W wielu maszynach pneumatycznych oznaczenie modelu zaworu wygląda niepozornie, jednak funkcja, jaka się za nim kryje, decyduje o ruchu siłownika. Zawory 3V110, 3V210, 3V310 i 3V410 są zwykle stosowane jako elektrozawory pneumatyczne 3/2-drogowe, natomiast zawory 4V110, 4V210, 4V310 i 4V410 to najczęściej zawory rozdzielające 5/2-drogowe. Obie grupy należą do kategorii elektrozaworów, ale rozwiązują odmienne zadania w układzie.
Praktyczna różnica sprowadza się do typu siłownika. Zawór 3V jest zazwyczaj wybierany do siłowników jednostronnego działania, sterowania przedmuchem, sygnałów pneumatycznych lub małych urządzeń pneumatycznych wymagających zasilania i odpowietrzania przez jedno przyłącze robocze. Zawór 4V stosuje się zwykle w przypadku siłowników dwustronnego działania, które potrzebują dwóch przyłączy roboczych do przełączania między wysuwem a powrotem.
Funkcja przyłączy to pierwsza różnica
Zawór serii 3V ma trzy przyłącza i dwa położenia (3/2). Jedno przyłącze służy do zasilania sprężonym powietrzem, drugie łączy się z siłownikiem lub linią wyjściową, a trzecie odpowiada za odpowietrzenie po powrocie zaworu do pozycji wyjściowej. Taki układ sprawia, że zawór doskonale nadaje się do siłowników jednostronnego działania, ponieważ sprężyna wewnątrz siłownika realizuje suw powrotny po spuszczeniu powietrza.
Modele takie jak 3V110-06,, 3V210-08,, 3V310-10 oraz 3V410-15 działają w oparciu o tę logikę sterowania. Im wyższy numer serii, tym większy jest zazwyczaj rozmiar przyłączy i przepustowość.
Zawór serii 4V ma pięć przyłączy i dwa położenia (5/2). Posiada przyłącze zasilające, dwa przyłącza robocze oraz dwa przyłącza odpowietrzające. Umożliwia to naprzemienne zasilanie każdej z komór siłownika dwustronnego działania z jednoczesnym odpowietrzaniem komory przeciwnej. Siłownik może wysuwać się i wsuwać za pomocą energii sprężonego powietrza, bez konieczności stosowania sprężyny mechanicznej.
Dopasowanie siłownika decyduje o wyborze
Jeżeli w maszynie zastosowano zacisk jednostronnego działania, mały stoper, wyrzutnik, trzpień pneumatyczny lub minisiłownik ze sprężyną powrotną, seria 3V jest z reguły bardziej przejrzystym wyborem. Układ jest prosty, orurowanie czytelniejsze, a diagnostyka szybsza, ponieważ sterowana jest tylko jedna linia wyjściowa.
Gdy w maszynie pracuje siłownik dwustronnego działania do pchania, podnoszenia, indeksowania, otwierania, zamykania lub transportu, właściwym wyborem staje się seria 4V. Modele 4V110-06 oraz 4V210-08 są powszechnie stosowane do siłowników kompaktowych i średniej wielkości. Przy większym zapotrzebowaniu na powietrze wybiera się modele 4V310-10 lub 4V410-15..
Częstym błędem jest wybór zaworu 3/2-drogowego do siłownika dwustronnego działania tylko dlatego, że napięcie cewki i gwint wydają się odpowiednie. Zawór może przełączać przepływ, ale siłownik nie będzie miał właściwego obwodu sterowania kierunkiem. Innym błędem jest stosowanie zaworu 5/2 do prostego przedmuchu lub siłownika jednostronnego działania, gdy mniejszy zawór 3/2 byłby prostszy i bardziej ekonomiczny.
Wielkość przepływu zależy od średnicy siłownika i prędkości
Wielkości 110, 210, 310 i 410 należy dobierać z uwzględnieniem średnicy przewodów, średnicy tłoka siłownika, długości skoku oraz prędkości cyklu. Mały siłownik poruszający się powoli nie potrzebuje takiego samego przepływu jak duży siłownik pracujący z dużą prędkością. Zbyt duży zawór to strata miejsca i wyższe koszty, natomiast zbyt mały może spowodować, że siłownik będzie działał wolno lub niestabilnie.
