在气动世界中,阀门是控制自动化系统中电流的继电器。而不是将电力分配给电动机,驱动器和其他装置,气动阀将空气分配到圆柱体,致动器和喷嘴。

阀门激活

气动阀,也称为方向控制阀,以各种方式激活,包括手动,电磁操作和空气 - 驾驶(图1)。在最简单的形式中,双向和三通阀通常可以打开(否)或常闭(NC) - 在没有电力的情况下引用其正常状态的术语。另一个非常常见的阀门是一个四通阀,其在两个出口之间切换供应和排气。

手动激活阀通常通过脚踏板,切换执行器,手柄,旋钮或按钮关闭,打开和关闭。操作员控制阀门和弹簧的激活位置,或者操作员将阀门返回到其原位位置。

电磁阀使用电线圈来控制提升阀,柱塞或阀芯的位置,以打开或关闭阀门。典型的电磁控制电压为12 VDC,24 Vac / DC,120 VAC或240 VAC。

空气导向阀门由外部空气源(如遥控位置)的外部空气源(如螺线管操作阀)操作。阀门也可以内部空气导向,从而能够使用较小的集成电源螺线管,以提供空气导频信号以控制较大的阀芯。

气动阀门类型

具有气动阀门,配置或阀门类型表示如何连接到装置并通过阀门切换。这种配置对阀门控制和理解的设备具有很大的影响,这对于针对应用程序指定适当的阀门是至关重要的。

阀门配置符号必须解释。阀门的气动符号具有三个部分:致动(阀门是如何致动的),位置(位置和端口的数量),以及流量(空气如何流过设备)。致动方法位于符号的左侧和右侧,并且可以被认为是向左或向右推框。框的数量表示位置的数量 - 通常是两个或三个。每个位置的供应空气或排气流量由每个盒子中的信息定义。

图2. A:2路,2个位置,常闭,直接直接电磁阀,弹簧返回。B:3路,2个位置,常闭,直接直接电磁阀,弹簧返回。C:4路,2个位置,旋转手动阀门。D:4路(5端口),2个位置,带弹簧返回的先导电磁阀。E:4路(5端口),3位闭合中心,双先导电磁阀,弹簧定心。F:2路介质分离阀。G:3路可堆叠提升式阀门。H:车身3端口(3路)阀芯阀。我:身体部位5端口(4路)。

每个阀门位置具有一个或多个流动路径,每个盒子中的箭头表示空气和排气的流量。每个路径触摸框的点被称为端口。要确定端口的数量,必须计算一个符号的单个框。还可以阻止流路,由“T”符号表示。

阀门端口和位置类型

端口和位置的数量定义了阀门设计的工作类型,因此选择这些选项是一个关键的设计决策。2端口或双向2位阀门有一个入口和一个出口。这种类型的阀门打开或关闭,除非是其唯一的功能,否则无法排出空气压力。

用于进出阀门或从阀门的空气的不同途径的数量被称为“方式”,而不同的可用状态被称为“位置”。工业应用中常用的阀门是2-,3-或4路配置;2-和3路阀有2个位置,而4路阀可以是2或3位。

常见的气动阀类型是:

  • 2端口(双向),2位

  • 3端口(3路),2位

  • 5端口(4路),2位

  • 5端口(4路),3位

通过添加第三端口,3端口或3路,2位阀可以供电和排气压力。三个港口是空气,空气出来和排气。虽然耗尽的压力对于汽缸运动很重要,但这种类型的阀门在单作用汽缸等应用中仅适用于弹簧返回或在加工过程中吹芯片的空气喷射应用中的单起汽缸。

添加两个端口将阀门转换为5端口(4路),2个位置阀。5端口阀门技术上是4路阀,因为有两个端口才能排气。这主要是为了简化阀结构。这是最流行的方向控制阀,因为它可以延伸和缩回双作用缸,提供广泛的控制能力。这种类型的阀包括入口,两个出口和两个排气口。在一个2位置配置中,一个输出从入口流过空气,另一个输出流向排气口。阀门切换时,两个输出处于相反的模式。这是延伸和缩回双作用气动致动器的最常见方式,在排出另一个时加压圆柱体的一侧。

记住,2位,单电磁阀有一个弹簧复位。因此,在通电阀门的情况下,如果与之相连的双作用气缸正在伸长,那么在断电(比如紧急停机时)时,气缸将缩回,但空气仍保持打开状态。如果紧急停机也按照建议在系统中释放空气压力,一旦压力恢复,钢瓶将缩回,除非阀门重新通电。

