Primerjava 4/2- in 5/2-vodnih ventilov za cilindre z dvojnim delovanjem

Primerjava 4:2-vodilnih in 5:2-vodilnih ventilov za cilindre z dvojnim delovanjem
Pnevmatski krmilni ventili serije 200 (3V4V elektromagnetni in 3A4A zračni)
Krmilne komponente

Vaš cilinder z dvojnim delovanjem potrebuje smerni krmilni ventil. V katalogu so prikazane možnosti 4/2-smernega in 5/2-smernega ventila po podobnih cenah, s podobnimi vrednostmi pretoka in podobnimi fizičnimi dimenzijami. Skušnjava je, da jih obravnavamo kot zamenljive in izberemo tistega, ki je na zalogi. Ta odločitev - ki se pri načrtovanju pnevmatskih sistemov sprejme na tisočekrat na dan - je vir vrste napak pri uporabi, ki se jim je mogoče popolnoma izogniti z jasnim razumevanjem, kaj dejansko pomeni druga številka v oznaki ventila. V tem priročniku boste našli to razumevanje in okvir za vsakokratno pravilno določitev. 🎯

4/2-potni ventil ima štiri vrata in dva preklopna položaja - v obeh položajih sta oba valja povezana z dovodom ali odvodom, brez možnosti nevtralnega ali vmesnega stanja. 5/2-potni ventil ima pet vrat in dva preklopna položaja - dodaja drugo namensko izpušno vrata, kar omogoča neodvisno usmerjanje izpušnih plinov za vsako vratno odprtino valja in omogoča strategije krmiljenja z razlikami v tlaku, ki jih 4/2-potni ventil ne more doseči. Za večino standardnih aplikacij cilindrov z dvojnim delovanjem je 5/2-stopenjski ventil pravilna in zmogljivejša specifikacija.

Oglejte si Ravija Shankarja, nadzornega inženirja pri proizvajalcu farmacevtskih tablet v Hyderabadu v Indiji. Njegov mehanizem za izmetavanje tablet je uporabljal valj z dvojnim delovanjem, ki se je moral iztegniti s polno hitrostjo in umakniti z nadzorovano, zmanjšano hitrostjo, da bi preprečil poškodbe tablet pri povratku. Njegova prvotna specifikacija je uporabljala 4/2-stopenjski ventil z regulacijo pretoka na vratih za umikanje. Med zagonom je odkril, da je bila ena izpušna odprtina 4/2-stopenjskega ventila deljena med izpušnima potema za raztezanje in umikanje - njegov regulator pretoka je vplival na oba hoda in ne le na umikanje. S prehodom na 5/2-stopenjski ventil z neodvisnimi izpušnimi odprtinami je lahko namestil regulacijo pretoka samo na izpušno pot izvleka, s čimer je dosegel neodvisno regulacijo hitrosti v vsaki smeri hoda. Poškodbe tablic na vlekanju so se zmanjšale na nič. 🔧

Kazalo vsebine

Kaj dejansko pomenijo številke v označbah ventilov?

Sistem označevanja ventilov ISO 1219 kodira natančne informacije o številu vrat in številu preklopnih položajev v preprostem dvočrkovnem formatu - vendar posledice vsake številke za obnašanje vezja niso takoj očitne že iz same oznake. ⚙️

Pri oznaki X/Y-way je X število priključkov (pretočnih priključkov), Y pa število različnih preklopnih položajev, ki jih lahko zavzame tuljava ventila. Število priključkov določa, kaj je mogoče priključiti; število položajev določa, katera stanja tokokroga so mogoča. Ta dva parametra skupaj določata celoten vedenjski okvir ventila.

Kompleksna tehnična infografika, ki ponazarja posebne funkcije 5/2-potnega industrijskega ventila in njegov simbol ISO 1219 ter podrobno opisuje konfiguracije vrat in pretočne poti, ki so bistvene za razumevanje krmiljenja tokokroga.
Dekonstrukcija ventila 5:2 - priključki in položaji

Dekodiranje števila vrat (prva številka)

Dvocevni ventili (2/2-potni): samo funkcija vklop/izklop. Ne uporablja se za krmiljenje cilindrov z dvojnim delovanjem.

3-prekatni ventili (3/2-prekatni): Uporabljajo se za cilindre z enim delovanjem in generiranje pilotnega signala.

4-prekatni ventili (4/2-stopenjski): Minimalno število priključkov za krmiljenje cilindrov z dvojnim delovanjem. Ena izpušna vrata služijo obema izpušnima potema delovnih vrat.

5-pristopni ventili (5/2-stopenjski, 5/3-stopenjski): Ventil z enim dovodom, dvema delovnima priključkoma in dvema izpušnima priključkoma - en namenski izpuh za vsak delovni priključek. To je standardna konfiguracija za krmiljenje cilindrov z dvojnim delovanjem v sodobni industrijski pnevmatiki.

Dekodiranje števila položajev (druga številka)

2-stopenjski ventili (/2): Ventil ima dva stabilna položaja - običajno vzmetno-povratni (monostabilen) ali detentiran/dvojni solenoidni (bistabilen). Vmesno stanje ni mogoče. Ventil je vedno v enem od dveh opredeljenih položajev.

3-stopenjski ventili (/3): Ventil ima tri položaje - dva končna položaja in sredinski (nevtralni) položaj. Osrednji položaj določa obnašanje ventila, ko je brez napetosti v stanju sredine hoda. Na voljo so tri različne funkcije središčnega položaja: zaprti središčni položaj, središčni položaj tlaka in središčni položaj izpuha.

