اجزای کنترل پنوماتیک و مدارهای اصلی

اجزای کنترل پنوماتیک و مدارهای اساسی

در سیستم های پنوماتیکی، عناصر کنترلی اجزای حیاتی برای کنترل و تنظیم فشار، سرعت جریان، جهت جریان هوای فشرده و ارسال سیگنال هستند. با استفاده از آنها می توان مدارهای پنوماتیکی مختلفی را ایجاد کرد تا اطمینان حاصل شود که عناصر محرک پنوماتیک در صورت لزوم به طور عادی کار می کنند. قطعات کنترل پنوماتیک را می توان بر اساس عملکرد و کاربردشان به سه دسته عمده تقسیم کرد: شیرهای کنترل فشار، شیرهای کنترل جریان و شیرهای کنترل جهت. علاوه بر این، اجزای منطقی پنوماتیکی وجود دارند که با تغییر جهت و خاموش کردن جریان هوا به عملکردهای منطقی مختلفی دست می‌یابند.

① شیر کنترل فشار و مدار کنترل فشار

شیرهای کنترل فشار عمدتاً برای کنترل فشار گازهای موجود در سیستم و برآوردن نیازهای مختلف فشار استفاده می شوند. شیرهای کنترل فشار را می توان به سه نوع طبقه بندی کرد: نوع اول شیر کاهنده فشار است که برای کاهش و تثبیت فشار عمل می کند. نوع دوم، شیر اطمینان است که برای محدود کردن فشار و ایجاد حفاظت ایمنی، یعنی شیر تسکین استفاده می کند. نوع سوم یک شیر توالی است که کنترل های خاصی را بر اساس فشارهای مختلف خط گاز انجام می دهد.

1. سوپاپ اطمینان

شیر اطمینان در حفاظت ایمنی در سیستم نقش دارد. هنگامی که فشار سیستم از مقدار مشخص شده بیشتر شود، شیر اطمینان باز می شود تا بخشی از گاز به اتمسفر آزاد شود و اطمینان حاصل شود که فشار سیستم از مقدار مجاز تجاوز نمی کند و در نتیجه از حوادث ناشی از فشار بیش از حد در سیستم جلوگیری می کند. ساختار و نماد گرافیکی شیر اطمینان در شکل نشان داده شده است.

شکل: ساختار و نماد گرافیکی شیر اطمینان

2. شیر کاهش فشار

عملکرد شیر کاهش فشار این است که فشار منبع تغذیه گاز را به فشار مورد نیاز دستگاه کاهش می دهد و اطمینان حاصل می کند که مقدار فشار پس از کاهش فشار ثابت می ماند. عملکرد اصلی یک شیر کاهنده فشار شامل محدوده تنظیم فشار، مشخصات فشار و مشخصات جریان است. ویژگی های فشار و ویژگی های جریان دو ویژگی مهم یک شیر کاهنده فشار هستند و به عنوان پایه های بسیار مهم برای انتخاب و استفاده از آن عمل می کنند. هنگام انتخاب یک شیر کاهنده فشار، نوع و دقت تنظیم فشار باید بر اساس شرایط استفاده تعیین شود و سپس قطر آن باید با توجه به حداکثر دبی خروجی مورد نیاز انتخاب شود. ساختار شیر کاهنده فشار در شکل نشان داده شده است. فشار منبع هوای شیر باید 0.1 مگا پاسکال از حداکثر فشار خروجی بیشتر باشد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، معمولاً دریچه کاهش فشار{11}} بعد از جداکننده آب و فیلتر هوا و قبل از روانکار مه روغن نصب می شود. لطفا توجه داشته باشید که ورودی و خروجی آن را معکوس نکنید. هنگامی که دریچه استفاده نمی شود، دستگیره باید شل شود تا از تغییر شکل مکرر دیافراگم تحت فشار جلوگیری شود که ممکن است بر عملکرد آن تأثیر بگذارد.

شکل: ساختار شیر کاهنده فشار{0}

شکل: موقعیت نصب -شیر کاهنده فشار

3. مدار کنترل فشار

مدار کنترل فشار یک مدار اساسی است که فشار داخل مدار را در محدوده معینی نگه می دارد یا مدار را قادر می سازد تا فشارهای سطوح مختلف را بدست آورد. مدارهای رایج مورد استفاده شامل مدارهای کنترل فشار اولیه و مدارهای کنترل فشار ثانویه هستند.