如果2位,双电磁阀具有制动特征,则阀门阀芯保持在紧急停止瞬间的位置。如果压制紧急停止时气缸处于中风,当空气重新渗出时,阀门将命令气缸继续动作到原始通电位置,即使在阀上的两个螺线管断电也是如此。由于保持的阀门位置,这种运动会导致问题;例如,紧急停止后的意外圆柱运动可能会损坏工具,应在设计期间检查。

3位气动阀门

5端口或4路,3座阀门提供中心位置,当阀门螺线管都没有启动时,可以指定为排气或阻挡压力。这些阀通常用于在中风中停止气缸的要求。它们也被用来英寸或慢动缸或者当空气在紧急停止期间必须排气时,在空气中没有允许汽缸运动,直到按下复位按钮或开始按钮。

使用这些阀门时需要小心,因为有额外的控制复杂性。中心块3位置阀可以捕获空气并在紧急停止条件下引起意外运动,特别是如果工具被卡住。为了处理这种情况,应在按下紧急停止时删除所有能量 - 包括捕获的空气。空气也可以泄漏,导致气缸漂移或下降。

3位中心排气阀将在紧急停止条件下或螺线管都断电时将所有压力转移到圆柱体。在启动期间,将没有空气可以控制气缸的气流,在第一机器循环期间导致非常快速和可能损坏的汽缸速度。为了防止这种情况,必须在启动时向气缸的两侧充电。

阀门形状因子

阀门的形状因子通常由其使用驱动。这包括内部配置和外部设计。常见的内部配置包括提升阀,隔膜和线轴。提升阀通常是直接的螺线管操作,类似于单向的闸阀2位阀门。从先导端口进入的先导活塞移动阀杆,打开阀门。隔膜阀与提升阀类似,但通过使用隔膜将操作员电磁铁与阀门和工作流体物理隔离。直接或先导式阀芯阀门通常用于4路,2级和3位身体移植阀。这些阀芯阀门是具有密封件的活塞,当沿着孔,打开或关闭端口移动时,根据位置。它们提供了一种简化的方式来改变流动路径,易于启动,并且不受压力的影响。

许多阀门的外形尺寸使它们堆叠,允许更多阀门适合较小的区域。一些阀门比其他阀门更容易安装,单独安装,并且可以指定一些单独或作为歧管的一部分安装。设计人员可能希望考虑具有高气动阀门的应用中的紧凑,模块化,歧管阀门。

连接阀门

阀门有三种主要电气连接方法:硬连线,模块化有线或数字通信。许多阀门都有一个内置的连接器,带有可拆卸的飞行引线或DIN型接线连接器。

模块化布线通常与歧管安装的阀门配置一起使用。该布线通常由嵌入歧管底座中的D-Sub连接器组成。这为大型气动系统提供了一种有效和清洁的集成选项。

以太网/ IP和其他数字通信协议正在成为用单个电缆替换单个离散导线的流行方式。当小空间中的大量阀门需要激活时,这特别有效。这也可以通过使用单个通信端口而不是多个输出模块来降低系统的控制器侧的成本。

各种螺纹端口或推连接配件也可用于将气动管连接到阀门。一个5端口(4路),2个位置阀门类型通常是气动方向控制应用的最佳选择。在电气连接上添加手动操作员功能和指示灯使维护更容易,因此应考虑这些选项。

图3. 4路阀通常用于控制双作用缸。

图2F是双向,介质分离的隔膜式阀,用于气体或流体,其中阀的金属加工部件不会与工作流体接触。无论是一个提升阀,隔膜或阀芯阀,阀符号都相同。

三通,可叠放,提升款方向控制电磁阀(图2g)提供2个位置,常闭,弹簧返回操作。该设计允许该阀门是独立的或堆叠的多个阀门共用常见的空气供应。无论是一个提升阀,隔膜或阀芯阀,阀符号都相同。

身体封口的3部分(3路)阀芯阀(图2H)是无端点的,这意味着电磁阀移动线轴。单电磁阀提供2个位置,常闭,弹簧返回操作,双电磁型型号提供2位,通电打开/激励闭合操作。

车身5端口(4路)阀芯阀(图2i)具有单螺线管,弹簧返回或双螺线管,2位操作。此外,双电磁阀具有3位中心关闭或中心排气操作。它们可用于各个阀门应用,或者可以在歧管上组装多个阀门,简化管道连接。

紧凑的模块化阀提供柔性溶液,允许根据需要使用3路/ 2位(2个阀芯阀),5路/ 2位和可提供的5路/ 3位阀门混合阀门尺寸。每个阀门的单螺线管弹簧返回或双螺线管,每个歧管组件的最多16个阀门(16个螺线管最大)。

本文是由自动化指导,卡明,GA贡献。有关更多信息,请访问这里


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本文首先出现在2月,2020年问题运动设计杂志。

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