Воздушные электромагнитные клапаны: руководство по выбору, установке и обслуживанию пневматических систем

Упаковочная линия останавливается в два часа ночи, потому что зажим для мешков не освобождается. Команда технического обслуживания заменяет латунный воздушный соленоид, линия перезапускается, и шесть недель спустя тот же клапан снова выходит из строя. Ничего из замены не было дефектным. Клапан был просто первым компонентом, который пожаловался на системную проблему, которую так и не удалось устранить.

Эту закономерность стоит указать перед любой таблицей технических характеристик: когда воздушный соленоид неоднократно выходит из строя, клапан обычно является виновником, а не причиной. Большая часть этого обусловлена ​​тремя условиями: сжатый воздух, несущий воду, масло или трубную окалину; катушки работают за пределами номинального напряжения или рабочего цикла; и клапаны выбираются по резьбе порта, а не по расходу, перепаду давления и среде.

В разделах ниже описано, как эти клапаны работают внутри пневматического контура, какие числа фактически определяют производительность, как материалы корпуса и уплотнений должны соответствовать жидкости, а также где находятся практические точки отказа.

Как работает воздушный электромагнитный клапан внутри цепи

Электромагнитный клапан преобразует электрический сигнал в изменение потока. Катушка, находящаяся под напряжением 24 В постоянного тока или 220 В переменного тока, создает магнитное поле; поле притягивает плунжер к пружине; поршень открывает или закрывает небольшое пилотное отверстие; дисбаланс давления, создаваемый на диафрагме или поршне, затем перемещает основное уплотнение.

Большую часть работы выполняют два дизайнерских семейства. Клапаны прямого действия перемещают основное уплотнение вместе с самим плунжером, поэтому они работают при нулевом давлении и подходят для небольших отверстий и работы с низким расходом. Клапаны с пилотным управлением используют линейное давление для создания силы открытия, что обеспечивает большие потоки при умеренной мощности змеевика, но только при наличии минимального перепада давления, обычно от 0,3 до 0,5 бар. Клапан с пилотным управлением, который отлично работает на испытательном стенде с заряженным ресивером, может отказаться открываться на машине, которая запускается всухую.

Функция схемы соответствует количеству портов. Клапан 2/2 имеет два порта и просто открывает или перекрывает линию. Клапан 3/2 добавляет выпускное отверстие, поэтому он может приводить в движение цилиндр одностороннего действия. В любом типе нормально закрытый (НЗ) блокирует поток до тех пор, пока на катушку не будет подано питание; нормально открытый (НЕТ) делает обратное.

Цифры, которые решают, работает ли клапан

Резьба порта – самый слабый критерий выбора. Два клапана с одинаковым отверстием диаметром полдюйма могут отличаться по пропускной способности в два раза, поскольку пропускная способность определяется отверстием и внутренним каналом, а не резьбой, врезанной в корпус.

Реальную работу выполняют четыре параметра:

• Коэффициент расхода (Cv или Kv). Размер по расходу, который вам нужен при вашем рабочем давлении. Клапаны меньшего размера истощают цилиндр и замедляют ход; клапаны слишком большого размера тратят сжатый воздух и могут захлопнуть приводы.
• Диапазон давления и минимальный перепад. В даташитах указаны оба. Дифференциальную цифру игнорируют, а затем обвиняют в ней клапан.
• Время ответа. Клапаны прямого действия переключаются быстрее всего, пилотные располагаются посередине, а импульсные клапаны на пылесборниках заведомо медленнее.
• Номинал катушки и рабочий цикл. Катушка со 100% ED может оставаться под напряжением неопределенное время; прерывистая катушка не может. Допуск по напряжению не менее важен: катушка постоянного тока 24 В, питаемая от источника питания, падающего до 19 В, теряет большую часть своей удерживающей силы, а частично удерживаемый плунжер постоянно потребляет пусковой ток.

Взаимосвязь между перепадом давления и расходом — еще одна цифра, которую стоит понять. Как только давление на выходе падает примерно ниже половины давления на входе, воздух в отверстии достигает звуковой скорости, и поток перестает расти — эффект, известный как дросселированный поток. Увеличение давления сверх этой точки ничего не улучшает, а только нагружает компрессор.

В источниках переменного тока пусковой ток может в пять-десять раз превышать ток удержания, поэтому номиналы контактов и качество разъемов должны быть указаны в спецификации, а не в колонке второстепенных вопросов.

Подбор материала корпуса и уплотняющего состава в соответствии со средой

Воздух — не единственная жидкость, которую видит воздушный соленоид. Одно и то же семейство клапанов 2/2 обычно используется со сжатым воздухом, холодной и горячей водой, легким мазутом и инертным газом, и материал корпуса решает, что может выдержать клапан.

Герметик – это вторая половина решения. Нитрил (NBR) покрывает воздух, воду и нейтральные среды при температуре примерно до 80 градусов Цельсия. EPDM подходит для работы с горячей водой и паром. FKM работает с маслами, топливом и более высокими температурами, а ПТФЭ является запасным вариантом там, где доминирует химическая стойкость. Уплотнение, набухшее в неправильной среде, забивает пилотное отверстие, что является одной из наиболее частых причин, по которой клапан просто перестает работать.

