do stanu neutralnego	Centrum Ciśnieniowe (PC)

Kompletna matryca doboru zaworów dla siłowników dwustronnego działania

Typ zaworu	Pozycje	Porty wylotowe	Funkcja środkowa	Aplikacja podstawowa
4/2-drożny monostabilny	2	1 (współdzielony)	Brak	Proste włączanie/wyłączanie, identyczne prędkości
4/2-drożny bistabilny	2	1 (współdzielony)	Brak	Funkcja pamięci, identyczne prędkości
5/2-drożny monostabilny	2	2 (niezależny)	Brak	Standardowa automatyka przemysłowa
5/2-drożny bistabilny	2	2 (niezależny)	Brak	Funkcja pamięci, niezależne prędkości
5/3-drożny zamknięty środek	3	2 (niezależny)	Wszystkie zablokowane	Utrzymywanie pozycji pośredniej
5/3-drożne centrum ciśnieniowe	3	2 (niezależny)	Oba pod ciśnieniem	Odporność na obciążenie, łagodne zatrzymanie
5/3-drożny układ wydechowy	3	2 (niezależny)	Oba wyczerpane	Free-float, powrót grawitacyjny

Monostabilny vs. Bistabilny: Decyzja o metodzie aktywacji

Zarówno zawory 4/2-drogowe, jak i 5/2-drogowe są dostępne w następujących wersjach monostabilny⁴ (sprężyna powrotna) i konfiguracje bistabilne (podwójny elektromagnes) - osobna, ale powiązana decyzja dotycząca wyboru:

Monostabilny (sprężynowy):

• Jeden elektromagnes; sprężyna przywraca suwak do normalnej pozycji po odłączeniu zasilania
• Zabezpieczenie przed awarią: powraca do zdefiniowanej pozycji sprężyny po utracie zasilania
• Wymaga ciągłego sygnału do utrzymania aktywowanej pozycji
• Odpowiednie do: zastosowań, w których wymagany jest bezpieczny powrót do określonej pozycji po utracie zasilania.

Bistabilny (podwójny elektromagnes / zapadka):

• Dwa solenoidy; suwak pozostaje w ostatnio ustawionej pozycji, gdy oba solenoidy są odłączone od zasilania
• Funkcja pamięci: utrzymuje pozycję po przerwach w zasilaniu
• Wymaga tylko sygnału impulsowego do zmiany pozycji
• Odpowiednie do: zastosowań, w których siłownik musi utrzymać swoją ostatnią pozycję w przypadku utraty zasilania lub gdy ciągłe zasilanie elektromagnesu spowodowałoby nagrzanie cewki.

Cennik kierunkowych zaworów sterujących Bepto

Typ zaworu	Rozmiar ciała	Cv	Cena OEM	Cena Bepto	Czas realizacji
4/2-drożny monostabilny, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$45 - $80	$28 - $49	3 - 7 dni
5/2-drożny monostabilny, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$52 - $92	$32 - $56	3 - 7 dni
5/2-drożny bistabilny, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.7	$68 - $118	$41 - $72	3 - 7 dni
5/3-drożny CC, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 dni
5/3-drożny PC, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 dni
5/3-drożny EC, 24VDC	ISO 1 (G1/8)	0.6	$78 - $138	$48 - $84	3 - 7 dni
5/2-drożny monostabilny, 24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.4	$72 - $128	$44 - $78	3 - 7 dni
5/2-drożny bistabilny, 24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.4	$92 - $162	$56 - $99	3 - 7 dni
5/3-drożny CC, 24VDC	ISO 2 (G1/4)	1.2	$105 - $185	$64 - $113	3 - 7 dni
5/2-drożny monostabilny, 24VDC	ISO 3 (G3/8)	2.8	$98 - $172	$60 - $105	3 - 7 dni
5/2-drożny bistabilny, 24VDC	ISO 3 (G3/8)	2.8	$125 - $220	$76 - $134	3 - 7 dni