W wielu instalacjach przemysłowych zawory serii 110 stosuje się do kompaktowego oprzyrządowania, sygnałów sterujących i małych siłowników. Zawory serii 210 są powszechne w standardowych maszynach automatyki. Serie 310 i 410 pasują do większych siłowników, dłuższych skoków lub urządzeń, w których siłownik wymaga większej objętości powietrza. Ta sama logika rozmiarów dotyczy zarówno rodziny 3V, jak i 4V, lecz funkcja w obwodzie pozostaje inna.
Sterowanie elektryczne i powrót do stanu wyjściowego
Większość zaworów 3V i 4V z pojedynczą cewką (monostabilnych) wykorzystuje sygnał elektryczny do przestawienia suwaka oraz sprężynę lub powrót pneumatyczny (pilot) do przywrócenia pozycji po zaniku zasilania. Jest to przydatne, gdy maszyna powinna powrócić do stanu domyślnego po ustaniu sygnału. Należy upewnić się, że napięcie cewki – np. DC24V, AC110V lub AC220V – jest zgodne z parametrami szafy sterowniczej.
W przypadku zaworu 3V odłączenie zasilania zazwyczaj odpowietrza linię wyjściową. W monostabilnym zaworze 4V odcięcie prądu powoduje powrót siłownika do pozycji bazowej. To domyślne zachowanie należy zweryfikować już na etapie projektowania maszyny, ponieważ ma ono wpływ na procedury zatrzymania awaryjnego (E-stop), zanik zasilania, bezpieczeństwo konserwacji oraz pozycję mocowań.
Praktyczne wskazówki przy zakupie
Przed złożeniem zamówienia należy upewnić się, czy siłownik jest jedno-, czy dwustronnego działania. Następnie sprawdź rozmiar przyłączy, napięcie cewki, ciśnienie robocze, średnicę przewodów, typ złącza oraz przestrzeń montażową. Przy wymianie starego zaworu warto zrobić zdjęcie tabliczki znamionowej oraz oznaczeń przyłączy przed odłączeniem przewodów.
Dla producentów OEM korzystna jest standaryzacja w oparciu o kilka rozmiarów. Na przykład do mniejszych aplikacji jednostronnego działania można wybrać 3V110 lub 3V210, a dla typowych siłowników dwustronnego działania – 4V210. W większych maszynach modele 3V310, 3V410, 4V310 i 4V410 można zarezerwować dla węzłów o wyższym przepływie. Ułatwia to zaopatrzenie i zarządzanie częściami zamiennymi.
FAQ
Czy zawór 3V może sterować siłownikiem dwustronnego działania?
Zazwyczaj nie jest to właściwy wybór. Siłownik dwustronnego działania standardowo wymaga zaworu 5/2-drogowego, takiego jak zawory z serii 4V, aby oba przyłącza robocze siłownika mogły być prawidłowo sterowane.
Kiedy należy wybrać zawór 3V?
Zawór 3V należy wybrać do siłowników jednostronnego działania, przedmuchu, sygnałów sterujących, napędów ze sprężyną powrotną lub do prostego sterowania w trybie zasilanie–odpowietrzenie.
Kiedy należy wybrać zawór 4V?
Zawór 4V należy wybrać do siłowników dwustronnego działania, które wymagają pneumatycznego wysuwu i pneumatycznego wsuwu poprzez dwa przyłącza sprężonego powietrza.
Podsumowanie
Najprostszym sposobem na rozróżnienie zaworów rozdzielających 3V i 4V jest zwrócenie uwagi na typ siłownika. Obwody jednostronnego działania wskazują zazwyczaj na zawory 3V, podczas gdy układy z siłownikami dwustronnego działania wymagają zaworów 4V. Następnie wystarczy dobrać wielkość 110, 210, 310 lub 410 odpowiednio do zapotrzebowania na przepływ, rozmiaru przyłączy i dostępnego miejsca montażowego.
