Otázka: Jak navrhnout 'samočinný' pneumatický obvod pro automatickou vibraci nebo míchání?

Odpověď: Pro návrh čistě mechanického samočinného pneumatický obvod , inženýři musí použít 5/2cestný dvoučinný řídicí směrový ventil jako hlavní výkonový ventil ve spojení se dvěma 3/2cestnými limitními ventily s pákou a válečkem, které jsou normálně uzavřené a montované na fyzických hranicích zdvihu válce. Cyklus je spuštěn přivedením startovacího signálu přes 3/2cestný ruční ventil. Když je startovací signál aktivní, první válečkový ventil, který je mechanicky stlačen zasunutým pístovým tyčí, posílá řídicí tlakový signál pro přepnutí hlavního 5/2cestného ventilu. Tím se válec vysune. Když válec dosáhne plného vysunutí, aktivuje druhý válečkový ventil. Tento ventil posílá protisměrný řídicí signál na druhou stranu hlavního ventilu, čímž se obrátí směr průtoku a válec začne zasouvat. Když se válec vrátí do výchozí polohy, znovu aktivuje první válečkový ventil a cyklus se opakuje. Tím vzniká nepřetržitá automatická lineární reciprokace bez nutnosti elektronických senzorů, PLC nebo elektrického zapojení.

Úvod: Výhody mechanického zdvihového pohybu

V průmyslovém výrobě a zpracování je spojitý zdvihový přímočarý pohyb běžným mechanickým požadavkem. Vibrací třídicí síta, míchací nádoby pro chemikálie, zásobníky pro míchání prášků, zařízení na čištění dílů a míchače barev všechny spoléhají na stálý, opakující se pohyb tam a zpět k plnění svých úkolů.

I když elektronické řídicí systémy (s použitím PLC, indukčních snímačů a elektromagnetických ventilů) mohou tento pohyb snadno naprogramovat, nejsou vždy nejvhodnější volbou. V prostředích s nebezpečím výbuchu (např. v místnostech pro míchání chemikálií nebo v kabinkách pro natírání rozpouštědlovými barvami) elektrické součástky představují riziko jiskření a vyžadují drahé výbušně bezpečné ochranné skříně. V prostředích s intenzivním mytím nebo v prachových zónách mohou citlivé elektronické snímače snadno selhat. Čistě pneumatický samoobratný obvod je elegantní, vysoce odolnou a z principu bezpečnou alternativou, která funguje výhradně na stlačeném vzduchu.

Složení samoobratného obvodu: Základní komponenty

Pro sestavení vysoce spolehlivého samočinného zpětného obvodu by měli systémoví integrátoři použít tyto vysoce výkonné komponenty AIRWORK:

• Jeden dvojčinný pneumatický válec: Tento aktuátor přeměňuje tlak vzduchu na fyzický zpětný pohyb. Měl by být vybaven nastavitelnými vnitřními tlumícími prvky na koncích zdvihu, které pohltí nárazové síly vznikající při neustálé změně směru pohybu.
• Jeden 5/2cestný dvoučinný ventil se dvěma řídicími vstupy (hlavní ventil): Tento ventil řídí směr proudění vzduchu do válce. Nemá pružiny; jeho vnitřní šoupátko zůstává v naposledy přepnuté poloze, dokud na opačný řídicí port není aktivně přiveden řídicí signál.
• Dva 3/2cestné ventily s rolovacím pákou (krajní ventily): Tyto NC (normálně uzavřené) ventily jsou umístěny na fyzických mezích zdvihu válce (jeden při 0 % vysunutí a druhý při 100 % vysunutí). Fungují jako pneumatické polohové senzory.
• Jedna 3/2cestná ruční přepínací nebo tlaková ventilová jednotka (spouštěcí/zastavovací ventil): Tento ventil funguje jako hlavní vypínač systému a umožňuje obsluze spustit nebo zastavit pohyb vratný.
• Dva jednosměrné regulační ventily průtoku (regulátory rychlosti výstupu): Tyto ventily jsou instalovány přímo na přípojky válce, aby se nastavily rychlosti vysunutí a zasunutí, čímž se přímo určuje frekvence vratného pohybu.

Schéma obvodu a postupná provozní logika

Pro integraci tohoto obvodu připojte komponenty podle této standardní mechanické logiky:

• Výchozí stav (pohotovostní režim): Spouštěcí ventil je uzavřen. Pístní tyč válce je zcela zasunuta a fyzicky spočívá na pákovém rolovacím ventilu 1, čímž jej stlačuje (drží otevřený). Hlavní 5/2cestný ventil je ve výchozí poloze a dodává stlačený vzduch do přední komory válce, čímž udržuje pístní tyč v zasunuté poloze.
• Fáze 1 – Spuštění cyklu: Obsluha přepne třícestný startovací ventil do polohy ZAPNUTO. Stlačený vzduch prochází startovacím ventilem, prochází mechanicky stisknutým (otevřeným) válečkovým závěrovým ventilem 1 a vstupuje do řídicího přípoje 14 hlavního pěticestného ventilu.
• Fáze 2 – Vysunutí: Řídicí tlak posune šoupátko hlavního pěticestného ventilu. Vzduch je přiváděn do zadní komory válce, zatímco vzduch z přední komory je vyfukován. Pístní tyč začíná vysouvat. Jakmile se tyč pohne, uvolní válečkový závěrový ventil 1, který se pružinou vrátí do své normální uzavřené (vyfukovací) polohy. Šoupátko hlavního ventilu zůstává ve své přepnuté poloze díky zachycení řídicího vzduchu.
• Fáze 3 – Zatahování: Jakmile dosáhne pístní tyč plného výsuvu, fyzicky narazí na závěsový kulový ventil 2 a stlačí ho. Tím se ventil otevře a stlačený vzduch může proudit do řídicího přípoje 12 hlavního ventilu. Pohyblivý díl hlavního ventilu se posune zpět, čímž se obrátí přívod vzduchu. Zadní komora se vyprázdní a vzduch je přiveden do přední komory, čímž se pístní tyč začne zatahovat. Závěsový kulový ventil 2 se uvolní a uzavře.
• Fáze 4 – Neustálé opakované spouštění: Pístní tyč se zcela zatahne a znovu narazí na závěsový kulový ventil 1. Vzduch se vrátí do řídicího přípoje 14, čímž se posune hlavní ventil a spustí další zdvih výsuvu. Tato smyčka se opakuje neomezeně, dokud obsluha nepřepne startovací ventil do polohy VYPNUTO, čímž se přeruší přívod vzduchu ke závěsovým kulovým ventilům.

Inženýrské osvědčené postupy: Rychlost, frekvence a odolnost

Aby bylo zajištěno dlouhé, bezúdržbové provozní životní trvání samočinného reciprokujícího systému, musí konstruktéři dodržovat následující mechanické pokyny:

• Nastavení frekvence zdvihu: Frekvence reciprokého pohybu se řídí nastavením dvou jednosměrných regulačních ventilů. Uzavřením jehlových ventilů se omezí výfukový průtok, čímž se zpomalí píst a sníží se frekvence. Otevřením ventilů se zvýší rychlost a frekvence. Nikdy neprovozujte válec na maximální rychlosti bez tlumení, protože trvalé nárazy rychle poškodí koncové krytky válce.
• Nastavení mechanického tlumení: Ujistěte se, že pneumatický válec je vybaven nastavitelným tlumením na konci zdvihu. Nastavte tlumicí jehly tak, aby se píst hladce zpomaloval těsně před nárazem do koncových krytek, čímž se minimalizují strukturální vibrace.
• Správné zarovnání rolnového pákového spínače: Namontujte rolnové pákové ventily tak, aby západka válce nebo narážecí část tyče zasahovala do rolnové páky pod hladkým úhlem (obvykle 30 až 45 stupňů), nikoli přímo kolmo. Tím se zabrání bočnímu zatížení a mechanickému ohybu páky ventilu.
• Mazání a kvalita vzduchu: Protože rotační systém běží nepřetržitě, opotřebení těsnění je vysoké. Ujistěte se, že stlačený vzduch je správně filtrován (5 mikronů nebo lépe), a přivádějte ho do obvodu prostřednictvím mikro-mzdrového mazacího zařízení AIRWORK, aby byly šoupátka ventilů a těsnění válce neustále mazána.

B2B Aplikace : Výbušnostodolný míchač rozpouštědel

Výrobní závod chemikálií potřeboval řešení pro nepřetržité míchání agresivních nátěrových hmot na bázi rozpouštědel uvnitř uzavřené nádoby. Použití elektrických motorů a elektronických koncových spínačů bylo kvůli vysokému riziku vzplanutí par rozpouštědel nemožné. Závod hledal míchač s úplnou výbušnostodolností.

Díky implementaci samočinného pneumatického obvodu AIRWORK byla továrna schopna vyrobit robustní míchačku bez jiskření. Dvojčinný nerezový válec byl připojen k míchací lopatce uvnitř nádoby. Řídicí systém se skládal výhradně z pětibodového dvoucestného řídicího ventilu AIRWORK a dvou koncových spínačů s válečkovým ovladačem se závitem G1/8. Systém bezchybně fungoval při 45 cyklech za minutu, provozoval se 24 hodin denně bez jakýchkoli problémů údržby a zajišťoval plnou bezpečnost proti jiskření i vynikající spolehlivost.

Standardizace na vysokocyklové pneumatické komponenty AIRWORK

AIRWORK se zavazuje dodávat těžké, vysoce přesné pneumatické komponenty, které spolehlivě fungují v nejnáročnějších prostředích automatizace. Naše řídicí ventily, ventily s válečkovým ovladačem a válce podle normy ISO jsou vyráběny s přesnými tolerancemi a opotřebení odolnými těsněními, čímž se stávají nejvhodnější volbou pro nepřetržitě provozované samočinné reciprokující systémy.

Tím, že zakoupíte své komponenty od společnosti AIRWORK, získáte přístup k italskému inženýrskému know-how, komplexní technické podpoře a rychlé globální dodávce. Chcete-li stáhnout 3D CAD soubory nebo schémata obvodů nebo se poradit s aplikacním inženýrem ohledně vašeho projektu míchání nebo vibrací, navštivte ještě dnes web jzpnu.com.