Wszystkie rozdzielacze Bepto są standardowo wyposażone w złącze DIN 43650A, posiadają oznaczenie CE i są dostępne w wersjach na napięcie cewki 12VDC, 24VDC, 110VAC i 220VAC. Wersje do montażu na kolektorze (ISO 5599-1 i ISO 5599-2) są dostępne dla wszystkich rozmiarów korpusów. ✅

Dobór wielkości kierunkowych zaworów sterujących: Metoda Cv

Przepustowość zaworu jest określona przez współczynnik przepływu⁵ Cv (lub Kv w systemie metrycznym):

$Q_{SCFM} = Cv \times \sqrt{\frac{\Delta P \times P_{downstream}}{0.5 \times SG}}$

W przypadku zastosowań pneumatycznych, uproszczona zasada doboru rozmiaru:

$Cv_{required} = \frac{Q_{SLPM}}{22,7 \times \sqrt{\Delta P_{bar} \times P_{abs,bar}}$

Praktyczny przewodnik doboru Cv dla standardowych zastosowań cylindrów:

Średnica cylindra	Skok ≤ 200 mm	Skok 200-500 mm	Skok > 500 mm
Ø25 mm	Cv 0,3	Cv 0,5	Cv 0,7
Ø32 mm	Cv 0,5	Cv 0,7	Cv 1.0
Ø40 mm	Cv 0,7	Cv 1.0	Cv 1.4
Ø50 mm	Cv 1.0	Cv 1.4	Cv 2.0
Ø63 mm	Cv 1.4	Cv 2.0	Cv 2.8
Ø80 mm	Cv 2.0	Cv 2.8	Cv 4.0
Ø100 mm	Cv 2.8	Cv 4.0	Cv 5.6

Wnioski

Wybór pomiędzy zaworami 4/2-drogowymi i 5/2-drogowymi dla siłowników dwustronnego działania sprowadza się do jednego pytania: czy potrzebujesz niezależnego sterowania ścieżkami wysuwu i wsuwu? Jeśli tak - a w przypadku większości zastosowań automatyki przemysłowej odpowiedź jest twierdząca - należy wybrać zawór 5/2-drogowy. Przewaga kosztowa zaworów 5% do 15% nad zaworami 4/2-drogowymi jest natychmiast odzyskiwana w czasie uruchamiania, eliminacji przeróbek i elastyczności w zakresie prawidłowego sterowania prędkością wysuwu dla każdego kierunku skoku niezależnie. Gdy konieczne jest zdefiniowanie zachowania siłownika w położeniu pośrednim lub neutralnym, należy rozszerzyć wybór do 5/3-drogowego z funkcją środkową dopasowaną do wymagań aplikacji. Za pośrednictwem Bepto można uzyskać kierunkowe zawory sterujące zgodne z normami ISO i posiadające oznaczenie CE w odpowiedniej konfiguracji w ciągu 3-7 dni roboczych w cenie, która sprawia, że prawidłowa specyfikacja jest oczywistym wyborem od pierwszego dnia. 🏆

Najczęściej zadawane pytania dotyczące zaworów 4/2-drogowych i 5/2-drogowych dla siłowników dwustronnego działania

1. Zrozumienie międzynarodowego standardu symboli graficznych stosowanych w układach zasilania płynami. ↩

2. Należy zapoznać się z normami wymiarowymi dotyczącymi interfejsów montażowych zaworów pneumatycznych na rozdzielaczach. ↩

3. Zapoznaj się z technicznymi zaletami stosowania obwodów pomiarowych do stabilnej regulacji prędkości cylindra. ↩

4. Omówienie różnic funkcjonalnych między sprężynowym zaworem zwrotnym a zaworem z podwójnym elektromagnesem. ↩

5. Poznaj matematyczne metody obliczania przepustowości zaworu za pomocą współczynnika Cv. ↩