ELEMENTY STERUJĄCE PRZEPŁYWEM SPRĘŻONEGO POWIETRZA

Grupa 1: Zawory pneumatyczne sterujące kierunkiem przepływu:

. . .

Grupa 2: Zawory pneumatyczne sterujące ciśnieniem

2.1. Zawory ograniczające ciśnienie (maksymalne, bezpieczeństwa)

2.2. Regulatory ciśnienia (zawory redukcyjne)

2.3. Zawory różnicowe

2.4. Zawory kolejności działania (sekwencyjne)

2.5. Zawory odciążające

Grupa 3: Zawory sterujące natężeniem przepływu

. . .

Ad. 2.1. Zawory ograniczające ciśnienie (maksymalne, bezpieczeństwa)

Głównym przeznaczeniem zaworów ograniczających ciśnienie jest zabezpieczenie układu przed przeciążeniem, czyli przed podwyższaniem się w nim ciśnienia ponad dopuszczalną wartość.

W związku z funkcją zabezpieczającą zawory te nazywane są popularnie zaworami bezpieczeństwa. Używa się także nazwy zawory maksymalne.

Zawory bezpieczeństwa umieszcza się na odgałęzieniu przewodu tłocznego. Podłączony do układu zawór otwiera się samoczynnie w przypadku podwyższania się ciśnienia do określonej wartości. W zwykłych warunkach pracy układu zawór bezpieczeństwa pozostaje całkowicie zamknięty i powietrze w całości jest doprowadzone do odbiornika.

Zawór ograniczający ciśnienie powinien odznaczać się zdolnością natychmiastowego otwierania się w przypadku nagłego wzrostu ciśnienia, ponieważ tylko wówczas skutecznie zapobiega nagłemu podwyższeniu się ciśnienia w układzie powyżej wartości dopuszczalnej.

Zawory bezpieczeństwa stanowią element wyposażenia sprężarek i mają bardzo prostą konstrukcję. Z reguły są to zawory z elementem roboczym w postaci grzybka i ręcznym nastawianiem żądanej wartości ciśnienia maksymalnego.

symbol graficzny wg ISO 1219

Zawór bezpieczeństwa - schemat konstrukcyjny

2.2. Regulatory ciśnienia

Regulator ciśnienia, nazywamy też zaworem redukcyjnym, umożliwia zredukowanie ciśnienia wejściowego do wartości nastawionej i utrzymywania tego ciśnienia w kanale wyjściowym na zadanym poziomie, niezależnie od zmian ciśnienia wejściowego i zmian natężenia przepływu powietrza poprzez ten zawór.

Wyróżnia się kilka rodzajów regulatorów ciśnienia, ale praktyczne znaczenie ma tylko regulator ograniczający ciśnienie. Zawór ten zapobiega wzrostowi ciśnienia wyjściowego ponad dopuszczalną wartość. Stąd nazywany jest także ogranicznikiem ciśnienia.

Regulatory ciśnienia produkowane są w wersjach:

• dwudrogowej,

• trójdrogowej.

Zawory dwudrogowe mają otwór wejściowy i wyjściowy, a trójdrogowe dodatkowo trzeci otwór odpowietrzający.

Symbol graficzny regulatora ciśnienia

a) dwudrogowy b) trzydrogowy

Trzydrogowy regulator ciśnienia firmy ASCO Joucomatic z serii 342

Zawór redukcyjny miniaturowy firmy Parker z serii P3AR

Zawór redukcyjny wysokociśnieniowy firmy Parker z serii 09R

Zawór redukcyjny firmy Festo

Oprócz regulatorów ciśnienia nastawianych sprężyną stosuje się także rozwiązania, w których ciśnienie wyjściowe nastawiane jest zewnętrznym ciśnieniowym sygnałem sterującym, doprowadzonym za pomocą dodatkowego przyłącza.

Zawór redukcyjny sterowany firmy Parker serii 10R

symbol graficzny wg ISO 1219

Sprężyna jest tu zastąpiona odpowiednio dobranym tłokiem sterującym 4, z dwoma powierzchniami czynnymi: górną i dolną. Na dolną powierzchnię tłoka działa ciśnienie doprowadzone z kanału wyjściowego zaworu, a na powierzchnię górną ciśnienie sterujące doprowadzone z zewnętrznego obwodu sterującego. W zależności od wartości obu ciśnień następuje ustawienie grzybka względem znajdującego się nad nim gniazda, nastawiając przekrój przepływowy, a więc i natężenie przepływu.

