Domanda: Come si sceglie tra 'valvole a scorrimento' (logica OR) e 'valvole a doppia pressione' (logica AND) per le sequenze pneumatiche?

Risposta: La scelta tra una valvola a slitta e una valvola a doppia pressione dipende interamente dai requisiti logici della sequenza di controllo pneumatico. Utilizzare una valvola a slitta quando è necessaria una logica OR, ovvero quando un segnale pneumatico in uscita deve essere generato se la pressione viene applicata all’ingresso A o all’ingresso B (o a entrambi). All’interno di una valvola a slitta, una sfera o un otturatore libero si sposta per chiudere ermeticamente la porta d’ingresso non attiva, consentendo al segnale attivo di passare direttamente all’uscita. Viceversa, scegliere una valvola a doppia pressione quando è richiesta una logica AND, ovvero quando l’uscita deve essere generata soltanto quando entrambi gli ingressi A e B sono contemporaneamente pressurizzati. All’interno di una valvola a doppia pressione, un pistone differenziale scorrevole blocca il flusso finché entrambe le vie di ingresso non sono pressurizzate, trasmettendo all’uscita il segnale caratterizzato dalla pressione minore o da quello che arriva per ultimo. L’adozione standardizzata di queste valvole logiche passive e puramente meccaniche consente ai progettisti di automazioni di realizzare sottocircuiti di controllo intrinsecamente sicuri contro le esplosioni, privi di componenti elettrici e altamente affidabili per macchinari industriali.

Introduzione: Il potere della logica puramente pneumatica

Nell'era dei programmable logic controllers (PLC) e dell'automazione digitale, è facile supporre che ogni controllo di macchina debba essere elettrico. Tuttavia, la logica puramente pneumatica rimane uno strumento insostituibile per i progettisti meccanici e gli integratori di sistemi. Le valvole logiche pneumatiche funzionano senza alcuna alimentazione elettrica, rendendole intrinsecamente sicure per zone antideflagranti, cabine di verniciatura, impianti chimici e ambienti ad alta umidità.

Inoltre, l'integrazione di valvole logiche passive, come le valvole a shuttle e le valvole a doppia pressione, direttamente nei collettori meccanici riduce la necessità di costose valvole a solenoide, moduli digitali di ingresso/uscita (I/O) e cablaggi per bus di campo. AIRWORK produce un’intera gamma di valvole logiche in ottone e alluminio ad alta precisione, progettate per garantire un instradamento preciso e ad alta frequenza dei segnali nelle complesse linee di controllo pneumatico.

Valvole a shuttle: funzionamento e aspetti B2B Applicazione Casi (logica OR)

Una valvola a shuttle è essenzialmente un interruttore direzionale automatico ad alta velocità. Dispone di due porti di ingresso (solitamente indicati con X e Y, oppure 1 e 1) e di un solo porto di uscita (indicato con A, oppure 2). L’elemento interno è una sfera leggera, un disco a shuttle in poliuretano o uno spool scorrevole che si muove liberamente lungo l’alesaggio del cilindro.

• Principio di funzionamento: quando l’aria compressa entra nel porto di ingresso X, spinge il disco a shuttle verso il porto di ingresso Y, chiudendo completamente Y. L’aria proveniente da X fluisce quindi liberamente attorno al disco a shuttle ed esce attraverso il porto di uscita A. Se invece l’aria entra nel porto Y, il disco a shuttle viene spinto verso X, chiudendo X e indirizzando il flusso da Y verso A. Se l’aria entra in entrambi i porti, il porto con la pressione più elevata chiude l’altro porto e ne indirizza il flusso verso l’uscita.
• Caso applicativo 1 – Sovrascrittura manuale remota: In grandi impianti di produzione, gli operatori potrebbero dover azionare un cilindro critico (ad esempio un braccio di rifiuto del nastro trasportatore o una saracinesca di emergenza) da due diverse posizioni. Installando una valvola a slitta vicino al cilindro, i pulsanti manuali possono essere collegati a due pannelli di controllo separati. La pressione di uno qualsiasi dei pulsanti piloterà il cilindro attraverso la valvola shuttle .
• Caso applicativo 2 – Ritrazione di sicurezza ausiliaria: Una morsetto pneumatico può essere ritratto sia mediante una valvola normale di fine ciclo sia mediante una valvola manuale dedicata di ritorno di emergenza. Una valvola a slitta combina queste due linee di segnale per pilotare la valvola di comando direzionale principale, garantendo che il cilindro possa ritrarsi in risposta a entrambi i comandi.

