3/2-weg pneumatische magneetventielen voor enkelwerkende pneumatische cilinders
Figuur 1: Pneumatische wegventielen gemonteerd op een verdeelstuk.
Een 3/2-weg pneumatisch magneetventiel regelt de persluchtstroming naar een enkelwerkende pneumatische cilinder. De lucht overwint de veerkracht van de cilinder, waardoor de zuigerstang wordt ingetrokken of uitgeschoven. Dit hangt af van hoe de cilinder is geconstrueerd. 3/2-weg pneumatische magneetventielen worden gebruikt omdat ze lucht kunnen sturen van de luchtbron naar de cilinder, en vervolgens van de cilinder naar de uitlaat. De combinatie van het pneumatische magneetventiel en de cilinder wordt vaak gebruikt voor materiaalbehandeling en verpakkingstoepassingen. Het selecteren van het juiste 3/2-weg magneetventiel is cruciaal voor efficiënte en betrouwbare prestaties van het pneumatische systeem.
Opmerking: Dit artikel richt zich alleen op het selecteren van 3/2-weg pneumatische magneetventielen voor enkelwerkende cilinders. Lees meer over andere configuraties in onze gids over enkelwerkende vs dubbelwerkende pneumatische cilinders.
Inhoudsopgave
Selectiecriteria
1. Aansluitgrootte en -type
Het selecteren van de aansluitgrootte is meestal eenvoudig omdat u een maat moet kiezen die overeenkomt met waar het pneumatische magneetventiel op wordt aangesloten.
- BSPP: British Standard Pipe Parallel. Soms aangeduid met de letter G, bijv. G 1/4". De 1/4" verwijst naar de binnendiameter van de aansluiting.
- Metrisch: Metrische maten worden aangeduid met de letter M, bijv. M3 en M5. Het getal na de letter M geeft de hoofddiameter in millimeters aan.
- QS: QS duidt op een snelle insteekverbinding voor pneumatische slangen, bijv. QS-8 en QS-10. Het getal na QS geeft de buitendiameter aan van de slang waarvoor de aansluiting geschikt is. QS-8 betekent bijvoorbeeld dat de aansluiting geschikt is voor 8 mm pneumatische slang.
- NPT: National Pipe Thread is een aansluitgrootte die typisch in de Verenigde Staten wordt gebruikt. Het getal na NPT, bijv. NPT 1/4", verwijst naar de binnendiameter van de aansluiting.
- Flens: In de context van pneumatische magneetventielen verwijst flens naar een geflensde NAMUR-aansluiting die het ventiel geschikt maakt voor montage op pneumatische kwartslag-aandrijvingen. Het getal na "Flens", bijv. Flens 1/4, verwijst naar de grootte van de pneumatische poorten op de flens.
- Sub-base: Sub-bases voor pneumatische ventielen zijn een montagebasis voor het installeren en aansluiten van meerdere pneumatische magneetventielen. Sub-bases vereenvoudigen en helpen bij het organiseren van pneumatische circuits die meerdere magneetventielen vereisen. Sub-bases hebben montagegaten en luchtdoorgangen, waardoor eenvoudige installatie en efficiënte luchtverdeling mogelijk zijn.
2. Functie
- Normaal open (NO): Figuur 2 boven. Lucht stroomt van poort 1/P naar poort 2/A wanneer de elektromagneet niet is geactiveerd. Wanneer de elektromagneet wordt bekrachtigd, wordt lucht afgevoerd van poort 2/A naar poort 3/R. Bij deactivering brengt een veer het ventiel terug naar de open positie.
-
Normaal gesloten (NC): Figuur 2 midden. Wanneer niet geactiveerd, wordt de lucht afgevoerd van poort 2/A naar poort 3/R. Wanneer de elektromagneet wordt bekrachtigd, stroomt lucht van poort 1/P naar poort 2/A. Bij deactivering brengt een veer het ventiel terug naar de gesloten positie.
- NC vs NO: Welke toestand moet de pneumatische cilinder hebben als de stroom uitvalt? Moet de stang uitgeschoven of ingetrokken zijn? Houd rekening met deze vragen bij het selecteren van het pneumatische magneetventiel voor uw specifieke cilinder.
- Monostabiel: Monostabiele ventielen vereisen constante energie om de schuif uit zijn standaardpositie te bewegen. Bij deactivering brengt een veer de schuif terug naar zijn standaardpositie.
-
Bistabiel: Figuur 2 onder. Een bistabiel ventiel verandert zijn positie wanneer geactiveerd en behoudt deze bij deactivering. Er zijn twee hoofdtypen: vergrendelend en detent.
- Vergrendelend: De schuifpositie wordt gewijzigd wanneer het ventiel wordt bekrachtigd en behoudt zijn positie wanneer de energie wordt uitgeschakeld. Het gebruikt een permanente magneet om de schuif op zijn plaats te houden.
- Detent: Dit gebruikt een mechanisch mechanisme om de schuif op zijn plaats te houden.
- Keuze tussen: Typisch vereisen vergrendelende mechanismen minder energie, en detent zijn duurzamer omdat hun vergrendelingsmechanisme niet kan worden beïnvloed door magnetisme.
Figuur 2: Symbolische weergave voor 3/2-weg magneetventielen: normaal open & mono-stabiel (boven), normaal gesloten & mono-stabiel (midden) en normaal gesloten & bi-stabiel (onder).
3. Spanning
Het kiezen van de juiste spanning voor een pneumatisch magneetventiel is eenvoudig omdat het moet overeenkomen met de beschikbare voeding.
4. Materiaal
Het selecteren van materiaal omvat het kiezen van het behuizingsmateriaal en het afdichtingsmateriaal. Dit is een belangrijke selectie omdat het materiaal compatibel moet zijn met het medium van het systeem. Lees onze gids over chemische bestendigheid van materialen om meer te leren.
Er zijn verschillende materialen beschikbaar voor zowel behuizing als afdichting. Verschillende materialen hebben verschillende operationele kenmerken (bijv. druk en temperatuur). Let op deze kenmerken bij het nemen van beslissingen.
5. Werking
De beweging van de schuif of zuiger kan direct of indirect worden geregeld:
- Directe werking: De elektromagneet bedient de schuif direct, wat betekent dat deze ventielen kunnen werken bij 0 bar/psi druk.
- Indirecte werking: De elektromagneet bedient een klein stuurventiel, dat de schuif of zuiger bedient. Een kleiner magneetventiel, dat minder energie vereist, kan het pneumatische magneetventiel regelen. Daarom moet het systeem druk hebben voor een pneumatisch magneetventiel om indirect te werken. Bovendien maakt indirecte werking hogere debieten mogelijk.
6. Minimaal drukverschil
Zoals beschreven in sectie 5, vereisen pneumatische magneetventielen met indirecte werking een minimaal drukverschil. Dit verschil kan variëren van 0,95 (d.w.z. vacuüm) tot 2 bar (13,77 tot 29 psi).
7. Maximale druk
Zorg ervoor dat de maximale druk van het pneumatische magneetventiel hoog genoeg is om de pneumatische cilinder efficiënt te laten werken. Waarden variëren van 7 tot 12 bar (101 tot 174 psi). Veel enkelwerkende luchtcilinders hebben een drukbereik van 0,4-2 tot 10 of 12 bar. (5,8-29 tot 174 psi).
Daarom kan elk pneumatisch magneetventiel de cilinder bedienen binnen het minimale drukbereik. Echter, alleen ventielen met een maximale werkdruk van 10 of 12 bar kunnen de cilinder bedienen bij zijn maximale drukbereik.
8. Kenmerken
- Energie-efficiënt: Energie-efficiënte pneumatische magneetventielen vereisen een nominaal vermogen van 9 VA of minder. Dit zijn goede oplossingen voor energiebesparing, maar kunnen lagere maximale werkdrukken hebben. Daarom kunnen ze mogelijk enkelwerkende cilinders niet bedienen bij hun maximale drukbereik.
