Пневмораспределители клапанного типа: устройство, принцип работы и примеры

 

Пневмораспределители – это сердце пневматических систем, отвечающие за управление потоком сжатого воздуха. Среди многообразия конструкций особое место занимают клапанные пневмораспределители, отличающиеся своей надежностью, простотой и сравнительной дешевизной. В основе их работы лежит принцип перекрытия или открытия прохода для воздуха с помощью специального клапана – чаще всего тарельчатого.

Устройство клапанного пневмораспределителя:

Ключевой элемент любого распределителя – распределительная заслонка. В клапанных пневмораспределителях эту роль выполняет тарельчатый клапан, представляющий собой подвижный затвор (тарелку), взаимодействующий с неподвижным седлом. Герметичность обеспечивается уплотнением между затвором и седлом. Материал уплотнений и форма как седла, так и затвора могут варьироваться в зависимости от требований к рабочему давлению, среде и ресурсу работы распределителя.

Количество присоединительных отверстий (портов) у тарельчатого клапана может быть разным: два или три. Для более сложных пневмораспределителей, имеющих четыре и более портов, используются несколько тарельчатых клапанов, смонтированных в одном корпусе. Это позволяет управлять несколькими пневмоцилиндрами или другими исполнительными механизмами.

Принцип работы

Принцип работы основан на переключении положения тарельчатого клапана. В закрытом состоянии клапан плотно прилегает к седлу, блокируя проход воздуха. При воздействии управляющего сигнала (механического, электрического или пневматического) клапан перемещается, открывая или перекрывая необходимые каналы. Это приводит к изменению направления потока сжатого воздуха и, соответственно, к управлению пневмоприводами.

Пример: нормально закрытый распределитель 3/2

Рассмотрим типичный пример – нормально закрытый (НЗ) пневмораспределитель 3/2 (три порта, два положения). В состоянии покоя клапан (В) прижат к седлу нижней возвратной пружиной (D), перекрывая канал между входным отверстием (1) и выходным (2). Верхняя пружина, менее жесткая, чем нижняя, соединяет выходное отверстие (2) с выхлопным (3).

При воздействии на плунжер (А) происходит следующее:

1. Первая стадия: Плунжер, перемещаясь, сначала сжимает верхнюю пружину, перекрывая канал между выходом (2) и выхлопом (3).

2. Вторая стадия: Дальнейшее перемещение плунжера преодолевает усилие нижней пружины, отрывая клапан (В) от седла. Это открывает канал между входом (1) и выходом (2), подавая сжатый воздух к потребителю.

После прекращения воздействия на плунжер, возвратная пружина возвращает клапан в исходное положение, перекрывая выходной канал.

Клапанные пневмораспределители представляют собой простое, но эффективное решение для управления пневматическими системами. Их надежность, ремонтопригодность и относительно невысокая стоимость делают их популярными в различных областях промышленности, от автоматизации производственных процессов до управления робототехникой. Разнообразие конструкций позволяет подобрать оптимальный вариант для решения самых разных задач.