Пневмораспределители
Типы пневмораспределителей
В зависимости от конструктивных и эксплуатационных параметров различают несколько типов пневмораспределителей.
По конструкции запорно-регулирующего элемента:
Наибольшее распространение получили распределители с цилиндрическим золотником.
По числу положений:
По количеству стабильных состояний:
По нормальному состоянию:
По типу управления:
Устройство и обозначение пневмораспределей
Основными элементами конструкции золотникового пневмораспределителя являются корпус, в котором выполнены каналы и золотник, установленный в корпусе. На золотнике выполнены шейки, позволяющие соединять выбранные каналы между собой.
Перемещаясь в корпусе, золотник изменяет схему соединения каналов пневмораспределителя.
В зависимости от числа подводимых к распределителю линий (или отводимых от него) различают двух-, трех-, четырех-, пятилинейные пневмораспределители.
По числу положений золотника, то есть по количеству вариантов коммутации линий, различают двух-, и трехпозиционные пневмораспределители.
Количество позиций указывает в обозначении пневмораспределителя, через дробь, дефис или пробел. Например обозначение 5 2 означает, что пневмораспределитель пятилинейный двухпозиционный.
| Переместить золотник распределителя влево | Переместить золотник распределителя вправо |
Принцип работы золотниковых пневмораспределителей
Рассмотрим основные схемы пневмораспределителей, попробуем разобраться, как они работают и для чего предназначены.
Пнемораcпределитель 2 2 с ручным управлением
Принципиальная схема двухлинейного двухпозиционного распределителя, показана на рисунке.
Пнемораспределитель схемы 2 2 позволяет при необходимости перекрыть линию, его можно использовать для отсечения части пневмосхемы или отдельных исполнительных элементов, например, пневмомотров.
Пнемораспределитель 3 2 с механическим управлением
Для управления пневмоцилиндром одностороннего действия удобно использовать трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель.
Широкое распространение получили, пневмораспределители 3/2 с роликовым толкателем. Они позволяют подать пневматический сигнал, при прохождении штока цилиндра через контрольную точку.
При отсутствии входного сигнала золотник рассматриваемого пневмораспределетиля возвращается в исходное положение, то есть у него есть только одно стабильное состояние, поэтому его называют моностабильным.
Пнеморасределитель 4 2 с пневмоуправлением
Для управления двухпозиционным распределителем трех линий недостаточно, так как необходимо два выхода, для подачи воздуха в поршневую и штоковую полость пневмоцилиндра.
Схема пневмораспределителя 4 2 показана на рисунке.
Линии сброса воздуха в пневмораспределителе 4 2 объединены в один канал, на выходе которого, как правило, устанавливают глушитель.
Существуют пневмораспределители 4-2 и с другими типами управления, например с электроуправлением.
Пнемораспределитель 5 2 с электромагнитным управлением
В пневматическом распределителе, в отличие от гидравлического слива не нужна, сжатый воздух можно сбрасывать в атмосферу. По этой причине вместо схемы 4 2 в пневматике чаще используют схему 5 2, в которой имеются две раздельные линии для сброса сжатого воздуха.
В рассматриваемом примере управление осуществляется с помощью электромагнитов.
При исчезновении входного сигнала золотник не меняет положение. Получается, что при отсутствии сигнала золотник пневморасределителя может находится в либо в левом в правом положении, поэтому его называют бистабильным.
Пнемораcпределитель 5 3
Распределитель схемы 5 2 не позволяет остановить пневмоцилиндр в промежуточном положении. Если добавить еще одну позицию золотника, в которой он перекроет линию давления и линии, соединенные с полостями пневмоцилиндра, то шток цилиндра можно будет остановить в нужной позиции.
Получается, что для этих целей необходим пневмораспределитель 5 3, схема которого показана на рисунке.
