P: Inženjering iza "Preciznih regulatornih sustava": Kako održavati konstantan izlazni tlak za osjetljivo ispitivanje.

U proizvodnim pogonima, laboratorijima za ispitivanje i odjeljenjima za kontrolu kvalitete, pneumatske operacije često zahtijevaju mnogo više od opće generacije snage. Primjene kao što su testiranje propuštanja, kalibracija medicinskih uređaja, rukovanje poluprovodničkim obrocima, precizna kontrola napetosti i mikrovljnino doziranje zahtijevaju apsolutnu stabilnost pritiska komprimiranog zraka. U ovim osjetljivim uvjetima čak i mikroskopska fluktuacija tlaka od 0,05 bara može narušiti rezultate ispitivanja, skrenuti tolerancije proizvoda i dovesti do visokih stopa odbacivanja.

Dok su standardni regulatorni uređaji za zrak savršeno pogodni za opće strojeve poput zračnih cilindara, nedostaju im osjetljivost i stabilnost potrebne za ove specijalizirane zadatke. Kako bi se postigao konstantan izlazni pritisak bez obzira na fluktuirajuće ulazne pritiske i brzine protoka, inženjeri moraju uvesti precizne regulatorne sustave. Ovaj članak razmatra unutarnju mehaničku strukturu, dizajnerske značajke i načela rada koji razdvajaju precizne regulatorne uređaje od standardnih regulatornih uređaja za zračenje.

Ograničenja standardnih regulatora: razumijevanje histereze i pada

Da bismo shvatili kako se radi s preciznim regulatorima, prvo moramo analizirati kako funkcioniraju standardni regulatori i zašto ne uspijevaju u osjetljivim aplikacijama.

Standardni regulatorni ventilatori koriste jednostavnu dijagramnu konstrukciju s oprugom. Korisnik okreće tipku za podešavanje kako bi stisnuo oprugu od teškog čelika. Ova opruga goni prema dolje na fleksibilnu elastomernu dijafragmu, koja zauzvrat otvara unutarnju valjku kako bi se omogućilo protoku zraka iz ulaza u izlaz. Kako se pritisak na izlazu povećava, on djeluje na donju stranu dijafragme, gurajući prema gore protiv sile opruge. Kada se sile uravnoteže, lutka se zatvara kako bi se održao postavljeni pritisak.

Iako su robusni i troškovno učinkoviti, standardni regulatori muče dva fizička pojava:

• Smanjenje pritiska: Kako se potražnja za protokom zraka povećava, regulator se mora otvoriti šire. Da bi se to učinilo, dijafragma se mora pomaknuti prema dolje, što uzrokuje da se opruga za raspon blago opusti. Prema Hookeovom zakonu, kada se opruga opusti, njena sila opada. Stoga se regulator uravnotežuje pri manjem pritisku na izlazu. Ovaj gubitak pritiska tijekom dinamičnog toka poznat je kao pad.
• Osjetljivost na unosni tlak: Ako se unosni tlak iz glavnog tvorničkog zaglavlja poveća ili smanji, sila koja djeluje na površinu regulatorne ventilne lutke se mijenja. Ova promjena sile pomjera položaj dijafragme, direktno mijenjajući pritisak izlaznice. To znači da je radni pritisak vaše mašine stalno na milosti drugih strojeva koji kruže na istoj liniji.

Inženjerske inovacije preciznih regulatornih uređaja

Precizni regulatorni uređaji, kao što su oni koje je proizveo JZPNU pod svojim profesionalnim brendom AIRWORK, koriste napredne mehaničke dizajne kako bi potpuno eliminirali osjetljivost na pad i pritisak u ulazu. Oni postižu izlaznu osjetljivost do 0,01 bara ili manje kroz tri primarne inženjerske inovacije:

1. za Dvostruki diafragma sustav kojim upravlja pilot

Umjesto da se koristi teška, čvrsta opruga za direktno guranje glavnog ventila, precizni regulator koristi vrlo osjetljiv pilotni sastav s dvostrukom dijafragmom. Gumb za podešavanje kompresije vrlo lagana opruga za upravljanje, koja djeluje na vrlo osjetljivu diafragmu pilota. Ova pilotna faza upravlja malom, preciznom pilotnom komorom zraka umjesto glavnim protokom.

