I. La Funcion de Nucleo de las Valvulas Solenoides .
La valvula solenoide, como componente clave para la conversion electro-pneumatica, espalda la responsabilidad de convertir eficazmente los señales electricos en señales pneumaticos. Después de recibir la instruccion de control, la valvula solenoide puede liberar, para con precisión, para O cambiar la direccion de flujo de l aire comprimido, logrando así múltiples funciones, incluyendo el control de la dirección de la dirección del componente de actuatore pneamatica, ON/Comupr. control de cantidad, Y control de logica OR/NO/AND/AND. Entre los diversos tipos de valvulas solenoides, la valvula de control direccional electromagnético reten una posicion de nucleo y juega un papel crucial.
Ii. Principi de Trabalh de la Valvula de Control Direccional Electromagnetic .
En los sistemas pneumáticos, la valvula de control direccional electromagnético juega un papel crucial{. Es responsable de controlar la apertura y la clausura del canal de flujo de aire o cambiar la dirección de flujo de aire de comprimido. Su principio de funcionamiento de nucleo se basa en la fuerza electromagnética generada por la cocine electromagrica . Esta fuerza impulsará la válda al interruptor, logrando así el propósito de inversion del flujo de aire{3}} Según las distintas formas en las que la parte de control electromagnético empuja la valvula de control direccional, las valvulas de control de control electromagnético pueden ser divididas en dos tipos: actuacion directa y operada por piloto. contrôle de valvulas solenoides de actuacion directa utilizan directamente la fuerza electromagnetica para impulsar la válve a la direccion inverso, mientras que el control solenoide de la direccion de loendo sea dircto valvulas se basan en la presin del aire piloto generado por la valvula pilota electromagnetica para impulsar el núcleo de la valvula para lograr la inversion. .
La figura 1 muestra una simple vista transversal de una valvula solenoide 3/2 de dos posicins) de actuacion directa) y su principio de funcionamiento. Cuando la bobina se energiza, el núcleo de herencia estatica generará la fuerza electromagnética, y esta fuerza empujará el núcleo de la valvula para movir a hacia ascendent. Como el incendio de la valvula, la junta, la junta es la levada, asi pòrts 1 e 2 en tot desconnectar los pòrts 2 e 3. A aqueste punt, la valvula es dins l'estat d'admission e pòt contrarotlar lo movement del cilindre. Un còp que l'alimentacion es talhada, lo nuclèu de la valvula s'apièjarà sus la fòrça de restauracion del ressòrt per tornar a son estat original, es a dire, los pòrts 1 e 2 son desconnectats mentre que los pòrts 2 e 3 son connectats.}} In d'aquesta manièra, la valvula es dins l'estat d'escapament.
La figura 2 muestra una simple vista transversal de la valvula solenoide 5/2 de dos posiciones) de dos posiciones) de actuacion directa) y su principio de funcionamiento. En el estado inicial, la ingesta de aire se produce a través de los puertos 1 y 2, mientras que la escape se realiza a través de los puertos 4 y5. Cuando la bobina se energiza, el nucleo estacico genera electrètica . força. Aquesta fòrça impulsarà la valvula pilòta per foncionar, e puèi l'aire comprimit entrarà dins lo piston pilòt de la valvula a travèrs del camin d'aire, en fasent que lo piston arranque. Al mièg del piston, la superfícia circulara de selhatge dobrís lo canal{{14} En aqueste moment, l'aire pren dempuèi los pòrts 1 e 4, mentre que l'aire es descargat de pòrts 2 e3.}}}} Un còp lo . l'alimentacion es talhada, la valvula pilòt s'apiejarà sus la fòrça de restauracion del ressòrt per tornar a son estat original. .
En seguida, parlem de la foncion de la valvula de solenoïde. La foncion d'una valvula electromagnetica es representada per dos nombres : M e N, que se sona una valvula electromagnetica N-pòsta N M-camin de la posicion N-pòsta. Entre eles, « posicion N » representa la posicion de commutacion de la valvula de contraròtle direccionala, es a dire, l'estat de la valve{4}} Lo nombre de posicions de valve es la valor de N. Per exemple, una valvula de doas posicions a doas opcions de posicion, es a dire, a dos estats. La valvula de tres posicions a tres opcions de posicion, es a dire, i a tres estats diferents. Lo « camin de M » indica lo nombre d'interfàcias extèrnas de la valvula, inclusent l'entrada d'aire, la sortida d'aire e lo pòrt de l'escapament. Lo nombre de camins es lo valor de M{11}}.
Prende la valvula en la figura 1 como ejemplo. Es una válvula solenoide 3/2 de actuacion directa, es decir, la valvula tiene dos posiciones, a saber "en" y "off" estados. Al mismo tiempo, tiene tres puertos aire: 1 es la entrada de aire, 2 es la salida de aire, y 3 es el puerto de escape{9}}
Análisis de la valvula de la valvula solenoidea .