В левом положении золотник соединяет канал Р (давление) с выходом А, выход В с атмосферой R. В центральном положении линии Р, А, В заперты. В правом положении золотник соединяет канал Р с выходом В, выход А с атмосферой R.
Центрирование золотника осуществляется с помощью пружин.
Характеристики пневмораспределителя
Выбор пневмораспределителя должен основываться на его характеристиках. Рассмотрим основные параметры, которые следует учитывать при подборе пневматического распределителя.
Чем больше присоединительный и условный диаметры пневмораспределителя тем больший расход сможет пропустить через себя распределитель при заданном значении потреь давления.
Таблица с рекомендациями по подбору пневмораспределителей для управления цилиндрами различных диаметров представлены в таблице.
Управление пневмораспределителями: основные типы и способы передачи сигнала
Конструкция любого распределителя предполагает наличие специальных управляющих отверстий, на которые подается сигнал, приводящий к изменению положения заслонки. На схемах такие разъемы обычно обозначаются двузначным цифровым кодом, обозначающим условный номер входного и выходного канала, которые они соединяют.
Моностабильные и бистабильные распределители
По способу возвращения золотника или клапана в исходное положение все устройства, имеющие две рабочие позиции, подразделяются на моностабильные и бистабильные.
Моностабильные распределители иначе называют устройствами с односторонним управлением, поскольку сигнал, приводящий их в движение, приходит только с одной стороны, а обратно они возвращаются автоматически при помощи пружины.
Бистабильные (двусторонние) распределители получают управляющий сигнал с двух сторон и остаются в последнем занятом положении до того момента, пока не получат противоположный импульс. Возможность фиксации в любой из двух допустимых позиций позволяет использовать распределители данного типа для подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр. Однако необходимо учитывать, что поддержание рабочего положения такого распределителя происходит только за счет силы трения и поэтому он требует монтажа в строго горизонтальном положении. Исключение составляют только модели с «металлическим уплотнением», конечные положения которых фиксируются при помощи специальных упоров.
Трехпозиционные распределители имеют двухстороннее управление, но при отсутствии с обеих сторон управляющего сигнала занимают среднее положение при помощи пружин.
Прямое и косвенное управление
Прямым управлением называют такой способ передачи сигнала, когда усилие, приложенное к кнопке, ролику или толкателю вызывает движение золотника или клапана.
При косвенном способе управления (иногда его еще называют непрямым или пилотным управлением) импульс от внешнего устройства поступает на специальный пилотный клапан, который расположен в управляющем разъеме распределителя, и который при помощи сжатого воздуха воздействует на золотник.
Способ передачи управляющего сигнала
Ручное управление позволяет оператору воздействовать на распределение потока сжатого воздуха напрямую, приложив собственную силу. В исходное положение устройства ручного управления могут возвращаться либо повторным воздействием (тумблер, рычаг, ключ в замке), либо при помощи пружины (кнопка, педаль).
Механическое управление позволяет передать движение любого внешнего механизма в качестве сигнала для смены положения золотника или клапана. К механическим средствам управления относятся толкатель, ролик и ломающийся рычаг. Данные устройства обычно возвращаются в исходное положение автоматически, при помощи пружины.
Пневматическое управление подразумевает поступление в управляющее отверстие распределителя сжатого воздуха, который воздействует либо непосредственно на золотник или связанный с ним поршень, либо запускает работу пилотного клапана. В нормальное положение золотник приводится либо при помощи механической пружины, либо подачей управляющего давления с противоположной стороны. В некоторых случаях используется совместный пружинный и пневматический возврат, что обеспечивает более стабильные характеристики и повышенную надежность переключения.
Электромагнитное управление позволяет преобразовывать электрический сигнал в движение специального металлического якоря, который толкает золотник или заслонку клапана. В некоторых случаях такие системы управления имеют возможность ручного дублирования сигнала.
Управление пневмораспределителями
Внутри пневмосистемы сжатый воздух передаётся следующим путём: на пневматический распределитель подаётся управляющий сигнал. Внизу можно увидеть основные способы и типы управления этим пневмораспределителем.
