I. Ang Pangunahing Tungkulin ngMga Solenoid Valve
Ang solenoid valve, bilang isang mahalagang bahagi para sa electro-pneumatic conversion, ay sumasandal sa responsibilidad ng mahusay na pag-convert ng mga electrical signal sa pneumatic signal. Pagkatapos matanggap ang control instruction, ang solenoid valve ay maaaring tumpak na maglabas, huminto O baguhin ang direksyon ng daloy ng compressed air, at sa gayon ay makakamit ang maraming function, kabilang ang kontrol ng direksyon ng pagkilos ng bahagi ng pneumatic actuator, ON/OFF switch quantity control, AT O/HINDI/AT kontrol ng lohika. Kabilang sa iba't ibang uri ng solenoid valve, ang electromagnetic control directional control valve ay mayroong pangunahing posisyon at gumaganap ng mahalagang papel.
Ii. Prinsipyo ng Paggawa ng Electromagnetic Control Directional Control Valve
Sa mga pneumatic system, ang electromagnetic control directional control valve ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ito ay responsable para sa pagkontrol sa pagbubukas at pagsasara ng channel ng daloy ng hangin o pagbabago ng direksyon ng daloy ng naka-compress na hangin. Ang pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay umaasa sa electromagnetic force na nabuo ng electromagnetic coil. Ang puwersang ito ay magtutulak sa valve core upang lumipat, at sa gayon ay makakamit ang layunin ng pag-reverse ng airflow. Ayon sa iba't ibang paraan kung saan itinutulak ng bahagi ng electromagnetic control ang directional control valve, ang mga electromagnetic control directional control valve ay maaaring nahahati sa dalawang uri: direct-acting at pilot-operated. Direktang-kumikilos na solenoid valve ang direktang gumagamit ng electromagnetic force upang himukin ang valve core sa reverse direction, habang ang pilot-operated directional control valves ay umaasa sa pilot air pressure na nabuo ng electromagnetic pilot valve upang himukin ang valve core upang makamit ang reversing.
Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang simpleng cross-sectional view ng isang 3/2 (tatlong-dalawang-dalawang-posisyon) direktang-kumikilos na solenoid valve (normally open type) at ang prinsipyo ng paggana nito. Kapag ang coil ay pinalakas, ang static na iron core ay bubuo ng electromagnetic force, at ang puwersang ito ay magtutulak sa valve core upang umakyat pataas. Habang tumataas ang core ng balbula, ang gasket ay itinataas, kaya kumokonekta sa mga port 1 at 2 habang dinidiskonekta ang mga port 2 at 3. Sa puntong ito, ang balbula ay nasa estado ng paggamit at maaaring makontrol ang paggalaw ng silindro. Kapag naputol ang kuryente, aasa ang valve core sa puwersa ng pagpapanumbalik ng spring upang bumalik sa orihinal nitong estado, iyon ay, ang mga port 1 at 2 ay hindi nakakonekta habang ang mga port 2 at 3 ay konektado. Sa ganitong paraan, ang balbula ay nasa estado ng tambutso.
Ang Figure 2 ay nagpapakita ng isang simpleng cross-sectional view ng 5/2 (five-way two-position) direct-acting solenoid valve (normally open type) at ang prinsipyong gumagana nito. Sa paunang estado, ang air intake ay nangyayari sa pamamagitan ng mga port 1 at 2, habang ang tambutso ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga port 4 at 5. Kapag ang coil ay pinalakas, ang static na iron core ay bumubuo ng electromagnetic force. Ang puwersang ito ang magtutulak sa pilot valve upang gumana, at pagkatapos ay ang compressed air ay papasok sa pilot piston ng valve sa pamamagitan ng daanan ng hangin, na nagiging sanhi ng pagsisimula ng piston. Sa gitna ng piston, binubuksan ng sealing circular surface ang channel. Sa oras na ito, pumapasok ang hangin mula sa mga port 1 at 4, habang ang hangin ay pinalalabas mula sa mga port 2 at 3. Kapag naputol na ang kuryente, aasa ang pilot valve sa puwersa ng pagpapanumbalik ng spring upang bumalik sa orihinal nitong estado.