مدار کنترل فشار اولیه

مدار کنترل فشار اولیه برای کنترل فشار مخزن ذخیره گاز استفاده می شود تا از مقدار فشار تعیین شده تجاوز نکند. شیرهای کنترل خارجی و فشارسنج‌های تماس الکتریکی اغلب برای کنترل شروع و توقف کمپرسورهای هوا استفاده می‌شوند و فشار در مخزن ذخیره هوا را در محدوده مشخص نگه می‌دارند. گیج های فشار تماس الکتریکی اتخاذ شده اند که دارای الزامات بالایی برای موتور و کنترل هستند. همانطور که در شکل نشان داده شده است اغلب برای کنترل کمپرسورهای هوای کوچک استفاده می شود.

شکل: نمودار مدار کنترل فشار اولیه

2) مدار کنترل فشار ثانویه

حلقه کنترل فشار ثانویه عمدتاً فشار منبع هوای سیستم پنوماتیک را کنترل می کند. در گیربکس پنوماتیک، جداکننده آب و فیلتر هوا، شیر کاهنده فشار و روان کننده مه روغن معمولاً مجموعه‌های سه‌تکه‌ای پنوماتیکی نامیده می‌شوند. همانطور که در شکل نشان داده شده است، این یک مدار کنترل فشار ثانویه است که از مجموعه‌های پنوماتیک سه- قطعه تشکیل شده است.

شکل: مدار کنترل فشار ثانویه

② شیر کنترل جریان و مدار کنترل سرعت

برای اطمینان از عملکرد روان و مطمئن سیلندر، سرعت حرکت سیلندر باید کنترل شود. یک روش رایج استفاده از شیر کنترل جریان برای رسیدن به این هدف است. شیر کنترل جریان، سرعت حرکت محرک پنوماتیکی را با تنظیم نرخ جریان گاز کنترل می کند و کنترل جریان گاز با تغییر ناحیه جریان شیر کنترل جریان حاصل می شود. دریچه‌های کنترل جریان رایج شامل دریچه‌های گاز، دریچه‌های دریچه گاز یک طرفه، دریچه‌های گاز اگزوز و غیره هستند.

دریچه گاز یک طرفه-

دریچه گاز یک طرفه یک شیر کنترل ترکیبی است که از یک سوپاپ یک طرفه و یک دریچه گاز به صورت موازی تشکیل شده است. ساختار و نماد گرافیکی آن در شکل نشان داده شده است. هنگامی که جریان هوا از پورت P به پورت A جریان می یابد، از طریق دریچه گاز عبور می کند. هنگامی که از A به P جریان می یابد، شیر چک بدون دریچه گاز باز می شود. دریچه‌های گاز یک طرفه اغلب در تنظیم سرعت و مدارهای تاخیر سیلندرها استفاده می‌شوند.

شکل: ساختار و نماد گرافیکی -دریچه گاز یک طرفه

2. حلقه کنترل سرعت

سیلندرهای{0}} دوگانه دارای دو روش تنظیم هستند: گاز ورودی و گاز خروجی اگزوز. شکل مدار تنظیم گاز ورودی را نشان می دهد. در هنگام دریچه گاز ورودی، زمانی که جهت بار مخالف جهت پیستون است، حرکت پیستون مستعد یک پدیده نامتعادل، یعنی یک پدیده خزیدن است. هنگامی که جهت بار با جهت پیستون سازگار باشد، بار مستعد خشک شدن است و باعث از دست دادن کنترل سیلندر می شود. بنابراین مدار تنظیم گاز ورودی بیشتر برای سیلندرهای نصب شده به صورت عمودی استفاده می شود. برای سیلندرهای نصب شده به صورت افقی، مدار تنظیم معمولاً مدار تنظیم گاز خروجی اگزوز را اتخاذ می کند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. همانطور که در شکل نشان داده شده است، این نمودار مدار کنترل سرعت است که از شیرهای دریچه گاز تشکیل شده است. هنگامی که هوای فشرده از انتهای A وارد می شود و از انتهای B خارج می شود، دریچه بازرسی -دریچه گاز یک طرفه A باز می شود تا به سرعت حفره بدون میله سیلندر باد شود. از آنجایی که -شیر یک طرفه دریچه گاز یک طرفه-ب بسته است، گاز موجود در حفره میله فقط می تواند از طریق دریچه گاز تخلیه شود. با تنظیم درجه باز شدن سوپاپ دریچه گاز B می توان سرعت حرکت را در هنگام امتداد سیلندر تغییر داد. برعکس، تنظیم درجه باز شدن دریچه گاز A می تواند سرعت حرکت سیلندر را در هنگام جمع شدن تغییر دهد. این روش کنترل عملکرد پایدار پیستون را تضمین می کند و متداول ترین روشی است که استفاده می شود.

