Въпрос: Как се проектира „самообратен“ пневматичен контур за автоматизирани вибрационни или смесителни задачи?

Отговор: За проектиране на чисто механичен самообратен пневматична кръга , инженерите трябва да използват 5/2-пътен двойно пилотиран разпределителен клапан като главен клапан за управление на мощността, комбиниран с два 3/2-пътни нормално затворени клапана с ролков лост, монтирани в крайните физически граници на хода на цилиндъра. Цикълът се инициира чрез подаване на стартов сигнал през 3/2-пътен ръчен клапан. Когато стартовият сигнал е активен, първият ролков клапан, който се задейства механично от вдигнатия бутален шток, изпраща сигнал за пилотно налягане, за да премести главния 5/2-пътен клапан. Това предизвиква изтегляне на цилиндъра. Когато цилиндърът достигне пълно изтегляне, той задейства втория ролков клапан. Този клапан изпраща противоположен пилотен сигнал към другата страна на главния клапан, обръщайки посоката на потока и повтаряйки връщането на цилиндъра. Когато цилиндърът се върне в началното си положение, той отново задейства първия ролков клапан, стартирайки отново цикъла. Това осигурява непрекъснато автоматично линейно връщане без необходимост от електронни сензори, ПЛК или електрически кабели.

Въведение: Предимствата на механичното връщане

В промишленото производство и обработка непрекъснатото връщащо се линейно движение е често срещано механично изискване. Вибриращите сортиращи решетки, смесителните резервоари за химикали, бункерите за разбъркване на прахове, машините за почистване на детайли и бъркалките за боя се основават на постоянно повтарящо се движещо се напред-назад движение, за да изпълняват своите задачи.

Макар електронните системи за управление (използващи ПЛК, индуктивни сензори и соленоидни клапани) да могат лесно да програмират това движение, те не винаги са най-добрата възможност. В експлозионноопасни среди (като стаи за смесване на химикали или кабини за боя с разтворители) електрическите компоненти създават опасност от искри и изискват скъпи експлозионноустойчиви корпуси. В зони с интензивно миене или прашни среда деликатните електронни сензори лесно могат да излязат от строя. Чисто пневматичната самовръщаща се верига е елегантна, изключително издръжлива и по своята природа безопасна алтернатива, която работи изцяло с компресиран въздух.

Анатомия на самовръщаща се верига: Основни компоненти

За изграждане на високонадежден саморегулиращ се цикъл системните интегратори трябва да използват тези високопроизводителни компоненти AIRWORK:

• Един двойно действащ пневматичен цилиндър: Този акутатор преобразува въздушното налягане в физическо връщащо се движение. Трябва да бъде оборудван с регулируеми вътрешни крайни амортизатори, за да поглъща ударните сили при непрекъснато превключване.
• Един 5/2-пътен двойно пилотиран клапан (Главният клапан): Този клапан контролира посоката на въздуха, подаван към цилиндъра. Той няма пружини; вътрешният му плъзгач остава в последната си преместена позиция, докато активен пилотен сигнал не бъде подаден към противоположния пилотен отвор.
• Два 3/2-пътни ролер-лостови клапана (Крайни клапани): Тези НЗ (нормално затворени) клапани са разположени в крайните физически позиции на хода на цилиндъра (един при 0 % разтягане и един при 100 % разтягане). Те действат като пневматични датчици за положение.
• Един 3/2-пътен ръчен превключвателен или бутонен клапан (клапан за стартиране/спиране): Този клапан действа като основен ключ за захранване на системата и позволява на оператора да стартира и спира връщателното движение.
• Два еднопосочни клапана за регулиране на потока (регулатори на скоростта при изхода): Те се монтират директно на цилиндровите отвори, за да се регулират скоростите на изтегляне и връщане, което непосредствено определя честотата на връщателното движение.

Схема на веригата и поетапна операционна логика

За интегриране на тази верига свържете компонентите според следната стандартна механична логика:

• Начално състояние (в режим на готовност): Клапанът за стартиране е затворен. Буталната пръчка на цилиндъра е напълно вдърпана и физически се намира върху ролковия лостов клапан 1, като го държи натиснат (отворен). Основният 5/2-пътен клапан е в началното си положение и подава въздух към предната камера на цилиндъра, за да го задържи във вдърпано положение.
• Фаза 1 – Започване на цикъла: Операторът превключва стартиращия 3/2-пътен клапан в положение ВКЛ. Сгъстен въздух минава през стартиращия клапан, преминава през механично натиснатия (отворен) ролер-лостов клапан 1 и постъпва в пилотния порт 14 на главния 5/2-пътен клапан.
• Фаза 2 – Изтягане: Пилотното налягане премества плунжера на главния 5/2-пътен клапан. Въздухът се насочва към задната камера на цилиндъра, докато въздухът от предната камера се изпускат. Родът на цилиндъра започва да се изтяга. Веднага щом рода се придвижи, той освобождава ролер-лостовия клапан 1, който се връща в нормалното си затворено (изпускателно) положение благодарение на пружината. Плунжерът на главния клапан остава в преместеното си положение поради улавянето на пилотния въздух.
• Фаза 3 – Връщане: Когато буталният шток на цилиндъра достигне пълно изтегляне, той физически удря и натиска клапана с ролков лост №2. Това отваря клапана, което позволява на компресиран въздух да постъпи в управляващия отвор №12 на главната клапана. Плунжерът на главната клапана се премества назад, обръщайки посоката на подавания въздух. Задната камера се изпразва, а въздухът се насочва към предната камера, което предизвиква връщането на буталния шток на цилиндъра. Клапанът с ролков лост №2 се освобождава и се затваря.
• Фаза 4 – Непрекъснато повторно стартиране: Цилиндърът се връща напълно и отново удря клапана с ролков лост №1. Въздухът се връща към управляващия отвор №14, премествайки главната клапана и започвайки следващия ход на изтегляне. Този цикъл се повтаря неограничено, докато операторът не превключи стартиращата клапана в положение „ИЗКЛ.“, което прекъсва подаването на въздух към клапаните с ролков лост.

Инженерни най-добри практики: Скорост, честота и издръжливост

За да се гарантира дълъг експлоатационен живот без необходимост от поддръжка за саморегулираща се система, проектиращите инженери трябва да спазват следните механични насоки:

• Регулиране на честотата на хода: Честотата на върнателното движение се контролира чрез регулиране на двете еднопосочни клапани за регулиране на потока. Затварянето на игловите клапани ограничава изпускателния поток, забавя буталото и намалява честотата. Отварянето им увеличава скоростта и честотата. Никога не работете цилиндъра на максимална скорост без амортизиране, тъй като постоянното удряне ще разруши бързо крайниците на цилиндъра.
• Настройка на механичните амортизатори: Уверете се, че пневматичният цилиндър е оборудван с регулируеми амортизатори в края на хода. Регулирайте иглите на амортизаторите така, че буталото да забавя плавно непосредствено преди достигане на крайниците, за да се минимизират структурните вибрации.
• Правилно подреждане на ролковия лостов клапан: Монтирайте ролковите лостови клапани така, че камата на цилиндъра или ударникът в края на буталния шток да удря ролковата ръчка под плавен ъгъл (обикновено 30–45 градуса), а не чрез директно перпендикулярно натискане. Това предотвратява странично натоварване и механично огъване на лоста на клапана.
• Смазване и качество на въздуха: Тъй като възвратно-постъпателната система работи непрекъснато, износването на уплътненията е значително. Осигурете правилно филтриране на компресирания въздух (5 микрона или по-добро) и подавайте въздуха към веригата чрез микроспрей-смазител AIRWORK, за да се осигури непрекъснато смазване на клапанните плъзгачи и уплътненията на цилиндъра.

B2B Приложение : Взривобезопасен разбърквач с разтворител

Химически завод имаше нужда от решение за непрекъснато разбъркване на агресивни, базирани на разтворител покрития в затворен съд. Използването на електродвигатели и електронни крайни прекъсвачи беше невъзможно поради високия риск от запалване на парите на разтворителя. Заводът търсеше 100 % взривобезопасен разбърквач.

Чрез внедряване на саморегулираща се пневматична верига AIRWORK предприятието успя да изгради издръжлив миксер, който не образува искри. Двустранно действащ цилиндър от неръждаема стомана беше свързан с разбъркваща лопатка вътре в резервоара. Контролната система се състоеше изцяло от 5/2-пътен двойноуправляван клапан AIRWORK и два ролкови крайни клапана с резба G1/8. Системата работеше безупречно при 45 цикъла в минута, 24 часа в денонощието, без никакви проблеми с поддръжката, осигурявайки пълна безопасност срещу искри и отлично надеждност.

Стандартизиране върху високочестотните пневматични компоненти AIRWORK

AIRWORK е ангажирана с доставката на тежкодействащи, високоточни пневматични компоненти, които функционират в най-изискващите среди за автоматизация. Нашите разпределителни клапани, ролкови лостови клапани и цилиндри според ISO-стандарта се произвеждат със строги допуски и устойчиви на износване уплътнения, което ги прави водещ избор за непрекъснато действащи саморегулиращи се системи.

Като избирате компонентите си от AIRWORK, получавате достъп до италианска инженерна качествена продукция, комплексна техническа поддръжка и бързо глобално доставяне. За да изтеглите 3D CAD файлове, електрически схеми или да поговорите с инженер по приложения относно проекта си за смесване или вибрации, посетете днес jzpnu.com.