Susunod, pag-usapan natin ang pag-andar ng solenoid valve. Ang function ng electromagnetic valve ay kinakatawan ng dalawang numero: M at N, na tinatawag na M-path N-position electromagnetic valve. Kabilang sa mga ito, ang "N posisyon" ay kumakatawan sa paglipat ng posisyon ng directional control valve, iyon ay, ang estado ng balbula. Ang bilang ng mga posisyon ng balbula ay ang halaga ng N. Halimbawa, ang dalawang-balbula ng posisyon ay may dalawang opsyon sa posisyon, ibig sabihin, mayroon itong dalawang estado. Ang tatlong-position valve ay may tatlong opsyon sa posisyon, ibig sabihin, mayroong tatlong magkakaibang estado. Ang "M path" ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga panlabas na interface ng balbula, kabilang ang air inlet, air outlet at exhaust port. Ang bilang ng mga landas ay ang halaga ng M.
Kunin ang balbula sa Figure 1 bilang isang halimbawa. Ito ay isang 3/2 direct-acting solenoid valve, ibig sabihin, ang balbula ay may dalawang posisyon, katulad ng "on" at "off" na estado. Kasabay nito, mayroon itong tatlong air port: 1 ang air inlet, 2 ang air outlet, at 3 ang exhaust port.
Pagsusuri ng solenoid valve airway
Sa kaliwang dulo ng gas path diagram, ang simbolo sa dulong kaliwa ay karaniwang kumakatawan sa ilalim na spring. Ang gitnang bahagi ay ang valve body, na naglalaman ng pangunahing impormasyon para sa pagtukoy ng uri ng solenoid valve. Halimbawa, ang dalawang kahon sa figure ay nagpapahiwatig na ito ay A two-position solenoid valve, habang ang A/B/R/P/S ay kumakatawan sa mga hole position ng valve body, iyon ay, ang five-way valve. Samakatuwid, ang solenoid valve na ito ay isang two-position five-way solenoid valve. Katulad nito, matutukoy natin ang bilang ng mga bits at ang bilang ng mga pass ng solenoid valve sa pamamagitan ng bilang ng mga butas at bilang ng mga kahon.
Bilang karagdagan, ipinapakita rin ng gas path diagram ang mga ruta ng pagpapatakbo ng gas path kapag naka-off ang kuryente at kapag naka-on ang kuryente. Kapag naputol ang kuryente, ang daanan ng hangin ay pumapasok sa butas P, kumikilos sa actuator sa pamamagitan ng butas A, pagkatapos ay dumadaan sa butas B, at sa wakas ay pinalabas mula sa Hole S, habang ang Hole R ay nananatiling sarado. Kapag naka-on, ang daanan ng hangin ay pumapasok din mula sa butas P, ngunit sa oras na ito, ang hangin ay pinalabas mula sa butas B, na kumikilos sa actuator at dumadaan sa butas A, at sa wakas ay pinalalabas mula sa butas R, habang ang Hole S ay sarado.
Ang kanang bahagi ng Figure 3 ay karaniwang kumakatawan sa mga coils o pilot na maliliit na balbula, na may mahalagang papel sa pagpapatakbo ng mga solenoid valve. Sa pamamagitan ng pagbibigay-kahulugan sa mga diagram ng daanan ng hangin na ito, makakakuha tayo ng mas malalim na pag-unawa sa prinsipyo ng pagtatrabaho ng solenoid valve at ang pagpapatakbo ng daanan ng hangin sa ilalim ng iba't ibang kondisyon.
Ipinapakita ng Figure 4 ang electrical schematic diagram ng pneumatic solenoid valve. Ang electrical schematic diagram ay ang susi sa pag-unawa sa prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang electromagnetic valve. Malinaw na inilalarawan nito ang coil, mga contact, at ang koneksyon ng relasyon sa iba pang mga electrical component. Sa pamamagitan ng pagmamasid sa electrical schematic diagram, maaari tayong magkaroon ng mas malalim na pag-unawa sa mga pagbabagong elektrikal ng solenoid valve kapag ito ay naka-on at naka-off, at sa gayon ay mas mahusay na maunawaan ang mga katangian nito sa pagtatrabaho.
Iv. Pagpili ng Single-Control Solenoid Valves at Double-Control Solenoid Valves
Ang nag-iisang electrically controlled solenoid valve, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ay nilagyan lamang ng isang coil. Kapag naka-on, magbabago ito at papasok sa ibang estado. Kapag naputol ang kuryente, awtomatiko itong babalik sa orihinal na estado. Ang prinsipyong ito sa pagtatrabaho ay ipinapakita sa Figure 5. Sa kabaligtaran, ang double electro-controlled solenoid valve ay nilagyan ng dalawang coil. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa mga naka-energize na estado ng iba't ibang coil, makakamit nito ang maraming switch at mapanatili pa rin ang dati nitong estado pagkatapos ng power-off, gaya ng ipinapakita sa Figure 6. Direktang tinutukoy ng functional na pagkakaiba na ito ang kanilang iba't ibang mga pagpipilian sa mga praktikal na aplikasyon.