شکل: مدار تنظیم یک طرفه برای استوانه- دوتایی

شکل: مدار کنترل سرعت متشکل از دریچه های گاز شکل

③ شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی و مدار کنترل پنوماتیک

1. شیر کنترل جهت

دریچه کنترل جهت برای کنترل جهت جریان هوای فشرده و قطع جریان هوا استفاده می شود. شیرهای کنترل جهت پنوماتیک را می توان بر اساس ساختار هسته شیر به انواع مختلفی دسته بندی کرد، مانند نوع شیر کشویی، نوع گلوب، نوع سطح صاف، نوع پلاگین و نوع دیافراگمی که در این میان نوع گلوب و نوع شیر کشویی کاربرد بیشتری دارند. با توجه به روش های مختلف کنترل می توان آنها را به نوع کنترل الکترومغناطیسی، نوع کنترل پنوماتیک، نوع کنترل مکانیکی، نوع کنترل دستی و نوع کنترل زمان و ... طبقه بندی کرد که با توجه به ویژگی های عملکردی آنها می توان آنها را به نوع تک جهتی و نوع معکوس طبقه بندی کرد. با توجه به تعداد پورت ها و تعداد موقعیت های کاری هسته سوپاپ، می توان آن را به انواع مختلفی مانند دو-وضعیت دو طرفه-دو-وضعیت سه-طرفه، و سه-وضعیت پنج- طبقه بندی کرد، همانطور که در جدول نشان داده شده است.

جدول: پورت ها و موقعیت های کاری شیرهای کنترل جهت

2. شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی

شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی از نیروی مکش یک آهنربای الکتریکی برای فشار دادن هسته شیر برای تغییر موقعیت کاری شیر استفاده می کند و در نتیجه جهت جریان جریان هوا را کنترل می کند. از آنجایی که می‌توان آن را با سیگنال‌های ارسال شده توسط کلیدهای فشاری، کلیدهای محدود، سوئیچ‌های مجاورتی و غیره کنترل کرد، دستیابی به کنترل ترکیبی پنوماتیکی آسان است و می‌توان آن را از راه دور با طیف وسیعی از کاربردها کار کرد. رایج‌ترین طبقه‌بندی شیرهای برقی بر اساس تعداد پورت‌ها و موقعیت کاری هسته سوپاپ است، از جمله دو-موقعیت دو طرفه-دو-وضعیت سه طرف-سه-وضعیت پنج-و بسیاری دیگر. با توجه به تعداد سیم‌پیچ‌هایی که توسط آهن‌ربای الکتریکی به حرکت در می‌آیند، شیرهای برقی به دو نوع{12}}کنترل‌شده و دوگانه{13}} طبقه‌بندی می‌شوند. الکترومغناطیس های شیر با توجه به منابع مختلف برق مورد استفاده به سه نوع طبقه بندی می شوند: نوع AC، نوع DC و نوع محلی. این نوع یکسو کننده محلی AC است. این الکترومغناطیس خود مجهز به یکسوکننده موج{17} است که می‌تواند مستقیماً از AC استفاده کند در حالی که ساختار و ویژگی‌های یک الکترومغناطیس DC را دارد. هنگام استفاده، شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی مناسب باید با توجه به الزامات کنترل انتخاب شود.

شکل یک نمودار شماتیک از اصل کار یک شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی با عملکرد مستقیم-تک کنترل الکتریکی دو-سه جهته- را نشان می‌دهد.

شکل: نمودار اصل کار شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی تکی با اثر مستقیم-

اصل کار: هنگامی که آهنربا برقی برق نمی‌گیرد، هسته شیر توسط فنر به انتهای بالایی هل داده می‌شود و 7 و A را به هم وصل می‌کند. وقتی آهن‌ربا برقی فعال می‌شود، هسته آهنی هسته شیر را از طریق میله فشار به انتهای پایین می‌برد و P و A را به هم متصل می‌کند.

شکل، نمودار اصل کار یک شیر کنترل جهت الکترومغناطیسی دو طرفه-مستقیم، با کنترل الکتریکی دوگانه-وضعیت پنج-را نشان می‌دهد. شکل، نمودار اصل کار پایلوت-شیر کنترل جهت کنترل دوگانه الکتریکی را نشان می‌دهد.

شکل: نمودار اصل کار یک شیر برقی دو طرفه-کنترل شده دوطرفه-وضعیت پنج-شیر برقی مستقیم

شکل: نمودار اصل کار خلبان-شیر کنترل جهت کنترل دوگانه با کنترل الکتریکی

در بالا، اجزای کنترل پنوماتیک و محتوای مدارهای اصلی آمده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه مراجعه کنیدhttps://www.joosungauto.com/.