Simbolni sistem ISO 1219

Spletna stran ISO 12191 so položaji ventilov prikazani kot polja, v vsakem polju pa so narisane poti pretoka:

  • Vsako polje = en stikalni položaj
  • Puščice v poljih = smer toka v tem položaju
  • Blokirane črte (v obliki črke T) = zaprta vrata v tem položaju
  • Črte, ki se povezujejo z okencem = fizična vrata

Razlaga simbola 4/2-potnega ventila:

  • Dve škatli druga ob drugi = dva položaja
  • Štirje zunanji priključki = štirje priključki (P dovod, A in B delo, R izpuh)
  • V položaju 1: P→A, B→R
  • V položaju 2: P→B, A→R

Razlaga simbola 5/2-potnega ventila:

  • Dve škatli druga ob drugi = dva položaja
  • Pet zunanjih priključkov = pet priključkov (dovod P, delovna A in B, odvod R1 in R2)
  • V položaju 1: P→A, B→R2
  • V položaju 2: P→B, A→R1

Standardi za označevanje pristanišč

Funkcija pristaniščaISO 1219 PismoNumerično (starejši standard)
Oskrba s tlakomP1
Delovna vrata A (razširitev)A4
Delovna vrata B (izvlečna)B2
Izpušni sistem (enojni ali izpušni sistem za stran B)R ali EA3
Drugi izpuh (samo za stran A, 5 priključkov)S ali EB5
Pilotno napajanjeZ12 / 14

Razumevanje oznak vrat je bistveno za pravilno namestitev regulacije pretoka - regulacija pretoka, nameščena na vratih 3 4/2-stopenjskega ventila, vpliva na obe smeri hoda, medtem ko ista regulacija pretoka na vratih 3 ali 5 5 5/2-stopenjskega ventila vpliva le na eno smer hoda. Ravno to je razlika, ki je rešila Ravijev problem s stiskalnico za tablete. 🔒

Kako se 4/2-dvodelni in 5/2-delni ventili razlikujejo v konfiguraciji vrat in obnašanju tokokroga?

Razlika v številu priključkov med ventili 4/2 in 5/2 povzroča razlike v obnašanju vezja, ki so bistvene in ne zanemarljive. Zaradi razumevanja teh razlik je odločitev o izbiri aplikacije jasna. 🔍

Kritična razlika v obnašanju med 4/2-stopenjskimi in 5/2-stopenjskimi ventili je usmerjanje izpušnih plinov: 4/2-stopenjski ventil izpušča oba valja skozi eno skupno izpušno odprtino, medtem ko 5/2-stopenjski ventil zagotavlja namensko izpušno odprtino za vsak valj - kar omogoča neodvisno uravnavanje hitrosti, neodvisno obdelavo izpušnih plinov in neodvisno upravljanje protitlaka za vsako smer hoda.

Tehnična infografika, ki primerja 4/2-potne in 5/2-potne pnevmatske elektromagnetne ventile. Na levi strani je prikazan 4/2-potni ventil z enim skupnim izpušnim priključkom, kar pomeni, da nadzor hitrosti vpliva na oba hoda valja. Desna stran prikazuje 5/2-potni ventil z dvema posebnima izpušnima odprtinama, kar poudarja, da ta konfiguracija omogoča neodvisno upravljanje hitrosti raztezanja in vlečenja prek ločenih ventilov za uravnavanje pretoka. Oba ventila sta prikazana kot izrezana 3D-modela s puščicami pretoka na inženirskem ozadju.
Primerjava konfiguracije izpuha pnevmatskega ventila in nadzora hitrosti

4/2-vodni ventil: Analiza obnašanja tokokroga

Postavitev pristanišča: P (dovod), A (delovni 1), B (delovni 2), R (enojni izpuh)

Položaj 1 (normalni položaj/vzmet):

  • P se poveže z A → cilinder se razteza
  • B se priključi na R → umikanje se izpušča skozi R

Položaj 2 (aktiviran položaj):

  • P se poveže z B → cilinder se umakne
  • A se priključi na R → razširiti stranski izpuh skozi R

Posledica skupnega izpuha:
V obeh položajih gre izpušni plin iz kateregakoli valja skozi eno samo odprtino R. Vsaka omejitev, regulacija pretoka, dušilec zvoka ali protitlačna naprava, nameščena na R, vpliva na obe smeri hoda hkrati. Z enim 4/2-potnim ventilom ni mogoče neodvisno krmiliti podaljšanega in povratnega izpuha.

Kdaj je to pomembno?

  • Kadar potrebujete različne hitrosti pri izvleku in izvleku
  • Če je za eno pot izpušnih plinov potreben dušilec zvoka, za drugo pa ne
  • Kadar je treba izpušni zrak zbirati ali obdelovati (oljna megla, onesnaženje).
  • Če bi protitlak na eni izpušni poti povzročil težave pri drugem taktu

Kdaj to ni pomembno?

