Hoe Werkt een 3/2-Weg Pneumatiek Ventiel

<h1>Hoe Werkt een 3/2-Weg Pneumatiek Ventiel</h1>

3/2-weg pneumatiekventiel

Figuur 1: 3/2-weg pneumatiekventiel</p>

<p>Een 3/2-wegklep heeft drie poorten en twee standen die pneumatisch, mechanisch, handmatig of elektrisch kunnen worden aangedreven via een magneetventiel. Zij worden bijvoorbeeld gebruikt voor de besturing van een enkelwerkende cilinder, de aandrijving van pneumatische actuatoren, afblaas-, overdruk- en vacuümtoepassingen. Het 3/2-weg pneumatiekventiel wordt gebruikt om de cilinder te vullen, en ook om hem daarna te legen, zodat een nieuwe slag kan worden gerealiseerd. Daarom zou een klep met twee poorten niet toereikend zijn. Voor ontluchting is een derde poort nodig. Er zijn twee soorten 3/2-kleppen: mono-stabiel en bi-stabiel. Mono-stabiele 3/2-wegkleppen kunnen normaal gesloten of normaal open zijn, net als 2/2-wegkleppen.</p>

Inhoudsopgave

<h2 class="categories-header">Bekijk onze online selectie van pneumatische producten inclusief 3/2-weg ventielen! </h2>

Circuit functie

De 3/2-weg pneumatische klep heeft drie aansluitpoorten en twee standen. De drie poorten zijn:

  • inlaat (P, 1),
  • uitlaat (A, 2)
  • ontluchting (R, 3)

De twee standen van het ventiel zijn geopend en gesloten. Als het ventiel open is, stroomt er lucht van de inlaat (P,1) naar de uitlaat (A,2). Als het ventiel dicht is, stroomt er lucht van de uitlaat naar de ontluchting (R,3). Een ventiel dat dicht is in niet-bekrachtigde toestand, is normaal gesloten (NC: normally closed). Het omgekeerde wordt normaal geopend (NO: normally open) genoemd.

Circuitfunctie van een normaal gesloten 3/2-wegklep

Figuur 2: Circuitfunctie van een normaal gesloten mono-stabiel 3/2-ventiel

De meeste ventielen zijn mono-stabiel en keren terug naar de uitgangspositie wanneer ze niet bekrachtigd zijn. Dit gebeurt door middel van een veermechanisme. Bi-stabiele 3/2-weg ventielen behouden hun positie bij stroomuitval en om de stand van het ventiel te veranderen is een aparte handeling nodig. Daarom kunnen ze niet worden aangeduid als normaal gesloten of normaal open. Bi-stabiele pneumatische magneetkleppen hebben gewoonlijk een spoel op elke positie en worden pulsgestuurd. Samengevat zijn de verschillende functies van de 3/2-wegklep:

  • 3/2-weg mono-stabiel NC
  • 3/2-weg mono-stabiel NO
  • 3/2-weg bi-stabiel

De circuitfuncties worden weergegeven door middel van ventielsymbolen. Voor de drie bovengenoemde functies zijn de ventielsymbolen voor een indirect gestuurd magneetventiel hieronder getoond. Gedetailleerde informatie over andere pneumatische ventielsymbolen en hun uitleg vindt u in ons artikel over ventielsymbolen.

symbolen 3/2 pneumatische kleppen

Figuur 3: Symbolen van 3/2-weg magneetventielen voor de pneumatiek, van links naar rechts: Normaal open, mono stabiel (links), normaal gesloten, mono stabiel (midden), bi-stabiel (rechts).

3/2-weg ventielen kunnen op verschillende manieren bekrachtigd worden:

  • pneumatisch
  • handmatig
  • mechanisch
  • elektrisch (magneetventiel)

Bovendien kunnen deze ventielen direct of indirect gestuurd zijn. Bij indirect gestuurde ventielen wordt de inlaatdruk van het medium gebruikt om het ventiel te openen of te sluiten.

Ontwerp

3/2-weg ventielen zijn beschikbaar in verschillende ontwerpen. Het afdichtingsmechanisme van het ventiel kan een stang of een schotelklep (engels: spool of poppet valve) zijn. Het ventiel bestaat uit de volgende hoofdonderdelen: behuizing, afdichtingen, stang (of schotelklep) en de solenoïde.

Bij direct gestuurde ventielen wordt de stang of het direct door de actuator bewogen. Er zijn verschillende soorten actuatoren: Er zijn verschillende soorten actuatoren mogelijk:

  • Solenoïde (spoel)
  • Drukknop
  • Hefboom
  • Voetpedaal, enz.

Het ventiel wordt geopend door het bewegen van de stang of schotelklep. Een indirect gestuurd ventiel maakt gebruik van de systeemdruk. Hiervoor wordt een extra stuurventiel (pilot valve) gebruikt. . Dit stuurventiel is een klein direct werkend 3/2-weg ventiel. Het stuurventiel levert perslucht aan een kleine luchtcilinder in het ventiel. De perslucht in deze cilinder oefent druk uit op de zuiger en bekrachtigt de stang om het ventiel te schakelen. Op deze manier kan een relatief kleine solenoïde gebruikt worden om het ventiel te schakelen. Mono-stabiele ventielen keren terug naar hun uitgangspositie door middel van veerkracht. Ze hebben één solenoïde (spoel) en bi-stabiele ventielen hebben twee solenoïdes (spoelen). Sommige ventielen kunnen direct gemonteerd worden op een pneumatische actuator, zoals een roterende aandrijving voor een kogelkraan of vlinderklep. De meest voorkomende montagestandaard is de Namur standaard. Het voordeel is dat er geen extra slangen of koppelingen nodig zijn. Basisplaat of grondplaat ventielen kunnen gemonteerd worden op een blok met een centrale toevoer en uitgang. Dit wordt ook wel een ventieleiland genoemd. Door het groeperen van ventielen kan veel ruimte worden bespaard, is het aantal benodigde koppelingen en leidingen minder en bovendien kunnen ventielen gemakkelijk vervangen worden. Het is mogelijk om ventielen met een verschillende circuit functie naast elkaar te monteren. Je kunt bijvoorbeeld een 5/2-wegklep naast een 3/2-wegklep monteren. De mogelijke combinaties zijn afhankelijk van het type en ontwerp van de basisplaat.

Men dient altijd rekening te houden met de omgeving van een pneumatisch systeem. Als er agressieve stoffen in de omgeving zijn, dienen de ventielbehuizing en de -afdichtingen bestand te zijn tegen corrosie. In clean-roomgebieden, ATEX-omgeving en voedselindustrie dienen speciale ventielen toegepast te worden.

Een 5/2-weg ventiel kan gebruikt worden als een 3/2-weg ventiel door maar één inlaat- en de bijbehorende uitlaatpoort te gebruiken. Met twee 2/2-weg ventielen kan de functie van een 3/2-wegventiel nagebootst worden.

Typische toepassingen

3/2-weg ventielen zijn geschikt voor verschillende taken: het aansturen van pneumatische aandrijvingen (actuatoren), afblazen, ontluchtings- en vacuümtoepassingen.

Besturing van een enkelwerkende cilinder

Een veel voorkomende toepassing van 3/2-weg ventielen is het aansturen van een enkelwerkende cilinder. De cilinder beweegt in de ene richting door middel van het vullen van een persluchtkamer, en keert terug door middel van een veer. De cilinder heeft één pneumatiekpoort om de persluchtkamer te vullen of leeg te laten lopen. Daarom is het mogelijk om met een enkel 3/2-weg ventiel de cilinder aan te sturen. Een eenvoudig pneumatisch circuit voor een enkelwerkende cilinder is hieronder afgebeeld.

Schematische weergave van de aansturing van een enkelwerkende cilinder d.m.v. een 3/2-weg ventiel

Figuur 4: Schematische weergave van de aansturing van een enkelwerkende cilinder d.m.v. een 3/2-weg ventiel

Besturing van een dubbelwerkende cilinder

Een dubbelwerkende cilinder wordt in beide richtingen aangestuurd door perslucht en heeft geen veerretour. De cilinder bevat twee persluchtkamers met elk een eigen poort. Door het vullen van de ene kamer en het ontluchten van de andere kamer, beweegt de cilinder naar buiten of binnen. In de meeste gevallen wordt een 5/2-weg ventiel gebruikt om een dubbelwerkende cilinder aan te sturen. Het is echter ook mogelijk om het met twee 3/2-weg ventielen te doen. Eén ventiel stuurt in zo’n geval de zuiger naar de uitgeschoven positie (a1) en het andere ventiel stuurt de zuiger weer terug naar de uitgangspositie (a0). Een voordeel van zo’n opzet is dat twee verschillende drukken toegepast kunnen worden, zonder gebruik te maken van een drukregelaar tussen het ventiel en de cilinder. Een ander voordeel is de mogelijkheid om beide persluchtkamers tegelijkertijd te ontluchten, waardoor de zuigerstang vrij kan bewegen. Dat is met een 5/2-weg ventiel namelijk niet mogelijk.

Om bijvoorbeeld de zuiger van positie a0 naar a1 te bewegen met twee NC-ventielen, moet een ventiel bekrachtigd zijn (1), terwijl het andere ventiel in de ruststand staat (0). Het ventiel in de ruststand blaast lucht af via de ontluchtingspoort (R,3), waardoor de zuiger naar de gewenste positie beweegt. Er zijn meer standen mogelijk zoals in de tabellen hieronder is aangegeven.

Ten minste een van de twee ventielen moet in de ontluchtingsstand staan om niet beide cilinderpoorten onder druk te zetten. Als beide cilinderpoorten onder druk staan, is de beweging van de zuiger afhankelijk van de uitgangspositie van de zuiger, de druk, het cilindertype enz.

Eén NC en eén NO pneumatisch magneetventiel die een dubbelwerkende cilinder aansturen

NC-Ventiel 'links' NO-Ventiel ’rechts’ Zuigerpositie
0 0 a0
1 0 Geen stabiele toestand
0 1 Vrije beweging tussen a0-a1
1 1 a1
Aansturing van een dubbelwerkende cilinder met 1 NC en 1 NO ventiel.

Figuur 5: Aansturing van een dubbelwerkende cilinder met 1 NC en 1 NO ventiel.

Twee NC pneumatische magneetventielen die een dubbelwerkende cilinder aansturen

NC-ventiel ’links' NC-ventiel ’rechts’ Zuigerpositie
0 0 Vrije beweging tussen a0-a1
1 0 a1
0 1 a0
1 1 Geen stabiele toestand

In de bovenstaande tabellen betekenen de cijfers het volgende:

  • 0 = ventiel onbekrachtigd
  • 1 = ventiel bekrachtigd
Dubbelwerkende pneumatische cilinder

Figuur 6: Pneumatische dubbelwerkende cilinder met twee NC-kleppen

Afblazen, drukontlasting en vacuümtoepassingen

3/2-weg ventielen zijn geschikt voor afblaas-, ontluchtings- en vacuümtoepassingen. In de meeste gevallen zijn direct gestuurde ventielen nodig of ventielen met een externe stuurpoort, omdat deze geen minimaal drukverschil nodig hebben. Hieronder zijn de circuits voor afblaas-, ontluchtings- en vacuümventielen afgebeeld. In het vacuümcircuit is de vacuümpomp aan poort (P,1) aangesloten en aan poort (R,3) is verbonden met de buitenluchtdruk. Het vacuüm zal verbroken worden wanneer poort (A,2) met poort (R,3) geschakeld wordt. De zuignappen zuigen zich vast aan het te verplaatsen object wanneer de vacuümpomp aan poort (P,1) wordt aangezet.

Ventielsymbool van een afblaasklep Ventielsymbool van een overdrukventiel

Figuur 7: Schematische weergave van 3/2-weg ventielen voor afblaas en ontluchtingstoepassingen 

Klepsymbool van een 3/2-wegklep gebruikt voor een vacuümtoepassing

Figuur 8: Schematische weergave van een 3/2-weg ventiel voor een vacuümtoepassing: Vacuümfilter (A), vacuüm zuignap (B), filter met afscheider, manuele aftap (C), vacuümpomp)

FAQ

Wat is een 3/2-wegklep?

3/2-wegkleppen hebben drie aansluitpoorten en twee standen die via een magneetventiel kunnen worden aangestuurd. Ze worden gebruikt om een enkelwerkende cilinder te besturen, voor het aandrijven van pneumatische actuators, als afblaasventiel, als drukontlastingsventiel en in vacuümtoepassingen.

Hoe werkt een 3-wegklep met 2 standen?

Een 3-wegklep met 2 standen heeft 3 poorten en twee standen en kan normaal gesloten of normaal open zijn. Een normaal gesloten klep gaat open als hij onder stroom staat en sluit door veerspanning. Een normaal open klep sluit wanneer deze onder stroom staat en opent weer door veerspanning. De derde poort wordt meestal gebruikt om te ontluchten.

Wat is het verschil tussen een 2-weg en 3-weg klep?

Een 2-wegklep is een type klep met twee poorten: een inlaatpoort en een uitlaatpoort. Een 3-wegklep heeft drie poorten in het klephuis die gebruikt worden als inlaat, uitlaat en uitlaat.

<h2 class="categories-header">Bekijk onze online selectie van pneumatische producten inclusief 3/2-weg ventielen! </h2>