Pritisak zraka u ovoj komori za pilotiranje djeluje kao sila koja gura dolje na veću glavnu dijafragmu, koja kontrolira glavnu ventilnu lutku. Budući da je diafragma pilota izuzetno tanka i da se samo zanemarljivo kreće, sila opruge ostaje konstantna. To potpuno eliminira Hookeov zakon, održavajući ravne krivulje pritiska čak i pri visokim dinamičkim brzinama protoka.

2. - Što? Stalni krvarenje dizajn

U srcu svakog pravog preciznog regulator je stalni krvarenje mehanizam. Unutar regulator, mala količina komprimiranog zraka se neprekidno ispušta u atmosferu kroz mali otvor za krvarenje. Ovaj konstantni protok zraka stvara dinamično stanje ravnoteže u pilotnoj komori.

Zbog neprestanog kretanja zraka, unutarnji upravljački površini nikada nisu u statičnom stanju visokog trenja. Regulator može odmah reagirati na mikroskopske promjene pritiska nizvodno. Ako se pojavi pad pritiska nizvodno, pilotni ventil odmah prilagođava pritisak u pilotnoj komori, što odmah otvara glavnu lutku za kompenzaciju. To čini vrijeme odgovora regulator praktički bez zakasnjenja.

3. Slijedi sljedeće: U slučaju da se ne primjenjuje, to se može koristiti za određivanje vrijednosti.

U ispitivanju, pritisak nizvodno ponekad može porasti iznad postavljene točke. Naprimjer, u komori za testiranje curenja, stavljanje zapečaćenog zapremine unutar armature može komprimirati zrak unutar cijevi, uzrokujući lokalni porast pritiska.

Precizni regulator ima izuzetno veliko, vrlo osjetljivo sjedište u središtu glavne dijafragme. Ako izlazni tlak premaši postavljenu točku samo za 0,005 bara, glavna dijafragma se odmah diže s oslonačkog sjedala, otpuštajući višak tlaka izravno u atmosferu kroz izduvni otvor. To osigurava da vaša oprema za ispitivanje nikada ne bude izložena prekomjernom pritisku.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

U slučaju da se u laboratoriju ili u tvornici radi o ispitivanju, potrebno je utvrditi:

• Osjetljivost: Tražite regulator koji određuje osjetljivost od 0,2 posto punog raspona ili bolju. To osigurava da regulator može ispraviti mikroskopske promjene pritiska.
• Ponavljivost: U kontroli kvalitete ponavljivost je ključna. Precizni regulator mora se vratiti na točno postavljeni pritisak (u okviru 0,5 posto) čak i nakon što je opskrba zrakom potpuno isključena i ponovno pod pritiskom.
• Potrošnja zraka (konstančna stopa krvarenja): Budući da precizni regulator koristi dizajn konstantne krvarenja, neprekidno troši malu količinu zraka (obično između 1 i 5 litara u minuti). Pobrinite se da vaš sustav dizajn računa za ovaj mali, kontinuirani gubitak zraka.
• Osnovna funkcija: Zbog visoke osjetljivosti unutarnjih dijafragmi i svjetle pilotne opruge, neki precizni regulator je osjetljiv na gravitaciju. Za maksimalnu točnost, oni bi uvijek trebali biti postavljeni u savršeno vertikalnoj orijentaciji kako je specificirao proizvođač.
• Filtracija u fazi: Budući da su unutarnja pilotna mlaznica i otvor za krvarenje izuzetno mali (često ispod 0,5 milimetra), precizni regulatorni uređaji vrlo su osjetljivi na kontaminaciju česticama i uljem. Uvijek morate instalirati 5 mikron ili 0,3 mikron koaguliran filter gore uzvodno kako biste zaštitili unutarnje komponente regulatornog aparata.

Zaključak: Bezkompromisna točnost s AIRWORK-om

Kada je preciznost jedina prihvatljiva mjera, standardni regulatorni uređaji za zrak ne mogu dati rezultate. U skladu s člankom 1. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je odbacila zahtjev za uvođenje u Uniju. (JZPNU) pruža timovima za kontrolu kvalitete inženjersku pouzdanost potrebnu za osjetljive sustave za ispitivanje i kalibraciju. Uz ultra osjetljiv pilotni sustav sa dvostrukom dijafragmom, brzo reagirajući samopouzdani izduvni plin i robusnu konstrukciju, precizni regulatorni uređaji AIRWORK osiguravaju da vaši testni podaci ostanu čisti, točni i potpuno ponovljivi.