  • Ko oba stroja tečeta z enako hitrostjo
  • Kadar obdelava izpušnih plinov ni potrebna
  • Če je aplikacija zgolj vklop/izklop brez zahteve po regulaciji hitrosti

5/2-vodni ventil: Analiza obnašanja tokokroga

Postavitev pristanišča: R1/EA (izpuh za stran B), R2/EB (izpuh za stran A)

Položaj 1 (normalni položaj/vzmet):

  • P se poveže z A → cilinder se razteza
  • B se priključi na R1 → izpušni plini se umaknejo samo skozi R1

Položaj 2 (aktiviran položaj):

  • P se poveže z B → cilinder se umakne
  • A se priključi na R2 → podaljšana stran izpušnih plinov samo skozi R2

Prednost neodvisnega izpušnega sistema:
Vsaka vrata valja imajo svojo posebno izpušno pot. Regulacijo pretoka, dušilce zvoka, protitočne ventile ali zbiralnike izpušnih plinov je mogoče namestiti neodvisno na R1 in R2 brez kakršne koli interakcije med obema smerema hoda.

Primerjava obnašanja ob strani

Obnašanje vezja4/2-vodni ventil5/2-vodni ventil
Neodvisen nadzor hitrosti izvleka/privleka❌ Ni mogoče✅ Popolnoma neodvisen
Neodvisno dušenje izpušnih plinov za vsako smer❌ Ni mogoče✅ Popolnoma neodvisen
Neodvisen protitlak izpušnih plinov za vsako smer❌ Ni mogoče✅ Popolnoma neodvisen
Zbiranje izpušnega zraka po smereh❌ Samo skupno zbiranje✅ Neodvisna zbirka
Nadzor hitrosti na merilniku (prednostna metoda)❌ Ni mogoče pravilno izvajati✅ Izvajanje standarda
Nadzor hitrosti z merilnikom✅ Možno (manj zaželeno)✅ Možno
Enostavnost vezja✅ Nekoliko preprostejše✅ Ekvivalent
Združljivost z vgradnjo v razdelilnikISO 55992 združljiv✅ združljiv z ISO 5599
Tipična razlika v stroškihReferenca+5% do +15%

Zahteva za nadzor hitrosti na števcu

Nadzor hitrosti merjenja ven3 - omejevanje pretoka izpušnih plinov iz valja za uravnavanje hitrosti bata - je prednostna metoda uravnavanja hitrosti za pnevmatske valje, saj zagotavlja stabilno, od obremenitve neodvisno uravnavanje hitrosti. Pri krmiljenju z merilnikom (omejevanje dovodnega pretoka) je hitrost nestabilna in odvisna od obremenitve.

Za pravilno izvajanje merjenja izstopa je treba na vsakem izpušnem priključku namestiti regulacijo pretoka:

  • Regulacija pretoka na izpušnem sistemu na strani A → uravnava hitrost vlečenja
  • Regulacija pretoka na izpušni cevi na strani B → nadzoruje hitrost širjenja

S 4/2-stopenjskim ventilom: Oba izpušna voda imata skupno eno odprtino (R). En sam regulator pretoka na R vpliva na obe smeri - ne morete neodvisno nastaviti hitrosti raztezanja in umikanja. Merjenje izhoda ni pravilno izvedljivo.

S 5/2-stopenjskim ventilom: Vsak izpuh ima svojo odprtino (R1 in R2). Neodvisni regulatorji pretoka na R1 in R2 zagotavljajo neodvisno regulacijo merjenja izhoda za vsako smer hoda. To je standardna in pravilna izvedba. ✅

Zgodba s terena

Predstavljam Sofio Papadopoulos, strojno konstruktorico v podjetju za avtomatizacijo po meri v Solunu v Grčiji. Sestavljala je stroj za nanašanje etiket, pri katerem se je valj počasi raztegoval (za nanašanje etikete z nadzorovano silo) in hitro umikal (za čim krajši čas cikla). Njena začetna specifikacija ventila je bila 4/2-stopenjski ventil - načrtovala je uporabo regulacije pretoka na izpušni odprtini, da bi upočasnila raztezanje.

Med zagonom je ugotovila, da je regulacija pretoka na eni izpušni odprtini enako upočasnila oba hoda - ni mogla doseči počasnega izvleka in hitrega izvleka hkrati. Njene možnosti s 4/2-potnim ventilom so bile omejene na upočasnitev obeh hodov ali uporabo bolj zapletenega obvodnega tokokroga s povratnimi ventili.

Zamenjava 4/2-stopenjskega ventila s 5/2-stopenjskim ventilom Bepto enake velikosti ohišja in z enakim navojem je trajala 20 minut. Z neodvisnimi regulatorji pretoka na R1 in R2 je v manj kot 10 minutah nastavljanja nastavila hitrost raztezanja na 80 mm/s in hitrost umikanja na 320 mm/s. Njen stroj je še isti dan dosegel specifikacijo časa cikla in od takrat je določila 5/2-stopenjske ventile kot standard za vse aplikacije cilindrov z dvojnim delovanjem. 🎉

Za katere aplikacije je potreben 5/2-vodni ventil in za katere lahko uporabite 4/2-vodni ventil?

Zaradi analize obnašanja so 5/2-stopenjski ventili videti univerzalno boljši - in za aplikacije z valji z dvojnim delovanjem večinoma tudi so. Vendar pa imajo 4/2-dimenzionalni ventili še vedno upravičene aplikacije, kjer je njihova preprostejša konfiguracija odprtin prednost. 💪

5/2-stopenjski ventili so pravilna privzeta specifikacija za vse aplikacije cilindrov z dvojnim delovanjem, pri katerih se zahteva neodvisna regulacija hitrosti, neodvisna obdelava izpušnih plinov ali regulacija hitrosti z merilnikom - kar opisuje večino aplikacij industrijske avtomatizacije. 4/2-stopenjski ventili so primerni za preproste aplikacije vklop/izklop z enakimi hitrostmi hoda in za posebne konfiguracije tokokrogov, kjer se namerno uporablja skupno ravnanje z izpušnimi plini.

