Въпрос: Защо 'бързите изпускателни клапани' са стандарт за максимизиране на скоростта на обратния ход на цилиндри с дълъг ход?

Отговор: Бързоизпускателните клапани (ББК) са индустриален стандарт за максимизиране на скоростта на връщане на буталото в цилиндъра, тъй като напълно заобикалят силно ограничения изпускателен път на дългите пневматични тръби и насочващите клапани. Обикновено изпускателният въздух трябва да премине през цялата дължина на подаващата тръба, да навлезе в насочващия клапан и да излезе през шумопоглъщател, което създава високо противоналягане и забавя движението на буталото в цилиндъра. Чрез монтиране на ББК директно върху или много близо до отвора на цилиндъра клапанът действа като локален бързоходен изпускател. Когато насочващият клапан се превключи, за да обърне хода, спадът на налягането на входа на ББК моментално предизвиква преместването на вътрешната му диафрагма, затваря подаващата линия и отваря голям директен отвор към атмосферата. Това освобождава изпускателния въздух локално, елиминира триенето в тръбите и противоналягането, което увеличава скоростта на връщане с до 50 % и позволява на цилиндрите с висок брой цикли и дълъг ход да работят с максимална производителност.

Въведение: Предизвикателството на циклите за връщане на цилиндри с дълъг ход

В съвременната индустриална автоматизация производителността е директно свързана с времето на цикъла. Опаковъчните линии, системите за транспортиране на материали, сортиращите клапани и фиксиращите приспособления разчитат на пневматични цилиндри за извършване на бързи и повтарящи се движения. Макар увеличаването на налягането на подаване или използването на по-големи насочващи клапани да ускорява изтеглянето на цилиндъра, обратният ход или ходът за връщане често е узкото място.

Това стеснение е особено остро при цилиндри с дълъг ход. Цилиндър с дълъг ход съдържа голям обем въздух, който трябва да бъде напълно изтеглен, преди буталото да може да завърши обратния си ход. Ако изпускателият въздух срещне съпротива на течението, се създава обратно налягане, което действа като спирачка за връщащото се бутало и намалява цикловата скорост на цялата машина. Като специализиран производител на високоскоростни пневматични компоненти, AIRWORK предоставя интегрирани бързоизпускателни клапани, проектирани специално за елиминиране на точно това ограничение.

Анатомия и принцип на действие на бързоизпускателен клапан

Бързоизпускателният клапан е пасивно трипортово пневматично устройство, състоящо се от входен порт (P), цилиндров порт (A) и изпускателен порт (R). Вътре в клапана гъвкава еластомерна диафрагма или леко плъзгащо се тяло действат като бързо превключващ обратен клапан.

• Фаза на подаване на налягане (подаване на въздух): Когато компресираният въздух се насочва от главния регулиращ клапан, за да изтегли или вдаде цилиндъра, въздухът постъпва в входния порт (P) на QEV. Силата на този въздух избутва гъвкавата диафрагма напред, като напълно запечатва изпускателния порт (R). Въздухът е принуден да премине около външните ръбове на диафрагмата и излиза през цилиндровия порт (A), изпълвайки цилиндровата камера и задвижвайки буталото напред.
• Фаза на декомпресия (бързо изпускане на въздух): Когато основният разпределителен клапан се превключи, за да обърне посоката на движение на цилиндъра, подаването на въздух към входния порт (P) на бързия изпускателен клапан (QEV) се прекъсва и се изпуска в атмосферата. Това предизвиква незабавно и рязко падане на налягането в порт P. Високонатиснатият въздух, задържан в цилиндровата камера, се връща бързо към порт A и избутва гъвкавата диафрагма обратно към порт P, запечатвайки го. Това действие едновременно отваря широко и неограничено течение директно от порт A към местния изпускателен порт (R). Въздухът се изпуска направо в атмосферата, избягвайки напълно тесния регулиращ клапан и дългите тръбопроводи.