A l'extrèm esquèrre del diagrama del camin de gas, lo simbòl de l'extrèma esquèrra representa generalament lo ressòrt inferior de la prima. La partida mejana es lo còrs de la valvula, que conten l'informacion clau per la determinacion del tipe de valvula de solenoïde. Per exemple, las doas caissas de la figura indican qu'aquò es Una valvula solenoïda de doas posicions, mentre qu'A/B/P/S representa las posicions de trauc del còrs de la valva, es, lo cinc camin valvula . Per tant, aquesta valvula solenoïda es una valvula solenoïda de doas posicions de cinc vias de cinc biaisses de valvula. meteis, podèm determinar lo nombre de bits e lo nombre de passas de la valvula solenoïda pel nombre de traucs e lo nombre de caissas.
En mai d'aquò, lo diagrama del camin de gas mòstra tanben las rotas de foncionament del camin de gas quand l'alimentacion es apagada e quand l'alimentacion es sus. Quand l'alimentacion es talhada, lo camin d'aire dintra a travèrs del trauc P, agís sul accionador a travèrs del trauc A, puèi passa pel trauc B, e es finalament descargada del trauc S, mentre que lo trauc R demòra barrat. Quand es alimentat, lo camin d'aire dintra tanben del trauc P, mas a aqueste moment, l'aire es descargat del trauc B, agissent sus l'actuador e passant pel trauc A, e enfin en essent descargat del trauc R, mentre que lo trauc S es barrat.
La part justa de la figura 3 representa generalament de bobinas o de pichonas valvulas, que jògan un ròtle important dins lo foncionament de las valvulas solenoïdes. En interpretar aqueles diagramas de las vias aèrias, podèm ganhar una compreneson mai prigonda del principi de foncionament de la valvula solenoïda e del foncionament de la via aèria jos diferentas condicions.
La figura 4 muestra el diagrama esquema eléctrico de la válvula de solenoide pneumática. El diagrama esquematico electrico es la clave para comprender el principio de funcionamiento de una valvula electromagnética. Declara claramente la bobina, los contactos, y la relacion de conexion con otros componentes electricos. En observando el diagrama esquema electrico, podemos ganar una comprension mas profunda de la cambios electricos de la valvula solenoide cuando se alimenta en y apagado, así mejor agarrar sus características de trabajo. .
Iv. Seleccion de Valvulas Solenoides de Solenoides de Unico control y Valvulas Solenoides de Doble Control
La sola valvula solenoïda controlada electricament, coma o suggerís son nom, es d'un sol bobin de bobina. Quand es alimentat, cambiarà e introduirà un autre estat. Quand la poténcia serà talhada, tornarà automaticament a l'estat original. Aquel principi de trabalh es mostrat dins la figura 5. En contraste, la valvula solenoïda contrarotlada per l'electro-controlament es equipada amb dos bobinas{5}} Per contròl de l' los estats energizats de diferentas bobinas, pòt obténer de multiples commutadors e encara manténer son estat precedent après l'alimentacion, coma se vei dins la figura 6. Aquesta diferéncia foncionala determina directament lors diferentas causidas dins las aplicacions practicas. .
Las figuras 5 y 6 demostran los principios de funcionamiento de las valvulas solenoides de un solo control y las válvulas solenoides de doble control. En hacer una seleccion, si el tiempo de inversion de la valvula es relativamente corto, una valvula solenoide de un solo control de un solo control es suficiente para manejarla {{6} Totun, si el tiempo de desplazamiento es largo, la bobina necesita ser continuamente alimentada sobre, lo que puede causar que la caleza para la calle. debido a la potencia prolongada y incluso quemadura. Para evitar esta situacion, se puede seleccionar una válvula de doble control{{ 10} en además, si la función de reinicialización necesita ser obtenida después de la falla de alimentacion, una sola válvula solenoide controlada es más adecuada. Si es necesario mantener el estado actual después de la insuficiencia de alimentacion, una válve solenoide de doble control es más adecuada{13}} }
V. Diferencias y Aplicaciones entre Valvulas Solenoides operadas por Piloto y Valvulas Solenoides De Actuacion Directa
Entre los tipos de valvulas solenoides, los interruptores de solenoides de piloto y de piloto y directo se encuentran dos tipos comunes. En los principios de funcionamiento y los scenarios de aplicacion. las valvulas solenoides operadas por pilotas entre gas y liquido a través de huecos pilotos, mientras que las valvulas solenoides de actuacion directa se basan en las diferencias de presion para controlar el movimiento del nucleo de valvula{{6} Esta diferencia hace los dos tipos de valvulas solenoides cada una tengan sus propios avantajes al responder a diferentes demandas industriales. Por ejemplo, en algunas situaciones que requieren una respuesta rápida y una alta sensibilidad, las valvulas solenoides de actuacion directa pueden ser más adecuadas. En las situaciones donde se requieren el control fino y la consomacion de energia inferior, las valvulas solenoides operadas por piloto pueden tener un borde.}}}}}}}}}}.