W symbolu graficznym zaworu redukcyjnego nastawianego ciśnieniem sprężyna została zastąpiona linią kreskową oznaczającą zdalne sterowanie pneumatyczne ciśnieniem wyjściowym.

2.3. Zawory różnicowe

Zawory różnicowe są elementami utrzymującymi stałą różnicę między ciśnieniem wejściowym a wyjściowym. Podobnie jak w przypadku regulatorów ciśnienia, zawory różnicowe mogą występować w dwóch odmianach:

• nastawiane sprężyną,

• nastawiane ciśnieniem z zewnętrznego obwodu sterującego.

Symbol graficzny zaworu różnicowego

Zawory różnicowe najczęściej wchodzą w skład tzw. zaworów energooszczędnych.

2.4. Zawory kolejności działania

Zawór kolejności działania, nazywany też zaworem sekwencyjnym, jest elementem umożliwiającym przepływ płynu do dalszych członów układu, jeżeli ciśnienie wejściowe przekroczy wartość zadaną. Jest to realizowane przez otwieranie kanału przepływowego łączącego drogę wejściową z drogą wyjściową zaworu.

Zawory kolejności działania przeznaczone są do sekwencyjnego sterowania pracą dwu, a czasem i więcej obwodów układu pneumatycznego. Ponieważ ich zadaniem jest zasilanie dalszych obwodów po osiągnięciu określonej wartości ciśnienia w obwodzie głównym, to nazywane są również zaworami przyłączającymi lub progowymi.

Działanie zaworu kolejności działania jest analogiczne do działania zaworu bezpieczeństwa, tzn. gdy wystąpi ciśnienie mogące pokonać nastawione napięcie sprężyny następuje otwarcie zaworu. Stąd też i symbol graficzny tego zaworu jest zbliżony do symbolu zaworu bezpieczeństwa. Różnica polega jedynie na oznaczeniu wylotu zaworu.

Symbol zaworu kolejności działania

a) nastawianego ręcznie,

b) nastawianego ciśnieniem z zewnętrznego obwodu sterującego

Zawór sekwencyjny firmy Festo

symbol graficzny

Zawór sekwencyjny firmy Festo, służy do przesterowania współpracującego z nim rozdzielacza po osiągnięciu zadanego ciśnienia. Te dwa zawory (sekwencyjny i rozdzielacz) tworzą jeden zespół konstrukcyjny nazywany w katalogu zaworem sekwencyjnym, chociaż nazwa ta nie jest do końca ścisła. Zawór ten można stosować, gdy nie stawia się wysokich wymagań w stosunku do przemieszczeń w układzie, a także w przypadku, gdy wycofanie, np. tłoka siłownika powinno nastąpić po osiągnięciu określonej siły na tłoku. Zawór powinien być tak ustawiony, aby punkt przełączenia był poniżej maksymalnej wartości ciśnienia roboczego.

2.5. Zawory odciążające

Zawór odciążający jest zaworem umożliwiającym swobodny wypływ powietrza do atmosfery. Łączy on obwód główny z atmosferą po osiągnięciu w otworze zasilanym nastawionej wartości ciśnienia.

Zawory takie nazywane są także zaworami odłączającymi. Oprócz tego w literaturze spotyka się nazwę - zawory automatycznego rozładowania.

Elementy te występują najczęściej w układach wyposażonych w zbiorniki powietrza. Zawory odciążające wykorzystują zasadę działania zaworu zwrotnego sterowanego.

Norma ISO1219 nie obejmuje symbolu tego zaworu. Dlatego pokazany na rys. symbol stanowi propozycję dla tego zaworu, ujmując w sposób logiczny jego cechy funkcjonalne.

a) proponowany symbol,

b) pokazanie stanu połączenia dróg 1 i 2 przy odciętym otworze odpowietrzającym 3,

c) pokazanie stanu połączenia drogi zasilania 1 z otworem odpowietrzającym 3 przy odciętej drodze 2

---