Trong lĩnh vực tự động hóa cơ khí, van khí nén được sử dụng để tạo ra một dòng chảy tự động thông qua việc mở và đóng van. Van khí nén(pneumatic valve) sử dụng khí nén, làm cho nó mở hoặc đóng khi nén hoặc giải phóng. Cho dù nó mở hay đóng, phụ thuộc vào thiết kế cơ khí của van cụ thể trong ứng dụng mà sử dụng nó. Một van khí nén cũng có thể được điều khiển bằng tay bằng các công tắc hoặc các nút bấm gắn hoặc thiết lập lại để cho phép người sử dụng máy kiểm soát lượng thời gian van được mở hoặc đóng.
Thiết kế của
van khí nén thường phụ thuộc vào ứng dụng mà nó sẽ được sử dụng. Phần lớn chúng được xây dựng như các ứng dụng trực tuyến mà không yêu cầu thao tác bằng tay. Van khí nén cũng có nhiều hình dạng và hình dạng khác nhau và thường được cung cấp hoàn toàn tùy biến trong thiết kế theo các yêu cầu kỹ thuật của máy mà chúng sẽ được sử dụng. Khối lượng không khí sử dụng để vận hành, cũng như lượng không khí được giải phóng Khi chúng được tách ra, tất cả được xác định bởi lượng không khí cần thiết để thực hiện chức năng của chúng.
Hệ thống khí nén không khí đòi hỏi phải có các phương pháp kiểm soát an toàn và chính xác các thiết bị truyền động độc nhất vô nhị của chúng. Mặc dù môi trường là lỏng, giống như hệ thống thủy lực hoặc hệ thống xử lý nước của quá trình, việc thực hiện kiểm soát khác nhau theo nhiều cách hơn là với chất lỏng. Những gì được chia sẻ trong sự dẫn truyền của bất kỳ môi trường năng lượng chất lỏng là cần cho van để điều khiển lực, vận tốc và hướng di chuyển.
Điều chế khí (Air preparation)
Van giảm áp suất sẽ kiểm soát áp suất tại cảng đầu vào của chungs bằng cách tận dụng áp lực vào khí quyển.
Van giảm áp thường chỉ được sử dụng trong các máy thu hoặc các thiết bị lưu trữ không khí, chẳng hạn như bình acquy, như là một phương tiện để ngăn ngừa áp lực quá mức. Như vậy, các van giảm áp thường được gọi là van an toàn và thường không phù hợp để sử dụng ở bất cứ nơi đâu nhưng ở giai đoạn chuẩn bị không khí.
Đôi khi nhiều giai đoạn giảm áp được yêu cầu, đặc biệt là với một máy nén và máy thu tập trung lớn cho các máy trạm khác nhau. Một bộ điều chỉnh có thể kiểm soát áp lực trong lưới điện chính của hệ thống ống phân phối, nhưng đôi khi không khí được nối trực tiếp đến một FRL tại mỗi máy trạm. Áp suất tại ống chính này có thể là 120 psi trở lên, nhưng một mạch nhánh có thể được điều chỉnh ở 90 psi, ví dụ. Hầu hết các bộ điều chỉnh có khả năng làm giảm áp suất hạ lưu, làm giảm áp lực hạ lưu do áp suất gây ra hoặc sự giãn nở nhiệt.
Bộ điều chỉnh áp suất có thể được đặt dưới dạng đơn vị độc lập, bộ điều chỉnh thường có sẵn như là một thành phần của bộ mô đun, có bộ lọc, bộ điều chỉnh, chất bôi trơn hoặc máy sấy, và có thể được lắp ráp bằng bất kỳ sự kết hợp nào. Bộ điều chỉnh sẽ có một cổng đầu vào, cổng ra và một cổng cho bộ đo áp suất, thường là bao gồm.
Bộ điều chỉnh áp suất cũng có thể được sử dụng để kiểm soát áp lực cho các bộ truyền động riêng lẻ, chẳng hạn như bộ điều chỉnh trực tuyến hoặc bộ điều chỉnh cổng làm việc. Đây thường là khá nhỏ và bao gồm các
van điều hướng kiểm tra ngược dòng, như sẽ được yêu cầu đối với chức năng hoạt động kép của xilanh, ví dụ. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất vẫn cho phép các bộ điều khiển áp suất khác biệt duy trì áp lực khác nhau giữa hai cổng thay vì chỉ duy trì áp suất hạ lưu. Cần lưu ý rằng tất cả các điều chỉnh áp lực được điều chỉnh, thường xuyên nhất với ốc vít.