Ipinapakita ng Figure 5 at 6 ang mga prinsipyong gumagana ng single-control solenoid valves at double-control solenoid valves. Kapag gumagawa ng pagpili, kung medyo maikli ang oras ng pag-reverse ng balbula, sapat na ang isang-control solenoid valve upang mahawakan ito. Gayunpaman, kung mahaba ang commutation time, kailangang patuloy na i-on ang coil, na maaaring maging sanhi ng pag-init ng coil dahil sa matagal na power-on at masunog pa. Upang maiwasan ang sitwasyong ito, maaaring pumili ng double-control valve. Bilang karagdagan, kung ang reset function ay kailangang makamit pagkatapos ng power failure, ang isang solong electrically controlled solenoid valve ay mas angkop. Kung kinakailangan upang mapanatili ang kasalukuyang estado pagkatapos ng power failure, mas angkop ang double{12}}control solenoid valve.
V. Mga Pagkakaiba at Application sa pagitan ng Pilot-operated Solenoid Valves at Direct-Acting Solenoid Valves
Kabilang sa mga uri ng solenoid valve, ang pilot-operated at direct-acting ay dalawang karaniwang uri. Magkaiba sila sa mga prinsipyo ng pagtatrabaho at mga sitwasyon ng aplikasyon. Ang mga pilot-na pinapatakbong solenoid valve ay nagpapalipat-lipat sa pagitan ng gas at likido sa pamamagitan ng mga pilot hole, habang ang direktang-kumikilos na mga solenoid valve ay umaasa sa mga pagkakaiba sa presyon upang makontrol ang paggalaw ng core ng balbula. Ang pagkakaibang ito ay gumagawa ng dalawang uri ng solenoid valve na bawat isa ay may sariling mga pakinabang kapag tumutugon sa iba't ibang mga pang-industriya na pangangailangan. Halimbawa, sa ilang sitwasyon na nangangailangan ng mabilis na pagtugon at mataas na sensitivity, maaaring mas angkop ang mga direktang-kumikilos na solenoid valve. Sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang mahusay na kontrol at mas mababang pagkonsumo ng enerhiya, maaaring may gilid ang mga pilot{10}}operated solenoid valve.
Ang disenyo ng istruktura ng direktang-kumikilos na mga solenoid valve ay medyo simple. Ang kanilang prinsipyo sa pagtatrabaho ay higit sa lahat ay umaasa sa electromagnetic na puwersa upang direktang himukin ang core ng balbula upang kumilos. Gayunpaman, ang disenyo na ito ay mayroon ding dalawang pangunahing pagkukulang. Una, dahil sa malaking pangangailangan para sa electromagnetic na puwersa, ang dami ng electromagnet coil ay tumataas nang naaayon, na humahantong sa mas mataas na pagkonsumo ng enerhiya. Pangalawa, ang mga direktang-kumikilos na solenoid valve ay medyo sensitibo sa presyon. Kapag lumampas ang presyon sa isang tiyak na limitasyon (karaniwan ay higit sa 0.7MPA), maraming direktang-kumikilos na solenoid valve ang hindi maaaring gumana nang maayos. Ito ay higit sa lahat dahil sa sobrang mataas na presyon na kumikilos sa core ng balbula, na nagpapahirap sa puwersa ng electromagnetic na himukin ang core ng balbula upang gumana. Sa kabila nito, ang mga direktang{11}}na kumikilos na solenoid valve ay mayroon ding kanilang mga pakinabang: simpleng istraktura, abot-kayang presyo at mababang rate ng pagkabigo.
2. Ang pilot-operated solenoid valve ay mahusay na idinisenyo. Inaabandona nito ang tradisyonal na electromagnetic force drive at sa halip ay gumagamit ng air pressure upang himukin ang valve core upang kumilos. Para sa mga solenoid valve na may diameter na lampas sa 4mm, kadalasang binubuo ang mga ito ng pilot valve at main valve. Matapos i-on ang solenoid valve, magbubukas ang pilot valve at makokontrol ang pagbubukas ng pangunahing balbula sa pamamagitan ng output signal nito. Kapansin-pansin na ang pangunahing balbula ay talagang isang pneumatic control valve, at ang operasyon nito ay nangangailangan ng coordinated action ng dalawang air sources: ang isa ay ang pangunahing valve air source, at ang isa ay ang pilot valve air source.
