ELEMENTY PNEUMATYCZNYCH 

URZĄDZEŃ AUTOMATYKI 

 

W  pneumatycznych  urządzeniach  automatyki 

miarą  wartości  sygnału  jest  ciśnienie.  Ciśnienia 

działające 

na 

powierzchnie 

membran 

lub 

mieszków  wytwarzają  siły,  które  –  zaleŜnie  od 

konstrukcji urządzeń współpracujących – powodują 

większe lub mniejsze przesunięcia. 

 

Urządzenia pneumatyczne mogą być typu: 

•  siłowego 

•  przesunięciowego 

 

Membrany  –  wykonywane  z  gumy,  tkanin 

powlekanych  gumą  lub  tworzywem  sztucznym. 

Część  środkowa  usztywniona  jest  krąŜkiem 

(najczęściej  metalowym)  zwanym  sztywnikiem. 

Parametrem  charakteryzującym  membrany  jest 

powierzchnia czynna membrany.  

 

 

 

Mieszki  –  wykonane  są  z  mosiądzu,  stali  oraz 

brązu  berylowego.  Podstawowymi  parametrami 

charakteryzującymi  mieszki  są:  powierzchnia 

czynna mieszka i sztywność. 

Powierzchnia  czynna  w  przybliŜeniu  równa  jest 

powierzchni denka,  nie  zaleŜy  od  zmiany  długości 

mieszka. 

Sztywność mieszka  

c=F/∆l 

(∆l  –  zmiana  długości  mieszka);  często  określana 

doświadczalnie. 

 

Pneumatyczne 

elementy 

oporowe 

(opory 

pneumatyczne) 

– 

elementy 

wprowadzające 

ograniczenia  przepływu  powietrza  i  wywołujące  w 

związku z tym spadki napięcia.  

 

Opór pneumatyczny  oblicza się  jako  współczynnik 

proporcjonalności  między  spadkiem  ciśnienia  ∆p  i 

strumieniem przepływu masowego Q

m

  

R

p

=∆p/Q

m 

 

JeŜeli  wartość  oporu  nie  zaleŜy  od  strumienia  to 

opór nazywamy liniowym lub laminarnym. 

 

 

Elementy oporowe 

1. Kapilara – bardzo cienka rurka, tak cienka, Ŝe 

praktycznie cała ciecz przepływająca przez nią 

znajduje  się  w  polu  oddziaływania  sił 

związanych 

jej 

ś

ciankami 

i 

cieczy 

bezpośrednio  przylegającej  do  ścianek,  w 

wyniku  czego  prędkość  poruszania  się 

cząsteczek  silnie  zaleŜy  od  odległości  od 

ś

cianek 

(profil 

paraboliczny). 

Dokładne 

określenie,  od  jakiej  średnicy  wewnętrznej 

moŜna  uznać  daną  rurkę  za  kapilarną,  jest 

kwestią  umowy  i  zazwyczaj  przyjmuje  się,  Ŝe 

mamy  do  czynienia  z  kapilarą  w  momencie, 

gdy  zaczynają  wewnątrz  niej  zachodzić 

zjawiska  typowe  dla  przepływu  kapilarnego 

(zjawiska  kapilarne).  Zalicza  się  do  nich: 

Przepływ  niezgodny  z  prawem  Bernoulliego  - 

w kapilarach o odpowiedniej powierzchni ciecz 

moŜe  nawet  "płynąć  do  góry"  mimo  braku,  a 

nawet  wbrew  ciśnieniu  hydrostatycznemu  - 

wynika  to  z  faktu,  Ŝe  w  kapilarach  górę  biorą 

oddziaływania  cieczy  z  powierzchnią  rurki  a 

nie  zjawiska  zachodzące  w  samej  cieczy. 

Powstawanie zjawiska kondensacji kapilarnej - 

które  ma  dokładnie  to  samo  podłoŜe  co 

zjawisko  przepływu  niezgodnego  z  prawem 

Bernoulliego 

2. Zmienne  elementy  oporowe  –  wykorzystuje 

się  zaleŜność  oporu  od  długości  i  pola 

przekroju  przewęŜenia  i  zmieniając  jedną  z 

tych  wartości  w  sposób  celowy  uzyskuje  się 

zmiany wartości oporu. 

 

 

 

 

Pojemność 

pneumatyczna 

- 

współczynnik 

proporcjonalności 

pomiędzy 

strumieniem 

przepływu  masowego  Q

m

  a  prędkością  zmian 

ciśnienia w komorze (zbiorniku)  

C

p

dp/dt= Q

m 

W  procesie  spręŜania  powietrza  w  komorze 

pojemność  pneumatyczna  jest  proporcjonalna  do 

objętości komory.  

 

Łącząc pneumatyczny element oporowy z komorą 

otrzymujemy człon inercyjny.