Van điều khiển dòng chảy
Cũng phổ biến trong các
hệ thống khí nén là van để điều khiển dòng chảy. Có ít loại van có sẵn hơn so với van áp suất hoặc van định hướng, nhưng hầu hết các mạch đều sử dụng chúng để dễ dàng điều chỉnh vận tốc xi lanh hoặc động cơ. Kiểm soát vận tốc trong các hệ thống khí nén là phức tạp hơn trong một hệ thống thủy lực, bởi vì sự khác biệt áp suất giữa các cổng làm việc của một xi lanh đóng một phần lớn hơn.
Van điều khiển dòng chảy cho hệ thống khí nén rất đơn giản, thường có sẵn trong hai cấu hình được sử dụng theo hai cách khác nhau. Một cấu hình chỉ đơn thuần là một hạn chế biến, với một điều chỉnh vít hoặc núm để mở và đóng một lỗ vòi thay đổi, mà cũng thường được gọi là một kim hoặc van choke. Loại khác đưa ra một van kiểm tra, cho phép dòng chảy tự do theo một hướng, và hạn chế theo hướng đối nghịch. Vì lý do nào đó, van này đã chiếm quyền điều khiển dòng chảy tên cho chính nó.
Van điều khiển dòng chảy được áp dụng theo hai cách khác nhau; Mét hoặc mét ra ngoài. Meter in là phương pháp kiểm soát tốc độ luồng không khí khi nó đi vào động cơ hoặc xilanh. Khi đo trong, một xi lanh sẽ di chuyển nhanh chóng với lực lượng cao và hiệu quả, nhưng chuyển động của piston có xu hướng chuyển động xốp và không thể đoán trước. Khi đo ra, vận tốc xi lanh ổn định hơn và có thể lặp lại được, nhưng hiệu suất và lực năng động bị mất đối với năng lượng cần thiết để đẩy qua kiểm soát dòng chảy. Bất kể, hầu hết các ứng dụng khí nén hoạt động bằng cách sử dụng đo kiểm dòng chảy, bởi vì những bất lợi dễ dàng vượt qua bằng cách tăng áp suất thượng nguồn.
Một phương pháp tăng vận tốc xi lanh, điển hình đối với các chức năng rút ngắn lại của xi lanh tác động kép hoặc xi lanh quay trở lại lò xo, là thêm một van xả nhanh vào nắp phía làm việc cảng. Bởi vì các xi lanh rút ngắn nhanh hơn so với sự giãn nở do khối lượng không khí khác biệt, nên khó có thể sơ tán khối lượng không khí nắp bên ngoài mà không cần van lớn hoặc hệ thống ống nước. Một van xả khí thải trực tiếp ra không khí từ cổng làm việc của mũ, giảm đáng kể áp suất nén được tạo ra khi rút lại, cho phép vận tốc piston rất nhanh.
Van điều khiển hướng
Van điều khiển hướng bằng khí nén có sẵn trong nhiều kích cỡ, phong cách và cấu hình. Ở cuối cơ bản của quang phổ là van kiểm tra đơn giản, cho phép dòng chảy tự do theo một hướng và ngăn chặn dòng chảy theo hướng ngược lại. Những thiết bị này có thể được cài đặt bất cứ nơi nào ngay sau khi máy thu nhận bên trong một van điều khiển luồng.
Khi van định hướng phát triển phức tạp, chúng được chỉ định theo cách đặt tên chung liên quan đến số lượng phong bì vị trí của van và số cổng làm việc trong van, và đặc biệt theo thứ tự được mô tả. Ví dụ, nếu nó có năm cổng, cổng 1 sẽ là cửa vào áp lực, cổng 2 và 4 cho cổng làm việc, và 3 và 5 cho các cổng xả. Một van có ba vị trí sẽ có một điều kiện trung lập, mở rộng điều kiện và rút lại điều kiện. Đặt nó tất cả với nhau, điều này mô tả một van năm vị, ba vị trí, còn được gọi là van 5/3. Các cấu hình chung được thấy trong các loại máy nén khí là 5/3, 5/2, 4/2, 3/2 và đôi khi 2/2 van.
