רכיבי בקרה פנאומטיים ומעגלים בסיסיים

רכיבי בקרה פנאומטיים ומעגלים בסיסיים

במערכות פניאומטיות, רכיבי בקרה הם מרכיבים חיוניים לשליטה וויסות הלחץ, קצב הזרימה, כיוון הזרימה של האוויר הדחוס ושליחת אותות. על ידי השימוש בהם, ניתן ליצור מעגלים פניאומטיים שונים כדי להבטיח שרכיבי הפעלה פניאומטיים פועלים כרגיל כנדרש. ניתן לסווג רכיבי בקרה פנאומטיים לשלוש קטגוריות עיקריות בהתבסס על הפונקציות והיישומים שלהם: שסתומי בקרת לחץ, שסתומי בקרת זרימה ושסתומי בקרת כיוון. בנוסף, ישנם רכיבי לוגיקה פנאומטיים המשיגים פונקציות לוגיות שונות על ידי שינוי הכיוון והדלקה של זרימת האוויר.

① שסתום בקרת לחץ ומעגל בקרת לחץ

שסתומי בקרת לחץ משמשים בעיקר לשליטה בלחץ הגזים במערכת ועומדים בדרישות לחץ שונות. ניתן לסווג את שסתומי בקרת הלחץ לשלושה סוגים: הסוג הראשון הוא שסתום הפחתת הלחץ המשמש להפחתת וייצוב הלחץ; הסוג השני הוא שסתום הבטיחות המשמש להגבלת לחץ ומתן הגנה בטיחותית, כלומר שסתום ההפוגה. הסוג השלישי הוא שסתום רצף המבצע בקרות מסוימות המבוססות על לחצי קו גז שונים.

1. שסתום בטיחות

שסתום הבטיחות ממלא תפקיד בהגנה בטיחותית במערכת. כאשר לחץ המערכת עולה על הערך הנקוב, שסתום הבטיחות נפתח לשחרור חלק מהגז לאטמוספירה, מבטיח שלחץ המערכת לא יעלה על הערך המותר ובכך מונע תאונות הנגרמות כתוצאה מלחץ יתר במערכת. המבנה והסמל הגרפי של שסתום הבטיחות מוצגים באיור.

איור: מבנה וסמל גרפי של שסתום הבטיחות

2. שסתום הפחתת לחץ-

תפקידו של שסתום הפחתת הלחץ- הוא להפחית את הלחץ של מקור אספקת הגז ללחץ הנדרש על ידי המכשיר ולוודא שערך הלחץ נשאר יציב לאחר הפחתת הלחץ. הביצועים הבסיסיים של שסתום הפחתת לחץ כוללים את טווח ויסות הלחץ, מאפייני הלחץ ומאפייני הזרימה. מאפייני לחץ ומאפייני זרימה הם שתי תכונות חשובות של שסתום הפחתת לחץ- ומשמשים כבסיס מכריע לבחירתו ולשימוש בו. בעת בחירת שסתום הפחתת לחץ-, יש לקבוע את סוגו ודיוק ויסות הלחץ על סמך דרישות השימוש, ולאחר מכן יש לבחור את הקוטר שלו בהתאם לזרימת הפלט המקסימלית הנדרשת. המבנה של שסתום הפחתת הלחץ- מוצג באיור. לחץ מקור האוויר של השסתום צריך להיות גדול מלחץ הפלט המרבי ב-0.1MPa. שסתום הפחתת הלחץ-מותקן בדרך כלל אחרי מפריד המים ומסנן האוויר ולפני סיכה ערפל השמן, כפי שמוצג באיור. שימו לב לא להפוך את הכניסה והיציאה שלו. כאשר השסתום אינו בשימוש, יש לשחרר את הכפתור כדי למנוע עיוות תדיר של הסרעפת תחת לחץ, מה שעלול להשפיע על הביצועים שלה.

איור: מבנה שסתום הפחתת הלחץ-

איור: מיקום ההתקנה של שסתום הפחתת הלחץ-

3. מעגל בקרת לחץ

מעגל בקרת הלחץ הוא מעגל בסיסי ששומר על הלחץ בתוך המעגל בטווח מסוים או מאפשר למעגל להשיג לחצים ברמות שונות. הנפוצים כוללים מעגלי בקרת לחץ ראשוניים ומעגלי בקרת לחץ משניים.