Kompleksna tehnična infografika, razdeljena na dve navpični plošči s primerjavo pnevmatskih smernih ventilov 5/2-Way in 4/2-Way. Na levi plošči je prikazan 5/2-vodilni ventil za krmiljenje cilindra, ki prikazuje neodvisno krmiljenje hitrosti izvleka in povleka (npr. 'FAST RETRACT' in 'CONTROLLED EXTEND'). Besedilo poudarja 'Neodvisni izpuhi: R1 in R2' in seznam aplikacij, kot so 'stiskanje in vpenjanje', 'označevanje in tesnjenje', 'pobiranje in nameščanje' ter 'varilne naprave'. Na desni plošči je prikazan 4/2-stopenjski ventil za krmiljenje valja, ki prikazuje gibanje s polno hitrostjo za oba hoda (npr. 'FULL SPEED EXTEND' in 'FULL SPEED RETRACT'). Besedilo poudarja 'Shared Exhaust: R' z opozorilom 'Ne moremo izvajati neodvisnega nadzora pretoka' in seznamom enostavnejših aplikacij, kot so 'Izmetavanje delov', 'Krmiljenje vrat/vrat', 'Binarno preklapljanje položajev' in 'Točke s konstantnim protitlakom'. Splošni slog je čist, natančen in profesionalen ter uporablja sodobno industrijsko barvno paleto. Vsa besedila so v jasni angleščini.
Izbira pravega pnevmatskega ventila za aplikacijo - 5:2-vodilni proti 4:2-vodilnemu

Uporaba, ki zahteva 5/2-vodne ventile

⚡ Vse aplikacije, ki zahtevajo različne hitrosti izvleka in izvleka

To je glavni in najpogostejši razlog za izbiro 5/2-potnega ventila. Če sta hitrost izvleka in hitrost umikanja različni - kar velja za večino industrijskih aplikacij, kjer je standardni profil gibanja hitro izvlečenje in nadzorovano umikanje -, je obvezen 5/2-potni ventil z neodvisnimi merilniki pretoka.

Primeri:

  • Uporaba pri stiskanju in vpenjanju: počasen nadzorovan prilet, hiter umik
  • Uporaba nalepk in pečatov: počasen nadzorovan stik, hiter umik
  • Pobiranje in nameščanje: hitro raztezanje do položaja, nadzorovano umikanje z bremenom
  • Pritrjevanje varilnega pribora: nadzorovano vpenjanje vpenjala, hitra sprostitev

🔇 Aplikacije, ki zahtevajo dušenje izpušnih plinov samo v eni smeri

Pri nekaterih aplikacijah je hrup izpušnih plinov problematičen le pri eni smeri hoda - običajno pri hitrem hodu. Namestitev dušilca zvoka na samo eno izpušno odprtino 5/2-smernega ventila zmanjša hrup, ne da bi povečala protitlak v drugi smeri hoda. Pri 4/2-stopenjskem ventilu dušilec na eni izpušni odprtini povečuje protitlak v obeh taktih.

🧪 Aplikacije, ki zahtevajo zbiranje ali čiščenje odpadnega zraka

V farmacevtski industriji, živilski industriji in čistih prostorih je treba izpušni zrak zbirati in filtrirati, da se prepreči kontaminacija. Pri 5/2-stopenjskem ventilu se v sistem za zbiranje vodi samo izpušni plin iz aktivne gibalne veje - druga izpušna vrata se lahko prosto odvajajo. Pri 4/2-stopenjskem ventilu je treba oba izpušna plina zbirati skozi eno samo odprtino, zato je potreben večji zbiralni sistem.

🏭 Standardna industrijska avtomatizacija (splošno priporočilo)

Pri vseh aplikacijah z valji z dvojnim delovanjem, pri katerih zahteve za nadzor hitrosti v fazi načrtovanja še niso v celoti opredeljene, privzeto določite 5/2-stopenjski ventil. Dodatni stroški v primerjavi s 4/2-stopenjskim ventilom znašajo 5-15% in odpravljajo potrebo po preoblikovanju vezja ventila, če se pozneje zahteva neodvisno krmiljenje hitrosti.

Uporaba, kjer so primerni 4/2-vodni ventili

✅ Enostavno vklapljanje in izklapljanje z enakimi hitrostmi hoda

Če oba takta delujeta pri polni hitrosti brez uravnavanja pretoka in obdelava izpušnih plinov ni potrebna, je 4/2-stopenjski ventil popolnoma ustrezen. Primeri vključujejo preprosto izmetavanje delov, odpiranje/zapiranje vrat in binarno preklapljanje položaja, kjer hitrost ni nadzorovana spremenljivka.

✅ Posebne konfiguracije varnega vezja

Pri nekaterih zasnovah varnostnih tokokrogov se namerno uporablja skupno izpušno delovanje 4/2-potnega ventila, da se ob izklopu ventila hkrati izpraznita oba valja, kar preprečuje blokado tlaka v obeh komorah. To je specializirana uporaba, ki zahteva premišljeno zasnovo vezja, ne pa splošno priporočilo.