Cũng là một phần của mô tả của một van định hướng là phương pháp của nó cả hai hoạt động và định vị. Vận hành van là cơ chế cung cấp lực để chuyển van giữa các vị trí. Người điều khiển có thể là một tay lái, solenoid điện, phi công không khí, hoặc cơ chế cam, để tên một vài. Một số van là sự kết hợp của các van này, chẳng hạn như van điều khiển solenoid, là một van nhỏ cung cấp năng lượng thí điểm để di chuyển van giai đoạn chính. Vị trí của bất kỳ van nào đạt được bằng cách sử dụng lò xo, ví dụ như bằng van bù 5/2 hoặc với các van trong 5/2 van bị khóa.
Van khí nén được sản xuất trong các hóa thân khác nhau. Van phễu đơn giản, sử dụng lò xo để đẩy khuôn mặt của người ngồi xuống trên ghế. Xây dựng có thể là kim loại-kim loại, cao su-kim loại hoặc thậm chí với màng. Các van phễu thường có thể chảy theo một hướng, giống như van kiểm tra, nhưng cần được cung cấp năng lượng cho dòng chảy ngược lại. Chúng được giới hạn trong cấu hình cổng hai hoặc ba chiều, mặc dù chúng có thể bắt chước van bốn hoặc năm chiều khi sử dụng song song. Chúng có độ dẫn dòng cao đối với kích cỡ của chúng và nói chung chúng rất bền với sự nhiễm bẩn.
Van xi lanh sử dụng một xi lanh bằng kim loại có thể trượt trong một thân máy đã được gia công chính xác, được khoan với ba đến năm cổng, hoặc thậm chí bảy cổng nếu van được vận hành bằng phi công. Van cấp thấp bao gồm chỉ một ống chỉ và thân, và dễ bị rò rỉ bên trong. Van tốt hơn sử dụng con dấu trong thân máy hoặc bu lông để tránh sự rò rỉ giữa các cổng. Van xi lanh cao cấp được chế tạo với độ chính xác, thường đòi hỏi thủ tục lót mịn trong quá trình sản xuất và với dung sai kín, thường đòi hỏi ít vỏ bọc, nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ. Các dạng van cao cấp khác sử dụng một khối trượt bằng kim loại hoặc gốm, không chỉ hiệu quả, mà còn cực kỳ khả năng chống nhiễm bẩn, làm cho chúng trở nên tuyệt vời trong môi trường bẩn.
Nắm bắt các cân nhắc khi chọn van khí nén
Van điều khiển bằng khí nén có cả cấu hình lắp chuẩn và phi tiêu chuẩn. Van không chuẩn được xây dựng theo ý thích của nhà sản xuất, với cách bố trí cổng, kiểu nhà điều hành và các tùy chọn gắn kết độc đáo cho sản phẩm của họ. Chúng có thể được inline, bảng phụ được gắn hoặc ngăn cắt ngang được gắn kết trong một hàng. Bởi vì mỗi nhà sản xuất không gắn kết khác nhau, tốt nhất là nghiên cứu các sản phẩm phù hợp với ứng dụng của bạn.
May mắn thay, hầu hết các nhà sản xuất đều có các dòng van chuẩn được trang bị cho một hoặc nhiều đặc điểm kỹ thuật như ISO 5599-1, Điều này có nghĩa là một van của nhà sản xuất sẽ phù hợp với bảng phụ hoặc bộ phận đa dạng của nhà sản xuất khác. Cảng và kết nối điện cũng được chuẩn hóa với hầu hết các van. Các cổng NPT rất phổ biến, nhưng nhiều loại van mới đi kèm với các phụ kiện khoá đẩy trên bản thân nó. Các đầu nối điện cho các van chuẩn thường là DIN, mini-DIN hoặc với kết nối bus trường, làm cho hoạt động của một tá van dễ dàng như một đầu nối.
Xem thêm :
Van điện từ là gì? xy lanh khí nén