Kung ang pangunahing pinagmumulan ng hangin ay nagbibigay ng hangin sa pilot valve sa pamamagitan ng panloob na daanan ng hangin ng solenoid valve, ang disenyong ito ay tinatawag na panloob na uri ng piloto. Kung ang pilot valve ay binibigyan ng gas mula sa isang pinagmumulan na independiyente sa pangunahing pinagmumulan ng gas, ito ay tinatawag na isang panlabas na uri ng piloto. Sa Figure 8, ang kaliwang bahagi ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang panlabas na pilot-operated solenoid valve, habang ang kanang bahagi ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang panloob na pilot-operated solenoid valve.
Ang pisikal na paghahambing sa pagitan ng panloob na lead at ang panlabas na lead ay ipinapakita sa sumusunod na figure.
Ang dalawang uri ng solenoid valve na ito, katulad ng panloob na piloto at panlabas na piloto, ay madalas na magkakasamang nabubuhay sa parehong sistema. Karaniwan, ang panloob na piloto ay maaari nang matugunan ang mga pangangailangan sa karamihan ng mga okasyon. Gayunpaman, sa ilang partikular na mga pangyayari, ang panlabas na pamumuno ay nagiging mas kailangan. Halimbawa, kapag ang presyon ng pinagmumulan ng gas ng pangunahing balbula ay nagbabago at maaaring bumaba sa ibaba 0.2MPA, o kapag ito ay nasa isang vacuum na kapaligiran, dahil ang pinagmumulan ng gas ng pilot valve ay hindi maaaring ibahagi sa pangunahing balbula, kung hindi, maaari itong humantong sa pangunahing balbula na hindi mabuksan. Sa puntong ito, ang isang independiyenteng pinagmumulan ng hangin na may presyon na lampas sa 0.2MPA ay kinakailangan upang paganahin ang balbula ng piloto. Bilang karagdagan, kapag ang pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng pumapasok at labasan ng hangin ay malaki, o kapag ang pangunahing presyon ng daanan ng hangin ay lumampas sa 1MPA, maaaring kailanganin ng internal pilot na dagdagan ang structural volume sa pamamagitan ng direktang pagkarga ng presyon ng daanan ng hangin papunta sa core ng balbula. Nilulutas ng panlabas na piloto ang problema sa pamamagitan ng direktang pagpapasok ng isang gas channel sa pilot port nang hindi na kailangang magdagdag ng electromagnetic valve; isang air pipe lang ang kailangang idagdag.
Bilang konklusyon, ang mga pilot-operated solenoid valve ay may mga pakinabang ng maliliit na electromagnetic head at mababang paggamit ng kuryente. Ito ay aesthetically kasiya-siya at nakakatipid ng espasyo sa pag-install. Samantala, ito ay bumubuo ng mas kaunting init at may kahanga-hangang epekto sa pagtitipid ng enerhiya-. Higit sa lahat, dahil sa mababang henerasyon ng init, ang coil ay mas malamang na masunog at maaaring i-on sa loob ng mahabang panahon. Ito ay partikular na mahalaga sa mga praktikal na aplikasyon. Halimbawa, ang kapangyarihan ng ilang solenoid valve mula sa SMC ay nabawasan sa kasing baba ng 0.1W, na nagpapagana ng tuluy-tuloy na supply ng kuryente nang walang sobrang init. Ang power range ng direct-acting solenoid valves ay 4-20W, na may medyo maikling power-sa oras. Bukod dito, ang madalas na pag-on-ay nagdudulot ng panganib ng pagka-burnout. Samakatuwid, sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang supply ng kuryente sa mahabang panahon o sa mataas na frequency, ang mga pilot{17}}na solenoid valve ang mas pinili. Sa katunayan, karamihan sa mga karaniwang ginagamit na solenoid valve sa kasalukuyan ay nagpatupad ng disenyo{19}}pinamamahalaan ng pilot. Kabilang sa mga solenoid valve na pinapayagan lamang na dumaan ang likido, ang mga direktang kumikilos ay may isang tiyak na proporsyon pa rin. Ito ay higit sa lahat dahil sa ang katunayan na ang mga impurities sa likido ay maaaring makabara sa makitid na mga channel ng pilot valve.
