Otázka: Výběr mezi řízeným a přímo činným elektromagnetickým ventilem pro konkrétní tlakové rozsahy.

Při návrhu nebo údržbě průmyslového pneumatického řídicího systému je výběr správného elektromagnetický ventil mechanismu zásadní pro spolehlivost systému. Běžnou oblastí nejasností pro manažery nakupující a strojní inženýry je rozdíl mezi přímo činnými a řízenými (tzv. nepřímo činnými) elektromagnetickými ventily.

Výběr nesprávného typu může vést k tomu, že se ventil neotevře, bude trvale netěsnit nebo bude vyžadovat nadměrně velký elektrický výkon. Výběr je především určen pracovním tlakovým rozsahem vašeho systému, požadovaným průtokem a kvalitou média. Níže inženýrský tým AIRWORK poskytuje technickou analýzu fungování těchto dvou konstrukcí ventilů, jejich příslušných výhod a omezení a toho, jak vybrat správný ventil pro vaše konkrétní provozní parametry.

1. Mechanická anatomie přímo činných elektromagnetických ventilů

U přímo činného elektromagnetického ventilu je mechanické posunutí uzavíracího kužele (tělesa ventilu) nebo těsnění provedeno přímo magnetickou silou generovanou cívkou elektromagnetu.

• Jak funguje: Když do cívky vstoupí elektrický proud, vytvoří se elektromagnetické pole, které táhne kotvu (pohyblivý jádrový prvek) směrem nahoru. Tato akce přímo otevírá nebo uzavírá průtokový otvor. Po vypnutí napájení vrací vnitřní pružina kotvu zpět do původní polohy.
• Nulový minimální tlak požadovaný: Protože cívka fyzicky zvedá uzavírací píst, přímo činné ventily nepotřebují k provozu žádný tlak v potrubí. Mohou spínat od 0 MPa (nulový vakuum) až po svůj maximální jmenovitý tlak. To je činí vysoce univerzálními pro aplikace s nízkým tlakem, gravitačním přívodem nebo podtlakové aplikace.
• Průtokový otvor a omezení průtoku (kompenzace síly): Hlavním omezením přímo činných ventilů je jejich průtoková kapacita. Síla potřebná k otevření ventilu je přímo úměrná ploše průtokového otvoru a tlaku vzduchu působícímu proti němu. K otevření velkého průtokového otvoru za vysokého tlaku by byla zapotřebí obrovská elektromagnetická cívka, která by spotřebovala nadměrný elektrický výkon a vyvíjela by vysoké teplo. Proto jsou přímo činné ventily obvykle omezeny na malé průtokové otvory (zpravidla menší než 3 až 4 milimetry) a nižší průtokové rychlosti (nízké hodnoty součinitele průtoku Cv).

2. Mechanická anatomie pilotem řízených elektromagnetických ventilů

Uzavírací ventil řízený pilotním signálem překonává omezení průtokového otvoru a průtoku u přímo činných konstrukcí tím, že využívá energii stlačeného vzduchu již přítomného v systému k posunutí hlavního uzavíracího člena.

• Princip činnosti: U pilotně řízeného ventilu cívka elektromagnetu nepohybuje hlavní uzavírací člen. Místo toho, když je cívka napájena, otevře se malý pilotní otvor (k jeho otevření je zapotřebí velmi malé elektromagnetické síly). Stlačený vzduch z přívodního potrubí proudí tímto pilotním otvorem a působí jako hydraulická kapalina, která působí na vnitřní píst nebo membránu. Tento pilotní tlak vzduchu posune hlavní uzavírací člen a otevře primární průtokovou cestu. Po odpojení napájení se pilotní otvor uzavře a vzduch z pístu unikne, čímž pružina vrátí uzavírací člen do výchozí polohy.
• Minimální požadavek na provozní tlak: Protože tento ventil využívá tlak média k posunutí hlavního šoupátka, pilotem ovládané ventily vyžadují minimální diferenční tlak (obvykle 0,15 až 0,2 MPa, tj. 1,5 až 2,0 baru) ke svému fungování. Pokud klesne tlak v systému pod tuto mez, nebude k dispozici dostatečná síla k posunutí hlavního šoupátka a ventil se nepřepne, i když je elektromagnetická cívka napájena.
• Vysoký průtok při nízké spotřebě energie: Protože hlavní zátěž přebírá stlačený vzduch samotný, může být elektromagnetická cívka malá a energeticky účinná (často spotřebuje pouze 2 až 3 W). Tento konstrukční přístup umožňuje pilotem ovládaným ventilům zpracovávat velké průtokové otvory a vysoké průtokové rychlosti (vysoké hodnoty součinitele průtoku Cv) při provozních tlacích až 1,0 MPa a více.