В любом пневмораспределителе имеются специальные управляющие отверстия. На них подаётся сигнал, благодаря которому заслонка изменяет своё положение. Эти разъёмы обозначают на схемах в виде двузначного цифрового кода. Данный код обозначает условный номер каналов (выходного и входного), которые соединяются с помощью разъёмов.
В качестве примера можно привести схему вверху. 12 – это разъём, на него подан сигнал для того, чтобы разъединить или, наоборот, соединить выходное отверстие (оно обозначено цифрой 2) и входное (цифра 1). 14 – разъём для входного и выходного отверстия под номером 4.
Бистабильные и моностабильные распределители.
Устройства с двумя рабочими позициями можно поделить на бистабильные и моностабильные. Они отличаются друг от друга способом возвращения клапана или золотника в исходное положение.
В моностабильных распределителях сигнал, который приводит их в движение, возникает лишь с одной стороны, обратно же происходит автоматический возврат с помощью пружины. Такого типа распределитель называют также устройством с односторонним управлением.
В двусторонних (т.е. бистабильных) распределителях, управляющий сигнал проходит с обоих сторон. Такие распределители находятся в последнем занятом положении до тех пор, пока пока не будет получен противоположный импульс. Благодаря возможности фиксации в любую позицию из двух допустимых, можно использовать этот аппарат для того, чтобы подавать сжатый воздух в пневмоцилиндр. При этом нужно учесть, что для поддержание рабочего положения возможно только благодаря силе трения. Из-за этого монтаж должен быть только в горизонтальном положении. Это правило, однако, не действует на модели, имеющие «металлическое уплотнение», их конечное положение фиксируют специальные упоры.
У трехпозиционных же распределителей управление двустороннее, но в случае, когда управляющий сигнал отсутствует с обеих сторон, они, с помощью пружин, занимают среднее положение.
Косвенное и прямое управление
Прямое управление – это способ передачи сигнала, когда благодаря усилию, которое приложено к ролику, толкателю или кнопке, происходит движение клапана или золотника.
В случае косвенного управления (он также имеет название пилотного или непрямого) происходит поступление импульса от внешнего устройства на специальный пилотный клапан. Этот клапан, который находится у распределителя в управляющем разъёме, воздействует на золотник благодаря сжатому воздуху.
Способы передачи управляющего сигнала
1. Ручное управление. Благодаря нему оператор, с помощью собственной силы, имеет возможность воздействия на то, чтобы напрямую распределять поток сжатого воздуха. Для того, чтобы устройство с ручным управлением вернулось в исходное положение, может использоваться пружина (педаль, кнопка) или повторное воздействие (рычаг, тумблер, ключ в замке).
2. Механическое управление. Движение у каждого внешнего механизма благодаря нему передаётся в качестве сигнала для того, чтобы сменить положение клапана или золотника. К данным средствам управления можно отнести ролик, ломающийся рычаг, толкатель. Обычно возвращение в исходное положение у этих устройств происходит автоматически с помощью пружины.
3. Пневматическое управление. В данном случае у распределителя, в его управляющее отверстие поступает сжатый воздух. Благодаря этому воздуху либо запускается работа пилотного клапана, либо происходит воздействие непосредственно поршень, связанный с ним, либо на золотник. Для того, чтобы привести золотник в нормальное положение, используется либо подача с противоположной стороны управляющего давления, либо помощь механической пружины. Иногда для обеспечивания повышенной надёжности переключения и стабильных характеристик, используют совместный пружинный и пневматический возврат.
4. Электромагнитное управление. С его помощью электрический сигнал преобразовывается в движение специального металлического якоря. Этот якорь толкает заслонку клапана или золотник. Иногда у таких систем управления есть возможность вручную дублировать сигнал.
Внизу вы можете увидеть, как на схемах обозначаются способы управления пневмораспределителями.
