Как подобрать размер пневматического клапана

Сжатый воздух по праву считается четвертой по значимости полезностью после электричества, природного газа и воды. Вот почему пневматика является неотъемлемой частью многих отраслей промышленности. Когда дело доходит до пневматики, одним из наиболее важных аспектов системы является клапан.

В частности, воздушные клапаны с направленным управлением - это те, которые позволяют воздуху течь в том или ином направлении. Они используются для управления направлением воздушного потока в пневматической системе, и неправильный выбор размера может привести к дорогостоящим последствиям, например к неисправности системы.

В этой статье обсуждаются основы выбора правильного размера пневматического клапана и различные варианты клапана, которые стоит рассмотреть.

Основы определения размера

Вам необходимо учитывать различные факторы, если вы хотите правильно подобрать размер пневматического клапана. Вы должны понимать, как это делается, чтобы избежать возможных ошибок, которые могут привести к некорректной работе вашей системы.

Определение размера с помощью уравнения потока

Одной из первых вещей, которые вам нужно использовать, является уравнение потока. Этот коэффициент позволяет определить, какой поток клапан может подать на привод. В соответствующем рейтинге обычно используется термин «коэффициент скорости (Cv)». Этот Cv (также называемый расходом клапана) позволяет сравнивать расход различных клапанов. Когда значение Cv высокое, поток также больше.

Чтобы сопоставить клапан и цилиндр, вы можете использовать следующее уравнение:

Cv =(A × S × a × Cf) ÷ (t × 29)

В этой формуле задействованы следующие переменные:

• А =Площадь поршня цилиндра (π × r2)
• С =Ход цилиндра
• т =Время (в секундах)
• а =Постоянный перепад давления
• См =коэффициент сжатия
• (т × 29) =Время (в секундах), за которое давление падает от начального до конечного давления

Стоит отметить, что последние две переменные изменяются в зависимости от значения, используемого в таблице или диаграмме Sizing Factor.

Таблица размеров клапана

Если вы хотите быстро определить Cv клапана, вы также можете использовать таблицу размеров клапана. На этой диаграмме обычно указаны различные значения Cv, наиболее распространенными из которых являются 0,015, 0,030 и 0,060.

В таблице размеров клапанов указан максимальный расход воздуха для каждого размера клапана. Вы также можете определить, какое давление требуется для открытия и закрытия клапана.

Также стоит отметить, что Cv клапана зависит от производителя. В таблице размеров должна быть вся информация, чтобы определить правильное Cv для ваших нужд. Кроме того, эксперты рекомендуют увеличить размер клапана примерно на 25 %, чтобы учесть различные потери в пневматических системах.

Если вы хотите уточнить размеры, вы также можете рассчитать Cv каждого компонента в системе. Это даст вам более точное представление о том, какой поток воздуха требуется.

Преобразование Cv в SFCM и ESEOD (эквивалентный диаметр отверстия с квадратной кромкой)

Иногда полезно преобразовать Cv клапана в две другие характеристики:стандартный кубический фут в минуту (SCFM) и эквивалентный диаметр отверстия с квадратной кромкой (ESEOD). Эти рейтинги могут быть полезны, когда вы пытаетесь определить, какой расход может обеспечить клапан.

Чтобы преобразовать Cv в SCFM, вы можете использовать следующее уравнение:

SCFM =Cv ÷ F

Чтобы преобразовать Cv в ESEOD, вы можете использовать следующее уравнение:

ESEOD =(Cv × F) ÷ P

Переменные, участвующие в этих уравнениях:

• П =Давление в фунтах на квадратный дюйм.
• Т =температура в градусах Фаренгейта.
• Ф =Фактор

Имейте в виду, что и давление (P), и фактор (F) часто берутся из таблицы факторов разговора. Допустим, вы пытаетесь преобразовать свое резюме в SCFM.

Значение Cv равно 0,48 и работает при давлении 100 PSI. Если вы посмотрите на таблицу факторов разговора, вы заметите, что 100 фунтов на квадратный дюйм равняется 0,0177.

Поэтому:

SCFM =Cv ÷ F

27 (SCFM) =0,48 (Cv) ÷ 0,0177 (Коэффициент)

Это также можно изменить, умножив SCFM на коэффициент:

SCFM x Коэффициент =Cv

27 (SCFM) x 0,0177 (коэффициент) =0,48 (Cv)

Различные варианты клапанов

Когда вы смотрите на пневматические клапаны, вы заметите, что доступны различные типы. Наиболее распространенными являются следующие:

5-ходовой 4-ходовой клапан

5-ходовой 4-ходовой клапан имеет отдельный выпускной порт для каждого порта цилиндра на клапане. При этом на выпуске могут быть добавлены регуляторы потока, чтобы обеспечить отдельное управление каждым портом цилиндра. Чаще всего это используется при управлении цилиндром двойного действия.