✅ Hidravlično-pnevmatska vezja z uporabo povratnega tlaka na obeh izpušnih plinih

V tokokrogih, kjer je potreben nadzorovan protitlak na obeh izpušnih vratih hkrati - nekateri tokokrogi za uravnoteženje in zadrževanje bremena - se to lažje izvede s 4/2-stopenjskim ventilom z enim samim protitlačnim ventilom na skupnih izpušnih vratih kot s 5/2-stopenjskim ventilom z usklajenimi protitlačnimi ventili na obeh izpušnih vratih.

Vodnik za odločanje o izbiri vloge

Pogoj uporabePravilni ventil
Potrebne so različne hitrosti izvleka in izvlekaObvezno 5/2 smeri
Merjenje hitrosti na obeh hodihObvezno 5/2 smeri
Dušenje izpušnih plinov samo v eni smeriPrednostno 5/2 smeri
Zbiranje/obdelava izpušnega zrakaPrednostno 5/2 smeri
Obe potezi pri polni hitrosti, brez nadzora hitrostiSprejemljivo v 4/2 smereh
Enostavno vklop/izklop, binarno pozicioniranjeSprejemljivo v 4/2 smereh
Zahteva se hkratno izpuščanje z varovalom pred izpadom4/2-potni (poseben tokokrog)
Splošna industrijska avtomatizacija (privzeto)Priporočljivo 5/2-stransko

Kako razširiti izbiro na 5/3-vodilne ventile in funkcije srednjega položaja?

Odločitev o izbiri med 4/2 in 5/2 zajema večino primerov uporabe cilindrov z dvojnim delovanjem. Vendar pa pomembna kategorija aplikacij zahteva tretji položaj ventila - zmožnost zaustavitve in zadržanja valja v vmesnem položaju ali opredelitev posebnega obnašanja, ko je ventil brez napetosti sredi hoda. Tu se pri izbiri pojavijo 5/3-stopenjski ventili. 📋

5/3-stopenjski ventil konfiguraciji 5/2-stopenjskega ventila doda sredinski (nevtralni) položaj - tuljava se vrne v ta sredinski položaj, ko sta obe elektromagnetni tuljavi brez napajanja. Na voljo so tri funkcije središčnega položaja: zaprto središče (vsa vrata so blokirana), središče tlaka (obe delovni odprtini sta priključeni na dovod) in središče izpusta (obe delovni odprtini sta priključeni na izpust). Vsaka središčna funkcija povzroči drugačno obnašanje valja, ki ga je treba prilagoditi zahtevam uporabe.

Čista tehnična infografika, ki primerja različno obnašanje valjev v središčnih položajih 5/3-potnih ventilov: Na podlagi simbolov ISO 1219 je prikazana analiza zaprtega središča, središča tlaka in središča izpuha.
Primerjava funkcij 5:3-vodilnega ventila s središčem

Tri funkcije središčnega položaja

Zaprti center (CC) - vsa vrata so blokirana

V sredinskem položaju so blokirani elementi P, A, B, R1 in R2. Cilinder je hidravlično blokiran - ne more se premikati v obe smeri, ker sta obe komori zaprti.

Sredinski položaj: P=blokiran,A=blokiran,B=blokiran\text{Center position: } P = \text{blocked}, A = \text{blocked}, B = \text{blocked}

Uporabite, ko: Ventil mora obdržati svoj položaj, ko je ventil brez napetosti - vmesno zadrževanje položaja, zadrževanje položaja zaustavitve v sili ali pogoji za zadržanje procesa.

Pozor: Pnevmatsko držanje zaprtega središčnega položaja ni mehanska zapora z varnostno stopnjo. Puščanje tesnila povzroči postopno premikanje položaja. Za varnostno kritično zadrževanje položaja je poleg ventila z zaprtim središčem potrebna še mehanska zapora palice.

Tlačni center (PC) - obe delovni odprtini sta priključeni na napajanje

V srednjem položaju sta oba priključka A in B povezana s tlakom P (dovodni tlak). Obe komori jeklenke sta pod tlakom hkrati - jeklenka je tlačno uravnotežena in zaradi enakega tlaka na obeh straneh bata obdrži položaj pri zmernih zunanjih obremenitvah.

Sredinski položaj: PA,PB,R1=blokiran,R2=blokiran\text{Center position: } P \rightarrow A, P \rightarrow B, R1 = \text{blocked}, R2 = \text{blocked}

Uporabite, ko: Kadar mora cilinder vzdržati zunanje obremenitve v sredinskem položaju, hkrati pa mora biti pripravljen za hiter zagon v obeh smereh. Uporablja se tudi za aplikacije z mehkim zaustavljanjem, pri katerih tlak v obeh komorah zagotavlja blaženo upočasnitev.

Izpušni center (EC) - obe delovni odprtini sta povezani z izpušnim sistemom

V srednjem položaju sta oba priključka A in B povezana z izpušnim sistemom (R1 in R2). Obe komori jeklenke sta izpuščeni v ozračje - jeklenka je prosto lebdeča in ne nudi upora zunanjemu gibanju.

Sredinski položaj: AR2,BR1,P=blokiran\text{Center position: } A \rightarrow R2, B \rightarrow R1, P = \text{blocked}

Uporabite, ko: pri zahtevah po ročnem upravljanju, aplikacijah z gravitacijskim povratkom ali sistemih, kjer mora breme prosto potiskati valj, ko je ventil v nevtralnem položaju.