Классификация пневматических распределителей
Пневматические распределители применяются для управления потоком рабочей среды путем открытия одних и перекрытия других входных и выходных каналов.
Основными характеристиками пневматических распределителей являются:
Количество линий присоединения (отверстий). Присоединительных отверстий может быть от 2 до 5 без учета разъема для подачи управляющего сигнала. Исходя из предполагаемого применения, линии назначаются как «вход» — подача воздуха в пневмораспределитель, «выход» — перенаправление в пневматическую систему, и «выхлоп» — сброс в атмосферу.
Число возможных позиций переключения. Существуют двухпозиционные и трехпозиционные варианты распределителей. Трехпозиционный отличается тем, что в добавок к двум крайним положениям имеет среднее и предлагает три варианта соединения пневматических линий.
Нормальная позиция. Это положение, в котором располагается заслонка при отсутствии управляющего сигнала. По этому параметру распределители делят на моностабильные и бистабильные. Моностабильные в свою очередь подразделяют на нормально открытые, в которых при отсутствии сигнала канал остается свободным и нормально закрытые, перекрывающие в этом случае канал. Бистабильные распределители сохраняют текущее положение заслонки до поступления нового сигнала. Трехпозиционные распределители добавляют еще три варианта: закрытый центр, открытый центр, центр под давлением.
Маркировка пнематических распределителей в каталогах
Для указания количества линий и позиций переключения распространена маркировка дробью: 2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 5/3.
Нормальная позиция моностабильных распределителей обозначается «НО» — нормально открытый и «НЗ» — нормально закрытый.
Таким образом маркировка распределителя в каталоге может иметь следующий вид: «3/2 (НО)», что обозначает трехлинейный, двухпозиционный, нормально открытый распределитель.
| Диаметр поршня цилиндра, мм | Размер присоединительных отверстий | Условный проход, мм | Нормальный номинальный расход |
| до 12 | M3 | 1.5 | до 80 |
| 12-25 | M5 | 2.5 | до 200 |
| 25-50 | G1/8 | 3.5 | до 500 |
| 50-100 | G1/4 | 7 | до 1140 |
| 150-200 | G1/2 | 12 | до 3000 |
| 200-320 | G3/4, G1 | 18.7 | до 6000 |
Способы присоединения пневмораспределителей
Существуют два способа присоединения пневмораспределителей к системе:
При проектировке системы с распределителем нужно иметь ввиду, что диаметр присоединительных отверстий и проходное сечение конкретной модели не являются показателем пропускной способности. Точный расчет этого показателя производят с помощью формул, но для общей справки можно использовать таблицу:
Устройство пневмораспределителя
Основной конструктивной особенностью, отличающей все распределители друг от друга является применение клапанного управления или золотникового затвора.
Конструкция клапанного распределителя подразумевает перенаправление потока рабочей среды уравновешенным тарельчатым клапаном с эластичным уплотнением, движение которого происходит под прямым углом к прилегающей поверхности седла. Такая конструкция дает возможность установки одного и того же распределителя как в нормально закрытом, так и в нормально открытом положении.
В золотниковом распределителе управление потоком воздуха осуществляется цилиндрическим или плоским золотником. К такому типу можно отнести также крановые модели, в которых поток управляется металлическим диком с отверстиями посредством вращения.
Важной характеристикой является так же тип уплотнения:
Управление пневмораспределителями
Управление пневматическими распределителями может осуществляться несколькими способами:
В зависимости от задачи и условий эксплуатации, каждая базовая модель распределителя может оснащаться любым элементом управления.
Принцип работы пневмораспределителя
Пневмораспределитель – это клапан, который работает внутри пневматической системы (оперирует сжатым воздухом или газом).
СОДЕРЖАНИЕ:
Что такое пневмораспределитель?
Пневматическими системами называются системы, которые используют разницу в давлении газов для своей работы. Они содержат целый ряд разных механизмов в виде централизованной системы по которой распределяется сжатый газ.
