Дослідіть майбутнє пневматики. У нашому блозі ви знайдете поради експертів, технічні посібники та галузеві тенденції, які допоможуть вам впроваджувати інновації та оптимізувати ваші системи автоматизації.
Пневматична арматура клапана (часто називана плунжером) — це рухомий феромагнітний сердечник всередині електромагнітного клапана, який реагує на магнітне поле, відкриваючи або закриваючи отвір клапана. Ідеально виконуючи роль “серця” клапана, він перетворює електричну енергію в механічний рух для точного регулювання потоку повітря.
Розрахунок часу перемикання клапана вимагає аналізу як пневматичних факторів (тиск повітря, пропускна здатність, розмір клапана), так і електричних факторів (час подачі напруги на котушку, напруга живлення, характеристики керуючого сигналу) для визначення загального часу відгуку від введення сигналу до повної зміни положення клапана.
Геометрія отвору клапана безпосередньо впливає на характеристики повітряного потоку відповідно до принципів гідродинаміки: круглі отвори забезпечують ламінарний потік, конструкції з гострими краями створюють турбулентність і перепади тиску, тоді як оптимізовані геометрії, такі як скошені або закруглені краї, можуть поліпшити коефіцієнти потоку на 15-30% порівняно зі стандартними конструкціями.
Внутрішній тиск пілотного клапана безпосередньо контролює швидкість спрацьовування клапана, визначаючи силу, необхідну для подолання опору пружини та переміщення золотників клапана. Більш високий тиск пілотного клапана скорочує час перемикання з 50 мс до 15 мс, тоді як недостатній тиск пілотного клапана може збільшити затримку реакції на 200-300% у критичних застосуваннях.
Падіння тиску в загальних каналах клапанного колектора відбувається, коли швидкість потоку перевищує проектні обмеження, що зазвичай спричиняє втрати 5-15 PSI в колекторах недостатнього розміру, при цьому для підтримання тиску та продуктивності системи необхідні канали з поперечним перерізом, що в 2-3 рази перевищує розмір окремих клапанних отворів.
Регулювання випускного потоку в 5-позиційних клапанах визначає швидкість пневматичного приводу шляхом управління швидкістю випуску повітря з камер циліндрів, причому правильний розмір випускного отвору та регулювання потоку покращують час циклу на 30-50%, одночасно зменшуючи споживання енергії та забезпечуючи стабільну продуктивність за різних умов навантаження.
Акустична характеристика пневматичного клапана в першу чергу визначається турбулентним потоком повітря, перепадами тиску та механічними вібраціями під час перемикання, що зазвичай створює рівень шуму від 70 до 90 дБ залежно від розміру клапана, тиску та швидкості потоку.
Мінімальний тиск пілота для клапанів з пілотним керуванням розраховується за формулою: P_pilot = (P_main × A_main × SF) / A_pilot, де SF — коефіцієнт безпеки (зазвичай 1,2–1,5), що забезпечує надійне спрацьовування клапана за будь-яких умов експлуатації.
Зворотний тиск значно впливає на роботу клапана з пілотним керуванням, зменшуючи ефективний тиск пілота, збільшуючи час перемикання та потенційно спричиняючи вихід клапана з ладу, коли зворотний тиск перевищує 80% тиску подачі в більшості пневматичних систем.
Розмір клапанів для пневматичних систем вимагає збалансування пропускної здатності для швидкості з тиском для сили, де швидкість потоку визначає швидкість приводу, а тиск системи визначає доступну вихідну силу відповідно до F = P × A.