- Vergrendelend:Vergrendelende magneetventielen gebruiken een permanente magneet om de positie van het ventiel vast te houden, zelfs wanneer het niet bekrachtigd is, wat energie bespaart.
- Handbediening: Handbediening is noodzakelijk in geval van stroomuitval.
- Gesmeerde lucht mogelijk:Enkelwerkende pneumatische cilinders vereisen goede smering. Een methode om goede smering te bereiken is het gebruik van een FRL-unit. In deze situatie is het essentieel om ervoor te zorgen dat het pneumatische magneetventiel in het systeem ook kan worden gebruikt met gesmeerde lucht.
9. Goedkeuringen
Goedkeuringen geven aan dat een apparaat voldoet aan normen die zijn vastgesteld door nationale en internationale organisaties (ATEX en Underwriter's Laboratory). Enkelwerkende pneumatische cilinders hebben doorgaans ATEX- en voedselkwaliteit-goedkeuringen. Pneumatische magneetventielen hebben meestal geen voedselkwaliteit-goedkeuringen, maar wel ATEX-goedkeuringen.
10. Kv-waarde
De Kv-waarde van een pneumatisch magneetventiel geeft de stromingscapaciteit aan. Het vertegenwoordigt het luchtdebiet door het ventiel in kubieke meters per uur (m³/h) bij een drukverlies van 1 bar over het ventiel. Hoe hoger de Kv-waarde, hoe groter de stromingscapaciteit van het ventiel.
Kv-waarden voor pneumatische magneetventielen liggen meestal tussen 1 en 4 m³/h. Lage en hoge Kv-waarden hebben verschillende effecten op enkelwerkende pneumatische cilinders.
- Lage Kv: Lage Kv-waarden bieden meer precisie over het uitschuiven en intrekken van de cilinderstang.
- Hoge Kv: Hoge Kv-waarden kunnen de pneumatische cilinder sneller vullen en bedienen en sneller ontluchten.
11. Temperatuurbereik
Om compatibiliteit te garanderen, moet het pneumatische magneetventiel hetzelfde werktemperatuurbereik hebben als de pneumatische cilinder. Enkelwerkende ronde ISO 6432 cilinders hebben bijvoorbeeld een temperatuurbereik van -20 tot 80 °C (-4 tot 176 °F). 3/2-weg pneumatische magneetventielen hebben echter een maximaal temperatuurbereik van 70 °C (158 °F).
Dit betekent dat de ventielen niet kunnen werken bij het maximale temperatuurbereik van de cilinders. Dit zou echter geen probleem moeten zijn als de systeemtemperatuur nooit hoger wordt dan 70 °C.
12. Maximaal debiet
Wanneer het luchtverbruik en de vereiste luchtstroom zijn berekend, kan het ventiel worden geselecteerd. De datasheets van de ventielen moeten worden gecontroleerd om de juiste ventielen te vinden. Alle datasheets bevatten informatie over de debieten van de ventielen.
Figuur 3 geeft een voorbeeld. Het debiet van het geselecteerde ventiel moet hoger zijn dan de vereiste luchtstroom van het systeem.
Figuur 3: Voorbeeld van een debietdiagram met nominaal debiet (L/min) tegen ingangsdruk en drukverlies.
Veelgestelde vragen
Hoe werkt een enkelwerkende pneumatische cilinder?
Een enkelwerkende pneumatische cilinder gebruikt lucht om de zuiger uit te schuiven of in te trekken en een veer om deze terug te brengen naar zijn standaardpositie. De perslucht wordt geregeld door een pneumatisch magneetventiel.
Hoe bedien je een luchtcilinder met een magneetventiel?
Om een luchtcilinder te bedienen met een magneetventiel, sluit je het ventiel aan op de luchtbron, uitlaat en cilinder. Het ventiel wisselt luchttoevoer en ontluchting af om de zuiger te bewegen.