Для управления потоками, а именно распределения и направления их движения, используются клапаны и распределители. Они выполняют направляющую и регулирующую функцию с помощью запорно-регулирующих элементов. Тем самым пневмораспределители являются посредником между источником (компрессором) и исполнительным механизмом (например, пневмоприводом).
Распределители приводятся в движение с помощью специальных сигналов. В качестве управляемых сигналов могут использоваться:
Электромагнитные пневмораспределители управляются с помощью катушек и соленоида. Ток с внешнего источника подается на катушки, а они в свою очередь, с помощью магнитных полей заставляют двигаться шток клапана.
Пневматические пневмораспределители управляются тем же сжатым воздухом. И при определенных условиях его поступление или отсутствие влияет на их работу.
Механические пневмораспределители приводятся в действие механическим усилием, например, с помощью рычага.
Также выпускаются устройства с комбинированным видом управления, когда в конструкции соединяются сразу несколько типов регулирования. В некоторых моделях управление можно осуществлять вручную, например, с помощью кнопки.
Типы пневмораспределителей
Основными характеристиками, по которым определяется тип распределителя, является число линий потоков и число позиций золотника. Именно эти цифры в первую очередь указываются в названии модели.
Первая цифра означает количество линий в устройстве, а вторая количество доступных положений золотника. Например, пневмораспределитель 3/2 означает что в конструкции имеются три линии и два возможных положения золотника, то есть это трехлинейный двухпозиционный распределитель.
Использование знака между цифрами не регламентировано и выбирается непосредственно исполнителем. Наиболее распространёнными моделями в пневматических системах являются клапаны со схемой 3/2 и 5/2.
Под количеством линий подразумевается количество присоединительных отверстий. Каждое из отверстий и их связки предназначено для определенных функций. Основным их предназначением являются впуск (линия питания), выпуск (линия потребителя) среды и выхлоп.
Количество позиций обозначает сколько возможных вариантов переключения позиции золотника имеется в аппарате.
Также по начальному положению золотника относительно линии выделяют два типа:
Нормально-закрытый клапан означает, что в начальном состоянии сечение закрыто. При подаче сигнала, клапан открывается, тем самым открывая сечение линии.
Также устройства могут отличаться по способу возврата в исходное положение после завершения действия.
Существуют следующие виды:
Моностабильные после прекращения сигнала возвращаются в исходную позицию. Это выполняется с помощью возвратной пружины.
Бистабильные распределители остаются в той же позиции, в которой прекратилась подача внешнего сигнала и в исходную позицию не возвращаются. Для возврата их в начальное положение нужно подать обратный сигнал.
Принцип работы и устройство
Основной задачей пневмораспределителя является изменение сечения в пневмопроводе, которое и позволяет регулировать поток. Как было сказано выше это действие выполняют ЗРЭ (запорно-регулирующие элементы).
Существует два вида изменения сечения: дискретный (открыто/закрыто) или же плавно-непрерывный (с регулируемыми параметрами). Такое назначение разделяет аппаратуру на два основных конструкционных типа:
Клапанные пневмораспределители предназначены для дискретного управления потоком. Такой тип регулирующего аппарата обеспечивает быстрое и герметичное закрытие между линиями. Он отлично подойдет для небольших систем с простыми задачами. Седло золотника движется вдоль линии потока. Однако устройство с клапанной конструкцией может иметь коммутацию только с 2-3 выходами.
Золотниковые пневмораспределители созданы для управления более сложными операциями по регулированию потока. Такую аппаратуру можно применять в сечениях с большим расходом и сложной схемой. Золотниковые распределители могут работать в системах с 4-5 линиями, а также в более простых схемах, благодаря своей универсальности. Золотник движется перпендикулярно оси потока.
Каждый из вариантов, в конкретном случае, будет иметь свою особенную конструкцию.
Подписывайтесь на наши обновления:
