BEVEZETÉS A PNEUMATIKÁBA

P111

Festo Automatika Kereskedelmi és Szolgáltató Kft.

1037 Budapest, Csillaghegyi út 32–34.Tel.: 36 1 250 0055Fax: 36 1 250 1593E-mail: info_hu@festo.comInternet: www.festo.hu

TARTALOMJEGYZÉK

Fejezet oldal

1 Bevezetés 1 41.1 Pneumatikafejlődése 1 41.2 Sűrítettlevegőtulajdonságai 1 51.3 Pneumatikusberendezésekgazdaságossága 1 6

2 Sűrítettlevegőelőállítása 2 1 02.1 Légsűrítőberendezések 2 1 02.2 Kompresszoroktípusai 2 1 02.3 Kompresszorokmegválasztásánakszempontjai 2 122.4 Légtartály 2 13

3 Sűrítettlevegőszállítása 3 153.1 Csővezetékekméretezése 3 153.2 Léghálózatkiépítése 3 153.3 Légvezetékekanyagai 3 163.4 Vezetékcsatlakozások 3 17

4 Sűrítettlevegőelőkészítése 4 194.1 Szennyeződésekasűrítettlevegőben 4 194.2 Levegőszűrőnyomásszabályozószeleppel 4 234.3 Nyomásszabályozószelep 4 254.4 Levegőolajozó 4 264.5 Tápegység 4 27

5 Pneumatikusvégrehajtók 5 295.1 Munkahengerek 5 295.2 Hengerfelerősítések 5 355.3 Munkahengerfelépítése 5 365.4 Hengerekméretezése 5 37

6 Építőegységek 6 416.1 Hidropneumatikusrendszerek 6 41

7 Szelepek 7 427.1 Aszelepekrőláltalában 7 427.2 Útszelepek 7 427.3 Zárószelepek 7 547.4 Nyomásirányítók 7 607.5 Elzárószelep 7 617.6 Pneumatikusidőszelepek 7 61

8 Érintkezésmentesérzékelőkésvákuumejektorok 8 648.1 Légsorompó 8 648.2 Reflexiósérzékelők 8 648.3 Vákuumképzőejektorok 8 658.4 Munkahengerérintésmentespozícióérzékeléssel 8 668.5 Nyomáserősítő 8 66

9 Pneumatikus-elektromosjelátalakítók 9 679.1 Jelátalakító 9 679.2 Jelátalakítórelé 9 67

10 Alapkapcsolások 10 6810.1 Egyszeresműködtetésűhengervezérlése 10 6810.2 Kettősműködtetésűhengervezérlése 10 6810.3 VezérlésVAGYelemmel 10 6910.4 Kettősműködtetésűhengersebességvezérlése 10 6910.5 Sebességnövelés 10 7010.6 VezérlésÉSelemmel 10 70

Kiadva2001.FestoKft.

4

1.Bevezetés

1.1.Apneumatikafejlődése

Asűrített levegőkimutathatóana legrégibbenergiaforma,melyetazember ismertéssajátteljesítményénekfokozásárafelhasznált.Alevegőnek,mintközegnekatudatosfelhasználásaésavelevalótöbbé-kevésbétudatosmunkavégzésmárévezredekótamegfigyelhető.Azelső,akirőlbiztostudomásunkvan,agörögKTESIBIOSvolt,akiasűrítettlevegőt,mintmunkavégzőközegetalkalmazta.KétezerévvelezelőttŐkészítettegysűrítettlevegővelműködőkatapultot.Azelsőkönyv,melyalevegőnek,mintenergiahordozónakazalkalmazásárólír,azi.e.elsőszázadbanjelentmeg,ésolyankészüléketismertet,melyetmeleglevegőműködtetett.A“Pneuma”kifejezésarégigörögöktőlered,eztakifejezésthasználtákalélegzetvételre,aszélre,ésafilozófiábanalélekre.A“Pneuma”szóbólszármazika“Pneumatik”fogalom,mintlégmozgások,légfolyamatoktana.Annakellenére,hogyapneumatikaazemberiséglegrégibbismereteiközétartozik,azalapjairaéstulajdonságairavonatkozószisztematikuskutatásokatcsakamúltszázadbanvégeztékel.Mindössze1950-tőlbeszélhetünkagyártástechnikábanapneumatika iparialkalmazásáról.Néhányalkalmazási területemárkorábban iskialakult,így a bányászatban, az építőiparban és a vasútnál (légfékek).A pneumatika világméretűipari felhasználása azonban csak amunkafolyamatok szükségszerű racionalizálásakor ésautomatizálásakor indult meg rohamos léptekkel.A kezdeti nehézségek ellenére, melyekaz ismeretek és képzés hiányára vezethetők vissza, az alkalmazási területek állandóanbővültek.Mamárasűrítettlevegőegyetlenkorszerűüzembőlsemhiányozhat.Apneumatikusberendezéseketalegkülönbözőbbiparicélokraalkalmazzák.

5

1.2.Asűrítettlevegőtulajdonságai

Apneumatikameglepőenrövididőalattelterjedtaziparialkalmazásterületein.Ennekalapvetőoka,hogyvannakolyangépesítésiésautomatizálásifeladatok,melyekmásenergiahordozóvalegyszerűenésgazdaságosannemvalósíthatókmeg.

Asűrítettlevegő–mintenergiahordozó–legfontosabbpozitívtulajdonságai:

Előfordulás: Alevegőgyakorlatilagmindenholkorlátlanmennyiségbenállrendelkezésre.

Szállítás: Asűrítettlevegőcsővezetékennagytávolságraegyszerűen,könnyenszállítható.Azelhasználtlevegővisszavezetésérenincsszükség.

Tárolhatóság: Egykompresszornaknemkellállandóanüzemelniahhoz,hogyasűrítettlevegőfolyamatosanrendelkezésreálljon.Asűrítettlevegőtartálybantárolhatóésonnanelvezethető,illetvetartályokbanszállítható.

Hőmérséklettűrés: Asűrítettlevegőahőmérsékletváltozásokraérzéketlen,ezlehetővétesziabiztonságosalkalmazásátkülönlegeshőmérsékletiviszonyokközöttis.

Biztonság: Asűrítettlevegőrobbanás-éstűzbiztos,nincsszükségdrágabiztonságiberendezésekalkalmazására.

Tisztaság: Asűrítettlevegőtiszta,tömítetlenvezetékeknél,elemeknélsemtudszennyeződésbekerülniakiáramlólevegőkövetkeztében.Erreatisztaságranagyszükségvanpéldáulazélelmiszeriparban,fa-,textil-,ésbőriparban.

Felépítés: Amunkavégzőelemekfelépítéseegyszerűésennekmegfelelőenolcsó.

Sebesség: Asűrítettlevegőáramlásisebességeviszonylagmagas,ígyjelentősmunkasebességekelérésétteszilehetővé.(Apneumatikusmunkahengerekdugattyúsebességepéldául1-2m/secnagyságrendű.)

Állíthatóság: Sűrítettlevegőnélasebességfokozatmentesenvezérelhető,ill.azerőkifejtésfokozatmentesenszabályozható.

Túlterhelhetőség: Asűrítettlevegővelműködőkészülékekmeghibásodásveszélyenélkültúlterhelhetők.

Ahhoz,hogyapneumatikaalkalmazásiterületepontosanbehatárolhatólegyen,megkellismerninegatívtulajdonságaitis.

Előkészítés: Asűrítettlevegőgondoselőkészítéstigényel.Azenergiahordozószennyeződéstésnedvességetnemtartalmazhat.Ezazelemekélettartamátcsökkentené.

Összenyomhatóság: Asűrítettlevegővelműködőhengerekkelnemlehetterhelés-független,egyenletes,ill.állandódugattyúsebességetbiztosítani.

Erőkifejtés: Asűrítettlevegőcsakegymeghatározotterőkifejtésiggazdaságos.Normálüzeminyomás(700kPa,7baresetén)alökettőlésadugattyúsebességtőlfüggően,ahatárterhelés20000-30000N,2000-3000kpkörüliérték.

Kipufogás: Akipufogólevegőzajos.Napjainkraakifejlesztetthangtompítóanyagokeztaproblémátnagyrésztkiküszöbölték.

Költségek: Asűrítettlevegőviszonylagdrágaenergiahordozó.Amagasenergiaköltségeknagyrészbenolcsóelemekkelésnagyteljesítménnyel(működésisebesség)kompenzálhatók.

�

1.3.Pneumatikusberendezésekgazdaságossága

Afokozódógépesítésésautomatizáláskövetkeztébenazemberimunkakiváltásáhozelőtérbekerültapneumatikaiparialkalmazásais.

Például:csomagokátrakása,emelőkműködtetése,alkatrészekszállítása,stb.

Annakellenére,hogyasűrítettlevegőviszonylagdrágaenergiahordozó,alkalmazásaszámoselőnnyeljár.Asűrítettlevegőelőállításaéstárolása,valamintakülönbözőgépekhez,készülékekheztörténőelosztásanagyköltségráfordítástigényel.Ezgyakranahhozamegállapításhozvezethet,hogyapneumatikaiparialkalmazásaköltségesmegoldás.Ezazegyoldalúszemléletazonbancsakazenergiaköltségeitvetiössze,figyelmenkívülhagyjaaberendezésekberuházásiésüzemeltetésiráfordításait,abérköltségekalakulását.Közelebbrőlmegvizsgálvamegállapítható,hogyegyberendezésösszráfordításánakáltalábancsakcsekélyrészétteszikiazenergiaköltsége.

AlapmennyiségekFizikaimennyiség Jelölés Egységekésjelölések

Technikaimértékrendszer SImértékrendszerHosszúság l méter(m) méter(m)

Tömeg m kps2

m kilogramm(kg)

Idő t másodperc(s) másodperc(s)

Hőmérséklet T Celsiusfok(0C) kelvin(K)Áramerősség I amper(A) amper(A)Fényerősség I kandela(cd)Anyagmennyiség n mól(mol)

Származtatottmennyiségek

Fizikaimennyiség Jelölés Egységekésjelölések

Technikaimértékrendszer SImértékrendszer

Erő F kilopond(kp) newton(N)kg⋅m1=1Ns2

Felület A négyzetméter(m2) négyzetméter(m2)Térfogat V köbméter(m3) köbméter(m3)

Térfogatáram V(Q) (m3/s) (m3/s)

Nyomás p atmoszféra(at)(kp/cm2) pascal(Pa)1Pa=1N/m2

bar(bar)1bar=105Pa=100kPa

Atechnikai-ésnemzetközimértékrendszerközöttikapcsolatotaNewton-törvényképezi:Erő=Tömeg⋅GyorsulásF=m⋅a, ahol“a”helyéreanehézségigyorsulás(gravitációsállandó)g=9,81m/s2kerül.

�

Abevezetettértékekre,akétmértékrendszerközött,akövetkezőátszámításokérvényesek:

Tömeg 1 kps2

1kg=---------------- 9,81 mErő 1kp=9,81NKözelítőszámításoknálhasználható 1kp=10N

Hőmérséklet

Hőmérsékletkülönbség: 1°C=1K(Kelvin)Nullapont: 0°C=273K(Kelvin)

NyomásAzösszeállításbanközöltnyomásegységekenkívül(“at”atechnikaimértékrendszerben,valamint“bar”és“Pascal”azSIrendszerben)továbbiegységeketishasználvaanyomásmeghatározására.Ateljesáttekintéselősegítségeérdekébenezeketisismertetjük.

1. Atmoszféra,at

(abszolútnyomástechnikaimértékrendszerben)

1at=1kp/cm2=0,981bar(9,81104Pa)(98,1kPa)

2. Pascal,Pa(abszolútnyomásSIrendszerben)1N

1Pa=--------=10-5barm2

105N 1bar=--------=105Pa=1,02atm2

3. Fizikaiatmoszféra,atm(abszolútnyomásfizikaimértékrendszerben)

1atm=1,033at=1,013bar(101,3kPa)

4. Vízoszlopmm,mmv.o.

10000mmv.o.=1at=0,981bar(98,1kPa)

5. Higanyoszlopmm,Hgmm(megfelela“torr”nyomásegységnek)

1Hgmm=1torr1at=736torr,100kPa(1bar)=750torr.

Mindezekreaföldönlévőatmoszférikusnyomásbefolyástgyakorol,melyadefiníciókbannemérzékelhető.Figyelembe

lehetvenniamindenkoriatmoszférikusnyomástPambjelöléssel,mintvonatkoztatásipontot,illetveazettőlvalóeltérést

Pejelöléssel,minttúlnyomásértéket.

�

Azalábbiábraazelébbtárgyaltakatszemlélteti.

3.ábra

Alégkörinyomásnemmindenüttazonos.

Változikageográfiaihelyzetnekésazidőjárásnakmegfelelően.Azabszolútnullanyomástólaváltozólégköri

nyomásigterjedőtartománytvákuumnak(-Pe),azefelettitartományttúlnyomásnak(+Pe)nevezzük.Azabszolút

nyomásPabsa(-Pe)és(+Pe)nyomásértékekbőltevődikössze.Agyakorlatbanalkalmazottmérőműszerekcsaka

túlnyomást(+Pe)mutatják.

APabsnyomásmegadásaeseténamutatottértékekközelítőleg100kPa(1bar)értékkelnagyobbak.

Azösszefoglaltalapmennyiségekismeretébenalevegőlegfontosabbfizikaitörvényszerűségeikövethetőek.

1.4.1.Alevegőkompresszibilis,összenyomhatóMintmindengázneműközegnek,alevegőneksincshatározottalakja.Formájátalegkisebbhatásmegváltoztatja,alevegőfelveszikörnyezeténekalakját.Alevegőkompresszibilis(összenyomható)ugyanakkortágulásraisképes,expandál.AzerrevonatkozótörvényszerűségeketaBoyle-Mariottetörvénytartalmazza.Egyzárttérbenlévőlevegőtérfogata,állandóhőmérsékletesetén,azabszolútnyomássalfordítottanarányos.Melylényegébenaztjelenti,hogyegymeghatározottlevegőmennyiségabszolútnyomásánakéstérfogatánakszorzataállandó.

p1⋅V1=p2⋅V2=p3⋅V3=konstans.

Atörvényszerűségetazalábbiábraszemlélteti:

9

1.4.2.Alevegőtérfogatahőmérséklethatásáramegváltozik

A273Khőmérsékletűlevegő,állandónyomáson,1K-elmelegítve,1/273aránybanváltoztatjatérfogatát.

EztaGay-Lussactörvényrögzíti:

V1térfogatT1hőmérsékleten V2térfogatT2hőmérsékleten

AV2meghatározása:

Magyarázat:

NormálállapotaDIN1343szerintegynormálhőmérsékleten,ill.normálnyomásonrögzítettállapotfolyadékra,ill.gázneműközegre.

Atechnikainormálállapot:

Normállevegőhőmérséklet: Tn=293,15K; tn=20°C

Normálnyomás: Pn=98066,5Pa=98066,5N/m2=0,980665bar.

Afizikainormálállapot:

Normállevegőhőmérséklet: Tn=273,15K; tn=0°C

Normálnyomás: Pn=101325Pa=101325N/m2=1,013225bar.

1.4.3.Gázokállapotegyenlete

Agázokviselkedésénektörvényszerűségeitazáltalánosgáztörvényhatározzameg,melyszerint:

10

2.Sűrítettlevegőelőállítása

2.1.Légsűrítőberendezések

Asűrített levegőelőállításáralégsűrítőket(kompresszorokatalkalmaznak,amelyekazatmoszférikuslevegőtakívántnyomásértékresűrítik.Apneumatikusvezérlőrendszerekhez(hajtás,vezérlés)szükségesműködtetőenergiátközpontisűrítettlevegőellátásbiztosítja.Ennekmegfelelőenazenergia-átalakítást–ésenergiaátviteltnemkellmindenfelhasználóberendezésekhezkülönmegtervezni.Akompresszorteleptőlasűrítettlevegőcsővezetékenjutelafelhasználóig.Mobilkompresszorokatazépítőiparbanvagyhelyüketgyakranváltoztatógépeknélalkalmaznak.A kompresszortelep- és léghálózat tervezésekor célszerű figyelembe venni, az adott felhasználókon túlmenően akésőbbiekbenbeszerzésrekerülőberendezéseketis.Mindigjobb,haazenergiaellátástartalékokkalrendelkezik,mintkésőbbmegállapítaniazt,hogytúlterhelt.Egykompresszortelepbővítésemindigjelentősköltségkihatású.Nagyonfontosasűrítettlevegőtisztasága.Ezbiztosítjaaberendezésekhosszúélettartamát.Ügyelnikellakülönfélelégsűrítőkhelyesalkalmazásárais.

2.2.Kompresszoroktípusai

Amegfelelőkompresszormegválasztásaazüzemikörülmények,aszükségesüzeminyomás,valamintaszállítandólevegőmennyiségalapjántörténik.Működésielvalapjánkétfélekompresszortípustkülönböztethetünkmeg:− Térfogatkiszorítássalműködőkompresszorok.

Alevegőtazárttérben,térfogatcsökkentésselsűrítik.Ezeklényegébenadugattyúskompresszorok(egyenesvonalúmozgástvégző-,ill.forgódugattyúval).

− Áramlásdinamikaielvenműködőkompresszorok.

Alevegőtegyikoldalonszívják,majdaztfelgyorsítvasűrítik.Ezekaturbókompresszorok.

KompresszoroktípusaiKompresszoroktípusai

TurbókompresszorokTurbókompresszorokForgódugattyúskompresszorokForgódugattyúskompresszorok

Dugattyúskompresszorok(egyenesvonalú)

Dugattyúskompresszorok(egyenesvonalú)

AxiálkompresszorAxiálkompresszorRadiálkompresszorRadiálkompresszorDugattyúskompresszorDugattyús

kompresszorMembrán

kompresszorMembrán

kompresszor

CsúszólapátoskompresszorCsúszólapátoskompresszor

Csavar-kompresszorok

Csavar-kompresszorok

Rootkompresszor

Rootkompresszor

11

2.2.1.Dugattyúskompresszorok

Dugattyúskompresszor(egyenesvonalúmozgásúdugattyúval)Ezakompresszortípusalegelterjedtebb.Alkalmaskis-,közepes-ésnagynyomásokelőállítására.Nyomástartománya100kPa(1bar)-tóltöbbezerkPa-igterjed.

Nagynyomásokeléréséheztöbbfokozatúkompresszorokravanszükség.Abeszívottlevegőtazelsőfokozatelősűríti,majd közbenső hűtést követően, a következő dugattyú fokozza a sűrítést.A második sűrítőtér térfogata a sűrítésiviszonyoknakmegfelelőenkisebb.Asűrítésifolyamatsoránkeletkezetthőthűtésselkellelvezetni.

MembránkompresszorokAkompresszoroknakeztatípusátadugattyúslégsűrítőkhözsoroljuk.

A szívó- és nyomóteret a dugattyútól egy membrán választja el, így a sűrített levegő nem kerül érintkezésbe adugattyútérrel.Alevegőtehátolajmenteslesz.A membránkompresszorok a fentiek alapján előnyösen alkalmazhatók az élelmiszer-, gyógyszer-, valamintvegyiparban.

ForgódugattyúskompresszorokA forgódugattyús kompresszoroknál, a forgórész elfordulása során relatív térfogatcsökkenés következik be, ezzelmegtörténikalevegősűrítése.

CsúszólapátoskompresszorokA lapátos kompresszornál egy be- és kimenő csatlakozásokkal ellátott, hengeres házban (sztátor) excentrikusancsapágyazottforgórész(rotor)forog.A rotorban lévő résekbenelhelyezett lapátok, forgásközbennövekvő,majdcsökkenő térfogatotzárnakbe.Acelláknövekedésekortörténikalevegőbeáramlása,csökkenésekorvégbemegyasűrítés.Alapátokataforgásközbenfellépőcentrifugáliserőszorítjaasztátorfalához.Alapátoskompresszorokelőnyeakisbeépítésihelyszükséglet,azegyenletes(gyakorlatilaglökésmentes)állandólégszállítás.

KéttengelyűcsavarkompresszorokA csavarkompresszor működési elve, hogy két csavarformájú forgórész egymásba nyúló meneteinek kapcsolódópontjai, forgásközben,axiális iránybantovábbhaladnak.Amenetekésakompresszorházközötti térbenlévőlevegőtezáltaltovábbítják.Aforgórészekkonvex,ill.konkávprofilúmenettelellátottak,ígyaszállításközbenatérfogatcsökken,megtörténikasűrítés.

RootkompresszorokAkompresszordugattyúiegymássalpárhuzamostengelykörülforognakaházban.Adugattyúkatfogaskerékpárkapcsoljaössze.Azállóházésaforgórészközébeszívottlevegőtaforgódugattyúkompressziónélkülszállítjaaszívócsonktólanyomócsonkig.Aszívó-ésnyomóoldalelválasztásátadugattyúélekbiztosítják.

2.2.2.Áramlásdinamikaielvenműködőkompresszorok

Azáramlásdinamikaielvenműködő légsűrítőket főlegnagy légszállításnál célszerűalkalmazni.Készülnekaxiálisésradiálisátömlésűkivitelben.

Alevegőtegyvagytöbbturbinakerékhatásahozzamozgásba.Azáramlássoránmegnövekedettkinematikusenergianyomásienergiáváalakulát.

12

2.3.Légkompresszorokmegválasztásánakszempontjai

2.3.1.Szállítottmennyiség

Akompresszoráltalszállítottlevegőmennyiségmeghatározásánálkétesetetkülönböztetünkmeg.Ezek:-Elméletilégszállítás-Ténylegeslégszállítás

Dugattyúskompresszoroknálazelméletilégszállításamindenkorilökettérfogatésfordulatszámszorzatakénthatározhatómeg.Aténylegeslégszállításfüggakompresszortípusától,volumetrikusveszteségétől,valamintazüzeminyomástól.

Üzemeltetés szempontjából csak a valóban rendelkezésre álló, tényleges légszállítás ismerete fontos, mivel ez állrendelkezésreasűrítettlevegővelműködőkészülékekenergiaellátására.ADIN-szabványbanközöltadatokténylegesértékek(pl.DIN1945).AszállítottmennyiségekNm3/perc,vagyNm3/óraegységekbenvannakmegadva.

2.3.2.NyomásAkompresszoráltalszállítottsűrítettlevegőnyomásánakkétmeghatározásalehetséges.

Üzemi nyomás alatt a kompresszor szállító-, ill. tároló tartályában lévő, valamint a csővezetékben szállított levegőnyomásaértendő.Munkanyomás az a nyomás, amelyre a mindenkori munkahelyen szükség van.A munkanyomás értéke az esetektöbbségében600kPa(6bar).Apneumatikuselemeküzemiadataitiserreanyomásértékreadjákmeg.

Fontos:Megbízhatóéspontosműködéselőfeltételeazállandónyomásbiztosítása.Anyomásváltozástólfüggőjellemzők:-adugattyúsebesség;-azerőkifejtés;-avégrehajtó,vezérlőelemekidőbeliműködése.

2.3.3.Kompresszoroklégszállításánakszabályozása

A kompresszorok légszállításának, a mindenkori szükségletekhez történő illesztése, a szállítás szabályozását tesziszükségessé.Aszabályozásra többmegoldási lehetőség ismeretes,melyeka légszállítástabeállíthatóminimálisésmaximálisnyomáshatárokközöttváltoztatják.

Alégszállításszabályozásánakmódjai:

Üresjáratiszabályozás Résztermelésesszabályozás Leállásosszabályozás

a./Lefúvatószabályozás a./Fordulatszámszabályozás

b./Elzárásosszabályozás b./Szívóoldalifojtásosszabályozás

c./Szabályozásaszívószelepnyitásával

2.3.4.Telepítés

Akompresszortzárt,hangszigetelésselellátotthelységbenkellfelállítani.Ahelyiséglegyenjólszellőztethető,abeszívottlevegőlehetőleghideg,pormenteslegyen.

13

2.4.Légtartály

A légtartály feladata az egyenletes levegőellátás biztosítása, továbbá a hálózatban, a felhasználás változása soránlétrejövő nyomásingadozások kiegyenlítése.A tároló nagy felületéből adódóan a benne lévő sűrített levegő továbbihűtőhatásnak van kitéve. Ennek következményeként, a levegő nedvességtartalmának egy része, a tartályban vízalakjábanlecsapódik.

Légtartály

Alégtartályméretétbefolyásolótényezők:− akompresszorlégszállítása;− alevegőfelhasználás;− ahálózatgeometriája(járulékostérfogat);− aszabályozásimód;− amegengedetthálózatinyomásingadozás.

Légtartálytérfogatánakmeghatározásaleállásosszabályozásnál

Példa:Szállítottlevegőmennyiség V=20m3/minKapcsolásiszám/óra z=20Nyomáskülönbség ∆p=100kPa(1bar)Tartálytérfogat VB=?15m3(diagrammból)EredményTartálytérfogat VB=15m

3

14

Diagram

15

3.SűrítettlevegőszállításaAnövekvőméretűracionalizálás,valamintagyártóeszközökautomatizálásánakfokozottigényeegyrenagyobbvolumenűlevegőellátást igényelazüzemekben.Agépek,készülékekmeghatározottmennyiségű levegőigényétakompresszorcsőhálózatonkeresztülbiztosítja.Acsővezetékgeometriájátúgykellmegválasztani,hogyanyomásesésalégtartálytólafelhasználóignelépjetúla0,1barértéket.Anagyobbnyomásveszteségveszélyezteti a rendszergazdaságosságátésnagymértékbencsökkenti ateljesítményt.Akompresszortelepegykésőbbibővítésilehetőségétmáratervezéskorfigyelembekellvenniésacsővezetéketennekmegfelelőennagyobbrakellméretezni.Nagyobbméretű léghálózatutólagosbeépítéseugyanis jelentősköltségekkeljár.

3.1.Csővezetékekméretezése

Acsővezetékátmérőjénekmeghatározásaazalábbitényezőkfigyelembevételéveltörténhet:− átáramlólevegőmennyiség,− vezetékhossza,− megengedettnyomásesés,− vezetékbebeépítettszerelvények(fojtóelemek)száma.

Egyenértékűcsőhosszúságoknomogrammértékekalapjántájékoztatóértékek95mmcsőátmérőnél:6db Telágazó(Ř90mm) =6⋅10,5m =63m1db elzárószelep(Ř90mm) =32m5db ívdarab(Ř90mm) =5⋅1m =5m-------------------------------------------------------------------------------- 100m

Csőhosszúság 280mEgyenértékűcsőhosszúság 100m--------------------------------------------------------------------------------Teljescsőhosszúság 380m

3.2.Léghálózatkiépítése

Azenergiaszállítócsővezetékgeometriájánakmeghatározásamellettigenlényegesaléghálózathelyeskialakításais.A léghálózatmegköveteliarendszeresellenőrzéstéskarbantartást,ennél-fogvakerülnikella falba,vagyaknábatörténő telepítést. Ebben az esetben ugyanis a csővezetékek szivárgásának ellenőrzése körülményes. Kismértékűtömítetlenségekisjelentősnyomásveszteségeketokozhatnak.Acsővezetékrendszerhelyeskialakításánálügyelnikellarra,hogyavezetékek1-2%-oslejtésselrendelkezzenekazáramlásirányában.

Ígylehetőségvanalecsapódókondenzvízlefolyására.Alevegőelvételihelyekcsatlakoztatásaitennélfogva–horizontálisvezetékrendszer esetén – a cső felső részén kell elhelyezni. Ezzel a megoldással elkerülhető, hogy az esetlegeskondenzvíz a fővezetékből, a leágazóvezetéken keresztül a fogyasztóhoz jusson.A fővezeték legmélyebb pontjairavízgyűjtőedényeketkellelhelyezni,ahonnanazösszegyűltcsapadékegylefúvócsapnyitásávalidőnkénteltávolítható.Haazüzemiadottságoklehetővéteszik,afővezetéketcélszerűkörvezetékkéntkiépíteni.

1�

Körvezeték

Ebbőlavezetékrendszerbőlindulnakkialeágazásokafogyasztókhoz.Ezakialakításalökésszerű,nagyobbfogyasztáseseténisegyenletesellátástteszlehetővé,mivelilyenkorkétiránybóláramlikafogyasztóhozalevegő.Összetett hálózatnál a körvezeték hossz- és keresztirányú átkötései gyakorlatilag tetszőleges helyen biztosítják afogyasztóhoztörténőleágazáslehetőségét.

Összetetthálózat

Abeépítettzárószelepek(tolózárak)lehetővéteszikmeghatározottvezetékszakaszoklezárásátarraazesetre,haaztnemhasználják,vagyjavításéskarbantartásmiattannakkiiktatásaszükséges.Ezamegoldásatömítettségivizsgálatokelvégzésétislehetővéteszi.

3.3.Légvezetékekanyagai

3.3.1.Fővezetékek

Acsővezetékekanyagatöbbfélelehet:− Vörösréz− Sárgaréz− Ötvözöttacél− Műanyagcső

Általános követelmény, hogy a csővezetékek legyenek könnyen áthelyezhetők, korrózióállók. A tartósan felépítettvezetékeketcélszerűhegesztett,vagyforrasztottkötésekkelkészíteni.Legcélszerűbb rézből, vagyműanyagból készíteni a csővezetékeket. Ezekhez a vezetékrendszerekhez nagyon jóidomkészletéscsatlakozókészlettartozik.Ragasztottvagygyorscsatlakozásszerelésajánlott.

3.3.2.PneumatikusberendezésekvezetékeiApneumatikusberendezésekvezetékeitmaegyreinkábbpolietilénéspoliamidcsövekkelépítikki.Gyorscsatlakozókalkalmazásávalkönnyenésolcsónszerelhetők.

1�

3.4.Vezetékcsatlakozások

3.4.1.CsőcsatlakozókFőlegacél-ésrézcsövekhezazalábbimegoldásokalkalmazhatók.

Vágógyűrűscsőcsatlakozás Kúpos-gyűrűscsatlakozásacél-ésrézcsövekhezEzakötéstöbbszöroldhatóés Különlegesbelsőgyűrűvelműanyag-összecsavarozható csövekhezisalkalmazható

Régebbikonstrukcióknálmégmegtalálhatóa“duzzasztottgyűrűs”ésa“peremezett”csatlakoztatás

Gyorscsatlakozó Gyorscsavar-kötésekműanyagcsövekhez

1�

Csőcsatlakozók

Léghálózatkialakításáhozhasználtműanyagcsövekéscsatlakozók

SzerelőszerszámokCsővágó(merőlegesvágásiéltbiztosít) Szerelőfogó

CsőbontóQScsatlakozókhoz Tömítőgyűrű

19

4.Sűrítettlevegőelőkészítése

4.1.Szennyeződésekasűrítettlevegőben

Agyakorlatban,asűrítettlevegőmegfelelőtisztaságafontoskövetelmény.Aszennyeződéspor-,vagyrozsda,illetveolajésnedvességformájábanvanjelen,melyapneumatikusberendezésekmeghibásodásához,azelemekidőelőttitönkremeneteléhezvezethet.Akondenzvízdurvaleválasztásátáltalábanazutóhűtőtkövetőenvégzik,mígafinomleválasztástésszűrést,valamintasűrítettlevegőutókezelésétközvetlenülafelhasználásihelyelőttoldjákmeg.Fokozottfigyelmetkellfordítanialevegőnedvességtartalmára.Víz(nedvesség)akompresszoráltalbeszívottlevegővelkerülaléghálózatba.Alevegőnedvességtartalmafüggannakrelatívpáratartalmától,melyetahőmérsékletésazidőjárásihelyzetbefolyásol.Azabszolútpáratartalomaz1m3levegőbenlévővízmennyiségétadjameg.Atelítettségiértékazalegnagyobbvízmennyiség,amelyet1m3levegőazadotthőmérsékletenképesfelvenni.Arelatívpáratartalommaximális100%lehet(harmatponthőmérséklet).Alevegőtelítettségiértékétahőmérsékletfüggvényébena“HarmatpontGörbe”szemlélteti.

Harmatpontgörbe

abszolútpáratartalom relatívpáratartalom=---------------------------------⋅100% telítettségiérték

20

Példa:293K(20°C)harmatpontnál1m3levegővíztartalma17,3gramm.Anedvességcsökkentéséneklehetőségei:

− Akompresszorszívóoldalánalevegőszűrése;− Olajmenteskompresszoralkalmazása;− Asűrítettlevegőszárítása.

Asűrítettlevegőszárításimódjai:− Abszorpciósszárítás;− Adszorpciósszárítás;− Hűtőszárítás.

AbszorpciósszárításAzabszorpciósszárítástisztánkémiaieljárás.Asűrítettlevegőtszárítóanyagrétegenvezetikát.Avizet,illetvevízgőztaszárítóanyagkémiaiútonleköti,sezáltalfokozatosanelhasználódik.Avízzeltelítettszárítóanyageltávolításárólgondoskodnikell.Ezkézi,vagyautomatikusútonlehetséges.

Abszorpciósszárítás

Aszárítóanyagidővelelhasználódik,ezértévente2-4alkalommalutántöltéstéscserétigényel.Az abszorpciós szárító egyidejűleg az olajgőzöket, olajszármazékokat is leválasztja. Nagyobb olajmennyiség károshatássalvanaszárítóra,ezértcélszerűaszárítóeléfinomszűrőtfelszerelni.

AdszorpciósszárításAzadszorpciósszárításfizikaieljárás(adszorpció:azanyagszilárdtestfelületérerakódikle).Aszárítótöltetporózus,nagyfelületűanyag,általában100%sziliciumdioxid.Eztazanyagot“gél”-neknevezik.A“gél”feladata,hogyavizetésavízgőztadszorbeálja,miközbenanedveslevegőaszárítóbetétenátáramlik.A“gél”lekötőképességetermészetesenkorlátozott,telítődésutánegyszerűművelettelregenerálható.Atöltetkiszárításafelmelegítettlevegőátfuvatásávaltörténik.

21

Adszorpciósszárítás

HűtőszárításAhűtőszárítóaharmatpont-hőmérsékletretörténőhűtéselvénműködik.Aharmatponthőmérsékletazahőmérséklet,melyreagáztlehűtve,abennelévővízgőzkondenzátumformájábanlecsapódik.Aszárítandólevegőelőszöralevegő-levegőhőcserélőbeáramlik.Ahűtőbőljövőhidegszárazlevegőelőhűtiabejövőmeleg levegőt.A lecsapódó olaj- és vízkondenzátumot a hőcserélő a csapadékleválasztóba vezeti. Ez az előhűtöttlevegőatovábbiakbanátáramlikahűtőaggregátonéshőmérsékletekb.274,7K(1,7°C)-racsökken.Ittmegtörténikazolaj-ésvízkondenzátummásodlagosleválasztása.Asűrítettlevegőtezutánegyfinomszűrőnkellátvezetniamaradószennyeződésekleválasztásacéljából.

Hűtőszárítás

22

Példa:Levegőabszolútpáratartalmánakszárítása:

Beszívottlevegőmennyisége: V=400m3/h;Nyomás: p=800kPa(8bar);Hőmérséklet: T=323K(50°C);Relatívpáratartalom: 60%Abszolútpáratartalom: ?

abszolútpáratartalom relatívpáratartalom=---------------------------------⋅100%

telítettségiérték

Példánkbanazabszolútpáratartalmatkeressük.Rendezveazegyenletet

relatívpáratartalom⋅telítettségiérték abszolútpáratartalom=------------------------------------------------------

100%

Aharmatpontgörbéből323K(50°C)-nál,80g/m3páratartalomadódik.

60%⋅80g/m3

abszolútpáratartalom=--------------------------=48g/m3

100%

400m3/hbeszívottlevegőmennyiségeseténapáratartalomtehát:

48g/m3⋅400m3/h=19200g/h=19,2kg/h.

23

4.2.Levegőszűrőnyomásszabályozószeleppel

Alégszűrőfeladata,hogyazátáramlósűrítettlevegőbőlaszennyeződéseketésacsapadékoteltávolítsa.Asűrített levegőaszűrőbetörténőbelépésekoráthaladavezetőhornyon,melynekhatásáraforgásbakezd.Aforgásközbenlétrejövőcentrifugáliserőhatásáraafolyékonyrészekésnagyobbszennyeződésekkiválnakésaszűrőedényaljánösszegyűlnek.Azátáramlólevegőtaszinterszűrő(40µpórusmérettel)továbbtisztítja.Amaradékszennyeződéstőlidőnkéntmegkelltisztítani, vagy ki kell cserélni.Amegtisztított levegő ezután a nyomásszabályozó szelepen keresztül továbbáramlikaz olajozóhoz, ill. a felhasználóhoz. A szűrőedény alsó részében összegyűlt csapadékot, legkésőbb a maximáliskondenzátummagasságotjelzővonalelérésekoraleeresztőcsavarsegítségévelelkelltávolítani.Nagymennyiségűkondenzátumeseténcélszerűautomatavízleeresztőtalkalmazni.

Levegőszűrőnyomásszabályozó-szeleppel

Automatavízleeresztőműködése Acsapadékaszűrőbenösszegyűlik.Azösszegyűltkondenzvizetidőnkéntfeltétlenlekellengedni,egyébkéntalevegőismétmagávalragadjaésavezérlőelemekhezszállítja.Azalábbiakbanazautomatikusműködésűvízleeresztőtmutatjukbe.Akondenzátumaszűrőbőlaz(6)összekötő-csövönkeresztülazúszótérbeáramlik.Acsapadéknövekedésénekmegfelelőena(3)úszóemelkednikezd.Egyelőrebeállíthatószintelérésekoregyemelőkara(7)záródugótfelemeli.Ekkorafuratonkeresztülsűrítettlevegőáramlikazalsótérbe.Atolttyúszárrahatónyomásrugóerőellenébennyitjaa(1)zárószelepet,melyenkeresztülakondenzvízaelvezetőfuratbaáramlik.Acsapadékszintcsökkenésévela(3)úszósüllyednikezd,majdzárjaa(7)záródugóközvetítésévelavezérlőcsatornát.Azalsótérbenmaradtsűrítettlevegőa(4)furatonkeresztültávozik.

24

4.2.1.Levegőszuperfinomszűrő

Levegő finomszűrőt azokon a szakterületeken alkalmaznak, ahol a levegő fokozott tisztasága szükséges (például:élelmiszeripar, kémiai- és gyógyszeripar, szállítástechnika, továbbá kisnyomású elemekkel működő pneumatikusrendszerek).Afinomszűrőcsaknemteljesenmegtisztítjaalevegőtavíz-ésolajrészecskéktől.Alevegőt99,999%-banmegszűri(szűrésifinomság0,01mikron).

4.3.Nyomásszabályozószelep

4.3.1.Nyomásszabályozótehermentesítéssel

Feladataamunkanyomás (szekundernyomás)állandóértékenvaló tartása,ahálózati (primer)nyomás, valamintalevegőfelhasználásváltozásaitólfüggetlenül.Abemenő(primer)nyomásnakmindigmagasabbnakkelllennieakimenő(szekunder)nyomásnál.Anyomásszabályozásaaz(1)membránsegítségéveltörténik.Amembránfelsőfelületéreakimenőnyomás-,alsófelületérea(3)csavarorsóvalelőfeszíthető,(2)rugóáltalmeghatározotterőhat.Akimenőnyomásnövekedésekor, (pl. fogyasztáscsökken)amembrána rugóerőellenébenelmozdul.Ekkorazátömlőkeresztmetszeta(4)szelepüléknélcsökken, ill. teljesenzár.Anyomásváltozás tehátazátáramlómennyiségetszabályozza.Levegőelvételkor(pl. fogyasztásnő),akimenőnyomáscsökkennikezdésarugóerőnyitjaa(6) tányérszelepet.Abeállítottkimenőnyomásszabályozza,ennekmegfelelőenaszelepnyitásával,zárásávaltörténik.A(8)szeleptányéresetlegeslengését levegő, vagy jelen esetben (5) rugócsillapítás küszöböli ki.A kimenőnyomás értékét általábanmanométermutatja.Amennyibenakimenetioldalonanyomásnagymértékbenmegnő,amembránarugóerővelszembenannyiradeformálódik,hogya(6)szeleptányérttartószelepzárszabaddátesziazátáramlástamembránmerevítésfuratánkeresztül.Alevegőekkoraszelepházfuratainkeresztülaszabadbatávozik(tehermentesítés).

25

Nyomásszabályozótehermentesítéssel :Nyomásszabályozótehermentesítés nélkül

4.3.2.Nyomásszabályozótehermentesítésnélkül

Akereskedelembentehermentesítésnélkülinyomásszabályozókiskaphatók.Ezeknélnemlehetalevegőtaszelepházonkeresztülaszabadbaengedni.

Működése:A(2)állítócsavarsegítségévela(8)rugó,ésezzela(3)membránelőfeszíthető.Amindenkorirugóerőhatározzamegaszelepentörténőátáramlást,mivelamembránhozkapcsolódó(6)szelepszáraz(5)szeleptányértazülékrőlennekmegfelelőenmegemeli.Haakimenőoldalonafogyasztáscsökkenmegnövekedettnyomáshata(3)membránraa(8)rugórugóerejeellenében.Amembránelmozdulásáraa(7)rugórugóerejeaz(5)szeleptányértazülékhezközelíti.Zérusfogyasztásakoraszelepteljesenlezár.Alevegőátáramláscsakakkorindulhatmegismét,haakimenőoldalonafogyasztásmegkezdődik.

2�

4.4.Levegőolajozó

Azolajozófeladataapneumatikaelemekmegfelelőmértékűkenőanyaggalvalóellátása.A kenés csökkenti a mozgó alkatrészek kopását, alacsony értéken tartja a súrlódó erőket és védi a készüléket akorróziótól.

Az olajozók általában aVenturi-elvenműködnek.A∆p nyomáskülönbség (nyomásesés),mely a levegő átáramlásasorán a fúvóka előtti térben lévő és a fúvókánál fellépő nyomások között jelentkezik megindítja az olajáramlást.Anyomáskülönbségazolajatatartálybólfelszívjaésporlasztvaazátáramlólevegőbetovábbítja.Venturi-elv

4.4.1.Azolajozóműködése

AzittbemutatottolajozóaVenturi-elvenműködik.Asűrített levegőazolajozónabemenettőlakimenetfeléáramlikkeresztül.A(Ventildrosselstelle)szelepnél létrejövőkeresztmetszet csökkenés nyomásesést hoz létre. Ennek megfelelően a (Kanal) csatornában és a (Tropfraum)csepegtetőtérben vákuum jön létre.A létrejött vákuuma (Steigleitung) csatornán- ésa (Steigrohr) összekötőcsövönkeresztülolajatszív fela tartályból.Ezacsepegtető térenésacsatornánkeresztülakimenet feléáramló levegőbekerül.Azolajcseppeka levegőközvetítéséveleljutnaka fogyasztóhoz.Azáramlásútjábaelhelyezettkeresztmetszetcsökkenésésazátáramlólevegőmennyiségmeghatározzaalétrejövőnyomásesést,sígyazolajozásmértékétis.Azolajmennyiségegytovábbiváltoztatásaaösszekötőcsőfelsővégénelhelyezettállítócsavarrallehetséges.A(Rückschlagventil)visszacsapószelepenkeresztüláramlólevegőnyomástgyakorolatartálybanlévőolajra.

Levegőolajozó

2�

4.5.Tápegység

Atápegységegyösszeépítettrendszer,melyazalábbikészülékekettartalmazza:− Légszűrő;− Nyomásszabályozó;− Olajozó(haszükséges).

Alkalmazásánálazalábbiszempontokrakellügyelni:1. Ateljes,m3/h-banmegadottlevegőáteresztésameghatározóatápegységmegválasztására.Túlnagyátáramlásnál

nagynyomáseséslépfelatápegységnél.Ennekmegfelelőenagyártóáltalelőírtértéketnemszabadtúllépni.2. Atápegységreelőírtüzeminyomásértékettúllépninemszabad.Akörnyezetihőmérsékletnehaladjamegaz50°C-t

(aműanyagtartályáltalelviseltmaximálishőmérséklet).

Tápegység

Tápegységjelképijelöléseolajozássalésolajozásnélkül

2�

4.5.1.TápegységkarbantartásaAkövetkező,szabályosanvisszatérőkarbantartómunkákelvégzéseszükséges.a) Légszűrő:Akondenzvízszintetrendszeresenellenőriznikell,atartályonbejelölthatárértéketnemszabadtúllépni.

Ellenkezőesetbenakondenzvízbekerülazátáramlólevegőbeéseljutafogyasztóhoz.Akondenzvizetatartályaljánlévőleeresztőcsavarralleheteltávolítani.Aszűrőbetéteketelszennyeződéskortisztítani,vagycserélnikell.

b) Nyomásszabályozó:Haaszűrőeléjevanépítve,karbantartástnemigényel.c) Olajozó: Rendszeresen ellenőrizni kell az olajszintet szükség esetén a tartályon lévő jelölésig fel kell tölteni.A

műanyagszűrőtésolajtartálytnemszabad“Tri”-veltisztítani.Azolajozóbacsakásványiolajtölthető.

4.5.2.TápegységekáramlásiadataiMindenkészüléknekbelsőellenállásavan,ezértátáramláskor rajtanyomásesés lép fel.Anyomásesésazátáramlóközegmennyiségtőlésannaknyomásátólfügg.Atápegységhelyesmegválasztásátaberendezéslégszükségleteszerintgondosankellmérlegelni.Hanincskiegyenlítőtartályarendszerben,acsúcsfogyasztástkellfigyelembevenni.

29

5.PneumatikusvégrehajtókApneumatikusenergiátmunkahengerek,illetvelégmotorokalakítjákátegyenesvonalú,illetveforgómozgássá.

5.1.Egyenesvonalúmozgástvégzővégrehajtók(Munkahengerek)Azegyenesvonalúmozgáslétrehozásaelektronikuselemekkelismegoldható,azonbanezapneumatikusmunkahengereknéllényegesendrágább.

5.1.1.EgyszeresműködtetésűmunkahengerAzegyszeresműködtetésűmunkahengereknélcsakazegyikhengertérkapenergiaellátást.Ennekmegfelelőencsakegymozgásiránybanvégezhetnekmunkát,asűrített levegőbevezetéstől (dugattyúoldali, ill. rúdoldali tér) függően.Amásikmozgásiránybanrugóerő,vagykülsőterhelőerőbiztosítjaadugattyúmozgást.Abeépítettrugóúgyvanméretezve,hogymegfelelőennagysebességgelvigyeadugattyútalaphelyzetbe.Azegyszeresműködtetésűmunkahengereklökethosszátabeépítettrugószerkezetihosszakorlátozza.Ezekahengerekáltalábanrövidlöketűek,kb.100mmlökethosszighasználatosak.Ezeketavégrehajtókatáltalábankilökésre,sajtolásra,emelésre,adagolásraalkalmazzák.

Egyszeresműködtetésűmunkahengerek

30

MembránhengerAbeépítettmembrán,amelynekanyagarugalmaslényegébenadugattyúthelyettesíti.Különtömítésrenincsszükség,súrlódáscsakamembránnyúlásasoránlépfel.

Membránhenger

5.1.2.KettősműködtetésűmunkahengerAbevezetettsűrítettlevegőenergiájaakettősműködtetésűmunkahengerdugattyújátkétiránybanmozgatja.Adugattyúelőre-, illetve visszafutásnálmeghatározott nagyságú erőt fejt ki.A kettősműködtetésű hengereket ott alkalmazzák,aholadugattyúnakvisszafutáskorismunkátkellvégeznie.Elvilegahengerlökethosszakorlátlan,azonbanadugattyúelsővéghelyzetébenadugattyúrúdkihajlásátfigyelembekellvenni.A tömítésennélahengernél is tömítőgyűrűkkel,dugattyúvalvagymembránnaloldhatómeg.

Kettősműködtetésűmunkahenger

MunkahengerlöketvégicsillapítássalAmennyibenamunkahengernagytömegekmozgatásátvégzi,adugattyúlöketvégimerevütközéseahengerfedélenkárosodást okozhat. Ennek elkerülésére, a löketvéghez csillapítást építenek be. A véghelyzet elérése előtt egyfékdugattyúelzárjaahengertérben lévő levegőszabadkiáramlását, ígyaz csakahengerfedélbenelhelyezett fojtó-visszacsapószelepváltoztathatókeresztmetszetű fojtásánkeresztül tuda továbbiakbanáthaladni.Akeresztmetszetcsökkenéskövetkeztébenahengertérbenanyomásmegnő, ígyadugattyú fékezve, lassanérielavéghelyzetet.Adugattyúellenkezőirányúmozgásakorabeáramlólevegőavisszacsapószelepenkeresztüljutahengertérbe.

31

Munkahengerlöketvégicsillapítással

5.1.3.KülönlegeskettősműködtetésűmunkahengerekDugattyúrúdnélkülihengerekAdugattyúrúdnélkülihengerekkialakításánálháromkülönbözőműködésielvetalkalmaznak:

- szalag-vagykötélvontatásúhenger- tömítőszalagoshengerhasítotthengercsővel(zippzárhenger)- hengermágnesescsatlakozásúszánnal(csúszkával)

Aszokásoskettősműködésűhengerekhezképestadugattyúrúdnélkülihengerekbeépítésihosszakisebb.Nemkellfélniadugattyúrúdkihajlásától.Ezafajtahengerazextrémhosszúlöketekhezalkalmazhatóakár10mlökethosszig.Akészülékeket,terheketközvetlenülaszánhozvagykülsőcsúszkáhozlehetrögzíteni.Azerőmindkétmozgásiiránybanazonosnagyságúadugattyúfelületazonosságamiatt.

SzalaghengerAszalaghengernéladugattyúerejétegykörbefutószalagvisziátaszánra.Adugattyútérből tömítésenkeresztül lépkia szalag.Ahenger végeinéla szalagvezetőgörgőkön fordul vissza.A lehúzócsíkokgondoskodnakarról, hogyavezetőgörgőkhözaszalagnevigyenszennyeződést.

32

TömítőszalagoshengerEnnél a típusnál a henger házán teljes hosszában van egy hasíték.Az erőt egy szán veszi át, amely szilárdan adugattyúhozvanrögzítve.Aszánésadugattyúközöttirögzítéskívülrőlvanmegvezetve,ahengercsőhasítékával.Ahasítéktömítéséreegyacélszalagszolgál,amelyaszennyeződésektőlvédiahengert.

HengermágneseskuplunggalEzakettősműködésűpneumatikuslineárishajtásegyhengercsőből,egydugattyúbólésahengercsövénmozgathatókülsőcsúszkábóláll.Adugattyúnésacsúszkánállandómágnesvan.Amozgástadugattyúrólacsúszkáraamágneseskuplungerőzárássalvisziát.Haadugattyútsűrítettlevegővelmozgatjuk,acsúszkaszinkronbanmozogadugattyúval.A hengertér a csúszkától hermetikusan le van választva. Mivel nincs mechanikus kapcsolat, nincs szivárgásiveszteség.

33

ÁtmenődugattyúrúdasmunkahengerAzátmenődugattyúrúdasmunkahengermindkétoldalándugattyúrúdvan.Adugattyúrúdmerevsége,akéthengerfélbentörténőmegvezetésbőladódóanlényegesennagyobbazelőbbinél.Adugattyúrúdcsekélyoldalirányúterheléstisképesfelvenni.Azesetlegesjeladóelemek(helyzetérzékelők)aszabaddugattyúrúdhozegyszerűenilleszthetők.Adugattyúerőkifejtéseaszimmetrikusfelépítésnekmegfelelőenmindkétmozgásiránybanazonos.

Átmenődugattyúrudasmunkahenger

Atandemhengerkétdarabkettősműködtetésűmunkahengeregyegységbeépítve.Ennélakialakításnáladugattyúrúderőkifejtésemegduplázódik.Alkalmazásaottcélszerű,aholkisradiálisméretekmellettnagyerőkifejtésrevanszükség.

Tandemhenger

Többállásúhenger

34

ForgatóhengerA forgatóhenger egy kettősműködésű munkahengerből áll, melynek dugattyúrúdja meghosszabbított és fogasléccéalakított. A fogasléc egy fogaskerékhez kapcsolódik, s így az egyenesvonalú mozgás forgómozgássá alakul át alöketiránytól függően jobb-vagybal irányban.Azelfordulásmértékekülönböző,45°,90°,180°,290°,720° lehet.Azelfordulásiszögbeállításaazadotttartományonbelülegyállítócsavarsegítségévellehetséges.Ahengerforgatónyomatékaanyomástól,adugattyúfelülettőlésazáttételtőlfügg.Aforgatóhengertalkatrészekfordításához,csőhajlításhoz,klímaberendezésekállításához,pillangószelepekzárásáhozlehetalkalmazni.

Forgatóhenger

ForgólapátoshengerMint a forgatóhenger, a lapátoshenger is korlátozott szögelfordulásraalkalmas.A forgási tartományáltalábanmax.300° ennél a típusnál.A tömítési problémák (a lapát élementén), a geometriai kötöttségek (átmérő, szélesség) kisforgatónyomatékeléréséttesziklehetővé,denagysebességgel.Aforgólapátoshengernagyelőnye,hogyazelfordulásiszögkönnyenállítható.

Forgólapátoshenger

35

5.1.4.EgyedikivitelűhengerekAfelhasználókkülönkéréséregyártottkülönlegesigénybevételekeseténhasználthengerek.

Például: MunkahengererősítettdugattyúrúddalMunkahengererősítettdugattyúvalnagynyomáshozHengerhőállótömítéssel Hengersárgarézből Henger,keménykrómozásúfutófelülettelHengersavállóacélbólkészültdugattyúrúddal Hengerműanyagbevonattaléssavállóacélbólkészültdugattyúrúddal

5.2.Hengerfelerősítések

Afelerősítésimódok,ahengerkészülékbe,illetvegépbetörténőbeépítésilehetőségeinekmegfelelőenváltoznak.Természetesen a munkahenger előre meghatározott felerősítéssel is készülhet, de megfelelő tartozékokkal ezátalakítható.Asorozatbankészültpneumatikushengerekhezazépítőszekrényelvalapjánkülönfélefelerősítőelemekilleszthetők,azalaphengerakiválasztottfelerősítőtartozékokkalkombinálható.

Felerősítésimódok

Talpas Menetes

Karimaelöl Karimahátul

Csuklósrögzítéselöl Csuklósrögzítésközépen

Csuklósrögzítéshátul

3�

5.3.Munkahengerfelépítése

Apneumatikusmunkahengerhengercsőből,első-éshátsóhengerfedélből,tömítésekkelellátott(esetlegfékdugattyútistartalmazó)dugattyúból,vezetékperselyből,lehúzógyűrűbőléskülönbözőtömítésekből,kötőelemekbőlépülfel.

Ahengercső (1) készülhet varratmenteshúzott acélcsőből.A tömítőelemekélettartamánaknövelése céljából a csőbelsőfelületefinommegmunkálást(hónolást)igényel.Ahengerlehetalumíniumból,sárgarézből,vagykeménykrómozottfelületűacélcsőbőlvagyműanyagból.Hátsó(2)éselső(3)hengerfedél.Adugattyúrúd(4)főlegnemesíthetőacélbólkészül.Arozsdaállóságérdekébenazacélkrómtartalmú.Kívánságraadugattyúrúdedzettislehet.Adugattyúrúdfelületiérdessége1µmnagyságrendű.A dugattyúrúd tömítését az első fedélbe beépített (5) tömítés biztosítja. A rúd megvezetését a (6) vezetőpersely(siklócsapágy)oldjameg.Acsapágyanyagaszinterbronz,vagyműanyagbevonatúacélpersely.Aperselyelőtthelyezkedikela(7)szennylehúzógyűrű,melymegakadályozzaaporvagyegyébszennyeződéshengertérbevalókerülését.Adugattyútömítés(8)ahengertereketválasztjaelegymástól.Atömítésanyaga:akülönbözőanyagokmás-máshőmérséklettartománybanalkalmazhatók.A“0”gyűrú(9)atömítésahengerterekelválasztásáhozszükséges.

3�

Tömítésekformái

OgyűrűAlakosgyűrű

NégyzetesgyűrűKétoldaliajakostömítés

FazéktömítésPeremezettajakostömítés

KettősfazéktömítésAjakostömítéscsúszógyűrűvel

Lgyűrű

5.4.Hengerekméretezése

5.4.1.DugattyúerőkifejtéseAdugattyúáltalkifejtetterőalevegőnyomásától,amunkahengerátmérőjétől,továbbáatömítőelemeksúrlódásiellenállásátólfügg.Adugattyúelméleti(súrlódásmentes)erőkifejtéseazalábbiegyenletalapjánszámítható:

Fth=A⋅p

Fth=elméletidugattyúerő(N)

A=hasznosdugattyúfelület(cm2)

p=munkanyomás(kPa,105N/m2,bar).

3�

Erő-nyomásdiagram

Kihajlásidiagram

5.4.2.Lökethossz

Anagylökethosszjelentősenmegnöveliadugattyúrúdésavezetőcsapágymechanikaiterhelését.Adugattyúrudatekkorakihajláskiküszöbölésecéljábólmegkellerősíteni,átmérőjétmegkellnövelni.Ugyancsak meg kell növelni a vezetőcsapágy hosszát a kedvezőbb dugattyúrúd megvezetés érdekében. Nagylökethosszakeseténarúdradiálisterhelésénekcsökkentéséremegvezetéstkellhasználni.“FEN”

39

5.4.3.DugattyúsebességApneumatikusmunkahengerekdugattyúsebességeaterhelőerőtől,atáplevegőnyomásától,azenergiavezetőkhosszátóléskeresztmetszetétől, továbbáamunkaszelepáteresztőképességétől függ.Asebességbeépítettmennyiségirányítóelemekkel(fojtás,fojtó-visszacsapószelep)befolyásolható.Asebességetalöketvégicsillapításismegváltoztatja.Avéghelyzetközelében,ahengertérbőlkorábbanszabadonkiáramlólevegőegyfojtó-visszacsapószelepenáramlikátésadugattyúsebességétcsökkenti.Aszabványosmunkahengerekdugattyúsebességekb.:0,1–1,5m/sközöttiérték.Speciálishengereknél(ütőhenger),adugattyúsebességeléria10m/sértéket.Adugattyúsebességváltoztatásáhozfojtószelepek,fojtó-visszacsapószelepek,gyorskilevegőző-szelepekhasználhatók.

5.4.4.LevegőfelhasználásAtáplevegőellátáshoz,továbbáazenergiaköltségmeghatározásáhozismernikellalégfogyasztásmértékét.

5.5.ForgómozgásúvégrehajtókA forgómozgású végrehajtók a pneumatikus energiát mechanikus forgómozgássá alakítják. Ezeket általábanlégmotoroknaknevezzük.

LégmotorAlégmotortetszőlegesszögelfordulású,sűrítettlevegőveldolgozóvégrehajtó.Szerkezetikialakításaszerintlehet:

− dugattyúsmotor;− lapátosmotor;− fogaskerékmotor;− turbinásmotor(áramlásdinamikaielvenműködőmotor).

DugattyúsmotorokAdugattyúsmotorok lehetnek axiál-, illetve radiáldugattyús kivitelűek.Amotortengelyt a sűrített levegő dugattyú éshajtórúd közvetítésével hozza forgásba. Az egyenletes sebességű forgómozgáshoz több dugattyúra van szükség.Amotorok teljesítménye a bemenőnyomástól, a dugattyúk számától, a dugattyúfelülettől, a löket nagyságától és adugattyúsebességtőlfügg.

Azaxiáldugattyúsésradiáldugattyúsmotorokműködésielvehasonló.Azötaxiáliselrendezésűhengerbenmozgódugattyúegy ferde tárcsára fejtkinyomóerőt,melynekközvetítésévelamotortengelyforgómozgástvégez.Egyidőbenkétdugattyúvannyomásalatt,ígyamotortengelyforgásaegyenletes,aforgatónyomatékfolyamatos.Alégmotorokbal-ésjobbforgásiránnyalkészülnek.

Maximális fordulatszámukkb.:5000min-1, teljesítményüknormálmunkanyomásmellett1,5-19kW (2-25PS)körüliérték.

Radiáldugattyúsmotor Axiáldugattyúsmotor

40

LapátosmotorokEgyszerűfelépítésükéskistömegükmiattalégmotorokattöbbnyirelapátoskivitelbenkészítik.Működésielvükalapátoskompresszornálleírtakravezethetővissza.Ahengeresházbanaforgórészt(rotort)excentrikusancsapágyazzák.Arotorradiálisirányúhornyaibanpáratlanszámúlapáthelyezkedikel.A lapátokat a hornyokmegvezetik és a centrifugális erő nyomja azokat a hengeres ház (sztátor) belső falához.Ezegyúttalalapátokkalelválasztottterektömítésétisjelenti.Márkislevegőmennyiségeseténis,amotorindulásaelőttmegtörténikegyeskamrákzárása.Máskonstrukciónálalapátokatarugóerőszorítjaasztátorbelsőfalához.Alapátokszáma3és11közöttvan.Amotorforgatónyomatékátabevezetettlevegőnyomásaésazaktuálislapátfelülethatározzameg.Asűrítettlevegőalegkisebbtérfogatúkamrábalépbeésalegnagyobbtérfogatnáltávozik.Alapátosmotorokfordulatszáma3000-8500min-1közöttiérték.Bal-ésjobbforgásiránnyalkészülnek(0,1-24PS);0,1-17kWteljesítménytartományban.

FogaskerékmotorokAforgatónyomatékotezeknélamotoroknálakétéppenkapcsolódófogaskerékpárfogfelületérehatónyomásbiztosítja.Az egyik fogaskerék a motor tengelyére van rögzítve.A fogaskerékmotorok nagy teljesítményűek, 44 kW (60 PS)teljesítményigkészülnek.Aforgásirányváltoztatható,afogazáslehetegyenesvagyferde.

Turbinásmotorok(áramlásdinamikaielv)Aturbináslégmotorokteljesítményekicsi,fordulatszámukazonbanigenmagas(fogorvosilégfúróknál500.000min-1).Működésielvemegegyezikaturbináskompresszoréval.

Légmotoroktulajdonságai− Fokozatmentesfordulatszám-ésnyomatékvezérlés.− Kisméretéstömeg.− Nagyfordulatszámtartomány.− Túlterhelhetőség.− Érzéketlenségapor,víz,hő,hidegellen.− Csekélykarbantartásigény.− Egyszerűenváltoztathatóforgásirány.

41

6.Építőegységek

6.1.Hidropneumatikusrendszerek

Apneumatikusműködtetésűmunkahengerekalkalmazásagyorsmozgásoknál,30000N(3000kp)terhelésmaximumnálcélszerű.Ezenhatárterhelés felettpneumatikusvégrehajtásnemgazdaságos.Ugyancsakkorlátozzaapneumatikushajtásokalkalmazhatóságátasűrítettlevegőkompresszibilitása(összenyomhatósága).Ebbőladódóankissebességű,terhelésfüggetlenelőtolómozgásokpneumatikávalnehezenvalósíthatókmeg.Alevegőösszenyomhatóságatehát,melyszámosesetbenelőny,itt.hátránykéntjelentkezik.Ilyen esetben a hidraulikus és pneumatikus energiaátvitel kombinációjával kihasználható a két rendszer előnyei.Egyszerű pneumatikus vezérlőelemekkel, egyenletes sebességű mozgások, nagy erőkifejtési lehetőség adódik kishengerméreteknélis.Aműködtetéstapneumatikushenger-,asebességvezérléstahidraulikushengervégzi.

6.1.1.HidropneumatikusátalakítóA hidropneumatikus átalakító (nyomásátalakító) olaj és sűrített levegő kombinációjával működő berendezés. Afolyadéktartályban lévő olaj felszínére levegőnyomás hat,mely az olajat a tartályból kiszorítja.Az olaj egy állíthatókeresztmetszetűfojtó-visszacsapószelepenkeresztüláramlikamunkahengerbe.Adugattyúrúdahengertérbevezetettfolyadékhatásáraekkoregyenletessebességűmozgástvégez.Adugattyúvisszafutásátarúdoldalitérbevezetettsűrítettlevegőbiztosítja.Ekkoradugattyúoldalitérbőlkiáramlóolajismétfeltöltiatartályt.Ahidropneumatikusátalakítónálnyomásnövekedésnemjelentkezik.

Hidropneumatikusátalakító

6.1.2.HidropneumatikuselőtolóegységAz. ábrán látható kialakításnál a hidraulikus hengert két pneumatikus henger közé építették be. Ez a megoldása pneumatikus henger dugattyúrúdjára ható hajlítónyomatékot kiegyenlíti. Az előtolóegységek önmagukban iskombinálhatók.Amegfelelőpneumatikusegységekhez(henger,szelep)hidraulikushengerválasztható.

Előtolóegység

42

7.Szelepek

7.1.Aszelepekrőláltalában

A pneumatikus vezérlések jeladókból, vezérlőelemekből és végrehajtókból épülnek fel.A jeladók és vezérlőelemekhatározzákmegavégrehajtóműködését.Ezeketirányítóelemekneknevezzük.Azirányítóelemekhatározzákmegazáramlólevegőútját,mennyiségétésnyomását.Az irányítóelemek specifikációját a DIN/ISO 1219 szabvány, a CETOP (Comité Europeen des TransmissionsOléohydrauliquesetPneumatiques)ajánlásaialapjántartalmazza.Azirányítóelemekfunkciójukalapjánötcsoportbasorolhatók:

1. Útszelepek(útváltók)2. Zárószelepek3. Nyomásirányítók(nyomásszelepek)4. Áramirányítók(áramlásszelepek)5. Elzárószelepek

7.2.Útszelepek

Azútszelepekolyanelemek,melyekasűrítettlevegőáramlásiirányát-,nyitását,zárásáthatározzákmeg.

7.2.1.ÚtszelepekábrázolásaAkapcsolási rajzokonaszelepeket jelképi jelölésekkelábrázoljuk.A jelképekaszelepszerkezetikialakításánálnemadnakútmutatást,csakafunkciótábrázolják.

Alaphelyzet az a kapcsolási állás, amit pl. rugós visszaállításnál, a szelep mozgó részei nyugalmi helyzetbenelfoglalnak.

Kiindulási állapot az a kapcsolási állás, amit a szelep mozgó részei a hálózati nyomás-, elektromos feszültségbekapcsolásakoravezérlésiprogramnakmegfelelőenfelvesznek.

Aszelepekegyértelműbeépítéseérdekébenacsatlakozásokatnagybetűvelilletveszámmaljelölik:

CETOPKimenőcsatlakozók A,B,C…..2,4,6Energiacsatlakozás P…………1Kilevegőzés R,S,T…..3,5,7Vezérlőcsatlakozók Z,X,Y…...12,14,10

43

Útszelepekösszefoglalótáblázata:2/2-esszelep

3/2-esszelep

4/2-esszelep

4/3-as szelep középhelyzetbenminda4csatlakozólezárva4/3-asszelepközéphelyzetbenakimeneteketleszellőzteti5/2-esszelep

5/3-as szelep középhelyzetbenminda5csatlakozólezárva

7.2.2.ÚtszelepekműködtetéseAzútszelepeket–azalkalmazásimódtólfüggően–különbözőképpenlehetműködtetni.Aműködtetésjelétanégyzetfüggőlegesoldalamellettábrázoljuk.

Manuálisműködtetések

Általánoskézi Nyomógomb Pedálos Reteszeltnyomógomb

Mechanikuséspneumatikusműködtetések

Reteszeltkaros Görgős Közvetlenpneumatikus Görgőselővezérléssel

PneumatikuselővezérlésselElektromágneses Görgős,starthelyzetbenátkapcsoltállapotbanelővezérléssel

44

Aműködtetésiidőtartamtólfüggőenmegkülönböztetünk:1. Tartósműködtetést

Aszelepazalaphelyzetbetörténővisszaállásigszemélyi,mechanikus,pneumatikusvagyelektromosútonműködtetett.Azalaphelyzetbeállítástörténhetkézzelvagymechanikusútonrugóval.

2. Pillanatműködtetés(impulzus)

Aszelepetekkoregyimpulzuskapcsolja.

Akövetkezőátkapcsoláscsakegytovábbi,(jeladótólérkező)impulzushatásárajönlétre.

7.2.3.ÚtszelepekszerkezetikialakításaAzútszelepekszerkezetikialakításánaktervezésekormeghatározótényezők:azélettartam,aműködtetéshezszükségeserőésműködtetésimód,acsatlakozásilehetőségésaméretnagyság.Szerkezetikialakításszerintmegkülönböztetünk:Ülékesszelepeket: golyós-,kúposszelepek; tányérszelepek.Tolattyússzelepeket: körtolattyússzelepek; síktolattyússzelepek; forgótányérosszelepek.

7.2.4.Ülékes3/2-esszelepekAzülékesszelepeknélazáróelemgolyó,tányérvagykúp.Aszelepüléktömítéserugalmastömítőelemekalkalmazásával,egyszerűenmegoldható.Azülékesszelepekkopóalkatrészekevés,ezértélettartamuknagy.Szennyeződésrelényegébenérzéketlenek,felépítésükrobosztus.Aszelepkapcsolásához,arugóerő,továbbáatápnyomásbóladódónyomóerőellenébenjelentősműködtetőerőrevanszükség.

GolyósszelepekAgolyósszelepekegyszerűfelépítésűek,ezértárukkedvező.Eztaszeleptípustkisméretekjellemzik.Agolyótvagyfélgömböt–mintzáróelemet–egyrugóésaPcsatlakozónérkezőtápnyomásszorítjaaszelepülékre.Ekkor a szelepen azA kimenet felé átáramlás nincs.A szelep nyomócsapjánakműködtetésekor a golyó az ülékrőlfelemelkedik,megvalósulaP-Arövidzár.Ezatípus2/2-esútszelep,mivel2kapcsolóállásaés2vezéreltcsatlakozása(PésA)van.Haanyomócsapbankilevegőzőcsatornavan,akkoraszelep3/2-eskialakítású.Működtetéselehetkézi,illetvemechanikus.

45

3/2-esútszelep

7.2.5.TányérszelepekAz ábrán bemutatott szelepek tányérszelepes megoldásúak. Egyszerű tömítéssel jó zárást valósítanak meg. Akapcsolásiidőrövid,kiselmozdulássalnagyátömlőkeresztmetszetnyitásáraképesek.Agolyósszelepekhezhasonlóanszennyeződésreérzéketlenek,élettartamuknagy.

Atányérszelepesmegoldásoknálakapcsoláskorszükségestérelválasztásismegoldható.Ekkorlassúkapcsoláseseténsemjelentkezikteljesítményveszteség.Anyomócsapműködtetésekor,arúdvégeelőszöraszeleptányértömítésénilleszkedik,ígyazAésRcsatlakozásokatelválasztjaegymástól.Továbbiaxiáliselmozduláskoranyomócsapaszeleptányért,rugóerőésatáplevegőnyomásaellenébenfelemeliazülékrőlésnyitjaaP-Aátmenetet.Azalaphelyzet,aműködtetésmegszűnésekorarugóerőésatápnyomáshatásáraállbe.A3/2-esútszelepeketegyszeresműködésűmunkahengerekhez,vagymásútszelepekvezérléséhezalkalmazzák.Alaphelyzetbennyitottszelepeknél(P-Aátmenetalaphelyzetbennyitott)azárás,működtetéskorugyancsakszeleptányéralkalmazásávalvalósíthatómeg.Anyomócsaponekkoregyrugóvalelőfeszítettmozgótömítéstiselhelyeznek.MűködtetéskorarúdonrögzítettszeleptányérelőszörzárjaaP-Aátmenetet,mígamozgótömítésrugóerőhatásáratovábbraiszárvatartjaazA-Rátmenetet.Továbbiaxiáliselmozduláskoramozgótömítésanyomócsaponkiképzettvállonilleszkedik,majdfelemelkedikésnyitjaazA-Rátmenetet.

3/2-esalaphelyzetbenzártútszelep3/2-esalaphelyzetbenzártútszelep

3/2-esalaphelyzetbenzártútszelepműködetett

3/2-esalaphelyzetbenzártútszelepműködetett

4�

A működtető rúd elengedésekor a szelep rugóerő hatására alaphelyzetbe áll. A szelepek működtetése kézzel,mechanikusan,pneumatikus-vagyelektromosútontörténhet.

3/2-esalaphelyzetbennyitottútszelep

Egy4/2-estányérszelepesútszelepkét3/2szelepbőlépíthetőfel(egyszelepalaphelyzetbennyitott,egyzárt).AábránbemutatottkialakításnálalaphelyzetbenaP-BésA-Rátmeneteknyitottak.Anyomórudakegyidejűműködtetésekorelőszöranyitottátmenetekzárnak(P-BésA-R),majdtovábbiaxiáliselmozduláskor–azelőbbiekbenmárismertetettmódon–aP-AésB-Rátmeneteknyitnak.Aszelep–kapcsolóállástólfüggően–biztosítjaazegyikkimenetkilevegőzését,ígykettősműködésűmunkahengerekvezérlésérealkalmas.

4/2-esútszelep

4�

Kapcsolás4/2-esútszeleppel

1A

1S

3/2-espneumatikusműködtetésűútszelep

Kapcsolásirajz1A

1V

1S

4�

Egy5/2-esútszelepkialakításátszemléltetiazábra.Aszelepún.“lebegőtányéros”megoldású.Vezérlésepneumatikus,levegővezérléshatásáramindaddigafelvettkapcsolóállásbanmarad,mígellentétesvezérlőjeletnemkap.Avezérlőjelnyomásánakhatására–membránvagy tolattyúperemközvetítésével–aszeleptolattyúaxiális iránybanelmozdul.Atolattyú közepén lévő, tömítésekkel ellátott szeleptányér aP táplevegő csatlakozást azA vagyB kimenetekkel kötiössze.Akilevegőzés–kapcsolóállástólfüggően–azRvagyScsatlakozókontörténik.Aszelepuniverzálisalaplapraisrögzíthető,melybiztosítjaagyorscserélhetőséget.

5/2-esútszelep(lebegőközépállás)

49

7.26.ElektromágnesesszelepekAzelektromágnesesszelepeketottalkalmazzák,aholavezérlőjeletelektromosrelék,villamoshelyzetérzékelők,villamoskimenetű nyomáskapcsolók, továbbá elektronikus vezérlőberendezések szolgáltatják. Általában a nagy távolságújelátvitelnél,arövidkapcsolásiidőkbiztosításaérdekébenvillamosvezérléstalkalmaznak.Az elektromágneses szelepek lehetnek közvetlen, vagy közvetett vezérlésűek. A közvetlen vezérlést kis névlegesszelepméreteknél alkalmazzák, tekintve, hogy a nagy névlegesméret a záróelem tömegét is növeli és nagyméretűelektromágnestigényel.

A szelepmágnes gerjesztésekor a mozgórész (anker), rugóerő ellenében felemelkedik és nyitja a P-A átmenetet.UgyanakkorazankerfelsővégébebeépítetttömítészárjaazRkilevegőzőcsatlakozót.AgerjesztésmegszűnésekorazankerrugóerőhatásárazárjaaP-Aátmenetet,azAkimenetugyanekkorazRcsatlakozónkilevegőzik.Aszelepkapcsolásakormindháromcsatlakozórövidzártállapotbakerül,azonbanakapcsolásiidőnagyonrövid.A szelepmágnes méretnövelésének elkerülése céljából, nagy névleges méretű szelepeknél, elővezérelt megoldástalkalmaznak. Ezek lényegében két szelepből, egy direktvezérlésű kisméretű 3/2-esmágnesszelepből, továbbá egynagyméretűpneumatikusvezérlésűszelepbőlállnak.

7.2.7.Elővezérelt3/2-esútszelepA mechanikus működtetésű szelepeknél, a kis működtető erő elérése érdekében ugyancsak célszerű elővezérléstalkalmazni.Aműködtetőerőnagyságaazalkalmazásszempontjábólmeghatározólehet.Ezazalábbiszelepkonstrukciónál600kPa(6bar)tápnyomásés1/8”névlegesméretesetén1,8N.

50

3/2-esalaphelyzetbenzártútszelep

Működése:APtáplevegőcsatlakozásegyfuratonkeresztülazelővezérlőszeleppeliskapcsolatbanvan.Agörgőkarnyomásakornyitazelővezérlőszelep,ésabeáramlósűrítettlevegő–membránközvetítésével–lefelémozdítjaaszeleptányért.Aszelepkapcsolásaakövetkezőkétfázisbantörténik:Működtetéskor− előszörzárazeddignyitottA-Rátmenet,majdnyitaP-Aátmenet;− agörgőelengedésekorzárazelővezérlőszelepbemenete,amembrántérkilevegőzikésafőszeleptolattyújarugóerő

hatásáraalaphelyzetbeállvissza.Ezaszeleptípusalaphelyzetbennyitottvagyzártmódonköthetőbe.EhhezaPésRcsatlakozásokatkellfelcserélni,továbbáazelővezérlőfejetkell180°-alelfordítani.

7.2.8.TolattyússzelepekTolattyús szelepeknél az egyes csatlakozások kapcsolatát körtolattyúk, síktolattyúk vagy forgótányéros síktolattyúkbiztosítják.

KörtolattyússzelepA körtolattyús szelepeknél amegfelelő csatlakozások kapcsolatát egy hengeres tolattyú axiális elmozdulása hozzalétre.A kapcsolóerő, rugóerő, illetve ellennyomás hiányában ennél a szeleptípusnál kisebb, mint a golyós-, illetvetányérszelepeknél.A körtolattyús szelepeknél többféleműködtetés lehetséges, így kézi,mechanikus, villamos vagypneumatikusmegoldás.Ugyanezekaműködésimódokhozzáka tolattyút kiindulási helyzetbe is.Akapcsolási út ittlényegesennagyobb,mintazülékesszelepekesetében.

51

5/2-eskörtolattyúsútszelep

Ezeknélakörtolattyússzelepeknélgondotokozamegfelelőtömítésmegoldása.Ahidraulikábanalkalmazottfém-fémtömítésatolattyúnagyonpontosillesztéséttesziszükségesséaszelepházfuratában.Ennélfogvaatolattyúésaházközöttihézagpneumatikusszelepeknélsemlehetnagyobb0,002-0,004mm-nél,egyébkéntnagyleszarésveszteség.Arendkívülpontosillesztésekmegnövelikazelőállításköltségeit.Ennekelkerüléseérdekébenatömítést,atolattyúkbaépített“0”gyűrűkkel,kettősajakostömítésekkel,vagyaházbanrögzített“0”gyűrűkkeloldjákmeg.Acsatlakozónyílásokegybeépítetttolattyúperselykerületén,megosztvaképezhetőkki,ígyatömítőelemekbecsípődése,meghibásodásaelkerülhető.

Azábraakézi tolattyússzelepkialakításátmutatjabe.AhüvelyaxiáliseltolásávalaP-Aátmenetnyitható.Ahüvelyhátsó helyzetében aP lezár és azA kimenet az R csatlakozón át légtérre szellőzik.A szelep felépítése egyszerű,elzárószelepkéntalkalmazhatópneumatikusberendezésekelőtt.

Kézitolattyús3/2-esútszelep

52

SíktolattyússzelepAsíktolattyússzelepnélaszelepkapcsolóállásánakváltásátkörtolattyúvégzi,azonbanamegfelelőcsatlakozásokatsíktolattyúkötiössze.Asíktolattyúaműködtetéskorbekövetkezőkopáseseténismegfelelőtömítéstbiztosít,mivelatápnyomás-ésabeépítettrugórugóerejerugalmasanszorítjaaztacsúszófelületre.Akapcsolástvégzőkörtolattyú“0”gyűrűstömítésű.Az ábra a 4/2-es síktolattyús szelep kialakítását szemlélteti. A kapcsolóállás váltása a vezérlőcsatlakozóra adottpneumatikusjelhatásárajönlétre.AmennyibenazYcsatlakozóraérkezikvezérlőjel,aszelepaP-Bátmenetet,illetveA-Rátmenetetkapcsolja.AZoldalivezérlésesetén,aP-A,B-Rátmenetrealizálható.Avezérlőjelmegszűnésekor,atolattyú,asúrlódóerőkbőlbekövetkezőenpozíciójátmindaddigmegtartja,mígaszelepellentétesvezérléstnemkap.4/2-essíktolattyúsútszelep,vezérlésnyomásnöveléssel

Forgótányéros(síktárcsás)szelepA forgótányéros szelepeket többnyire kézi- vagy lábműködtetésűre készítik. Más működtetésmód megválasztásanehézkes.Aszelepekáltalában3/3-as,illetve4/3-askialakításúak.Amegfelelőcsatlakozókösszekötésétasíktárcsaelfordításabiztosítja.A bemutatott szelepkonstrukciónál a középállásban minden vezeték zárt helyzetű. Ebben a szelepállásban akettősműködésűmunkahengerdugattyúrúdjabárholmegállítható,azonban ilyenközbensőhelyzetbenadugattyúrúdpozíciója nem rögzíthető. A levegő kompresszibilitása, továbbá a terhelésváltozások következtében a dugattyúrúdelmozdul.Atárcsahornyainakmeghosszabbításávalegymásfajtaközépállásismegvalósítható.

53

Afentikövetelményesetén,kettősműködésűmunkahengerhezazalábbimegoldástalkalmazhatjuk.

1A

1S

Kétoldaliműködtetésűmunkahengervezérlése4/3-asútszeleppel.Középállás:zárt.

7.2.9.ÁtáramlásiértékekszelepeknélAszelepekenidőegységalattátereszthetőlevegőmennyiség,továbbáazáteresztéskorbekövetkezőnyomásesésigenlényegesadatafelhasználókrészére.Amegfelelőszelepmegválasztásafügg:− amunkahengerátmérőjétőlésdugattyúsebességétől;− amegköveteltműködésigyakoriságtól;− amegengedettnyomáseséstől.

54

Ennekmegfelelőenelkerülhetetlen,hogyaszelepeketaVNnévlegeslevegőáteresztésseljellemezzük.Azidőegységalattátáramlólevegőmennyiségmeghatározásánáltöbbtényezőtfigyelembekellvenni.

Ezek:p1=aszelepbemenőcsatlakozójánlévőnyomás(kPa/bar);p2=aszelepkimenőcsatlakozójánlévőnyomás(kPa/bar);

Δp=nyomásesés(p1-p2)(kPa/bar);

T1=hőmérséklet(K);

VN=normáltérfogatáram(1/min).

Az átáramlásmérésekor a levegő a szelepen egymeghatározott irányban áramlik át.A bemenő nyomás ismert, akimenőnyomáspedigmérhető.

EzekbőlazértékekbőlhatározhatómegaΔpnyomásesés.Alevegőátáramlástmennyiségmérővelhatározzákmeg.

AVNnévlegesátáramlásegyalapérték,mely600kPa (6bar)nyomásraésΔp =100kPa (1bar)nyomásesésre,tovább 293 K (20 °C) hőmérsékletre vonatkozik. Ha az üzemelés körülményei ettől eltérnek a VN értékét, (normállevegőátáramlás)számítanikell.

7.3.Zárószelepek

Azárószelepekolyanirányítóelemek,melyekazátáramlástegyikiránybanátengedik,másikiránybanpedigközelzérusrésveszteséggelzárják.Afellépőnyomás,azárásioldalonatömítéshatékonyságátfokozza.

7.3.1.VisszacsapószelepAvisszacsapószelepekazátáramlástegyikiránybanlezárják,másikiránybankismértékűnyomásesésselátengedik.Azáróelemkúp,golyó,síklapvagymembrán.Jelképijelölések:

Visszacsapószelep,azárástazáróelemrehatóerővégzi

Visszacsapószeleprugóval,zárásakkorvan,haakimenő nyomásabemenőnyomásnálnagyobb,vagyazzalegyenlő.

Vezéreltvisszacsapószelep

55

Ennekmegfelelőenelkerülhetetlen,hogyaszelepeketaVNnévlegeslevegőáteresztésseljellemezzük.Azidőegységalattátáramlólevegőmennyiségmeghatározásánáltöbbtényezőtfigyelembekellvenni.

Ezek:p1=aszelepbemenőcsatlakozójánlévőnyomás(kPa/bar);p2=aszelepkimenőcsatlakozójánlévőnyomás(kPa/bar);

Δp=nyomásesés(p1-p2)(kPa/bar);

T1=hőmérséklet(K);

VN=normáltérfogatáram(1/min).

Az átáramlásmérésekor a levegő a szelepen egymeghatározott irányban áramlik át.A bemenő nyomás ismert, akimenőnyomáspedigmérhető.

EzekbőlazértékekbőlhatározhatómegaΔpnyomásesés.Alevegőátáramlástmennyiségmérővelhatározzákmeg.

AVNnévlegesátáramlásegyalapérték,mely600kPa (6bar)nyomásraésΔp =100kPa (1bar)nyomásesésre,tovább 293 K (20 °C) hőmérsékletre vonatkozik. Ha az üzemelés körülményei ettől eltérnek a VN értékét, (normállevegőátáramlás)számítanikell.

7.3.Zárószelepek

Azárószelepekolyanirányítóelemek,melyekazátáramlástegyikiránybanátengedik,másikiránybanpedigközelzérusrésveszteséggelzárják.Afellépőnyomás,azárásioldalonatömítéshatékonyságátfokozza.

7.3.1.VisszacsapószelepAvisszacsapószelepekazátáramlástegyikiránybanlezárják,másikiránybankismértékűnyomásesésselátengedik.Azáróelemkúp,golyó,síklapvagymembrán.Jelképijelölések:

Visszacsapószelep,azárástazáróelemrehatóerővégzi

Visszacsapószeleprugóval,zárásakkorvan,haakimenő nyomásabemenőnyomásnálnagyobb,vagyazzalegyenlő.

Vezéreltvisszacsapószelep

Rugósvisszacsapószelep

7.3.2.Váltószelep(VAGYelem)Aváltószelepnekkétbemenete(XésY)ésegykimenete(A)van.HaYbemenetrőlérkezikvezérlés,akkorazáróelem(golyó) zárja azX bemenetet, a levegő azY-A átmeneten áramlik. Ellenkező esetbenY lezár és az átáramlásX-Aátmeneten keresztül történik. Ellenkező irányú áramláskor (A kimenettől az X vagyY bemenet felé), a záróelem anyomásviszonyokhatására,azelőzőlegfelvetthelyzetébenmarad.

Váltószelep(VAGYelem)

AváltószelepetVAGY-elemnekisnevezik,mivelVAGYlogikaifunkciótrealizál.Pneumatikusvezérléseknélbeépítéseáltalában akkor szükséges, ha egy munkahengert, ill. egy teljesítményszelepet több helyről működtetünk, illetvevezérelünk.

56

Példa: Egymunkahengertkétkülönhelyrőlkellvezérelni.

7.3.3.FojtásAzáramlásikeresztmetszetbeépítettszűkítés,melylehetfixvagyállítható.

7.3.3.1.Fojtó-visszacsapószelepA fojtó-visszacsapó szelepeket munkahengerek dugattyúmozgásának sebességvezérlésére használják. Fojtó-visszacsapószelepnélazátáramlólevegőmennyiségbefolyásolásacsakegyikáramlásiiránybanlehetséges,ugyanisekkoravisszacsapószeleplezárésazátáramláscsakabeállítottfojtókeresztmetszetentörténhet.Ellenkezőáramlásiiránynálavisszacsapószelepnyit,azátáramlásszabaddáválik.Kettősműködésűmunkahengereksebességvezérlésekorafojtó-visszacsapószelepeketközvetlenülahengerközelébecélszerűtelepíteni.

57

Fojtó-visszacsapószelep

Beáramlólevegőfojtása(Primerfojtás)Bemenőágisebességvezérléskorafojtó-visszacsapószelepfojtásaamunkahengerbebeáramlólevegőmennyiségetbefolyásolja.Akiáramlólevegőavisszacsapószelepen,szabadonáramlikát.Ezasebességvezérlésimódaterhelésváltozásokraérzékeny,máralegkisebbváltozásnális(pl.adugattyúegyhelyzetkapcsolónhaladkeresztül)jelentőssebességingadozásjöhetlétre.Abemenőágifojtástfőlegegyszeresműködésű,kistérfogatúmunkahengereknélalkalmazzák.

Kiáramlólevegőfojtása(Szekunderfojtás)Kimenőági sebességvezérléskor a levegőszabadon áramlik a hengertérbe, a fojtás akiáramlólevegőmennyiségetbefolyásolja.Ily módon mindkét hengertérben megnő anyomás (az előbbi esethez viszonyítva),mely a dugattyú merevségét fokozza. A fojtó-visszacsapószelepnekezabeépítésekevésbéterhelésérzékeny sebességvezérlést biztosít.Kettősműködtetésű munkahengereknél ezértáltalában kimenőági sebességvezérlést kellalkalmazni.Kisméretű–számottevő térfogattalnemrendelkező–hengereknél,akimenőoldalonnem jön létre az ellentartáshoz szükségesnyomás, ezért ez esetben be- és kimenőágisebességvezérléstegyüttesenkellalkalmazni.

58

Fojtó-visszacsapószelepmechanikusanállíthatófojtássalEzeket a szelepeket akkor célszerű alkalmazni, ha az egyszeres- vagy kettősműködésű munkahengereknél adugattyúsebességetamozgásfolyamatalattváltoztatnikell.Kettősműködésű munkahengereknél a szelepet löketvégi csillapításra is fel lehet használni. Ez különösen nagytömegekmozgatásakorcélszerű,mivelekkoralöketvégközelébenelhelyezettfojtó-visszacsapószeleppelakiáramlólevegőmennyiségcsökkenthető,ígyacsillapításmértéke–abeépítetthezképest–fokozható.A fojtás– ígyasebességalaphelyzeteegykontraanyával rögzítettállítócsavarsegítségévelbeállítható.Mechanikusműködtetéskoradugattyúrúdra rögzített kényszerpályaagörgősemelőt lefelényomja,ennekmegfelelően,akúposzáróelemésazülékközelítésével,afojtókeresztmetszetetcsökkenti.Ellentétesirányúáramláskoravisszacsapószelepzáróeleme(szeleptányér)azülékrőlfelemelkedikésalevegőszabadonátáramolhat.A szelep megfelelő vezérlőpályával, működés közbeni sebességnövelésre, illetve sebességcsökkentésre egyaránthasználható.

Mechanikusállításúfojtó-visszacsapószelep

7.3.4.GyorslégtelenítőszelepAgyorskilevegőzőszelepeketadugattyúsebességnöveléséhezalkalmazzák.Mindenekelőttazegyszeresműködésűhengerekvisszafutási idejecsökkenthetőbeépítésével.AszelepnekzárhatóPbemenete,zárhatóRkilevegőzéseésAkimenetevan.HaPbemenetennyomásvan,amozgótömítészárjaazRkilevegőzőcsatlakozótésalevegőazAkimenetfeléáramlik.HaaPbemenetenanyomásmegszűnt,azAfelőltörténőkiáramlás–atömítőelemközvetítésével–zárjaaPcsatlakozástésalevegőRkilevegőzésfeléáramlik.Alkalmazásával kikerülhető (kilevegőzéskor) a vezérlőszelepet a hengerrel összekötő energiavezeték. Célszerű agyorskilevegőzőszelepetközvetlenülahengercsatlakozójánakközelébenelhelyezni.

Gyorslégtelenítőszelep

59

7.3.5.Kétnyomásúszelep(ÉSelem)AkétnyomásúszelepnekXésYbemeneteésAkimenetevan.Akimenetfelétörténőlevegőáramláscsakakétbemenetegyüttesjelenlétekorkövetkezikbe.Egybemenőjelesetén(XvagyY)atolattyúrarögzítettszeleptányér,nyomáshatásárazárjaazáramlásútját.Abemenőjelekidőbelieltéréseeseténígyakésőbbérkezőjutelakimenethez.Abemenőjeleknyomáskülönbségeeseténanagyobbnyomásúlezár,akisebbnyomásújutazAkimenetre.AszelepetÉSelemnekisnevezik.AzÉSszelepeket többnyirereteszelőbiztonságivezérlésekhez,ellenőrzési funkciókhoz, illetve logikaiműveletekhezhasználják.

Kétnyomásúszelep(ÉSelem)

KapcsolásirajzÉSszeleppel

Kapcsolásirajz(ÉSfunkció)sorbakötéssel

60

7.4.Nyomásirányítók

Anyomásirányítókasűrítettlevegőnyomásátbefolyásoljákvagynyomássalvezéreltek.Megkülönböztetünk:− nyomásszabályozószelepet;− nyomáshatárolószelepet;− nyomáskapcsolót.

7.4.1.NyomásszabályozószelepA nyomásszabályozó szelep feladata, a hálózati nyomás ingadozásától független, stabil tápnyomás biztosítása apneumatikus hengerek és vezérlőelemek számára. A bemenőnyomásnak mindig nagyobbnak kell lennie, mint akimenőnyomásnak.

NyomásszabályozószeleptehermentesítésnélkülAszelepfeladataésműködésemegfelela4.3.fejezetbenleírtaknak.Amembránközepénelhelyezettszelepülékennélakonstrukciónálhiányzik,ezértanagyobbkimenőnyomásnál,vagyellentétesáramlásnálakimenetnemtudkilevegőzni,aszeleplezár.

NyomásszabályozószeleptehermentesítésselFeladataésműködésemegfelela4.3.fejezetbenleírtaknak.Ennélakonstrukciónál,amembránközepénelhelyezettszelepen keresztül, a nagyobb kimenőnyomásnál, illetve ellentétes irányú áramlásnál a szelep a lezárást követőenkilevegőzik.

7.4.2.NyomáshatárolószelepA nyomáshatároló szelepeket elsősorban, mint biztonsági szelepeket (túlnyomás szelepeket) alkalmazzák. Ezekmeggátolják,hogyanyomás,arendszerben,egyelőrebeállítottértéketmeghaladjon.Haaszelepbemeneténanyomáselérteabeállítottértéket,akkorazkinyit,ésalevegőrajtakeresztülaszabadbaáramlik.Aszelepaddigmaradnyitva,mígabeépítettrugó,beállítottrugóerejeanyomásbóladódóerővelszembenaztlenemzárja.

7.4.3.NyomáskapcsolóAnyomáskapcsolóműködésielvemegfelelanyomáshatárolószelepnélelmondottaknak.Abeállítottrugóerőnélnagyobbvezérlőnyomáseseténaszelepkinyit.AlevegőekkoraP-Aátmenetenáramlik.Anyitáscsakakkorkövetkezikbe,haaZvezérlőbemenetenabeállítottnyomásértékkialakul.AP-Aátmenetetvezérlődugattyúnyitja.Anyomáskapcsolószelepeketolyanpneumatikusvezérlésekbenalkalmazzák,aholakapcsoláshozmeghatározottnyomáseléréséhezvanszükség(nyomásfüggővezérlések).

Példa:Az1.0munkahengerdugattyújacsakakkorhaladhatalaphelyzetfelé,amikoraz1.3nyomáskapcsolónállétrejöttabeállítottnyomás.

Nyomáskapcsoló

�1

7.5.Elzárószelepek

Azelzárószelepekasűrítettlevegőátáramlásátfokozatmentesennyitják,illetvezárják.

Egyszerűsítettábrázolás.Zárócsap.

Elzárószelepek

7.6Pneumatikusidőszelep

Apneumatikusidőszelep3/2-esrugósalaphelyzetűútszelepet,fojtó-visszacsapószelepettovábbálégtartályttartalmaz.Bekapcsolásikésleltetés(zártalaphelyzet)Alaphelyzetbenzártpneumatikusidőszelep

Működése:AtáplevegőaPbemenetrecsatlakozik,avezérlő levegőaZcsatlakozónkeresztül jutaszelepbe.Avezérlő levegőáthaladegyfojtó-visszacsapószelepen,melynekfojtókeresztmetszetbeállításátólfüggőenidőegységalatttöbb,vagykevesebb levegő áramlik a légtartályba.Amikor a légtartályban a rugóerővel szemben, a szükséges levegőnyomáslétrejön,aszeleptolattyúmozgásbakezdésazA-Rátmenetlezár.EztkövetőenaszeleptányérfelemelkedikazülékrőlésnyitaP-Aátmenet.Akésleltetésiidő,alégtartályban,akapcsolónyomáseléréséigelteltnyomásnövekedésiidő.AszelepalaphelyzetbeállításáhozaZvezérlőjeletmegkellszüntetni.Ekkoralégtartálybólasűrítettlevegőavisszacsapószelepenésavezérlőszelepkilevegőzésénkeresztülgyorsanaszabadbatávozik.Atolattyúésaszeleptányérrugóerőhatásáraalaphelyzetbeáll,PlezárésnyitazA-Rátmenet.

�2

Kikapcsolásikésleltetés(nyitottalaphelyzet)

Működése:Aszelepugyancsak3/2-esrugósalaphelyzetűútszelepet,fojtó-visszacsapószelepet,valamintlégtartályttartalmaz.A3/2-esútszelepnyitottalaphelyzetű.A vezérlő levegő a Z csatlakozáson keresztül jut a szelepbe.Amikor a légtartályban kialakul a kapcsolónyomás, a3/2-esútszelep tolattyújakapcsolóállástvált.EkkorzáraP-AátmenetésnyitazA-Rátmenet.Akésleltetést itt isalevegőtartálybanlétrejövőidőbelinyomásfelfutáshatározzameg.AZvezérlésmegszüntetésekoraszeleprugóerőhatásáraalaphelyzetbeáll.Akésleltetésiidőáltalában0-30másodperclehet,melykiegészítőlégtartálybeépítésévelmeghosszabbítható.Tisztalevegőésállandótáp-,illetvevezérlőnyomáseseténpontoskapcsolásiidőérhetőel.

Alaphelyzetbennyitottpneumatikusidőszelep

�3

7.6.1.Pneumatikusidőtagoktípusai,jellemzői

“BE”kapcsolásrakésleltet

“KI”kapcsolásrakésleltet

“LE”kapcsolásrakésleltet

“FEL”kapcsolásrakésleltet

Jelrövidítés(jellekapcsolás)

Jelhosszabbítás

�4

8.Érintkezésmentesérzékelőkésvákuumejektorok

Agyártósorokésszerelőkészülékek jobbkihasználása, továbbáabiztonságosmunkavégzés irántinövekvő igényekegyreújabbkövetelményeketállítanakazautomatizáláseszközeivelszemben.Ezeksokesetbencsakérintkezésmentesérzékelők(szenzorok)alkalmazásávaloldhatókmeg.Azérintkezésmentesérzékeléshezpneumatikuseszközökisrendelkezésreállnak.Működésielvükkétféle:− szabadlevegősugárelve;− torlófúvókáselv.

8.1.Légsorompó

Alégsorompóadó-ésvevőfúvókákbóláll.MindkétfúvókátaPXcsatlakozásonkeresztül,víz-ésolajmenteslevegővelkell táplálni.A táplevegő nyomása 10-20 kPa (0,1-0,2 bar) közötti érték. Ennekmegfelelően a levegő felhasználáscsekély,V=0,5–0,8m3/h.Azolaj-ésvízmentes levegőbiztosításaérdekében,aberendezéselé,szűrővelellátottalacsonynyomástartományúnyomásszabályozótkellbeiktatni.Apontosésmegbízhatóműködésérdekébenazadó-ésvevőfúvókaközöttitávolságnemlehetnagyobb100mm-nél.