מעגל בקרת לחץ ראשוני

מעגל בקרת הלחץ הראשוני משמש לשליטה בלחץ מיכל אחסון הגז כך שלא יעלה על ערך הלחץ שצוין. שסתומי הקלה בקרה חיצונית ומדדי לחץ מגע חשמליים משמשים לעתים קרובות לשליטה בהתחלה והעצירה של מדחסי אוויר, תוך שמירה על הלחץ במיכל אגירת האוויר בטווח שצוין. מאומצים מדי לחץ מגע חשמלי, שיש להם דרישות גבוהות למנוע ולבקרה. הם משמשים לעתים קרובות לשליטה על מדחסי אוויר קטנים, כפי שמוצג באיור.

איור: דיאגרמת מעגל בקרת לחץ ראשונית

2) מעגל בקרת לחץ משני

לולאת בקרת הלחץ המשנית שולטת בעיקר בלחץ מקור האוויר של המערכת הפנאומטית. בהילוכים פנאומטיים, מפריד המים ומסנן האוויר, שסתום הפחתת הלחץ ומסוך ערפל השמן מכונים לעתים קרובות ביחד כסטים פנאומטיים של שלושה- חלקים. כפי שמוצג באיור, זהו מעגל בקרת לחץ משני המורכב ממערכות פנאומטיות של שלושה- חלקים.

איור: מעגל בקרת לחץ משני

② שסתום בקרת זרימה ומעגל בקרת מהירות

כדי להבטיח את פעולתו חלקה ואמינה של הצילינדר, יש לשלוט במהירות התנועה של הצילינדר. שיטה נפוצה היא להשתמש בשסתום בקרת זרימה כדי להשיג זאת. שסתום בקרת הזרימה שולט על מהירות התנועה של המפעיל הפנאומטי על ידי ויסות קצב זרימת הגז, והשליטה על זרימת הגז מושגת על ידי שינוי אזור הזרימה של שסתום בקרת הזרימה. שסתומי בקרת זרימה נפוצים כוללים שסתומי מצערת, שסתומי מצערת- חד כיוונים, שסתומי מצערת פליטה וכו'.

שסתום מצערת- חד כיווני

שסתום המצערת- החד-כיווני הוא שסתום בקרה משולב המורכב משסתום- חד-כיווני ושסתום מצערת במקביל. המבנה והסמל הגרפי שלו מוצגים באיור. כאשר זרימת האוויר זורמת מיציאה P ליציאה A, היא מונעת דרך שסתום המצערת. בעת זרימה מ-A ל-P, שסתום הסימון נפתח ללא מצערת. שסתומי מצערת חד-כיווני- משמשים לעתים קרובות במעגלי ויסות מהירות והשהייה של צילינדרים.

איור: מבנה וסמל גרפי של שסתום המצערת החד-כיווני-

2. לולאת בקרת מהירות

לצילינדרים כפולים- יש שתי שיטות כוונון: מצערת היניקה ומצערת הפליטה. האיור מציג את מעגל התאמת מצערת היניקה. בזמן החנקת היניקה, כאשר כיוון העומס מנוגד לכיוון הבוכנה, תנועת הבוכנה מועדת לתופעה לא מאוזנת, כלומר, תופעת זחילה. כאשר כיוון העומס תואם לכיוון הבוכנה, העומס נוטה להתייבש, מה שגורם לצילינדר לאבד שליטה. לכן, מעגל התאמת מצערת היניקה משמש בעיקר עבור צילינדרים המותקנים אנכית. עבור צילינדרים המותקנים אופקית, מעגל הכוונון מאמץ בדרך כלל את מעגל התאמת מצערת הפליטה, כפי שמוצג באיור. כפי שמוצג באיור, זהו דיאגרמת מעגל בקרת המהירות המורכבת משסתומי מצערת. כאשר אוויר דחוס מוכנס מקצה A ונפלט מקצה B, שסתום הסימון של שסתום המצערת החד-כיווני A נפתח כדי לנפח במהירות את החלל חסר המוטות של הצילינדר. מכיוון שהשסתום החד-כיווני של שסתום המצערת החד-כיווני B סגור, ניתן לפרוק את הגז בחלל המוט רק דרך שסתום המצערת. על ידי התאמת דרגת הפתיחה של שסתום המצערת B, ניתן לשנות את מהירות התנועה כאשר הצילינדר מתרחב. לעומת זאת, התאמת דרגת הפתיחה של שסתום מצערת A יכולה לשנות את מהירות התנועה של הצילינדר כאשר הוא נסוג. שיטת בקרה זו מבטיחה את הפעולה היציבה של הבוכנה והיא הנפוצה ביותר בשימוש.