3-позиционный 5-ходовой 4-ходовой клапан

Эти клапаны аналогичны 5-ходовым 4-ходовым клапанам, за исключением того, что они имеют три возможных положения центра. Позиции один и три такие же, как и у 5-ходового 4-ходового клапана. Однако центральное положение допускает три различных варианта того, что происходит, когда клапан деактивирован. Возможны три положения:центр выхлопа, центр давления и центр блокировки. В положении центра выпуска оба отверстия цилиндра будут открыты для выпуска. В положении центра давления давление будет прикладываться к обоим портам цилиндра. Наконец, в заблокированном центральном положении все порты заблокированы.

Этот тип клапана также идеально подходит для операций, когда шток цилиндра должен перемещаться в определенное положение и оставаться там.

5-портовые и 4-ходовые 4-ходовые клапаны

Основное различие между пятиходовым клапаном и четырехходовым клапаном заключается в том, что пятиходовой клапан имеет отдельный порт для каждого порта цилиндра, в то время как четырехходовой клапан имеет два потока выхлопных газов, идущих к одному и тому же выпускному порту. В то время как пятиходовой клапан позволяет легко управлять цилиндрами двойного действия, четырехходовой клапан обычно используется там, где это отдельное управление не требуется.

3-ходовые клапаны и 4-ходовые клапаны

3-ходовые клапаны отличаются от 4-ходовых тем, что они имеют только одно порт цилиндра. В нормально закрытом приложении воздух подается из порта подачи в порт цилиндра, когда клапан приводится в действие. Когда клапан деактивирован, клапан открывает порт цилиндра для выпуска. В нормально открытом приложении разница заключается в том, что воздух течет из порта подачи в порт цилиндра, когда клапан не приводится в действие. При срабатывании поток воздуха направляется из отверстия цилиндра в выпускное отверстие.

4-ходовые клапаны обеспечивают непрерывный поток от подачи к нормально открытому порту цилиндра, в то время как нормально закрытый порт цилиндра течет к выпуску. Когда клапан срабатывает, поток переключается, выпуская воздух из нормально открытого порта цилиндра и повышая давление в нормально закрытом порту.

Большинство 3-ходовых клапанов работают с цилиндрами одностороннего действия, а 4-ходовые клапаны работают с цилиндрами двойного действия. Прекрасными примерами таких клапанов являются балансировочные клапаны Humphrey, модели 310/410 и 320/420.

Тарелочные и золотниковые клапаны и их идеальное применение

Тарельчатые клапаны используются в приложениях, где требуется быстрое время отклика. Они также хорошо подходят для использования в высокоскоростных приложениях. Эти клапаны часто используются в пневматических приводах, пневматических инструментах и ​​в качестве управляющих клапанов.

С другой стороны, золотниковые клапаны лучше подходят для использования на низких скоростях. Они также часто используются в приложениях, где требуется высокая скорость потока при меньшем размере. Эти клапаны обычно используются в системах автоматизации производства.

Тарельчатые клапаны часто представляют собой клапаны прямого действия, а золотниковые клапаны — это клапаны с пилотным или дистанционным пилотным управлением.

Пропорциональные клапаны и цифровые клапаны

Пропорциональные клапаны часто используются в приложениях, где требуется точное управление потоком воздуха. Эти клапаны могут управлять потоком клапана с помощью переменного электрического сигнала.

Цифровые клапаны, с другой стороны, имеют только два состояния:включено и выключено. Эти клапаны можно использовать для открытия и закрытия контура, запуска и остановки потока воздуха или изменения направления потока воздуха.

Humphrey PV3, PV10 и PC30 — хорошо известные пропорциональные клапаны. Среди цифровых клапанов популярны балансировочные клапаны Humphrey.

Жидкостный клапан

Этот тип клапана используется для управления потоком жидкости. Он часто используется в приложениях, где требуется точное управление потоком жидкости. Чаще всего клапаны этого типа используются в медицинских и диагностических целях. Серия Humphrey iDP и HK5 считаются отличными моделями жидкостных клапанов.

Не торопитесь

В сегодняшней статье обсуждаются различные типы доступных клапанов и их идеальное использование. Мы также предоставили информацию о правильном выборе размера пневматического клапана с использованием различных уравнений потока и поделились различными факторами, которые необходимо учитывать.

Чтобы обеспечить безопасность и эффективность, обязательно найдите время, чтобы правильно подобрать размер пневматического клапана, и рассмотрите возможность выполнения шагов, описанных в этом руководстве.

В случае сомнений всегда обращайтесь за помощью к профессионалу или консультируйтесь с надежным производителем или дистрибьютором.

John Henry Foster — ведущий дистрибьютор высококачественных приводов, компрессоров и пневматических клапанов. Свяжитесь с нами сегодня, если у вас есть дополнительные вопросы о пневматических клапанах или если вы ищете способы оптимизации ваших систем. Наша команда специалистов готова помочь.