Lo dessenh estructural de las valvulas solenoïdes d'actuacion dirècta es relativament simple{{1} lor principi de trabalh s'apièja principalament sus la fòrça electromagnetica per impulsar dirèctament lo nuclèu de la valvula a l'acte. Pasmens, aquel dessenh a tanben doas mancas màgers. En primièr luòc, a causa de la granda demanda de fòrça electromagnetica, lo volum de la bobina electromagnet aumenta en consequéncia, qu'en virada a de menas a una energia mai nauta . consomacion. En segond luòc, las valvulas solenoïdes d'actuacion dirècta son relativament sensiblas a la pression. Quand la pression despassa un cèrt limit (en general mai de 0{9}}7MPA), fòrça valvulas solenoïdes d'actuacion dirècta pòdon pas foncionar corrèctament. Aquò es principalament degut a l'actuacion excessivament nauta pression sul nuclèu de la valièr, çò que fa dificil per la fòrça electromanica per menar la valvula a operar. Malgrat aquò, las valvulas solenoïdes d'actuacion dirècta an tanben lors avantatges: estructura simpla, prètz abordable e taus de fauta bassa.
2. La valvula solenoïda operada pel pilòt es ingeniosament concebuda{. Abandona l'unitat de fòrça electromagnetica tradicionala e utiliza en luòc la pression d'aire per impulsar lo nuclèu de la valvula a agir. Per las valvulas solenoïdes amb un diamètre que despassa 4mm, son generalament compausats d'una valvula pilòt e d'una valvula pilòta (5}} Après que la valvula solenoïda es alimentada sus, lo pilòt valvula se abrira y controlará la apertura de la valvula principal a través de su señal de salida. Vale la pena notar que la valvula principal es en realidad una valvula de control pneumatica, y su operacion requiere la accion coordinada de dos fuentes aereas: una es la fuente de aire de la valvula principal, y la otra es la fuente de aire de la valvula piloto{7}} .
Se la font principala provesís d'aire a la valvula pilòt a travèrs del passatge d'aire intèrne de la valvula solenoïda, aquel dessenh es nomenat un tipe pilòt intèrne. Se la valvula pilòt es provesida amb de gas d'una font independenta de la font de gas principal, se sona un tipe pilot{. dins la figura 8, lo costat esquèrre mòstra un exemple d'una valvula solenoïda de pilòt extèrne, mentre que lo costat drech mòstra un exemple d'un pilòt intèrne. valvula solenoïde.
La comparason fisica entre lo plomb intèrne e lo plomb extèrne es mostrat dins la figura seguenta. .
Aquestes dos tipes de valvulas solenoïdes, a saber lo pilòt intèrne e lo pilòt extèrne, convivon sovent dins lo meteis sistèma. Normalament, lo pilòt intèrne pòt ja respondre als besonhs de la màger part de las escasenças. Pasmens, dins qualques circonstàncias especificas, lo lideratge extèrne ven encara mai necessari{. Per exemple, quand la pression de la font de gas de las fluctuadas principalas de la valvula e pòt davalar en dejós de 0{{4}2MPA, o quand es dins un environament de valor, dempuèi lo de la font de gas de la valvula pilòt pòt pas èsser partejada amb la de la valvula principala, autrament pòt menar a la valvula principala essent incapabla de dobrir. A aqueste punt, una font d'aire independenta amb una pression que despassa 0.2MPA es necessària per alimentar la valvula de pilòt. En mai d'aquò, quand la diferéncia de pression entre l'entrada e lo sortida d'aire es significativa, o quand la pression principala de las vias aerianas excedís 1MPA, lo pilòt intèrne pòt necessitar per aumentar la volum estructural en cargar directament la pression de las vias aèrias sul nuclèu de la valvula. Lo pilòt extèrne resòlv lo problèma en introdusent dirèctament un canal de gas dins lo pòrt pilòt sens besonh d'apondre una valvula electromagnetica; solament cal apondre una canonada d'aire.
