في كثير من الآلات الهوائية، يبدو رقم طراز الصمام بسيطًا، لكن الوظيفة الكامنة وراءه هي التي تحدد حركة المشغّل. تُستخدم صمامات 3V110 و3V210 و3V310 و3V410 عادةً كصمامات هواء كهرومغناطيسية 3/2، بينما تُستخدم صمامات 4V110 و4V210 و4V310 و4V410 عادةً كصمامات تحكم اتجاهي 5/2. تنتمي المجموعتان إلى فئة الصمامات الكهرومغناطيسية ، لكن كلًا منهما يعالج احتياجات مختلفة في الدوائر.
يكمن الفرق العملي في نوع المشغّل. يُختار صمام 3V عادةً للأسطوانات أحادية الفعل، أو للتحكم في نفخ الهواء، أو لإشارات الهواء، أو للأجهزة الهوائية الصغيرة التي تحتاج إلى تغذية الهواء وتفريغه عبر منفذ تشغيل واحد. أما صمام 4V فيُختار عادةً للأسطوانات مزدوجة الفعل التي تحتاج إلى منفذين للتبديل بين التمدد والتراجع.
وظيفة المنافذ هي الفرق الأول
يحتوي صمام سلسلة 3V على ثلاثة منافذ ووضعين. يستقبل أحد المنافذ هواء التغذية، ويتصل منفذ آخر بالمشغّل أو بخط الخرج، بينما يفرّغ المنفذ الثالث الهواء عند عودة الصمام إلى وضعه السابق. يجعل هذا الترتيب الصمام مناسبًا للأسطوانات أحادية الفعل، لأن النابض داخل الأسطوانة يتولى شوط العودة بعد تفريغ الهواء.
تتبع طرازات مثل 3V110-06, 3V210-08, 3V310-10 و 3V410-15 هذا النوع من منطق التحكم. وكلما زاد رقم السلسلة، زاد عادةً حجم المنفذ وسعة التدفق.
يحتوي صمام سلسلة 4V على خمسة منافذ ووضعين. ويضم منفذ ضغط، ومنفذين للأسطوانة، ومنفذين لتفريغ الهواء. يتيح ذلك للصمام تغذية كل جانب من الأسطوانة مزدوجة الفعل بالهواء بالتناوب، مع تفريغ الجانب المقابل. وبذلك يمكن للأسطوانة أن تتمدد وتتراجع بقوة الهواء بدلًا من الاعتماد على نابض ميكانيكي.
اختيار الصمام يتغير حسب نوع المشغّل
إذا كانت الآلة تستخدم مشبكًا أحادي الفعل، أو مصدًا صغيرًا، أو قاذفًا، أو دبوسًا هوائيًا، أو أسطوانة صغيرة ذات إرجاع بنابض، فغالبًا ما تكون سلسلة 3V الخيار الأبسط. إذ تكون الدائرة بسيطة، ويسهل تتبع الأنابيب، ويصبح استكشاف الأعطال أسرع لوجود خط خرج متحكَّم فيه واحد فقط.
إذا كانت الآلة تستخدم أسطوانة مزدوجة الفعل للدفع أو الرفع أو التموضع المرحلي أو الفتح أو الإغلاق أو النقل، فإن سلسلة 4V تكون أكثر ملاءمة. ويُعد 4V110-06 و 4V210-08 من الخيارات الشائعة للأسطوانات المدمجة والمتوسطة. أما عند الحاجة إلى تدفق هواء أكبر، فيمكن اختيار 4V310-10 أو 4V410-15.
من الأخطاء الشائعة اختيار صمام 3/2 لأسطوانة مزدوجة الفعل لمجرد أن جهد الملف ومقاس القلاوظ يبدوان مناسبين. فقد يبدّل الصمام تدفق الهواء، لكن الأسطوانة لن تحصل على دائرة التحكم الاتجاهي المناسبة. ومن الأخطاء الأخرى استخدام صمام 5/2 لنفخ الهواء البسيط أو لأسطوانة أحادية الفعل، في حين أن صمام 3/2 الأصغر سيكون أسهل وأكثر اقتصادية.
