Cum diferă supapele cu solenoide și aerisite?
Lăsaţi un mesaj
În sistemele de control al automatizării industriale, supapele sunt actuatoare cheie, utilizate pentru a regla, deschide sau închide calea fluxului media. Printre numeroasele tipuri de supape, supapele solenoide (valve solenoide) și supape pneumatice (supapă acționată de aer) sunt utilizate pe scară largă din cauza controlului lor convenabil. Deși toate au funcții de control automat, principiile lor de lucru, mediile aplicabile, metodele de control și cerințele de întreținere sunt complet diferite. Acest articol se va concentra pe structura specifică și principiile de funcționare ale valvelor pneumatice și va dezvălui avantajele primelor prin comparație aprofundată cu valvele solenoidului.
Ventilele pneumatice sunt mai potrivite pentru operațiuni de intensitate ridicată
Datorită structurii sale simple, dimensiunilor mici și costurilor reduse, supapele solenoide sunt utilizate pe scară largă în sistemele de control al automatizării pentru ocazii cu diametru mic, de joasă presiune și de joasă frecvență și ocazii de închidere. De exemplu, conductele de laborator, alimentarea cu apă gospodărească, sistemul intern de răcire a dulapurilor electrice, etc. Acest tip de mediu are cerințe scăzute privind rezistența la conducere, rezistența la presiune și frecvența de lucru. Valva solenoidă se poate baza pe principiul atracției rapide a bobinei sale electromagnetice pentru a finaliza acțiunea de deschidere și închidere cu un răspuns la nivel de milisecunde.
Cu toate acestea, atunci când supapa trebuie să fie comutată frecvent pentru o lungă perioadă de timp sau să reziste la presiune ridicată și un flux mare, metoda de conducere a supapei solenoidului prezintă limitări. În primul rând, procesul său de conducere se bazează pe atracția câmpului magnetic generat continuu de bobina electromagnetică pentru a împinge miezul supapei să se miște. Cu toate acestea, rezistența la ieșire a atracției electromagnetice este limitată fizic de structura bobinei, intensitatea curentului și timpul de energie continuu. Mai ales în ritmul de lucru al competenței frecvente, încălzirea continuă a bobinei va determina acumularea creșterii temperaturii, provocând probleme precum saturația magnetică a miezului de fier, îmbătrânirea izolației, lag-ul de răspuns electromagnetic etc., ceea ce duce la slăbirea slăbită, răspunsul lent și chiar arderea bobinei.
În plus, supapele solenoide necesită o forță motrice mare la deschiderea și închiderea conductelor de înaltă presiune, cu diametrul mare. Dacă rezistența de deschidere și închidere depășește capacitatea de aspirație a bobinei electromagnetice, acțiunea poate deveni blocată sau nu poate fi resetată.
În comparație, supapele pneumatice folosesc aer comprimat ca sursă de conducere și folosesc un piston sau diafragmă ca componentă de acționare. Forța sa de ieșire este proporțională cu presiunea sursei de aer, care poate oferi o forță motrice o depășind cu mult pe cea a unei supape de solenoid, fără a crește volumul actuatorului. Această metodă de conducere nu poate doar să facă față cu ușurință condițiilor de muncă de înaltă presiune, dar poate obține și o conversie rapidă și stabilă de acțiune, care este potrivită pentru operațiuni de deschidere și închidere de înaltă frecvență. Deoarece aerul comprimat are proprietăți de tamponare bune, actuatorul nu este predispus la oboseală sau impact mecanic în timpul mișcărilor repetate, îmbunătățind semnificativ stabilitatea și durata de viață a sistemului.
Ventilele pneumatice au capacități mai mari de răspuns la erori
În procesele industriale care implică suporturi inflamabile, extrem de toxice, de înaltă presiune sau de temperatură înaltă, supapele nu sunt doar componentele de control pentru pornirea și opțiunea media, ci și o legătură cheie în lanțul de protecție de siguranță a întregului sistem. Odată ce eșecul de control, se produce întreruperea sursei de alimentare, anomalii echipamentelor sau accidentul la fața locului, supapa trebuie să răspundă automat într-un timp foarte scurt și să intre rapid în setul „poziție sigură” pentru a tăia surse periculoase, pentru a preveni scurgerea și a proteja siguranța personalului și a echipamentelor.
Mecanismul de conducere al valvei solenoid stabilește că nu poate menține nicio acțiune atunci când este oprită. Deoarece valva solenoidului generează forță magnetică după ce bobina este alimentate instantaneu pentru a trage miezul de fier pentru a finaliza acțiunea de deschidere și închidere, odată ce sursa de alimentare este întreruptă sau tensiunea este instabilă, forța magnetică dispare instantaneu și miezul supapei nu poate menține poziția setată. Acest defect structural înseamnă că valva solenoidului nu poate asigura o funcționare fiabilă în scenarii precum oprirea de urgență, incendiul, explozia sau lovitura fulgerului.