Susunod, susuriin natin ang tatlong uri ng three-position five-way solenoid valve: middle-sealed, middle-vented, at medium-pressure, pati na rin ang kanilang mga application. Ang ganitong uri ng solenoid valve ay gumagamit ng double electric control coils. Kapag wala sa dalawang electromagnet ang na-energize, ang valve core ay nasa gitnang posisyon sa ilalim ng balanseng pagtulak ng mga spring sa magkabilang panig. Sa puntong ito, tutukuyin ng on-off na estado ng gas path sa solenoid valve ang partikular na uri nito - middle sealing, middle venting o medium pressure. Susuriin namin ang mga prinsipyo at mga sitwasyon ng aplikasyon ng tatlong uri na ito nang paisa-isa.
1.Pagsusuri ng estado ng gitnang seal: Kapag wala sa dalawang coil ang na-energize, ang presyon sa harap at likod na mga chamber ng cylinder ay mananatili sa estado pagkatapos ang mga coil ay de-na-energize at hindi magbabago. Kasabay nito, parehong sarado ang air intake at exhaust port. Gayunpaman, ang pagpapanatili ng estado na ito sa loob ng mahabang panahon ay maaaring unti-unting mawalan ng balanse dahil sa mga maliliit na pagtagas. Ang schematic diagram ay ipinapakita sa (Figure 10).
Dahil sa compressibility ng gas at ang katotohanan na ang mga pneumatic na bahagi gaya ng mga cylinder, valve at gas pipe joints ay hindi maaaring ganap na tumagas-free, ang cylinder ay hindi maaaring mapanatili nang matatag sa intermediate stop position sa mahabang panahon. Ang balanseng estado na ito ay unti-unting mawawala sa paglipas ng panahon, na magreresulta sa pagbaba sa katumpakan ng pagpoposisyon ng silindro. Gayunpaman, para sa mga kondisyon sa pagtatrabaho kung saan ang katumpakan ng pagpoposisyon ng silindro ay hindi masyadong hinihingi at ang oras ng paghinto ay medyo maikli, ang gitnang-selyohang silindro ay maaari pa ring isaalang-alang para sa paggamit.
2. Medium discharge method: Kapag wala sa dalawang coils ang na-energize, walang pressure sa harap at likod na mga chamber ng cylinder, at ang air intake port ay nananatiling sarado nang sabay. Sa puntong ito, ang presyon sa harap at likod na mga silid ng silindro ay ilalabas sa pamamagitan ng dalawang tambutso na port ng solenoid valve. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho nito ay maaaring i-refer sa Figure 11.
Kung ikukumpara sa gitnang-selyadong balbula, ang gitnang-discharge circuit na disenyo ay maaaring magbigay ng mas mahabang kalagitnaan ng-stop time. Sa mga sitwasyon kung saan ang cylinder ay kailangang gumalaw nang patayo, ang kalagitnaan ng-stop time ay medyo mahaba, ngunit ang kinakailangan sa katumpakan ng pagpoposisyon ay hindi masyadong mahigpit, ang mid-release circuit ay isang pagpipiliang dapat isaalang-alang.
3. Katamtamang pressure state: Kapag wala sa dalawang coil ang na-energize, ang pressure sa harap at likod na chamber ng cylinder ay mananatili sa state kapag ang dating coil ay de-na-de-energized, at ang tuloy-tuloy na pressure ay ilalapat upang matiyak na ang pressure sa harap at likod na chamber ng cylinder ay pare-pareho sa nasa dulo ng intake. Sa puntong ito, bukas ang air intake habang sarado ang tambutso. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ay ipinapakita sa Figure 12.
Kung ang silindro ay hindi napapailalim sa isang axial external load force, ang piston ay mananatili sa isang balanseng estado at sa gayon ay tiyak na mananatili sa anumang posisyon sa panahon ng stroke. Ang mga katangian ng circuit na ito ay nangangailangan na ang silindro ay dapat na naka-install nang pahalang. Samakatuwid, sa mga kondisyon sa pagtatrabaho kung saan kailangan ang mataas na-precision positioning at walang axial external load force, inirerekomendang gumamit ng medium-pressure valve kasama ng double piston rod cylinder.