حجم التدفق يعتمد على قطر الأسطوانة وسرعتها
ينبغي اختيار الأحجام 110 و210 و310 و410 مع مراعاة قطر الأنبوب وقطر الأسطوانة وطول الشوط وسرعة الدورة. فالأسطوانة الصغيرة التي تتحرك ببطء لا تحتاج إلى تدفق الصمام نفسه الذي تحتاجه أسطوانة أكبر تتحرك بسرعة. وقد يؤدي اختيار صمام أكبر من اللازم إلى هدر المساحة وزيادة التكلفة، بينما قد يؤدي اختيار صمام أصغر من اللازم إلى بطء المشغّل أو عدم استقراره.
في كثير من تجهيزات المصانع، تُستخدم صمامات سلسلة 110 في العدد المدمجة وإشارات الهواء والأسطوانات الصغيرة. وتشيع صمامات سلسلة 210 في آلات الأتمتة العامة. أما صمامات سلسلتي 310 و410 فتلائم الأسطوانات الأكبر والأشواط الأطول، أو المعدات التي يحتاج فيها المشغّل إلى حجم هواء أكبر للحركة. وينطبق منطق اختيار الحجم نفسه على عائلتي 3V و4V، لكن وظيفة الدائرة تظل مختلفة.
التحكم الكهربائي وسلوك العودة إلى الوضع الافتراضي
تستخدم معظم صمامات 3V و4V ذات الملف الكهرومغناطيسي الواحد إشارة كهربائية لتحريك بكرة الصمام، ونابضًا أو آلية إرجاع هوائية لإعادتها عند انقطاع التيار. ويكون هذا السلوك مفيدًا عندما ينبغي للآلة العودة إلى وضع افتراضي بعد توقف الإشارة. ويجب أن يتوافق جهد الملف الصحيح، مثل DC24V أو AC110V أو AC220V، مع جهد لوحة التحكم.
في صمام 3V، يؤدي فصل التيار عادةً إلى تفريغ خط الخرج. أما في صمام 4V ذي الملف الواحد، فيؤدي فصل التيار عادةً إلى إعادة اتجاه الأسطوانة إلى الوضع الافتراضي. وينبغي التحقق من هذا السلوك الافتراضي أثناء تصميم الآلة، لأنه يؤثر في الإيقاف الطارئ وانقطاع التيار وسلامة الصيانة وموضع أداة التثبيت.
ملاحظات عملية للشراء
قبل الطلب، تأكد مما إذا كان المشغّل أحادي الفعل أم مزدوج الفعل. ثم تحقق من حجم المنفذ وجهد الملف وضغط التشغيل وحجم الأنبوب ونوع الموصل ومساحة التركيب. وإذا كنت تستبدل صمامًا قديمًا، فالتقط صورة لملصق الطراز وعلامات المنافذ قبل إزالة الأنابيب.
بالنسبة إلى مشتري المعدات الأصلية، من المفيد توحيد الاختيارات حول بضعة أحجام. فعلى سبيل المثال، يمكن للوظائف الصغيرة أحادية الفعل استخدام 3V110 أو 3V210، بينما يمكن للأسطوانات الشائعة مزدوجة الفعل استخدام 4V210. ويمكن للآلات الأكبر تخصيص 3V310 و3V410 و4V310 و4V410 للمواضع التي تتطلب تدفقًا أعلى. وهذا يسهّل الشراء وإدارة قطع الغيار.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن لصمام 3V التحكم في أسطوانة مزدوجة الفعل؟
ليس هذا الخيار المناسب عادةً. تحتاج الأسطوانة مزدوجة الفعل عادةً إلى صمام 5/2، مثل صمام سلسلة 4V، حتى يمكن التحكم في منفذي الأسطوانة بصورة صحيحة.
متى ينبغي اختيار صمام 3V؟
اختر صمام 3V للأسطوانات أحادية الفعل، ونفخ الهواء، وإشارات الهواء، والمشغّلات ذات الإرجاع بنابض، أو للتحكم البسيط في التغذية والتفريغ.
متى ينبغي اختيار صمام 4V؟
اختر صمام 4V للأسطوانات مزدوجة الفعل التي تحتاج إلى تمدد وتراجع بقوة الهواء عبر منفذين.
الخلاصة
أسهل طريقة للتمييز بين صمامات التحكم الاتجاهي 3V و4V هي النظر إلى نوع المشغّل. تشير الدوائر أحادية الفعل عادةً إلى استخدام صمامات 3V، بينما تحتاج دوائر الأسطوانات مزدوجة الفعل عادةً إلى صمامات 4V. بعد ذلك، اختر الحجم 110 أو 210 أو 310 أو 410 وفقًا للتدفق المطلوب وحجم المنفذ ومساحة التركيب.