En conclusion, las valvulas solenoides operadas por piloto tienen los avantajes de pequeños cabezas electromagneticas y consomacion de bajo energia. Es esteticamente agradable y estalvia espacio de instalacion. Mentretant, genera menos calor y tiene un efecto remarcable de salvar en energia. Mas importantmente, debido a la generacion de calor baja, la bobina es menos probable que se crece y se puede alimentar en durante un largo tiempo {5} Esto es particularmente importante en las aplicaciones prácticas. Por ejemplo, la potencia de algunas válvulas solenoides de SMC ha sido reducido a tan baja como 0.1W, lo que permite una alimentacion continua sin sobrecalentamiento. La gama de potencia de las valvulas solenoides de actuacion directa es 4-20W, con un tiempo de potencia relativamente corto{{14} Mayor, alimentacion frecuente pose un riesgo de burnout. Por lo tanto, en las situaciones donde la alimentacion durante largos periodos o a altas frecuencias es necesaria, las valvulas solenoides operadas por piloto se vuelven la eleccion preferida. En realidad, la mayoria de las valvulas solenoides utilizadas ahora ahora han adoptado el diseño de piloto. Entre las valvulas solenoides que solo permiten pasar liquido a través, los actuales directos aun cumpliendo para un cierto proporcion{. Aquò es principalament degut al fach que las impuretats dins lo fluid pòdon empachar los canals de valvulas pilvulas estrechas.
A continuacion, nos apregondiremos en los tres tipos de valvulas solenoides de cinco posiciones de cinco vias: selladas medias, medianos, y media, así como sus aplicaciones. Este tipo de valvula solenoide utiliza doble bobinas de control electrica. Cuando ninguna de los dos electromagnes es energizado, el nucleo de la valvula será en la posicion media bajo la empuje equilibrado de los resortes en los dos costats{{77}} A aqueste punt, l'estat sus-off del camin de gas dins la valvula solenoïda determinarà son tipe especific - selladura mejana, ventilacion mejana o pression mejana{10}} Analisarem los principis e los scenaris d'aplicacion d'aqueles tres tipes un per un..
1. Analysi de l'estat de seal mejan : Quand cap de las doas bobinas es energizada, la pression dins las cambras davancièras e arrièras del cilindre demoraràn a l'estat après que las bobinas son des-energizadas e que cambiarà pas de cambiament. Al meteis temps, tant la presa d'aire coma los pòrts d'escapament son barrats . Pasmens, en mantenent aquel estat pendent un long moment pòt pas afar a pauc a pauc de l'equilibrar degut a minor filtracions. Lo diagrama esquematic es mostrat en (Figura 10).
Degut ara compressibilitat deth gas e eth hèt qu'es components pneumatics coma es cilindres, es valvules e es jocs de canonada de gas non pòden èster totauments sense filtracions, eth cilindre non pòt èster mantenguda establaments ena posicion d'arrèst intermedicia pendent un temps long. Aguest estat equilibrat serà graduauments perduda ath long deth temps, en tot resultar en ua disminucion dera precision de posicionament deth cilindre{{2} Encara, entàs condicions de trabalh a on era precision de posicionament dera lo cilindre es pas fòrça demandat e lo temps d'escala es relativament cort, lo cilindre de sèth mejan pòt encara èsser considerat per l'utilizacion. .
2. Mètode de descarga mejana : Quand cap de las doas bobinas es energizada, i a pas cap de pression dins las cambras davancièras e arrièras del cilindre, e lo pòrt d'entrada d'aire demòra barrat al meteis temps. A aqueste punt, la pression dins las cambras davancièras e arrièras del cilindre serà descargada a travèrs dels dos pòrts d'escapament de la valve de Fuga{2}} It se pòt referir lo principi de foncionament dins 11.
Comparat amb la valvula de sètlada mejana, lo dessenh de circuit de difusion mejana pòt provesir un temps de mièg-stop mai long. Dins los scenaris ont lo cilindre a besonh de se desplaçar verticalament, lo temps de mièja arrèst es relativament long, mas lo requisit de precision de posicionament es pas fòrça estricte, lo circuit de la liberacion mejana es una causida que val la pena de considerar{{6}
3. Medium pressure state: When neither of the two coils is energized, the pressure in the front and rear chambers of the cylinder will remain at the state when the previous coil is de-energized, and continuous pressure will be applied to ensure that the pressure in the front and rear chambers of the cylinder is consistent with that at the intake end. At this point, the air intake is open while the exhaust is closed. The principi de foncionament es mostrat dins la figura 12.
Se lo cilindre es pas sometut a una fòrça de carga extèrna axiala, lo piston demorarà dins un estat equilibrat e aital precisament demorarà a quina posicion que siá pendent lo trach de l'AVC. Las caracteristicas d'aqueste circuit necessitan que lo cilindre deu èsser installat orizontalament. doncas, dins de condicions de trabalh ont se requerís un posicionament de nauta precision e i a pas cap de fòrça de carga extèrna axiala, es recomandat d'utilizar una valva de pression media-pression en combinason amb una dobla precision. cilindre de barra de piston.
