Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Objemové pneumatické zesilovače a pneumatická relé Fairchild

V čísle 3/09 časopisu Automa se čtenáři mohli stručně seznámit s přehlednou nabídkou regulátorů tlaku americké firmy Fairchild Industrial Products. Tento miniseriál o výrobcích uvedené společnosti pokračuje přehledovým článkem o objemových pneumatických zesilovačích (tzv. boosterech) a pneumatických relé.
 
Pro charakteristické vlastnosti objemových pneumatických zesilovačů i pneumatických relé platí v plném rozsahu to, co bylo uvedeno již pro regulátory tlaku – jde o vysoký výkon daný dovoleným vstupním tlakem až 1,7 MPa a průtokem až 3 000 m3/h (podle typu a nastavení), dále robustnost a mechanickou odolnost dané použitím výhradně kovových konstrukčních materiálů s vyloučením jakýchkoliv plastových prvků (s výjimkou membrán), které dovolují použít je v nejnáročnějších provozních podmínkách, a vynikající citlivost všech typů přístrojů, která zajišťuje reakci na změnu již od přibližně 100 Pa (podle typu). Přístroje jsou určeny pro vzduch a chemicky neutrální plyny.
 

Objemové pneumatické zesilovače

Objemové pneumatické zesilovače, běžně nazývané boostery, jsou pneumatické přístroje, které umožňují slabým pneumatickým tlakovým signálem, např. z elektropneumatického převodníku nebo regulátoru tlaku, ovládat hlavní proud pracovního tlakového vzduchu nebo jiného plynu. Oblast jejich použití je velmi široká, od brzdových systémů železničních a silničních vozidel, přes téměř všechny obory průmyslové výroby (výrobní linky, manipulátory, uzávěry, lisovací technika) až po laboratorní techniku.
 
Typickým představitelem a možno říci základním typem objemového zesilovače je typ 4500A (obr. 1). Jde o přístroj pro nejširší použití dodávaný v pěti variantách poměru řídicího a výstupního tlaku: od 3:1, přes 1:1 až po 1:3. Napájecí tlak je do 1,7 MPa, výstupní do 1 MPa, průtok maximálně 255 m3/h. Konstrukce pracovní části přístroje je obdobou konstrukce regulátoru tlaku (viz Automa 3/2009), v řídicí části je však ruční regulační šroub s kalibrovanou pružinou nahrazen řídicí membránovou komorou s řídicí membránou, která ovládá pracovní stupeň přístroje. V konstrukci se uplatňují všechny konstrukční prvky popsané již v uvedeném článku o regulátorech, jako jsou izolovaná řídicí komora, zpětný ventil nebo provedení se speciální průtokovou charakteristikou, kde je výrazně redukován efekt poklesu výstupního tlaku v závislosti na průtoku.
 
Dalším univerzálním typem je booster, typ 20. K dispozici je pro poměr řídicího a výstupního tlaku od 5:1 do 1:6 v celkem deseti variantách. Konstrukce i parametry tlaku odpovídají typu 4516A, menší maximální průtok 45 m3/h však tento přístroj předurčuje pro použití v laboratorních nebo poloprovozních zařízeních. Přístroj tohoto typu je také rozměrově mnohem menší než typ 4516A.
 
Naopak pro úlohy s požadavkem na velký průtok je určen booster, typ 200. Napájecí tlak do 1,7 MPa i výstupní tlak do 1 MPa odpovídají ostatním typům, nejvyšší průtok 3 000 m3/h však jasně řadí tento přístroj do kategorie provozních prvků. Konstrukce principiálně odpovídá ostatním typům boosterů, pro zajištění stabilního velkého průtoku jsou navíc použity další konstrukční prvky, např. tlakově vyvážený ventil v napájení nebo pneumatická zpětná vazba z výstupu do řídicí komory. K dispozici je pouze varianta poměru řídicího a výstupního tlaku 1:1. Výkonu odpovídají i větší rozměry přístroje – výška 300 mm a průměr 150 mm.
 
Od uvedených přístrojů jsou odvozeny některé speciální varianty, se kterými je možné se seznámit přímo na stránkách výrobce www.fairchildproducts.com nebo u firmy SPA Praha, která je zástupcem firmy Fairchild pro Českou republiku.
 

Pneumatická relé

Pneumatická relé jsou pneumaticko-mechanické přístroje, které realizují jednoduché matematické funkce pomocí pneumatických tlakových signálů. Uplatňují se jako samočinné bezobslužné řídicí nebo rozhodovací prvky bez potřeby přívodu další energie v nejrůznějších pneumatických systémech, např. výrobních linkách, při řízení spalovacích turbín nebo stacionárních motorů apod.
 
Pneumatické relé typu 14 umožňuje připočítávat nebo odečítat nastavitelnou tlakovou konstantu k vstupnímu tlaku:
 
po = ps ± k
 
kde
po je výstupní tlak (max. 1,7 MPa),
ps vstupní tlak (max. 1 MPa),
k konstanta nastavitelná v rozsahu –120 až +700 kPa.
 
Průtok je 68 m3/h. Tyto hodnoty parametrů tlaku a průtoku jsou charakteristické i pro ostatní typy pneumatických relé; pouze relé typů 1500 a 2500 realizují stejnou funkci s průtokem až 255 m3/h a v některých detailech se liší také pneumatické relé, typ 15 (obr. 2), které pracuje pouze s kladnou tlakovou konstantou.
 
Funkce, které realizují ostatní relé, jsou však odlišné. Relé typu 25 vstupní tlak odečítá od nastavitelné konstanty:
po = k – ps
 
Pneumatické relé, typ 21, dovoluje nastavit násobek r vstupního tlaku ps v rozsahu r = 0,033 až 30 a navíc pracuje se dvěma konstantami, k1, k2, podle vzorce:
 
po = r(psk1) + k2
 
Unikátní je pneumatické relé, typ 22, které pracuje se třemi vstupními tlakovými signály a jednou nastavitelnou konstantou, se kterými může realizovat přibližně třicet různých operací.
 
Nabídku v této oblasti uzavírají typy 90 a 91, které realizují funkci výběru nižšího nebo vyššího ze dvou vstupních tlakových signálů.
 
Vzhledem k rozsahu problematiky pneumatických relé je zde tato oblast zachycena velmi zkráceně. Další informace lze získat přímo na stránkách výrobce www.fairchildproducts.com nebo u firmy SPA Praha.
 
Ing. Bohumír Sládek,
SPA Praha, s. r. o.
 
Obr. 1. Objemový pneumatický zesilovač 4500A
Obr. 2. Pneumatické relé, typ 15