Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Elektromagnetické ventily v praxi

Automa 10/2000

Ing. Miloš Pařík,
ANTACT spol. s r. o.

Elektromagnetické ventily v praxi

Elektromagnetické ventily jsou důležitými řídicími členy regulačních obvodů a obvodů či systémů v automatizaci. Jsou to součásti, které na základě vnějšího elektrického signálu ovládají přívod plynných a kapalných médií k dalším prvkům a zařízením. Jsou ovládány pomocí elektromagnetu. Tyto akční členy pracují dvoupolohově a jsou vyráběny v provedení „v klidu uzavřen“ i „v klidu otevřen“. Konstrukční provedení elektromagnetických ventilů určuje jejich vlastnosti a technické parametry – ovládací napětí, připojovací rozměry, druh média, pracovní tlak, průtok, teplotní rozsah, rychlost odezvy, velikost a v neposlední řadě životnost.

Miniaturní západkové elektromagnetické ventily
Dvě řady miniaturních elektromagnetických ventilů talířového typu uvedené na trh firmou KV mají standardní životnost stanovenu na 100 miliónů cyklů; u nejmenšího ventilu však bylo při použití v aplikaci pro textilní průmysl zaznamenáno 600 miliónů cyklů spolehlivé funkce.

Obr. 1.

Oba ventily, Microsol 15 mm a ultraminiaturní Picosol 10 mm, je možné ovládat přidržováním kotvy, čímž se dosáhne výjimečně nízké spotřeby energie. U tohoto systému je energie k elektromagnetu dodávána v 10ms impulsech. Jakmile je ventil impulsem přestaven, nepotřebuje dále elektrické napájení, přičemž ventil zůstává v přidržené poloze s nulovou spotřebou energie.

Tyto ventily, které jsou součástí nabídky FAS firmy KV, jsou kompaktní a šetří prostor. Se všemi různými volbami, jež jsou k dispozici, obsahuje nabídka na 5 000 modelů. Nízká spotřeba elektrické energie kombinovaná s rychlou odezvou na vstupní signály znamená vysokou výkonnost, která je požadována pro moderní elektronická řízení. Oba ventily jsou dodávány ve verzi pro upevnění na základovou desku nebo s otvory v tělese s obvyklými připojovacími rozměry. Lze je tedy umísťovat individuálně nebo řadit do ucelených bloků. Jakýkoliv ventil je možné upravit na míru tak, aby vyhovoval konkrétním požadavkům zákazníka.

Tyto ventily se již velmi osvědčily pro aplikace v textilním průmyslu, kde regulují přívod vzduchu k miniaturním pneumatickým válcům, ovládajícím jehly při extrémně vysokých provozních rychlostech. Elektromagnetické ventily KV jsou dále úspěšně provozovány v aplikacích přístrojové techniky a v různých měřicích zařízeních. Malá spotřeba elektrické energie západkových ventilů je činí neobyčejně vhodnými pro použití se zařízením, které je napájeno baterií. Odhaduje se, že z jediné malé baterie je možné západkový impulsní ventil napájet až pět let.

Ventily obou velikostí lze ovládat nezávisle v pneumatickém okruhu nebo je použít jako řídicí členy pro ventily větších rozměrů. Veškeré spoje se nacházejí v tělese ventilů, čímž je umožněno použít společný přívod tlaku a vypouštění přes základovou desku.

Provedení ventilů
Standardně jsou ventily dodávány s plastovým tělesem PPS a těsněními z materiálu Buna. Pro dosažení kompatibility s různými médii jsou ale k dispozici další materiály tělesa i těsnění.

Elektromagnet ventilu Microsol může pracovat v kompletně suchém stavu, kdy je mechanismus elektromagnetu zcela izolován od kapalného média. Tato řada ventilů navíc disponuje širším rozsah průtoků, neboť otvory mají průměr 0,5 mm až 2,0 mm. U nejmenšího otvoru může tlak dosahovat až 25 bar. Microsol je možné použít pro ovládání agresivních plynů nebo kapalin, které se používají ve výrobním průmyslu nebo v lékařských či laboratorních přístrojích.

Maličký Picosol 10 mm, který je menší verzí ventilu Microsol, má otvor 0,8 mm a „zvládne“ tlak až 7 bar.

Obr. 2.

Ventily Picosol se vyrábějí ve verzích 2/2 a 3/2, Microsol se dodává také s konfigurací 5/2. Oba typy jsou vyráběny v provedení „v klidu uzavřen“ i „v klidu otevřen“. Obě řady ventilů pracují při napájení střídavým nebo stejnosměrným proudem v napěťovém rozsahu od 6 do 240 V.