3. Porovnání technických parametrů

Pro zjednodušení procesu technického výběru v B2B prostředí lze tyto dvě konfigurace porovnat podle několika klíčových provozních parametrů:

Rozsah provozního tlaku

• Přímé působení: 0 až 0,8 MPa (0 až 8 bar). Vynikající pro logické obvody pod vakuem a ultra-nízkým tlakem.
• Ovládání pomocí řídícího tlaku: 0,15 až 0,8 MPa (1,5 až 8 bar). Vyžaduje stabilní potrubí stlačeného vzduchu.

Velikost průtokového otvoru a průtok (hodnota Cv)

• Přímé působení: Velmi malé otvory (0,5 mm až 4,0 mm). Nízký průtok. Ideální pro ovládání větších technologických ventilů nebo pro logiku malých pneumatických válců.
• Ovládání pomocí řídícího tlaku: Střední až velké otvory (až 50 mm nebo více). Vysoký průtok. Standardní volba pro ovládání výkonových pohonů, např. dvojčinných pneumatických válců (např. řada JZPNU 4V).

Spotřeba elektrické energie

• Přímé působení: Vysoká spotřeba energie (obvykle 5 W až 20 W nebo více), protože magnetická síla musí překonávat přímo pružinu i tlak vzduchu.
• Ovládání pomocí řídícího tlaku: Nízká spotřeba energie (obvykle 1,5 W až 4,5 W). Ideální pro víceventilové rozváděče řízené PLC, kde je nutné minimalizovat celkový odběr proudu.

Citlivost na čistotu média

• Přímo působící: Velmi odolné. Protože neobsahují žádné malé řídicí kanály, snesou mírně prachový vzduch nebo médium s drobnými částicemi nečistot.
• Řízené pilotním vzduchem: Extrémně citlivé. Malé vnitřní pilotní kanály (často menší než 0,8 mm) se mohou snadno ucpat prachovými částicemi, rzi nebo lepkavým olejovým nánosem. Po ucpaní pilotního vzduchu nemůže proudit a ventil přestane fungovat. Proto je vyžadována vysokokvalitní filtrace (5 mikrometrů nebo lepší).

4. Průvodce výběrem pro B2B nákupy

Při zakoupení elektromagnetických ventilů od AIRWORK použijte následující zásady:

• Vyberte přímo působící ventil, pokud: Vaše aplikace zahrnuje absolutní vakuum, gravitační tok za nulového tlaku, dávkování za nízkého tlaku nebo pokud potřebujete řídicí ventil k ovládání většího technologického ventilu. Podívejte se na naši řadu přímo působících ventilů AIRWORK 2V025 a 2V012.
• Zvolte řízení pilotním tlakem, pokud: Provozujete standardní průmyslovou pneumatickou síť (obvykle pod tlakem 0,5 až 0,7 MPa) pro ovládání válců a pneumatických nástrojů a potřebujete vysoké průtoky při minimální spotřebě elektrické energie. Naše nejprodávanější řada AIRWORK 4V (4V110, 4V210, 4V310, 4V410) je průmyslovým standardem.

Výhoda AIRWORK (JZPNU)

Společnost Zhejiang Jinzhi Pneumatic Technology Co., Ltd. (JZPNU) vyrábí pod značkou AIRWORK širokou nabídku ventilů jak přímo ovládaných, tak pilotně řízených.

• Přesně navinuté elektromagnety navržené tak, aby minimalizovaly tvorbu tepla.
• Vyšší mechanická přesnost, která zajišťuje nižší minimální pilotní tlaky pro naši řadu pilotně řízených ventilů.
• Odolné vulkanizované těsnicí prvky, které zaručují nízkou vnitřní únikovost v celém rozsahu tlaků.

Při správném výběru vhodného typu ventilu AIRWORK podle vašich konkrétních parametrů tlaku, průtoku a elektrických charakteristik můžete maximalizovat spolehlivost systému, snížit náklady na energii a zabránit předčasnému poškození komponentů ve výrobní hale.