Пневмораспределители с электроуправлением

Практически в любой пневмосистеме используются распределители, управляющие направлением потоков рабочей среды, идущие к исполнительным устройствам, а также сбрасывают отработанный сжатый воздух в атмосферу.

Самым распространенным на сегодня является электромагнитное управление пневмораспределителями. Электромагнитная катушка располагается с одной или двух сторон на корпусе распределителя, который меняет позицию, когда на катушку подается или снимается напряжение.

У так называемых распределителей прямого действия (с прямым управлением) якорь катушки механически связан с подвижным элементом распределителя (золотником или клапаном). Распределители с прямым управлением имеют свои преимущества (работа на очень низком или нулевом давлении, повышенное быстродействие и др.), но также обладают и недостатками. Например, поскольку катушки не могут развивать усилие, достаточное для переключения большого распределителя или распределителя, работающего на высоком давлении, всё-таки чаще используют электромагнитные распределители с пилотом.

Поскольку катушки не могут развивать усилие, достаточное для переключения большого распределителя или распределителя, работающего на высоком давлении, большинство современных устройств имеет встроенный каскад усиления – так называемый пилот. Пилот представляет собой небольшой нормально закрытый 3/2-распределитель, который переключается непосредственно катушкой, а давление на его выходе переключает уже основной каскад. На условном обозначении пилот показывается прямоугольником с треугольником внутри, обращенным вершиной в сторону квадратиков основного каскада.

Распределители с пилотным электромагнитным управлением с внутренним (слева) и внешним питанием пилота (в обоих случаях слева показан принцип действия, справа – принятое упрощенное обозначение)

Подача сжатого воздуха на пилоты может поступать по ответвлению от канала 1 (внутреннее питание) или от внешнего источника. Последний вариант на условном обозначении показывается дополнительной черточкой, подходящей к пилотному каскаду. Благодаря внешнему питанию пилотов распределители, как и при прямом управлении, могут работать в широком диапазоне давления: от вакуума до определенного максимума. У распределителей с внутренним питанием пилотов нижний предел диапазона рабочего давления обычно равен 1…3 бар. Если давление питания будет ниже указанного, то срабатывание пилота не приведет к переключению основного каскада. Внешнее питание пилотов имеет еще несколько преимуществ.

Распределители с пилотным управлением по сравнению с распределителями прямого действия имеют небольшой размер катушек, что означает низкое потребление мощности и меньший нагрев при длительных сигналах. При наличии в системе нескольких десятков распределителей пилотное управление позволяет существенно сэкономить на источнике электрического питания. Ручное дублирование, которое используется для переключения распределителя при отсутствии электропитания, у пилотных распределителей также меньше, поскольку оно действует на небольшой пилотный клапан, а не на основной.

Используемые в промышленной автоматике распределители с функциями 2/2 и 3/2 чаще всего имеют одну катушку, 4/2 и 5/2 – одну или две, а 4/3 и 5/3 – всегда две (исключения: распределители с одним пропорциональным магнитом и клапаны плавного пуска, у которых исходная позиция обеспечивается пружиной, вторая – электрическим сигналом, третья – пневматическим). Распределители прямого действия почти всегда делают с односторонним управлением, т.е. с одной катушкой.

Кроме основных пяти каналов маркируются также каналы управления. Принцип их обозначения состоит в следующем: используется двузначное число, первая цифра которого показывает номер канала, из которого в результате данного сигнала пойдет сжатый воздух, а вторая – выход, куда он пойдет. Так, по сигналу 14 сжатый воздух появится на выходе 4, а по сигналу 12 – на выходе 2. Исключение составляет сигнал «10», который переключает распределитель с одним выходом (2/2 или 3/2) в закрытую позицию – происходит сброс сигнала. В распределителях с электромагнитным управлением этими же цифрами маркируются катушки, светодиоды, ручное дублирование и подвод внешнего питания пилотов.

Примеры обозначения каналов на распределителях: обозначение внешнего питания питания пилота располагается ближе к обозначению катушки, а обозначение выхлопа пилота ближе к квадратику функции, иногда на последнем рисуют треугольник выхлопа.

Если к выхлопным каналам пилотов можно подключиться, например, чтобы отвести выхлоп в определенное место или защитить его глушителем, то их обозначают соответственно 82 и 84. Теоретически имеет право на существование канал 80, но на практике его не используют. В ряде коллекторов и монтажных плит, на которых устанавливаются несколько распределителей, каналы питания пилотов 12 и 14 объединяют, также как каналы выхлопа пилотов 82 и 84. Объединенные каналы маркируют как 12/14 и 82/84, как и на распределителях, предназначенных для установки на таких плитах.

Особенности распределителей с прямым и пилотным управлением

Прямое управление	Внутреннее питание пилота	Внешнее питание пилота
Мощная катушка, размерами иногда превосходящая распределитель	Небольшая катушка, (мощность обычно 1…4,5 Вт)
Диапазон давления р1=-0,9… 10 бар	р1=1… 8 бар (типично 3…8)	р1=-0,9… 16 бар при р12(14)=2…10
Почти всегда с одной катушкой и пружинным возвратом	Могут иметь одно- или двустороннее управление, пружинный или пневмовозврат
Менее подвержен воздействию грязной рабочей и окружающей среды	Чем меньше катушка и пилот, тем распределитель чувствительнее к чистоте среды; есть опасность загрязнения из окружающей среды через выхлоп пилотов и дыхательные полости
При монтаже на коллекторе катушки сильно греют друг друга	Монтаж на коллекторе без ограничений
Число подводимых шлангов соответствует функции (2/2, 3/2, 5/2, 5/3)		Требуются дополнительные штуцеры и шланги для подвода питания пилотов