Mezi různé integrované doplňkové funkce, které jsou k dispozici pro tyto miniaturní ventily, patří konektor elektromagnetu s indikací zapnutí a vypnutí prostřednictvím kontrolky LED. Součástí je bezpečný elektronický obvod s novým přístupem ke konvenčnímu uzavření s ochranou proti explozi – potlačením rázového přepětí, aby se zabránilo přenosu napěťových jehlových impulsů. Dále je to výběr elektrického připojení, jako např. konektory AMP, pohyblivé vodiče a pro ventil Picosol možnost volby západkového konektoru.

Elektromagnetické ventily pracující nasucho
Pro možnost regulovat elektromagnetickými ventily průtok agresivního nebo kontaminovaného média nabízí firma KV jako součást svého programu verzi FAS se suchým operátorem. Jde o dostupnou volbu pro miniaturní ventily Microsol, pro větší, výkonnější jednotky Minisol a také pro největší ze všech ventilů v rozsahu nabídky FAS – pro Bacosol.

Design suchého operátoru zajišťuje kompletní odizolování mechanismu elektromagnetu od tělesa ventilu a od média, které jím protéká. Při aktivování se kotva elektromagnetu pohybuje nahoru a dolů v závislosti na elektrické konfiguraci, čímž se otevírá a zavírá membrána ventilu. Těsnění membrány odděluje řízené médium od ovládacího mechanismu elektromagnetu a zabraňuje kontaminování vnitřních komponent ventilu. Pro dosažení kompatibility s různými médii je k dispozici těsnění z různých materiálů. Rovněž těleso ventilu může být z různých materiálů, včetně několika druhů plastů, které vyhovují pro různá plynná a kapalná média.

Vlastnosti různých typů ventilů
Ventily Microsol, které jsou použity v aplikacích pro monitorování plynu a vody, jsou vyráběny s otvory různých velikostí o průměru od 0,5 do 2,0 mm podle průtoku. Nejvyšší přípustný tlak je 8 bar. Napájení elektromagnetu vyhovuje široké škále požadavků. Ventily mohou být ovládány střídavým nebo stejnosměrným proudem v napěťovém rozsahu od 6 do 240 V. Příkon elektromagnetu je jen 1 W. K dispozici je široký výběr volitelných alternativ pro tyto ventily i pro další ventily v rozsahu nabídky, jako např. vybavení kontrolkou LED, potlačení rázového přepětí či západkové (přidržovací) verze.

Obr. 3.

Ventily Minisol v provedení 2/2 a 3/2 a s činností „v klidu uzavřen“ i „v klidu otevřen“ se dodávají buď s otvory v tělese jako nezávisle fungující ventily nebo připravené pro upevnění na základovou desku. Velikosti otvorů jsou v rozsahu od 1,2 do 4 mm a pracovní tlak může být až 7 bar. Příkon elektromagnetu je 5 W v rámci stejného rozsahu napětí jako u ventilu Microsol. Funkčním prvkem tohoto ventilu, jde-li o ventil 3/2 s konfigurací se třemi otvory, je vnitřní vahadlový mechanismus, který otevírá a zavírá kterékoliv dva otvory ze tří. Tento operátor se třemi otvory v podstatě umožňuje např. agresivním plynům, aby byl jejich tok přepínán do jedné či druhé cesty v rámci ventilu. Jde o užitečnou vlastnost zejména při zkušebním odběru média nebo pro potřeby vyplachování, stejně jako pro funkce odklonění nebo směšování plynů.

Největší a nejvýkonnější ventily řady Bacosol mají připojovací otvory až G2" a jmenovitou světlost do 45 mm. K dispozici jsou stejné alternativy materiálů těsnění membrány a materiálů tělesa, které umožňují, aby byly ventily použity pro ovládání toku chemicky agresivních plynů a kapalin, především tam, kde jsou požadovány vyšší rychlosti toku.

Malý příkon elektromagnetů zaručuje, že se ventily nepřehřívají a neselhávají. Důležitou skutečností je, že není nutná údržba ventilů v mezidobí mezi generálními opravami strojů či systémů.

Prostor pro použití těchto ventilů je všude tam, kde jsou kladeny vysoké nároky na provozní vlastnosti, technické parametry a zejména na spolehlivost. Dále jsou to aplikace, v nichž je důležitým parametrem systému jeho velikost, protože díky jejich malým rozměrům lze v malém prostoru vytvořit složité regulační a řídicí obvody.

ANTACT, spol. s r. o.
nám. 5. května 17
252 25 Jinočany
tel.: (02) 57 96 10 04-5
fax: (02) 57 96 03 70
e-mail: antact@antact.cz