Vodnik za izbiro funkcij 5/3-stopenjskega centra

Zahteve za prijavoPravilna funkcija centra
Ohranjanje položaja, ko ni napetosti (zmerne obremenitve)Zaprti center (CC)
Odpornost na zunanje obremenitve v nevtralnem položajuTlačni center (PC)
Prosto plavajoče / ročno krmiljenje v nevtralnem položajuIzpušni center (EC)
Mehka zaustavitev / blaženo upočasnjevanjeTlačni center (PC)
Gravitacijski povratek ob izključitvi napetostiIzpušni center (EC)
Ustavitev v sili z ohranjanjem položajaZaprto središče (CC) + zaklep palice
Hitra ponovna aktivacija iz nevtralnega položajaTlačni center (PC)

Celotna matrika za izbiro ventilov za dvostransko delujoče cilindre

Vrsta ventilaDelovna mestaIzpušne odprtineFunkcija središčaPrimarna uporaba
4/2-stopenjski monostabilni21 (v skupni rabi)NiEnostaven vklop/izklop, enake hitrosti
4/2-stopenjski bistabilni21 (v skupni rabi)NiFunkcija pomnilnika, enake hitrosti
5/2-stopenjski monostabilni22 (neodvisno)NiStandardna industrijska avtomatizacija
5/2-stopenjski bistabilni22 (neodvisno)NiFunkcija pomnilnika, neodvisne hitrosti
5/3-stopenjsko zaprto središče32 (neodvisno)Vsi blokiraniVmesni položaj držanja
5/3-stopenjski tlačni center32 (neodvisno)Oba pod tlakomOdpornost na obremenitev, mehka zaustavitev
5/3-stopenjski izpušni center32 (neodvisno)Oba sta izčrpanaFree-float, gravitacijsko vračanje

Monostabilni proti bistabilnemu: Odločitev o načinu aktiviranja

4/2- in 5/2-stopenjski ventili so na voljo v monostabilni4 (vzmetno povratne) in bistabilne (dvosolenoidne) konfiguracije - ločena, vendar povezana odločitev o izbiri:

Monostabilni (vzmetni povratek):

  • En elektromagnet; vzmet vrne tuljavo v normalen položaj, ko je izklopljena.
  • Varno obnašanje: ob izgubi napajanja se vrne v določen položaj vzmeti
  • Zahteva neprekinjen signal za vzdrževanje sproženega položaja
  • Primerno za: aplikacije, pri katerih je potrebna varna vrnitev v določen položaj ob izgubi napajanja.

Bistabilni (dvojni elektromagnetni / detent):

  • Dve elektromagnetni tuljavi; tuljava ostane v zadnjem ukazanem položaju, ko sta obe elektromagnetni tuljavi izključeni.
  • Funkcija pomnilnika: ohranja položaj tudi ob prekinitvah napajanja
  • Za preklop položaja je potreben le impulzni signal
  • Primerno za: aplikacije, kjer mora cilinder ohraniti zadnji položaj ob izgubi napajanja ali kjer bi neprekinjeno napajanje solenoida povzročilo segrevanje tuljave.

Referenčna cena usmerjevalnega ventila Bepto

Vrsta ventilaVelikost telesaCvCena OEMCena zdravila BeptoČas izvedbe
4/2-smerni monostabilni, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.7$45 - $80$28 - $493 - 7 dni
5/2-smerni monostabilni, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.7$52 - $92$32 - $563 - 7 dni
5/2-stopenjski bistabilni, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.7$68 - $118$41 - $723 - 7 dni
5/3-stopenjski CC, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.6$78 - $138$48 - $843 - 7 dni
5/3-stopenjski računalnik, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.6$78 - $138$48 - $843 - 7 dni
5/3-stopenjski EC, 24 VDCISO 1 (G1/8)0.6$78 - $138$48 - $843 - 7 dni
5/2-smerni monostabilni, 24 VDCISO 2 (G1/4)1.4$72 - $128$44 - $783 - 7 dni
5/2-stopenjski bistabilni, 24 VDCISO 2 (G1/4)1.4$92 - $162$56 - $993 - 7 dni
5/3-stopenjski CC, 24 VDCISO 2 (G1/4)1.2$105 - $185$64 - $1133 - 7 dni
5/2-smerni monostabilni, 24 VDCISO 3 (G3/8)2.8$98 - $172$60 - $1053 - 7 dni
5/2-stopenjski bistabilni, 24 VDCISO 3 (G3/8)2.8$125 - $220$76 - $1343 - 7 dni

Vsi usmerjevalni ventili Bepto so standardno opremljeni s priključkom DIN 43650A, imajo oznako CE in so na voljo z napetostmi tuljav 12 VDC, 24 VDC, 110 VAC in 220 VAC. Za vse velikosti ohišij so na voljo različice za montažo na kolektor (ISO 5599-1 in ISO 5599-2). ✅

Določanje velikosti smernih regulacijskih ventilov: Metoda Cv

Parametri pretoka
Način izračuna

Vhodne vrednosti
Unit/m
bar / psi

Izračunani pretok (Q)

Rezultat formule
Pretok
0.00
Na podlagi uporabniških vnosov

Enakovredni ventili

Standardne pretvorbe
Metrični pretočni faktor (Kv)
0.00
Kv ≈ Cv × 0.865
Zvočna prevodnost (C)
0.00
C ≈ Cv ÷ 5 (Pnevmatski približek.)
Inženirska referenca
Splošna enačba pretoka
Q = Cv × √(ΔP × SG)
Reševanje za Cv
Cv = Q / √(ΔP × SG)
  • Q = Pretok
  • Cv = Koeficient pretoka ventila
  • ΔP = Padec tlaka (vhodni - izhodni)
  • SG = Specifična teža (zrak = 1,0)