Латунный водяной электромагнитный клапан серии 2W для линий с высоким содержанием примесей 2/2-ходовой латунный водяной клапан прямого действия с высокой устойчивостью к примесям, запуском при нулевом перепаде давления, корпусом с большим расходом и защитой от засорения, а также конфигурируемыми уплотнениями для различных сред. Посмотреть продукт →

Качество воздуха и рабочая среда

Воздушный соленоид — это прецизионный механизм, расположенный в конце распределительной системы. Унос воды, компрессорное масло, ржавчина и накипь в трубах скапливаются на плунжере и поверхности уплотнения, и в возникающих неисправностях почти всегда виноват клапан.

ISO 8573-1 определяет чистоту сжатого воздуха по содержанию частиц, воды и масла, и спецификации оборудования все чаще ссылаются на него. На практике большинство установок охватывают три правила:

1. Высушите воздух, прежде чем он достигнет клапана. Охлаждающая сушилка в сочетании с правильно осушенным ресивером удаляет больше воды, чем может компенсировать любой фильтр, расположенный ниже по потоку.
2. Фильтруйте в месте использования. Элемент размером 5 микрон с автоматическим сливом справляется с большей частью загрязнений; добавьте стадию коалесценции, на которой присутствует масляный аэрозоль, и помните, что насыщенный элемент хуже, чем отсутствие фильтра, поскольку он высвобождает то, что собрал.
3. Регулировка вблизи клапана. Длинные трубопроводы меньшего размера падают под давлением, и клапан с пилотным управлением, которому необходим перепад в 0,3 бар, может выйти из строя во время пиковой нагрузки цилиндра.

Комбинированный блок смазки, регулятора фильтра серии AEC Компактный блок FRL, сочетающий фильтрацию, регулирование давления и смазку для систем сжатого воздуха, с фильтрацией 40 мкм, дополнительными более тонкими элементами и диапазоном 0–1,0 МПа. Посмотреть продукт →

Окружающая среда за пределами катушки также имеет значение. Для промывных отсеков, наружного орошения и пылесборников требуются корпуса со степенью защиты IP65 и разъемы DIN с соответствующей прокладкой; стандартная открытая катушка не выдержит долгое время промывки из шланга. Если клапан установлен на движущейся каретке или на мокром полу, водонепроницаемая конструкция обходится дешевле, чем предотвращаемая ею остановка.

Погружной латунный электромагнитный клапан для водяных колонн музыкального фонтана 2/2-ходовой латунный электромагнитный клапан, предназначенный для погружных водяных колонн музыкального фонтана, с герметичной водонепроницаемой катушкой, защитой IP6X и быстрым откликом на переключение. Посмотреть продукт →

Практический контрольный список выбора

1. Сначала определите среду, ее температурный диапазон и ее чистоту. Воздух, вода, дизельное топливо и инертный газ обусловливают необходимость выбора различных корпусов и уплотнений.
2. Преобразуйте требуемый расход в Cv или Kv при вашем рабочем давлении, а затем выберите клапан с запасом. Не выбирайте размер по трубной резьбе.
3. Подтвердите принцип срабатывания при наличии давления при запуске, а не только в установившемся режиме.
4. Проверьте электрическую часть: напряжение переменного или постоянного тока, пусковой ток, рабочий цикл и стандарт разъема.
5. Подберите уплотнительный состав в соответствии со средой и температурой, а затем сверьте его с таблицей химической совместимости поставщика.
6. Подтвердите номинал корпуса и температуру окружающей среды для установки, а также запланируйте интервалы технического обслуживания фильтров и сливов.

Если вы хотите, чтобы арифметика определения размеров и конфигурации портов были рассмотрены более подробно, это руководство по выбор подходящего 2/2-ходового электромагнитного клапана дополняет контрольный список практическими примерами.

Где эти клапаны на самом деле выходят из строя

Неисправности на местах группируются в небольшое количество шаблонов. Работа в обратном направлении от симптома обычно выявляет реальную проблему быстрее, чем замена деталей.

Рекомендации по покупке

Согласованность между единицами имеет большее значение, чем какая-либо отдельная спецификация. Производственной линии, на которой работает пятьдесят одинаковых клапанов, необходимо пятьдесят клапанов, которые переключаются за одни и те же несколько миллисекунд, выдерживают одинаковое давление на седло и используют один и тот же комплект запасных уплотнений. Ningbo SENYA Pneumatic Technology производит пневматические клапаны, цилиндры, устройства очистки воздуха и вставные фитинги с 1994 года, экспортирует продукцию в более чем 30 стран и имеет собственный завод прецизионной механической обработки, на котором определяется соответствие качества от партии к партии. Подробнее о производственной базе компании и испытательном оборудовании можно узнать в разделе история компании .

Часто задаваемые вопросы о воздушных электромагнитных клапанах