Întrebare: Cum proiectați un circuit pneumatic „autoreciproc” pentru vibrație automatizată sau sarcini de amestecare?

Răspuns: Pentru a proiecta un circuit pneumatic autoreciproc pur mecanic circuit pneumatic inginerii trebuie să utilizeze o supapă de comandă direcțională cu 5/2 căi, cu acționare dublă prin pilot, ca supapă principală de putere, împreună cu două supape limită cu 3/2 căi, normal închise, cu acționare prin leva cu role, montate la limitele fizice ale cursei cilindrului. Ciclul este inițiat prin dirijarea unui semnal de pornire printr-o supapă manuală cu 3/2 căi. Când semnalul de pornire este activ, prima supapă cu role, care este acționată mecanic de tija pistonului retrasă, trimite un semnal de presiune pilot pentru a comuta supapa principală cu 5/2 căi. Acest lucru determină extinderea cilindrului. Când cilindrul ajunge la extensia completă, declanșează a doua supapă cu role. Această supapă trimite un semnal pilot opus pe cealaltă parte a supapei principale, inversând sensul de curgere și determinând retragerea cilindrului. Când cilindrul revine în poziția sa de repaus, declanșează din nou prima supapă cu role, reluând ciclul. Acest proces creează o reciprocitate liniară continuă și automată, fără a necesita senzori electronici, PLC-uri sau cabluri electrice.

Introducere: Avantajele reciprocării mecanice

În domeniul fabricației și al procesării industriale, mișcarea liniară continuă de tip reciproc este o cerință mecanică frecventă. Sitele vibrante de sortare, vasele de amestecare chimică, buncărele de agitare a pulberilor, mașinile de spălare a pieselor și amestecătoarele de vopsea se bazează toate pe o mișcare constantă și repetitivă de tip dus-întors pentru a îndeplini sarcinile lor.

Deși sistemele de comandă electronică (care folosesc PLC-uri, senzori de apropiere și supape electromagnetice) pot programa ușor această mișcare, ele nu reprezintă întotdeauna cea mai bună soluție. În mediile rezistente la explozie (cum ar fi camerele de amestecare chimică sau cabinele de vopsire cu solvenți), componentele electrice introduc riscuri de scântei și necesită carcase costisitoare rezistente la explozie. În zonele supuse unor spălări intense sau în cele prăfuite, senzorii electronici delicati pot ceda ușor. Un circuit pneumatic autoreciproc pur reprezintă o alternativă elegantă, extrem de durabilă și intrinsec sigură, care funcționează exclusiv cu aer comprimat.

Anatomia unui circuit autoreciproc: Componentele principale

Pentru a construi un circuit autoreciprocat foarte fiabil, integratorii de sisteme ar trebui să utilizeze aceste componente de înaltă performanță AIRWORK:

• Un cilindru pneumatic cu acțiune dublă: Acesta este un element de comandă care transformă presiunea aerului în mișcare reciprocă fizică. Ar trebui să fie echipat cu amortizoare interne reglabile la capete pentru a absorbi forțele de impact generate de inversarea continuă.
• O supapă pilotată dublu, cu 5 căi și 2 poziții (supapa principală): Această supapă controlează direcția fluxului de aer către cilindru. Nu are arcuri; știftul interior rămâne în ultima poziție în care a fost deplasat până când se aplică un semnal pilot activ la portul pilot opus.
• Două supape cu 3 căi și 2 poziții, acționate prin levier cu role (supape de limită): Aceste supape NC (normal închise) sunt amplasate la limitele fizice ale cursei cilindrului (una la 0 % extensie și cealaltă la 100 % extensie). Ele funcționează ca senzori pneumatici de poziție.
• O supapă manuală cu comutare sau buton de apăsare cu 3/2 căi (supapa de pornire/oprire): Această supapă funcționează ca întrerupătorul principal al sistemului, permițând operatorului să pornească și să oprească mișcarea alternativă.
• Două supape de reglare a debitului unidirecționale (reglatoare de viteză pentru ieșire): Acestea sunt montate direct pe racordurile cilindrului pentru a regla vitezele de extensie și retragere, ceea ce determină direct frecvența mișcării alternative.

Schema circuitului și logica operațională pas cu pas

Pentru integrarea acestui circuit, conectați componentele conform acestei logici mecanice standard:

• Starea inițială (de repaus): Supapa de pornire este închisă. Tija pistonului cilindrului este complet retrasă, așezându-se fizic deasupra supapei cu role și manivelă nr. 1, menținând-o apăsată (deschisă). Supapa principală cu 5/2 căi se află în poziția sa de repaus, furnizând aer camerei frontale a cilindrului pentru a-l menține în poziția retrasă.
• Faza 1 – Pornirea buclei: Operatorul comută robinetul de pornire cu 3/2 căi în poziția PORNIT. Aerul comprimat trece prin robinetul de pornire, parcurge robinetul cu role și levier 1, care este apăsat mecanic (deschis), și pătrunde în orificiul de comandă 14 al robinetului principal cu 5/2 căi.
• Faza 2 – Extensie: Presiunea de comandă deplasează tija de distribuție a robinetului principal cu 5/2 căi. Aerul este direcționat în camera din spate a cilindrului, în timp ce aerul din camera frontală este evacuat. Tija cilindrului începe să se extindă. În momentul în care tija se mișcă, eliberează robinetul cu role și levier 1, care revine automat în poziția sa normal închisă (de evacuare). Tija de distribuție a robinetului principal rămâne în poziția deplasată datorită blocării aerului de comandă.
• Faza 3 – Retragere: Pe măsură ce tija cilindrului atinge extensia maximă, acționează fizic și apasă ventilul cu role și prghie nr. 2. Acesta se deschide, permițând aerului comprimat să curgă în portul pilot 12 al ventilului principal. Spool-ul ventilului principal se deplasează înapoi, inversând alimentarea cu aer. Camera din spate este evacuată, iar aerul este direcționat în camera din față, determinând retragerea tijei cilindrului. Ventilul cu role și prghie nr. 2 este eliberat și se închide.
• Faza 4 – Reinițiere continuă: Cilindrul se retractează complet și acționează din nou ventilul cu role și prghie nr. 1. Aerul curge înapoi către portul pilot 14, determinând deplasarea ventilului principal și inițierea următoarei curse de extensie. Această buclă se repetă la nesfârșit până când operatorul comută ventilul de pornire în poziția OFF, ceea ce întrerupe alimentarea cu aer a ventilelor cu role și prghie.

Bunele practici ingineresc: Viteză, frecvență și durabilitate

Pentru a asigura o durată lungă de funcționare, fără necesitatea întreținerii, a unui sistem autoreciproc, proiectanții trebuie să respecte aceste directive mecanice:

• Reglarea frecvenței cursei: Frecvența mișcării alternative este controlată prin reglarea celor două supape de reglare a debitului unidirecțional. Închiderea supapelor cu ac restricționează fluxul de evacuare, încetinind pistonul și reducând frecvența. Deschiderea lor crește viteza și frecvența. Nu porni niciodată cilindrul la viteză maximă fără amortizare, deoarece lovirea constantă va distruge rapid capetele cilindrului.
• Configurarea amortizoarelor mecanice: Asigură-te că cilindrul pneumatic este dotat cu amortizoare reglabile la capetele cursei. Reglează acele de amortizare astfel încât pistonul să încetinească uniform chiar înainte de a lovi capetele cilindrului, minimizând vibrațiile structurale.
• Alinierea corectă a supapelor cu prghie rulantă: Montează supapele cu prghie rulantă astfel încât camele cilindrului sau elementul de lovire de la capătul tijei să lovească brațul cu role sub un unghi uniform (de obicei între 30 și 45 de grade), nu prin compresie perpendiculară directă. Acest lucru previne încărcarea laterală și îndoirea mecanică a prăghiei supapei.
• Ungere și calitatea aerului: Deoarece un sistem alternativ funcționează în mod continuu, uzura etanșărilor este ridicată. Asigurați-vă că aerul comprimat este filtrat corespunzător (5 microni sau mai bine) și alimentați circuitul printr-un umplutor cu micro-amestec de ulei AIRWORK pentru a menține ungerea continuă a tijelor de comandă ale supapelor și a etanșărilor cilindrilor.

B2b Aplicație : Agitator antiexploziv cu solvent

O fabrică de produse chimice avea nevoie de o soluție pentru amestecarea continuă a acoperirilor agresive pe bază de solvent în interiorul unui vas închis. Utilizarea motoarelor electrice și a întrerupătoarelor electronice de limită era imposibilă din cauza riscului ridicat de aprindere a vaporilor de solvent. Fabrica căuta un agitator de amestec 100 % antiexploziv.

Prin implementarea unui circuit pneumatic auto-reciproc AIRWORK, planta a putut construi un amestecător robust și fără scântei. Un cilindru din oțel inoxidabil cu acțiune dublă a fost conectat la o paletă de amestecare situată în interiorul vasului. Sistemul de comandă era format în întregime dintr-o supapă AIRWORK cu 5/2 căi și dublu pilot și două supape cu limitator cu role filetate G1/8. Sistemul a funcționat fără nicio problemă la 45 de cicluri pe minut, funcționând 24 de ore pe zi, fără probleme de întreținere, oferind siguranță totală împotriva scânteilor și o fiabilitate excelentă.

Standardizarea pe componentele pneumatice de înaltă frecvență AIRWORK

AIRWORK este dedicată livrării de componente pneumatice robuste și de înaltă precizie, care funcționează în cele mai exigente medii de automatizare. Supapele noastre de comandă direcțională, supapele cu limitator cu role și cilindrii conform standardului ISO sunt fabricați cu toleranțe stricte și etanșări rezistente la uzură, fiind astfel opțiunea principală pentru sistemele auto-reciprocante de funcționare continuă.

Prin achiziționarea componentelor de la AIRWORK, obțineți acces la calitatea inginerescă italiană, suport tehnic complet și livrare globală rapidă. Pentru a descărca fișierele 3D CAD, schemele electrice sau pentru a vorbi cu un inginer aplicații despre proiectul dvs. de amestecare sau vibrații, vizitați astăzi jzpnu.com.