Componentes de control neumático y circuitos básicos.
En los sistemas neumáticos, los elementos de control son componentes cruciales para controlar y regular la presión, el caudal, la dirección del flujo del aire comprimido y el envío de señales. Utilizándolos, se pueden formar varios circuitos neumáticos para garantizar que los elementos actuadores neumáticos funcionen normalmente según sea necesario. Los componentes de control neumático se pueden clasificar en tres categorías principales según sus funciones y aplicaciones: válvulas de control de presión, válvulas de control de flujo y válvulas de control direccional. Además, existen componentes lógicos neumáticos que logran varias funciones lógicas cambiando la dirección y el encendido-del flujo de aire.
①Válvula de control de presión y circuito de control de presión
Las válvulas de control de presión se utilizan principalmente para controlar la presión de los gases en el sistema y cumplir con diversos requisitos de presión. Las válvulas de control de presión se pueden clasificar en tres tipos: El primer tipo es la válvula reductora de presión que sirve para reducir y estabilizar la presión; El segundo tipo es la válvula de seguridad que sirve para limitar la presión y brindar protección de seguridad, es decir, la válvula de alivio. El tercer tipo es una válvula de secuencia que realiza ciertos controles basados en diferentes presiones de la línea de gas.
1. Válvula de seguridad
La válvula de seguridad desempeña un papel en la protección de seguridad del sistema. Cuando la presión del sistema excede el valor especificado, la válvula de seguridad se abre para liberar una porción del gas a la atmósfera, asegurando que la presión del sistema no exceda el valor permitido y evitando así accidentes causados por una presión excesiva en el sistema. La estructura y símbolo gráfico de la válvula de seguridad se muestran en la figura.
Figura: Estructura y símbolo gráfico de la válvula de seguridad.
2. Válvula reductora de presión-
La función de la válvula reductora de presión-es reducir la presión de la fuente de suministro de gas a la presión requerida por el dispositivo y garantizar que el valor de presión permanezca estable después de la reducción de presión. El rendimiento básico de una válvula reductora de presión incluye el rango de regulación de presión, las características de presión y las características de flujo. Las características de presión y las características de flujo son dos características importantes de una válvula reductora de presión-y sirven como bases cruciales para su selección y uso. Al seleccionar una válvula reductora de presión-, su tipo y precisión de regulación de presión se deben determinar en función de los requisitos de uso, y luego se debe seleccionar su diámetro de acuerdo con el flujo de salida máximo requerido. La estructura de la válvula reductora de presión-se muestra en la Figura. La presión de la fuente de aire de la válvula debe ser mayor que la presión de salida máxima en 0,1 MPa. La válvula reductora de presión-generalmente se instala después del separador de agua y el filtro de aire y antes del lubricador de neblina de aceite, como se muestra en la Figura. Tenga en cuenta no invertir su entrada y salida. Cuando la válvula no esté en uso, se debe aflojar la perilla para evitar que el diafragma se deforme frecuentemente bajo presión, lo que puede afectar su rendimiento.
Figura: La estructura de la válvula reductora de presión-
Figura: Posición de instalación de la válvula reductora de presión-
3. Circuito de control de presión
El circuito de control de presión es un circuito fundamental que mantiene la presión dentro del circuito dentro de un cierto rango o permite que el circuito obtenga presiones de diferentes niveles. Los más utilizados incluyen circuitos de control de presión primarios y circuitos de control de presión secundarios.
Circuito de control de presión primaria
El circuito de control de presión primario se utiliza para controlar la presión del tanque de almacenamiento de gas para que no exceda el valor de presión especificado. Las válvulas de alivio de control externo y los manómetros de contacto eléctrico se utilizan a menudo para controlar el arranque y la parada de los compresores de aire, manteniendo la presión en el tanque de almacenamiento de aire dentro del rango especificado. Se adoptan manómetros de contacto eléctrico, que tienen altos requisitos para el motor y el control. A menudo se utilizan para el control de pequeños compresores de aire, como se muestra en la Figura.
Figura: Diagrama del circuito de control de presión primaria
2) Circuito de control de presión secundario
El circuito de control de presión secundario controla principalmente la presión de la fuente de aire del sistema neumático. En la transmisión neumática, el separador de agua y el filtro de aire, la válvula reductora de presión y el lubricador por niebla de aceite a menudo se denominan colectivamente conjuntos neumáticos de tres-piezas. Como se muestra en la Figura, es un circuito de control de presión secundario compuesto por conjuntos neumáticos de tres-piezas.
Figura: Circuito de control de presión secundario
② Válvula de control de flujo y circuito de control de velocidad
Para garantizar el funcionamiento suave y confiable del cilindro, se debe controlar la velocidad de movimiento del cilindro. Un método común es utilizar una válvula de control de flujo para lograrlo. La válvula de control de flujo controla la velocidad de movimiento del actuador neumático regulando el caudal de gas, y el control del flujo de gas se logra cambiando el área de flujo de la válvula de control de flujo. Las válvulas de control de flujo de uso común incluyen válvulas de mariposa, válvulas de mariposa unidireccionales-, válvulas de mariposa de escape, etc.
Válvula de mariposa unidireccional-
La válvula de estrangulación uni-es una válvula de control combinada compuesta por una válvula uni-y una válvula de estrangulación en paralelo. Su estructura y símbolo gráfico se muestran en la Figura. Cuando el flujo de aire fluye desde el puerto P al puerto A, se estrangula a través de la válvula de mariposa. Cuando fluye de A a P, la válvula de retención se abre sin estrangulación. Las válvulas de mariposa unidireccionales se utilizan a menudo en los circuitos de retardo y regulación de velocidad de los cilindros.
Figura: Estructura y símbolo gráfico de la válvula de mariposa uni-direccional
2. Bucle de control de velocidad
Los cilindros de doble-acción tienen dos métodos de ajuste: aceleración de admisión y aceleración de escape. La figura muestra el circuito de ajuste de la estrangulación de admisión. Durante la aceleración de la admisión, cuando la dirección de la carga es opuesta a la dirección del pistón, el movimiento del pistón es propenso a un fenómeno desequilibrado, es decir, un fenómeno de arrastre. Cuando la dirección de la carga es consistente con la dirección del pistón, la carga tiende a funcionar en seco, lo que hace que el cilindro pierda el control. Por lo tanto, el circuito de ajuste de la estrangulación de admisión se utiliza principalmente para cilindros instalados verticalmente. Para cilindros instalados horizontalmente, el circuito de ajuste generalmente adopta el circuito de ajuste de aceleración del escape, como se muestra en la Figura. Como se muestra en la Figura, es el diagrama del circuito de control de velocidad compuesto por válvulas de mariposa. Cuando el aire comprimido entra por el extremo A y sale por el extremo B, la válvula de retención de la válvula de mariposa unidireccional A se abre para inflar rápidamente la cavidad sin vástago del cilindro. Dado que la válvula unidireccional-de la válvula estranguladora unidireccional B está cerrada, el gas en la cavidad de la varilla solo se puede descargar a través de la válvula estranguladora. Ajustando el grado de apertura de la válvula de mariposa B, se puede cambiar la velocidad de movimiento cuando el cilindro se extiende. Por el contrario, ajustar el grado de apertura de la válvula de mariposa A puede cambiar la velocidad de movimiento del cilindro cuando se retrae. Este método de control garantiza el funcionamiento estable del pistón y es el más utilizado.
Figura: Circuito de ajuste unidireccional para cilindro de doble-acción
Figura: Circuito de control de velocidad compuesto por válvulas de mariposa. Figura
③ Válvula de control direccional electromagnética y circuito de control neumático
1. Válvula de control direccional
La válvula de control direccional se utiliza para controlar la dirección del flujo de aire comprimido y la interrupción del flujo de aire. Las válvulas de control direccional neumáticas se pueden clasificar en diferentes tipos según la estructura del núcleo de la válvula, como tipo de válvula deslizante, tipo globo, tipo de superficie plana, tipo tapón y tipo diafragma, entre los cuales el tipo globo y el tipo válvula deslizante se utilizan más ampliamente. Según los diferentes métodos de control, se pueden clasificar en tipo de control electromagnético, tipo de control neumático, tipo de control mecánico, tipo de control manual y tipo de control de tiempo, etc. Según sus características funcionales, se pueden clasificar en tipo unidireccional y tipo inverso. Según la cantidad de puertos y la cantidad de posiciones de trabajo del núcleo de la válvula, se puede clasificar en varios tipos, como dos-posiciones de dos-vías, dos-posiciones de tres-vías y tres-posiciones de cinco-vías, como se muestra en la tabla.
Tabla: Puertos y posiciones de trabajo de válvulas de control direccional
2. Válvula de control direccional electromagnética
La válvula de control direccional electromagnética utiliza la fuerza de succión de un electroimán para empujar el núcleo de la válvula y cambiar la posición de trabajo de la válvula, controlando así la dirección del flujo de aire. Como puede controlarse mediante señales enviadas mediante-interruptores de botón, interruptores de límite, interruptores de proximidad, etc., es fácil lograr un control combinado electroneumático y puede operarse de forma remota, con una amplia gama de aplicaciones. La clasificación más común de válvulas de solenoide se basa en el número de puertos y la posición de trabajo del núcleo de la válvula, incluidas dos-posiciones de dos-vías, dos-posiciones de tres-vías, tres-posiciones de cinco-vías y muchas otras. Según el número de bobinas impulsadas por el electroimán, las válvulas de solenoide se clasifican en tipos de control simple-y de control doble-. Los electroimanes de válvula se clasifican en tres tipos según las diferentes fuentes de alimentación utilizadas: tipo CA, tipo CC y tipo local. Este tipo es el tipo de rectificador local de CA. Este electroimán en sí está equipado con un rectificador de media onda, que puede usar CA directamente y al mismo tiempo tiene la estructura y características de un electroimán de CC. Cuando esté en uso, se debe seleccionar la válvula de control direccional electromagnética adecuada de acuerdo con los requisitos de control.
La figura muestra un diagrama esquemático del principio de funcionamiento de una válvula de control direccional electromagnético de dos-posiciones y tres-vías, de acción directa-simple y controlada eléctricamente.
Figura: Diagrama del principio de funcionamiento de la válvula de control direccional electromagnética de acción directa-simple y controlada eléctricamente.
Principio de funcionamiento: cuando el electroimán está des-energizado, el núcleo de la válvula es empujado hacia el extremo superior por el resorte, conectando 7 y A. Cuando el electroimán está energizado, el núcleo de hierro empuja el núcleo de la válvula hacia el extremo inferior a través de la varilla de empuje, conectando P y A.
La figura muestra el diagrama del principio de funcionamiento de una válvula de control direccional electromagnético de dos-posiciones y cinco-vías-de doble control eléctrico y acción directa. La figura muestra el diagrama del principio de funcionamiento de la válvula de control direccional controlada eléctricamente doble accionada por piloto-.
Figura: Diagrama del principio de funcionamiento de una válvula solenoide de dos-posiciones y cinco-vías de acción directa-doble eléctricamente controlada
Figura: Diagrama del principio de funcionamiento de una válvula de control direccional de control eléctrico doble accionada por piloto-
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