Pretočna zmogljivost ventila je določena z koeficient pretoka5 Cv (ali Kv v metriki):

QSCFM=Cv×ΔP×Pdownstream0.5×SGQ_{SCFM} = Cv \times \sqrt{\frac{\Delta P \times P_{downstream}}{0,5 \times SG}}

Za pnevmatske aplikacije velja poenostavljeno pravilo za določanje velikosti:

Cvrequired=QSLPM22.7×ΔPbar×Pabs,barCv_{zahtevani} = \frac{Q_{SLPM}}{22,7 \krat \sqrt{\Delta P_{bar} \times P_{abs,bar}}}

Praktični vodnik za izbiro odmičnih količnikov za standardne cilindre:

Premer valjaHod ≤ 200 mmHod 200-500 mmHod > 500 mm
Ø25 mmCv 0,3Cv 0,5Cv 0,7
Ø32 mmCv 0,5Cv 0,7Cv 1.0
Ø40 mmCv 0,7Cv 1.0Cv 1,4
Ø50 mmCv 1.0Cv 1,4Cv 2.0
Ø63 mmCv 1,4Cv 2.0Cv 2.8
Ø80 mmCv 2.0Cv 2.8Cv 4.0
Ø100 mmCv 2.8Cv 4.0Cv 5,6

Zaključek

Izbira med 4/2-stopenjskimi in 5/2-stopenjskimi ventili za cilindre z dvojnim delovanjem je odvisna od enega samega vprašanja: ali potrebujete neodvisen nadzor nad potmi izpušnih plinov pri raztezanju in umikanju? Če je odgovor pritrdilen - in za večino aplikacij industrijske avtomatizacije je odgovor pritrdilen -, določite 5/2-potni ventil. Stroškovni pribitek od 5% do 15% v primerjavi s 4/2-stopenjskim ventilom se takoj povrne s časom zagona, odpravljenimi predelavami in prilagodljivostjo za izvajanje pravilnega nadzora hitrosti izmetavanja v vsaki smeri hoda neodvisno. Kadar je treba določiti vmesni položaj držanja ali obnašanje cilindra v nevtralnem stanju, razširite izbiro na 5/3-smerni ventil s središčno funkcijo, prilagojeno zahtevam vaše aplikacije. Če želite dobiti smerne krmilne ventile z oznako CE, ki ustrezajo standardom ISO in so pravilno konfigurirani, jih lahko dobite v 3-7 delovnih dneh po ceni, zaradi katere je pravilna specifikacija očitna izbira že prvi dan. 🏆

Pogosta vprašanja o 4/2-vodnih in 5/2-vodnih ventilih za cilindre z dvojnim delovanjem

V1: Ali lahko 4/2-stopenjski ventil pretvorim v funkcionalni ekvivalent 5/2-stopenjskega ventila z dodajanjem zunanje napeljave?

Da - s 4/2-stopenjskim ventilom lahko ponovite 5/2-stopenjsko neodvisno izpušno obnašanje z dodajanjem dveh povratnih ventilov in ločenih izpušnih vodov v zunanjem krogu, vendar ta pristop dodaja komponente, povezave, možne točke puščanja in zapletenost namestitve, zaradi česar je manj zanesljiv in dražji kot preprosto določanje 5/2-stopenjskega ventila že od samega začetka.

Zahtevani zunanji tokokrog vključuje usmerjanje izpušnih plinov iz vsakega delovnega priključka skozi namenski povratni ventil v ločeno izpušno cev, kar preprečuje navzkrižni pretok med obema izpušnima potema. V praksi je ta obvoz upravičen le, če je 4/2-potni ventil že vgrajen in zamenjava ni izvedljiva. Pri novih konstrukcijah neposredno določite 5/2-stopenjski ventil. Ventili Bepto 5/2-potni so na voljo v enakih velikostih ohišij in z enakim navojem kot naši 4/2-potni ventili, zato je neposredna zamenjava enostavna. 🔩

V2: Kakšna je razlika med 5/2-stopenjskim ventilom in dvema 3/2-stopenjskima ventiloma, ki se uporabljata v kombinaciji za cilinder z dvojnim delovanjem?

Dva 3/2-stopenjska ventila lahko upravljata valj z dvojnim delovanjem - en ventil krmili odprtino za iztegovanje, drugi pa odprtino za umikanje - in ta konfiguracija omogoča neodvisno upravljanje vsake odprtine, vključno z neodvisnim usmerjanjem izpušnih plinov. Vendar pa zahteva dve elektromagnetni tuljavi, dve ohišji ventilov, dva kompleta priključkov in usklajeno logiko PLC, da se prepreči hkratno povečanje tlaka v obeh vratih cilindra.