Légsorompó

8.2.Reflexiósérzékelő(közelítésérzékelő)

Lényegesenegyszerűbbésakörnyezetzavaróhatásaivalszembenbiztosabbatorlófúvókáselvalkalmazása.Areflexiósérzékelőezenazelvenműködik.Azadó-ésvevőfúvókaennélakonstrukciónálközösházbavanépítve.Areflexiósérzékelőegyadó-ésegyvevőfúvókából,egyfojtóelemből,továbbáegyvédőhüvelybőláll.AzérzékelőPXcsatlakozójáhozvezetetttáplevegő10-20kPa(0,1-0,2bar)nyomású.Ezalevegőakülsőgyűrűscsatornánátaszabadbaáramlik.Alevegőkiáramlásakorabelsőfúvókábanvákuumjönlétre.Haagyűrűscsatornábólkiáramlólevegősugarategytárgyjelenlétemegzavarja,avevőfúvókábantúlnyomásjönlétre.AzXkimenetentehátjelképződik.Ajeletegyerősítőfokozatteszifelhasználásraalkalmassá,mellyeltovábbiszelepeketvezérelhetünk.Afojtószelepbiztosítjaajelkifogástalantovábbítását.Areflexiósérzékelőésazérzékelttárgyközöttitávolság,kiviteltőlfüggően1-6mmlehet.Különlegeskivitelnélezatávolság20mm.Areflexiósérzékelőműködésétnembefolyásoljákaszennyeződések,hanghullámok, robbanásiveszély,sötétség,afényáteresztő,vagynemmágnesezhetőtárgyak.Alkalmazási területe minden iparágra kiterjed. Felhasználható például sajtoló-, ill. kivágószerszámok ellenőrzésére,szalagszélvezérlésheztárgyakellenőrzésére,számlálásáraatextiliparbanvagycsomagolástechnikában,munkadarabtárolókellenőrzésére,bútoralkatrészekérzékeléséreafaiparban.

Reflexiósérzékelő

65

Reflexiósérzékelő

8.3Vákuumképzőejektorok

Avákuumképzőejektorokszívókoronggalegybeépítvealegkülönbözőbbalkatrészekszállításáraalkalmasak.MűködésükaVenturi-elvreépül.AP bemeneta táplevegőcsatlakozás.Azátáramláskor,a fúvókavégén lévőkeresztmetszet csökkenéshatásáraalevegőáramlásisebességemegnő.Anagysebességgeláramlólevegőaszívókorongcsatlakozásánvákuumothozlétre(szívóhatás).A szívóhatáskor kialakuló megfogóerő alkalmas alkatrészek szállítására. A jó szívóhatás biztosítása érdekében, amegfogottalkatrészneksíkfelületűnekkelllennie.

8.3.1VákuumejektorkidobóegységgelAvákuumszívófejműködéseszinténaVenturi-elvreépül.Akülönbségazejektorhozképestaz,hogyaszívófejegybeépítettkiegészítőtartályt istartalmaz.Atartályaszívásifolyamatalattfelvantöltve.Atápnyomáskikapcsolásakoratartálybanlévőlevegőegygyorskilevegőzőszelepenkeresztülaszívótérbetávozik.Aszívótérbebeáramlólevegőaszívókorongbanegynyomáslökéstokoz,ésledobjaadarabotakorongról.

Avákuumoskészülékekelőnye:−nagyvákuum–kedvezőlégfogyasztás–csekélyhanghatás.

Vákuumképzőejektor Vákuumkorong

��

8.4MunkahengerérintkezésmentespozícióérzékelésselNagyon sok gépnél, berendezésnél a pozícióérzékeléshez szükséges helyzetérzékelők felszerelése nehézségekbeütközik. Ennek oka többféle lehet, pl. geometriai (nincs hely a beépítésre), vagy szennyezett környezet (a végálláskapcsolónaknemszabadszennyeződéssel,hűtővízzel,olajjalvagyforgáccsalérintkezésbekerülnie).Ezekanehézségekpneumatikus-vagyelektromosközelítéskapcsolókalkalmazásávalnagyrésztkiküszöbölhetők.

8.4.1PneumatikusközelítéskapcsolóApneumatikusközelítéskapcsolóműködésealégsorompóelvérevezethetővissza.Aházbanegykapcsolónyelvvanbeépítve,melymegszakítjaalevegőátáramlástaP-Aátmenetenkeresztül.Amikorapermanensmágnesselellátottdugattyúmegközelítiakapcsolót,anyelv,amágneseserőhatására,lehajlikésnyitjaaP-Aátmenetet.AzAkimenetenlevehetőjelkisnyomású,ígytovábbikapcsolásifeladatellátásáhozerősítenikell.Adugattyútávozásakoramágnesestérmegszűnik,akapcsolónyelvvisszatéralaphelyzetébeészárjaaP-Aátmenetet.

8.4.2ElektromosközelítéskapcsolóA kapcsoló egy nyomásos öntéssel készített házban, polyamid alapra rögzített, huzalozással ellátott reed-reléttartalmaz.Areed-relékétérintkezőbőláll,melyekegyvédőgázzaltöltöttüvegcsőbenhelyezkednekel.Amikorapermanensmágnesselellátottdugattyúazérintkezőkhözér,amágnesestérhatására,azokzárnak.Akontaktuselektromoskimenőjeletad.Adugattyú távozásakor,amágneses térmegszűnésévela rugósérintkezőkvisszaállnakalaphelyzetükbe.Adugattyúmaximumáthaladásisebességemindkétközelítéskapcsolónálakapcsolóáltalműködtetettelemektőlfügg.

Elektromosközelítéskapcsoló

8.5.Nyomáserősítő(egyfokozatú)

Számos, korábban ismertetett elem, így például a légsorompó, reflexiós érzékelő, stb. a kisnyomású tartománybanműködnek.Kimenőjeleiketatovábbifeldolgozásérdekébenfelkellerősíteni.Anyomáserősítőklényegében3/2-esútszelepek,nagyvezérlőfelületűmembránnal,pneumatikusműködtetéssel.Akisnyomássalműködőpneumatikusvezérléseknél,10-50kPa(0,1-0,5bar)vezérlőnyomásnál,egyfokozatúerősítőketalkalmaznak.Az erősítő rugóerő hatására létrejövő alaphelyzetében aP-A átmenet zárt, azA-R átmenet nyitott.AP táplevegőcsatlakozásra800kPa/8barnyomásúlevegőcsatlakoztatható.AXcsatlakozóraérkezőerősítendővezérlőjelanagymembránfelületrefejtikinyomását.Anyomóerőhatására,rugóerőellenébenatolattyúkapcsolóállástváltésnyitaP-Aátmenet.AzAkimenetenkapottjeltovábbinagynyomásúelemekműködtetésérehasználhatófel.AzXvezérlésmegszűnésekoratolattyúrugóerőhatásáraalaphelyzetbeáll,záraP-AátmenetésnyitazA-Rátmenet.

Azegyfokozatúnyomáserősítőnélnincsszükség(atáplevegőcsatlakozásonkívül)különtápellátásra.

��

9.Pneumatikus-elektromosjelátalakítókAzautomatizálásfejlődésével,aziparszámosterületénszükségesséváltapneumatikus,illetveelektromosenergia-ésjelátvitelegyüttesalkalmazása.Akétenergiahordozóközöttikapcsolatotajelátalakítókbiztosítják.

9.1.Jelátalakító

Alegegyszerűbbjelátalakítóegyelektromosmikrokapcsoló,melyetegyegyszeresműködésűmunkahengerműködtet.AdugattyúaZcsatlakozónérkezővezérlőjelnyomásánakhatásárarugóerőellenébenelmozdul,ésamikrokapcsolótműködteti.Mindkételemegyközöskapcsolóházbavanbeépítve.Azelektromosvezetéketcsatlakoztatásátólfüggőenamorse-érintkezősmikrokapcsolónyitó-vagyzáróérintkezőkkelköthetőbeavezérlésbe.Ajelátalakítónálanyomástartomány(60-1000kPa)(0,6-10bar).Kisnyomásúaminimáliskapcsolónyomás10kPa-tól,egészen0,05kPa(0,1-0,0005bar)értékűislehet.

Pneumatikus-elektromosjelátalakító

9.2.Jelátalakítórelé

Apneumatikusműködésűjelátalakítóreléazalábbielemekbőlépülfel:- kapcsolóház(elektromosrész)- egyszeresműködésűhenger(pneumatikusrész)- vezérlődugattyú.

A pneumatikus vezérléstől érkező jelek felhasználhatók a relé kapcsolásához, így közvetlenül beépíthető avezérlőrendszerbe. A jelátalakító relék alkalmazási területei: elektromos elemek (mágnesszelepek, mágnesestengelykapcsolók)működtetése,alkatrészekgyártásközbenipneumatikusfelügyelete,hajtómotorokkapcsolása,stb.Elektromosmotorokkapcsolásaésforgásirányváltása:Elektromotorok forgásirány rezerválásához, vagyhasonló feladatokhozváltóérintkezős relékalkalmazhatók.Ezeknélazalkalmazásoknálbiztosítanikell,hogyakétreléösszesérintkezőjeegyidejűlegnelegyenzárva.Mikorazegyikreléműködtetett,egypneumatikusreteszelésmeggátoljaamásikműködtetését.

��

10.Alapkapcsolások

10.1.EgyszeresműködtetésűhengervezérléseFeladat:Egynyomógombműködtetésekorakettősműködtetésűhengerdugattyújamenjenakülsővéghelyzetfelé,anyomógombelengedésekorazonnaltérjenvisszaalaphelyzetbe.

Vezérlés

Energiaellátás

Megoldás:Avezérléshezegy3/2-esalaphelyzetbenzártútszeleprevanszükség.Aszelepműködtetésekor,asűrítettlevegő,aP-Aátmenetenkeresztültöltiadugattyúoldaliteret,ígyadugattyúennekmegfelelőenakülsővéghelyzetfelémozog.AműködtetésmegszűnésekoradugattyúoldalitérazA-Rátmenetenkilevegőzikésadugattyúrugóerőhatásáravisszatéralaphelyzetébe.

10.2.KettősműködtetésűhengervezérléseFeladat:Akettősműködtetésűhengerdugattyúja,egyszelepkapcsolásávalvégezzenelőre-,illetvehátramozgást.

Vezérlés

Energiaellátás

Megoldás:Akettősműködtetésűhengert4/2-es,vagy5/2-esútszelepvezérelheti.A4/2-esútszeleprugósalaphelyzetében,aP-Bátmenetenkeresztülarúdoldaliterettölti,adugattyúoldalitérazA-Rátmenetenkilevegőzik.Adugattyúígyhátsóhelyzetébenáll.Aszelepműködtetésekorakapcsolóállásmegváltozik,aP-Aátmenetenkeresztültöltadugattyúoldalitér, ill.aB-Rátmenetenkilevegőzikarúdoldali tér.Adugattyúmozognikezdakülsővéghelyzet felé.Anyomógombelengedésekoraszeleprugóerőhatásáraalaphelyzetbeáll,sezzeladugattyúiskiindulásihelyzetbekerül.

69

10.3.Vezérlésváltószeleppel(VAGYelemmel)

Feladat:Amunkahengerdugattyúmozgásakétkülönbözőhelyrőllegyenindítható.

Megoldás:Az1.2.útszelepműködtetésekor,atáplevegőaP-Aátáramlással,a“VAGY”szelepX-Aátmeneténkeresztülaz1.1munkaszelepvezérlő(14)csatlakozójárakerül,melynekhatásáraaszelepvált,ahengerdugattyúterébeáramlikalevegő.Adugattyúmozgásakülsővéghelyzetfelémegkezdődik.Ugyaneztazeredménytérjükelaz1.4.útszelepműködtetésévelis.

10.4.KettősműködtetésűhengersebességvezérléseFeladat:Akettősműködtetésűhengerdugattyúmozgásánaksebessége,előre-ésvisszafutásnál,egymástólfüggetlenüllegyenállítható.

Megoldása:Egymástól független állítható átömlő keresztmetszetű fojtások alkalmazásaelőre-ésvisszafutáshoz.Indításkorsebességugrásjelentkezikazerőegyensúlykialakulásáig, ezt követően viszonylag terhelés független állítási lehetőségnyerhető

Megoldásb:Egymástólfüggetlenállításúfojtószelepekalkalmazásaabeáramlólevegő mennyiségének állításához. Egyenletes indulás jelentkezik, rossz,terheléstőlnagymértékbenfüggőállításilehetőségnyerhető.Húzóterheléskorez a megoldás nem használható. Alkalmazása kis térfogatú hengereksebességvezérlésénélcélszerű.

70

10.5.Sebességnövelésegyszeres-éskettősműködtetésűhengereknél

Feladata:Egyszeresműködtetésűhengerdugattyúmozgásánakvissza-futásisebességétkellgyorskilevegőzőszelepalkalmazásávalnövelni.

Feladatb:Kettősműködtetésűhengerelőrefutásidugattyúsebességétkellnövelni.

Megoldás:Az1.1.útszelepkapcsolásakorasűrítettlevegőnekgyorsankelltávozniaahengertérből.A beépített gyorskilevegőzőszelep, az A-R átmeneten keresztül,azonnalaszabadbavezetiahengertérbenlévő sűrített levegőt. A levegőkiáramlástehátmegkerüliazenergiavezetéketésazútszelepet.

10.6.Vezérléskétnyomású(ÉS)szeleppel

Feladat:Azkettősműködésűmunkahengerdugattyúmozgásacsakkét3/2-esútszelepegyidejűműködtetéseeseténkezdődjönmeg.

Megoldás a: Az 1.2. és 1.4. útszelepek egyidejűműködtetésekor az ÉS szelep X és Y bemenetevezérléstkap,azAkimeneta1.1munkaszelepvezérlő(14) csatlakozójára kerül, melynek hatására a szelepvált, a henger dugattyúterébe áramlik a levegő. Adugattyúmozgásakülsővéghelyzetfelémegkezdődik.

Megoldásb:Az1.2.és1.4.útszelepekegyidejűműködtetésekorahengerdugattyúmozgásamegkezdődik(sorbakapcsolásosÉSfunkció).

Jegyzetek

Jegyzetek

Tanfolyamkínálatunk

Bevezetésapneumatikába P111

Pneumatikaszerviz P121

Célorientáltpneumatika P130

Pneumatikafelsőfokon P150

Bevezetésazelektropneumatikába EP211

Egynapospneumatikaoperátoroknak P100

Avákuumtechnikaalapjai VUU

Aprogramozhatóvezérlőkalapismeretei E311

PLCvezérlésűgyártórendszerekdiagnosztikája E311S

PLCismeretekgyártómérnökökrészére E350

Szenzorika SP1110

Bevezetésahidraulikába H511

Hidraulikaszerviz H521

Bevezetésazelektrohidraulikába EH�11

Bevezetésaproporcionálhidraulikába PH711

Egynaposhidraulikaoperátoroknak H100

Műanyagostovábbképzés MÜ2002

Korszerűtermelésirendszerelemei TP900

Problémamegoldásitechnikák PR3000

Alumíniumprofilrendszerhasználataagyakorlatban AT100

Gépépítésalumíniumprofilrendszerekből AT200

Aktuálistanfolyamikínálatunk:awww.kekvilag.hu/didaktik/tanfolyamokweboldalontalálható.