În schimb, actuatoarele pneumatice pot fi selectate ca tipuri „cu acțiune unică”, adică doar o parte este furnizată cu aer comprimat pentru deschidere sau închidere, iar un arc puternic oferă acțiune inversă pe cealaltă parte. În această structură, odată ce sursa de aer este întreruptă, arcul conduce imediat pistonul să se deplaseze în direcția inversă, revenind rapid supapa în „poziția de siguranță prestabilită” (în mod normal deschis sau în mod normal închis), fără nicio intervenție electrică. Această acțiune de resetare sigură are loc rapid, ceea ce face ca supapele pneumatice să fie ideale pentru aplicații precum închiderea gazelor, izolarea aburului sau controlul de ardere, unde sunt necesare timpi de răspuns extrem de scurti.
Deoarece supapele solenoide se bazează în esență pe atracția electromagnetică pentru a realiza acțiune, ele pot, de obicei, să schimbe doar două poziții fixe (adică complet deschise sau complet închise), care se numește „control în două poziții”. Nu are capacitatea de a rămâne stabil în poziția de mijloc și nu poate regla continuu debitul mediu. Prin urmare, supapele solenoide sunt adesea potrivite pentru sistemele care necesită un răspuns rapid, dar o logică simplă de control, cum ar fi curățarea, pulverizarea, comutarea reactivului etc.
Supapele pneumatice pot fi utilizate în combinație cu „poziționari”. Pozitorul este un dispozitiv de control intermediar care poate primi semnale analogice continue (cum ar fi semnal de curent 42 0 mA sau semnal de tensiune 010V) din sistemul superior (cum ar fi PLC sau DCS), convertește semnalul în presiunea de aer comprimată corespunzătoare, iar apoi controlează volumul de aer care intră în cavitatea actuatorului pneumatic. În acest fel, distanța sau unghiul mișcării pistonului poate fi controlată fin, conducând astfel tulpina supapei pentru a regla cu exactitate deschiderea valvei, obținând o ajustare continuă cu o gamă completă de la 0% la 100%.
Deși costul inițial de cumpărare a supapelor pneumatice este puțin mai mare decât cel al supapelor solenoide, costurile de exploatare pe termen lung sunt mai mici. În primul rând, din perspectiva proiectării structurale, valvele pneumatice sunt compuse din componente mecanice, cum ar fi cilindri, pistoane, inele de etanșare și tulpini de supapă. Forța de conducere a miezului provine din aer extern comprimat, mai degrabă decât din forța magnetică excitată de curent. Prin urmare, supapa pneumatică nu are o bobină electromagnetică care generează continuu căldură în timpul funcționării și nu necesită circuite de control electronice complexe. Această „dependență electrică scăzută” reduce semnificativ pericolele comune de defecțiuni electrice, cum ar fi arderea bobinei, îmbătrânirea izolației, interferența electromagnetică și alte probleme. Nucleul valvei solenoidului este bobina, care va produce inevitabil efecte termice în timpul energizării pe termen lung. Mai ales în timpul operațiunilor de comutare de înaltă frecvență sau pe termen lung, temperatura excesivă a bobinei va duce la o scădere a magnetismului, la aspirație insuficientă și apoi la o acțiune lentă sau eșec.
În al doilea rând, în ceea ce privește dificultatea de întreținere, funcționarea și întreținerea supapelor pneumatice este mai ușor de implementat. Întreținerea sa se concentrează pe trei aspecte: în primul rând, calitatea sursei de aer, verificați în mod regulat dacă conține apă, ulei și blocare a particulelor; în al doilea rând, condițiile de ungere și uzură ale inelelor de etanșare și a pieselor glisante; În al treilea rând, precizia semnalelor de feedback de acțiune. Majoritatea acestor inspecții pot fi finalizate prin inspecții de rutină a liniei de gaze și observații de stare de funcționare. Costurile de întreținere sunt controlabile, iar pragul pentru instruirea operatorilor este scăzut. Supapele solenoide impun profesioniștilor să folosească instrumente pentru a testa rezistența la bobină, pentru a monitoriza curbele de creștere a temperaturii și pentru a confirma dacă există pericole ascunse, cum ar fi scurtcircuite locale sau demagnetizare. Acestea necesită adesea intervenția și oprirea electrică, ceea ce crește interferențele de întreținere și costurile de timp.