ЗАЩО Тръби Съпротивлението ограничава скоростта на цилиндъра

За да се оцени влиянието на бързия изпускателен клапан (QEV), полезно е да се разгледат физичните принципи на пневматичното течение в промишлените тръбопроводи. Шланговете от полиуретан и нейлон са гъвкави и удобни, но вътрешните им стени създават значително триене за бързо движещия се въздух. Това хидравлично съпротивление е директно пропорционално на два фактора:

• Дължина на тръбата: Колкото по-голямо е разстоянието между регулиращия клапан и цилиндъра, толкова по-голямо е триенето, което въздухът изпитва, и толкова по-високо е противодавлението. При машини, при които клапанната група е разположена на разстояние от 2 до 5 метра от цилиндрите, това съпротивление е значително.
• Диаметър на тръбата: По-малките шлангове (например с външен диаметър 4 мм или 6 мм) често се използват, за да се спести място, но те силно ограничават скоростта на изпускане на въздух.

Чрез монтиране на AIRWORK QEV директно на входа на цилиндъра дължината на изпускателната тръба се намалява от метри до милиметри. Въздухът се отвежда незабавно в самия източник, което позволява на буталото да ускори до абсолютната си максимална физическа скорост.

Ръководство за подбор на размери и инсталиране за системни интегратори

За постигане на максимално увеличение на скоростта системните интегратори трябва да инсталират и подбират размерите на QEV-овете според точни инженерни правила:

• Монтиране направо на порта: QEV трябва да се винтова директно в цилиндровия порт. Дори къс от тръба (например 100 мм) между цилиндъра и QEV ще предизвика ограничение и ще намали ефекта от ускоряването.
• Потискане на изпускателния шум: Тъй като QEV изпуска големи обеми високоналяган въздух директно в атмосферата, той може да бъде изключително шумен. За защита на слуха на оператора винаги инсталирайте високопропусклив шумопоглъщател на изпускателния порт (R) на QEV. Уверете се, че шумопоглъщателят има висок коефициент на пропускана способност (Cv), за да избегне повторното въвеждане на обратно налягане.
• Оразмеряване на КОНТРОЛЕН КЛАПАН при използване на QEV основният насочващ клапан трябва да управлява само подавания поток, а не изпускателния поток. Това означава, че проектирането на машините често позволява използването на по-малки и по-евтини клапани за управление, като при това се постигат изключително високи скорости на цилиндъра.

Управление на удара: Предпазване на вашата машина

Макар максимизирането на скоростта на хода да е изключително желателно, инженерите трябва да управляват увеличената кинетична енергия на бързо движещия се бутален механизъм. Ударите при висока скорост могат да разрушат капаците на цилиндъра и да повредят околните механични конструкции. За защита на оборудването ви:

• Регулирайте амортизаторите на цилиндъра: Използвайте цилиндри, оборудвани с регулируеми пневматични крайни амортизатори. Тези амортизатори ограничават потока само в самия край на хода, забавяйки буталния механизъм преди удара, без да влияят на скоростта по време на средната част от хода.
• Инсталирайте амортизатори за удари: При тежки натоварвания, движещи се с висока скорост, монтирайте външни промишлени амортизатори за удари, за да абсорбират кинетичната енергия гладко.
• Стандартизирайте с качеството на AIRWORK: Електромагнитните клапани QEV на AIRWORK използват висококачествени диафрагми от полиуретан, които са изключително устойчиви на разкъсване, подуване и химично разлагане, осигурявайки последователно и изключително бързо превключване в продължение на милиони цикли.

Ускоряване на производителността с AIRWORK

За индустриални дистрибутори, производители на машини и системни интегратори AIRWORK е водещият избор за пневматични решения, максимизиращи скоростта. Нашият бързоизпускателен клапан е проектиран с леки, корозионностойки тела от анодиран алуминий и се предлага в широк асортимент от резбови размери (от M5 до G3/4), за да отговаря на всички тежки автоматизирани приложения.

Чрез интегриране на бързоизпускателните клапани AIRWORK можете да оптимизирате циклите на машините, да намалите енергопотреблението и да увеличите общата пропускана способност на завода. Посетете jzpnu.com, за да прегледате пълния ни каталог, да видите подробни криви на производителност или да изтеглите 3D CAD файлове за следващото подобряване на вашата машина.