Pri 5/2-stopenjskem ventilu je enaka neodvisna pot izpušnih plinov v enem samem ohišju ventila z enim elektromagnetom (monostabilen) ali dvema elektromagnetoma (bistabilen), pri čemer geometrija tuljave konstrukcijsko preprečuje hkratno povečanje tlaka v obeh priključkih. Ventil s 5/2 potmi je preprostejši, kompaktnejši in cenejši od dvojne konfiguracije s 3/2 potmi za standardno krmiljenje cilindrov z dvojnim delovanjem. Pristop z dvojnim 3/2-potnim ventilom se uporablja pri posebnih aplikacijah, ki zahtevajo neodvisno uravnavanje tlaka na vsakem vhodu cilindra - na primer pri diferenčnih tlačnih tokokrogih, kjer se neodvisno uravnavata tlaka pri raztezanju in umikanju. ⚙️

V3: Kako naj izberem med monostabilnim in bistabilnim 5/2-stopenjskim ventilom za varnostno kritično aplikacijo?

Pri varnostno kritičnih aplikacijah je glavno merilo za izbiro varno obnašanje ventila ob izgubi napajanja ali signala, kar zahteva formalno oceno tveganja in ne splošnega pravila.

Monostabilni (vzmetno-povratni) ventili se ob izgubi energije vrnejo v določen položaj - ta je varen le, če je položaj vzmeti varen položaj za določeno aplikacijo. Če položaj vzmeti podaljša valj, ki lahko poškoduje osebje, monostabilni ventil ni varen za to aplikacijo. Bistabilni ventili ohranijo zadnji položaj ob izgubi napajanja - to je primerno, kadar je zadnji ukazani položaj varno stanje, vendar zahteva dodatne varnostne ukrepe, če bi bil nedoločen zadnji položaj lahko nevaren. V skladu s standardom ISO 13849 in oceno tveganja za varnost strojev določite zahtevano obnašanje v primeru okvare, nato pa ustrezno izberite vrsto pogona ventila. Podjetje Bepto lahko na zahtevo zagotovi dokumentacijo o ravni delovanja po standardu ISO 13849 za našo ponudbo ventilov. 🛡️

V4: Ali so ventili Bepto 5/2-smerni združljivi s sistemi razdelilnikov ISO 5599 drugih proizvajalcev?

Da - 5/2-smerni in 5/3-smerni krmilni ventili Bepto v velikostih ohišja ISO 1, ISO 2 in ISO 3 so izdelani v skladu z merskimi standardi ISO 5599-1 in ISO 5599-2, kar zagotavlja neposredno mehansko in pnevmatsko združljivost z razdelilnimi sistemi SMC, Festo, Parker, Norgren, Bosch Rexroth in drugih proizvajalcev, skladnih z ISO 5599.

Dimenzije tesnil, lokacije pilotnih vrat, položaji elektromagnetnih priključkov in vzorci pritrdilnih vijakov so skladni s standardom ISO 5599. Za nestandardne ali lastniške sisteme kolektorjev specializiranih proizvajalcev navedite številko modela kolektorja in v 24 urah bomo potrdili združljivost ali opredelili morebitne zahteve po adapterju. 📋

V5: Kakšen odzivni čas naj določim za 5/2-potni ventil in kako odzivni čas vpliva na zmogljivost jeklenke?

Odzivni čas ventila - čas od električnega signala do polnega pomika tuljave - neposredno vpliva na ponovljivost pozicioniranja in čas cikla pri hitrih aplikacijah. Standardni industrijski elektromagnetni ventili imajo odzivni čas od 15 do 50 ms, hitri ventili pa od 5 do 15 ms.

Pri frekvencah ciklov pod 30 ciklov na minuto je standardni odzivni čas (25-50 ms) ustrezen in ima zanemarljiv vpliv na čas cikla. Za hitrosti ciklov nad 60 ciklov na minuto ali aplikacije, ki zahtevajo ponovljivost pozicioniranja, boljšo od ±2 mm, določite hitre ventile z odzivnim časom pod 15 ms. Za servo-pnevmatske aplikacije pozicioniranja so potrebni proporcionalni ventili z odzivnim časom pod 5 ms. Standardni 5/2-smerni ventili Bepto imajo odzivni čas 18-25 ms pri 24 VDC; naša serija hitrih ventilov dosega 8-12 ms. Pri naročilu navedite “visokohitrostni”, če to zahteva hitrost cikla ali zahteve za pozicioniranje. ✈️

  1. razumevanje mednarodnega standarda za grafične simbole, ki se uporabljajo v sistemih za pogon tekočin.

  2. Navedite standarde dimenzij za vmesnike za montažo pnevmatskih ventilov na razdelilnikih.

  3. Preučite tehnične prednosti uporabe vezij z merilnikom za stabilno regulacijo števila vrtljajev cilindra.

  4. Preglejte funkcionalne razlike med vzmetnim in dvosolenoidnim pogonom ventilov.

  5. Spoznajte matematične metode za izračun pretočne zmogljivosti ventila s pomočjo koeficienta Cv.

Povezano

Chuck Bepto

Pozdravljeni, sem Chuck, starejši strokovnjak s 13 leti izkušenj na področju pnevmatike. V podjetju Bepto Pneumatic se osredotočam na zagotavljanje visokokakovostnih pnevmatskih rešitev po meri naših strank. Moje strokovno znanje zajema industrijsko avtomatizacijo, načrtovanje in integracijo pnevmatskih sistemov ter uporabo in optimizacijo ključnih komponent. Če imate vprašanja ali bi se radi pogovorili o potrebah vašega projekta, me lahko kontaktirate na [email protected].

Kazalo vsebine
Kontaktni obrazec
Logotip Bepto

Pridobite več koristi, saj pošljite obrazec za informacije

Kontaktni obrazec