איור: מעגל כוונון חד-כיווני עבור צילינדר דו-פעמי-

איור: מעגל בקרת מהירות המורכב משסתומי מצערת איור

③ שסתום בקרה כיווני אלקטרומגנטי ומעגל בקרה פנאומטי

1. שסתום בקרת כיוון

שסתום בקרת הכיוון משמש לשליטה בכיוון הזרימה של אוויר דחוס והפסקת זרימת האוויר. ניתן לסווג שסתומי בקרת כיוונים פניאומטיים לסוגים שונים בהתבסס על המבנה של ליבת השסתום, כגון סוג שסתום שסתום, סוג גלובוס, סוג משטח שטוח, סוג תקע וסוג דיאפרגמה, ביניהם סוג הגלובוס וסוג שסתום ההחלקה נמצאים בשימוש נרחב יותר. על פי שיטות בקרה שונות, ניתן לסווג אותם לסוג בקרה אלקטרומגנטית, סוג בקרה פנאומטית, סוג בקרה מכנית, סוג בקרה ידנית וסוג בקרת זמן וכו'. לפי המאפיינים הפונקציונליים שלהם, ניתן לסווג אותם לסוג החד-כיווני ולסוג ההיפוך. בהתאם למספר היציאות ומספר עמדות העבודה של ליבת השסתום, ניתן לסווג אותו לסוגים שונים כגון דו-מצב דו-, שני-מצב שלוש-ושלושה-מצב חמש-, כפי שמוצג בטבלה.

טבלה: יציאות ותנוחות עבודה של שסתומי בקרת כיוון

2. שסתום בקרה כיוונית אלקטרומגנטית

שסתום הבקרה הכיווני האלקטרומגנטי משתמש בכוח היניקה של אלקטרומגנט כדי לדחוף את ליבת השסתום כדי לשנות את מיקום העבודה של השסתום, ובכך לשלוט בכיוון הזרימה של זרימת האוויר. מכיוון שניתן לשלוט בו על ידי אותות הנשלחים באמצעות מתגי לחצן-, מתגי גבול, מתגי קירבה וכו', קל להשיג שליטה משולבת אלקטרו-פניאומטית וניתן להפעיל אותו מרחוק, עם מגוון רחב של יישומים. הסיווג הנפוץ ביותר של שסתומי סולנואיד מבוסס על מספר היציאות ומצב העבודה של ליבת השסתום, כולל שני-מצב דו-, שני-מצב שלוש-, שלוש-מצב חמש-ועוד רבים אחרים. לפי מספר הסלילים המונעים על ידי האלקטרומגנט, שסתומי סולנואיד מסווגים לסוגים-מבוקרים בודדים וכפולים-מבוקרים. אלקטרומגנטים של שסתומים מסווגים לשלושה סוגים בהתאם למקורות הכוח השונים בהם נעשה שימוש: סוג AC, סוג DC וסוג מקומי. סוג זה הוא סוג מיישר AC מקומי. האלקטרומגנט הזה עצמו מצויד במיישר חצי-גל, שיכול להשתמש ישירות ב-AC תוך שהוא בעל המבנה והמאפיינים של אלקטרומגנט DC. בעת השימוש, יש לבחור את שסתום הבקרה הכיווני האלקטרומגנטי המתאים בהתאם לדרישות הבקרה.

האיור מציג דיאגרמה סכמטית של עקרון העבודה של שסתום בקרה כיווני אלקטרומגנטי אלקטרומגנטי-שפועל ישירות בשליטה דו-תלת כיוונית.

איור: תרשים עקרונות העבודה של שסתום הבקרה הכיווני האלקטרומגנטי הפועל ישירות-

עקרון עבודה: כאשר האלקטרומגנט מופעל, ליבת השסתום נדחפת לקצה העליון על ידי הקפיץ, מחברת את 7 ו-A. כאשר האלקטרומגנט מופעל, ליבת הברזל דוחפת את ליבת השסתום לקצה התחתון דרך מוט הדחיפה, ומחברת את P ו-A.

האיור מציג את דיאגרמת עקרונות העבודה של שסתום בקרה אלקטרומגנטי אלקטרומגנטי אלקטרומגנטי-שפועל באופן ישיר, נשלט חשמלית כפולה. האיור מציג את דיאגרמת עקרונות העבודה של שסתום בקרת הכיוון הכפול- המופעל על ידי טייס.

איור: תרשים עקרונות עבודה של שסתום סולנואיד סולנואיד-ישיר-פועל כפול בשליטה חשמלית דו-מצב חמש-

איור: תרשים עקרונות עבודה של שסתום בקרה כיווני כפול-מופעל באמצעות טייס

למעלה מופיע רכיבי הבקרה הפנאומטיים ותוכן המעגלים הבסיסיים. למידע נוסף בנושא, בקרhttps://www.joosungauto.com/.