Valvole a doppia pressione: Principi di funzionamento e casi applicativi B2B (logica AND)

Mentre una valvola a slitta gestisce operazioni OR, una valvola a doppia pressione è progettata per la logica AND. Essa dispone inoltre di due porti di ingresso (P1 e P2) e di un solo porto di uscita (A). La sua costruzione interna, tuttavia, è completamente diversa e comprende un elemento mobile a pistone con doppio sedile.

• Principio di funzionamento: se l’aria viene applicata soltanto al porto di ingresso P1, la pressione spinge il pistone interno verso il lato opposto, chiudendo ermeticamente il porto di uscita A. Lo stesso avviene se l’aria viene applicata soltanto a P2: il pistone si sposta per bloccare il porto di uscita A dall’altra direzione. Il porto di uscita A riceverà flusso soltanto quando entrambi i porti P1 e P2 sono sotto pressione. Quando entrambi gli ingressi sono attivi, il pistone risulta in equilibrio e il segnale che arriva per ultimo (o il segnale con pressione inferiore) è autorizzato a passare oltre i sedili e fuoriuscire attraverso il porto di uscita A.
• Caso applicativo 1 – Interblocchi meccanici sequenziali: nelle linee di assemblaggio automatiche, un cilindro secondario non deve estendersi fino a quando il cilindro di serraggio primario non ha raggiunto la sua estensione completa. È possibile utilizzare una valvola a pressione doppia con logica AND: l’ingresso P1 è collegato al pulsante manuale di avvio del ciclo, mentre l’ingresso P2 è collegato a una valvola meccanica di fine corsa azionata dal cilindro di serraggio. La sequenza verrà avviata soltanto se il pulsante viene premuto E il serraggio è confermato come completamente esteso.
• Caso applicativo 2 – Interblocco pneumatico di sicurezza con più ingressi: sulle macchine per il confezionamento dotate di protezioni mobili, è possibile installare valvole pneumatiche di fine corsa su più porte di protezione. Collegando in serie più valvole a pressione doppia, si realizza un interblocco AND a più porte. La pressione pilota principale per l’avvio della macchina viene inviata alla valvola di avvio solo quando tutte le valvole di fine corsa delle protezioni di sicurezza sono pressurizzate, confermando così che tutte le porte sono chiuse.

Confronto tecnico: effettuare la scelta corretta

Nella scelta tra valvole a slitta e valvole a doppia pressione, i progettisti di sistemi di automazione devono considerare i seguenti fattori tecnici:

• Capacità di portata (valori Cv o Kv): le valvole a slitta sono spesso utilizzate per alimentare linee pilota o persino per azionare direttamente piccoli cilindri a semplice effetto. Le valvole a slitta AIRWORK sono progettate con percorsi di flusso interni ottimizzati per ridurre al minimo la caduta di pressione e mantenere elevati valori Cv. Le valvole a doppia pressione, invece, sono utilizzate quasi esclusivamente per compiti di pilotaggio, poiché la loro struttura interna con pistone scorrevole limita intrinsecamente le elevate portate.
• Pressione di ritorno e dinamica di scarico: le valvole a slitta possono subire il fenomeno dell’intrappolamento del segnale pilota se il percorso di scarico non è progettato correttamente. Quando la pressione all’ingresso attivo scende a zero, la slitta deve spostarsi agevolmente nella posizione di riposo per consentire allo scarico della linea di uscita di avvenire attraverso la valvola di controllo. Le valvole logiche AIRWORK utilizzano guarnizioni in poliuretano ad attrito estremamente ridotto che evitano l’inceppamento e garantiscono una rapida risposta nello scarico.
• Dimensionamento e integrazione: per armadi di comando compatti, cercare valvole logiche che possono essere montate in linea utilizzando raccordi filettati per aria oppure cercare collettori a base sottostante in cui più porte logiche sono preconfezionate in un unico blocco di alluminio per risparmiare spazio.

Approvvigionamento di valvole logiche ad alte prestazioni da AIRWORK

Che tu stia progettando una sequenza di imballaggio ad alta velocità o un sistema di dosaggio chimico a prova di esplosione, AIRWORK è il tuo partner affidabile per componenti logici ad alta precisione. Le nostre valvole a slitta e a doppia pressione sono realizzate in alluminio anodizzato di prima qualità e ottone resistente alla corrosione, offrendo eccellenti prestazioni di tenuta e una durata nominale superiore a 10 milioni di cicli.

Integrando i componenti logici AIRWORK, gli integratori di sistemi possono garantire la massima affidabilità del sistema, un minore consumo energetico e tempi di messa in servizio ridotti. Per scaricare schemi CAD dettagliati, disegni quotati o per ricevere assistenza nella scelta delle valvole logiche adatte al tuo sistema, visita oggi jzpnu.com.