W wielu gałęziach przemysłu swoje zastosowanie mają układy pneumatyczne. Niski koszt zakupu i eksploatacji tego typu układu pozwala na wykorzystanie go w prawie każdym etapie linii produkcyjnej. Podstawowa budowa takiego układu została omówiona w artykule Jak prawidłowo zbudować układ pneumatyczny. Sercem każdego układu pneumatycznego są jego elementy sterujące i to właśnie zawory są elementem przeznaczonym do sterowania kierunkiem, ciśnieniem lub natężeniem przepływu sprężonego powietrza.
Rodzaje zaworów
Zawory rozdzielające
Zawory rozdzielające służą do kierowania przepływem czynnika roboczego. Kierują sprężone powietrze do poszczególnych gałęzi układu pneumatycznego. Pozwalają także na zamykanie i otwieranie dopływu do konkretnych obwodów układu. Zawory rozdzielające podzielić można ze względu na:
– liczbę dróg (dwudrogowe, trzydrogowe, czterodrogowe),
– liczbę nastawnych położeń (dwu-,trzy-,czteropołożeniowe)
– sposób sterowania(ręczny, mechanicznym pneumatyczny, elektromagnetyczny)
Przykładowe oznaczenie symbolem 3/2 oznacza, że zawór ma 3 otwory i 2 położenia robocze, czyli jest trzydrogowy i dwupołożeniowy.
Symbol graficzny zaworu 3/2
Położenie otwartego przelotu P→A
Biorąc po uwagę sterowanie zaworami rozdzielającymi możemy wyróżnić zawory monostabilne i bistabilne. Zawory monostabilne powracają do położenia wyjściowego natychmiast po zaniku sygnału sterującego. Sygnał sterujący zaworem musi trawić tak długo jak długo chcemy by zawór był w danym położeniu. Zawory bistabilne nie posiadają definiowanego położenia wyjściowego. Do ich sterowania są potrzebne niezależne od siebie impulsy sterowania. Zawór bistabilny po przełączeniu pozostaje w takim położeniu jaki nadał mu ostatni impuls. Uniwersalne zawory rozdzielające o sterowaniu pneumatycznym, wykorzystywane są najczęściej do sterowania pracą siłowników.
Zawory zwrotne
Zawory zwrotne umożliwiają przepływ czynnika roboczego tylko w jednym kierunku. Stosowane są jako zabezpieczenie przed nadmiernym spadkiem ciśnienia w układzie. Odmianą zawory zwrotnego jest zawór szybkiego spustu, który umożliwia szybkie opróżnienie komory siłownika, co pozwala istotnie zwiększyć prędkość ruchu tłoka.
Symbol zaworu zwrotnego
Symbol zaworu szybkiego spustu
Zawory dławiące
Zawory dławiące Służą do sterowania natężeniem przepływu czynnika roboczego. Działają na zasadzie zawężenia przekroju przepustowego. Zawory sterujące natężeniem przepływu są stosowane w układach pneumatyki głównie dla bezstopniowej regulacji prędkości ruchu elementów wykonawczych (siłowników o ruchu liniowym lub obrotowym). Do regulacji prędkości ruchu tłoczyska stosowane są zawory dławiąco-zwrotne oraz zawory dławiące.
Symbol zaworu dławiącego
Zawory redukcyjne
Działanie zaworu redukcyjnego na utrzymywaniu nastawionej wartości ciśnienia wyjściowego niezależnie do zmian wartości tego ciśnienia na wejściu do zaworu oraz natężenia przepływu. Warunkiem jego poprawnego działania jest, aby ciśnienie na wejściu nie spadało poniżej nastawionej wartości wyjściowej. Elementem regulującym ciśnienie jest najczęściej sprężyna z mechanizmem zmiany jej napięcia, współgrająca z grzybkiem dławiącym lub odcinającym przepływ. Konstrukcyjnie zawór redukcyjny składa się z części kontrolującej przepływ czynnika o żądanym ciśnieniu oraz zaworu spustowego, który otwiera się w momencie wzrostu ciśnienia roboczego powyżej określonego poziomu.
Symbol zaworu redukcyjnego (dwudrogowy jednostopniowy, nastawiany sprężyną)
Zawory bezpieczeństwa
Zawór bezpieczeństwa służy do ograniczania wzrostu ciśnienia roboczego w układzie do ustalonej wartości. Po przekroczeniu nastawionej wartości ciśnienia zawór bezpieczeństwa samoczynnie się otwiera, uwalniając nadmiar czynnika do atmosfery. Podobnie jak w przypadku zaworu redukcyjnego, elementem regulującym ciśnienie jest najczęściej sprężyna z mechanizmem zmiany jej napięcia, współpracująca z grzybkiem otwierającym i zamykającym wylot.
Przełącznik obiegu
Zawór ten ma dwa otwory wejściowe i jeden wyjściowy, czyli jest to zawór trójdrogowy. Łączy on alternatywnie jedną lub drugą drogę wejściową z drogą wyjściową. Gdy jedna droga wejściowa jest zamykana, druga się otwiera. W przypadku równoczesnego zasilania obu wejść, na wyjściu pojawi się czynnik roboczy z wejścia o wyższym ciśnieniu. Realizuje funkcję logiczną alternatywy („OR”).
Kierunek przepływu sprężonego powietrza
Przykład zastosowania:
Układ sterowania siłownikami jednostronnego działania
Zawór zdwojonego sygnału
Podobnie jak przełącznik obiegu jest to zawór trójdrogowym, z tym że ciśnienie na wyjściu pojawia się tylko w przypadku jednoczesnego zaistnienia ciśnień w obu drogach wejściowych. Realizuje funkcję logiczną koniunkcji („AND”).
Kierunek przepływu sprężonego powietrza
Symbol zaworu logicznego („AND”)
Przykład zastosowania:
Układ sterowania siłownikami jednostronnego działania
W bardziej skomplikowanych układach pneumatycznych stosuję się wyspy zaworowe. Jest to kompleksowy moduł sterujący, składający się z zespołu bloku przyłączeniowego
(z zaworami) lub bloku zaworów oraz akcesoriów elektrycznych takich jak łączniki, gniazda.
W porównaniu z zestawem zwykłych zaworów rozdzielających do głównych zalety wyspy zaworowej należą:
– Jedno przyłącze zasilania sprężonego powietrza.
– Sterowanie poszczególnymi zaworami sygnałami elektrycznymi przez jedno przyłącze.
– Montaż wyspy zaworowej w jednym miejscu zamiast montażu wielu zaworów.
– Modułowa budowa (zawory różnych typów).
Wszystkie rodzaje zaworów omówione w tym artykule można znaleźć na stronie internetowej sklepu EBMiA.pl
W kolejnych artykułach opisaliśmy:
Opaska ślimakowa – co to jest, zastosowanie
Siłownik jednostronnego i dwustronnego działania – różnice i zastosowanie
Regeneracja siłowników pneumatycznych
Próba szczelności instalacji sprężonego powietrza
Zawór zwrotny – co to jest, zasada działania, cena
Elektrozawór pneumatyczny – co to jest, rodzaje, jaki wybrać?
Nypel – co jest, rodzaje, zastosowanie
– Zawór kulowy z dławikiem czy bez?
