Composants de commande pneumatique et circuits de base
Dans les systèmes pneumatiques, les éléments de commande sont des composants essentiels pour contrôler et réguler la pression, le débit, le sens d'écoulement de l'air comprimé et pour envoyer des signaux. En les utilisant, divers circuits pneumatiques peuvent être formés pour garantir que les éléments d'actionnement pneumatiques fonctionnent normalement selon les besoins. Les composants de commande pneumatique peuvent être classés en trois grandes catégories en fonction de leurs fonctions et applications : les vannes de régulation de pression, les vannes de régulation de débit et les vannes de régulation directionnelles. De plus, il existe des composants logiques pneumatiques qui remplissent diverses fonctions logiques en changeant la direction et en-arrêt du flux d'air.
①Valve de régulation de pression et circuit de régulation de pression
Les vannes de régulation de pression sont principalement utilisées pour contrôler la pression des gaz dans le système et répondre à diverses exigences de pression. Les vannes de régulation de pression peuvent être classées en trois types : le premier type est la vanne de réduction de pression qui sert à réduire et à stabiliser la pression ; Le deuxième type est la soupape de sécurité qui sert à limiter la pression et à assurer une protection de sécurité, à savoir la soupape de décharge. Le troisième type est une vanne de séquence qui effectue certains contrôles en fonction de différentes pressions de conduite de gaz.
1. Soupape de sécurité
La soupape de sécurité joue un rôle dans la protection de sécurité du système. Lorsque la pression du système dépasse la valeur spécifiée, la soupape de sécurité s'ouvre pour libérer une partie du gaz dans l'atmosphère, garantissant ainsi que la pression du système ne dépasse pas la valeur admissible et évitant ainsi les accidents causés par une pression excessive dans le système. La structure et le symbole graphique de la soupape de sécurité sont représentés sur la figure.
Figure : Structure et symbole graphique de la soupape de sécurité
2. Détendeur-de pression
La fonction du réducteur de pression-est de réduire la pression de la source d'alimentation en gaz à la pression requise par l'appareil et de garantir que la valeur de pression reste stable après la réduction de pression. Les performances de base d'un réducteur de pression comprennent la plage de régulation de pression, les caractéristiques de pression et les caractéristiques de débit. Les caractéristiques de pression et les caractéristiques de débit sont deux caractéristiques importantes d'un réducteur de pression-et servent de bases cruciales pour sa sélection et son utilisation. Lors de la sélection d'un réducteur de pression-, son type et la précision de sa régulation de pression doivent être déterminés en fonction des exigences d'utilisation, puis son diamètre doit être sélectionné en fonction du débit de sortie maximal requis. La structure du réducteur de pression-est illustrée sur la figure. La pression de la source d'air de la vanne doit être supérieure à la pression de sortie maximale de 0,1 MPa. Le réducteur de pression-est généralement installé après le séparateur d'eau et le filtre à air et avant le lubrificateur à brouillard d'huile, comme indiqué sur la figure. Attention à ne pas inverser son entrée et sa sortie. Lorsque la vanne n'est pas utilisée, le bouton doit être desserré pour éviter que le diaphragme ne se déforme fréquemment sous pression, ce qui pourrait affecter ses performances.
Figure : La structure du réducteur de pression-
Figure : Position d'installation du réducteur de pression-
3. Circuit de contrôle de pression
Le circuit de contrôle de pression est un circuit fondamental qui maintient la pression dans le circuit dans une certaine plage ou permet au circuit d'obtenir des pressions de différents niveaux. Les circuits couramment utilisés comprennent les circuits de contrôle de pression primaires et les circuits de contrôle de pression secondaires.
Circuit de contrôle de pression primaire
Le circuit de contrôle de pression primaire est utilisé pour contrôler la pression du réservoir de stockage de gaz afin qu'elle ne dépasse pas la valeur de pression spécifiée. Des soupapes de sûreté à commande externe et des manomètres à contact électrique sont souvent utilisés pour contrôler le démarrage et l'arrêt des compresseurs d'air, maintenant ainsi la pression dans le réservoir de stockage d'air dans la plage spécifiée. Des manomètres à contact électrique sont adoptés, qui ont des exigences élevées pour le moteur et le contrôle. Ils sont souvent utilisés pour contrôler de petits compresseurs d'air, comme le montre la figure.
Figure : Schéma du circuit de contrôle de la pression primaire
2) Circuit de contrôle de pression secondaire
La boucle de contrôle de pression secondaire contrôle principalement la pression de la source d'air du système pneumatique. Dans la transmission pneumatique, le séparateur d'eau et le filtre à air, le réducteur de pression et le lubrificateur à brouillard d'huile sont souvent appelés collectivement ensembles pneumatiques en trois -pièces. Comme le montre la figure, il s'agit d'un circuit de contrôle de pression secondaire composé d'ensembles pneumatiques en trois -pièces.
Figure : Circuit de contrôle de pression secondaire
② Vanne de régulation de débit et circuit de régulation de vitesse
Pour garantir le fonctionnement fluide et fiable du cylindre, la vitesse de déplacement du cylindre doit être contrôlée. Une méthode courante consiste à utiliser une vanne de régulation de débit pour y parvenir. La vanne de régulation de débit contrôle la vitesse de déplacement de l'actionneur pneumatique en régulant le débit de gaz, et le contrôle du débit de gaz est obtenu en modifiant la zone d'écoulement de la vanne de régulation de débit. Les vannes de régulation de débit couramment utilisées comprennent les papillons des gaz, les papillons des gaz unidirectionnels, les papillons des gaz d'échappement, etc.
Papillon des gaz unidirectionnel-
Le papillon des gaz unidirectionnel-est une vanne de régulation combinée composée d'un robinet unidirectionnel-et d'un papillon des gaz en parallèle. Sa structure et son symbole graphique sont représentés sur la figure. Lorsque le flux d'air circule du port P vers le port A, il est étranglé via le papillon des gaz. Lors du passage de A à P, le clapet anti-retour s'ouvre sans étranglement. Les papillons unidirectionnels-sont souvent utilisés dans les circuits de régulation de vitesse et de retard des cylindres.
Figure : Structure et symbole graphique du papillon des gaz unidirectionnel-
2. Boucle de contrôle de vitesse
Les cylindres à double-effet disposent de deux méthodes de réglage : l'étranglement d'admission et l'étranglement d'échappement. La figure montre le circuit de réglage de l'étranglement d'admission. Pendant l'étranglement d'admission, lorsque la direction de la charge est opposée à la direction du piston, le mouvement du piston est sujet à un phénomène de déséquilibre, c'est-à-dire un phénomène de rampement. Lorsque la direction de la charge est cohérente avec la direction du piston, la charge a tendance à fonctionner à sec, ce qui fait perdre le contrôle du vérin. Par conséquent, le circuit de réglage de l’étranglement d’admission est principalement utilisé pour les cylindres installés verticalement. Pour les cylindres installés horizontalement, le circuit de réglage adopte généralement le circuit de réglage de l'étranglement des gaz d'échappement, comme indiqué sur la figure. Comme le montre la figure, il s'agit du schéma du circuit de contrôle de vitesse composé de papillons des gaz. Lorsque l'air comprimé est aspiré par l'extrémité A et évacué par l'extrémité B, le clapet anti-retour du papillon des gaz unidirectionnel A s'ouvre pour gonfler rapidement la cavité sans tige du cylindre. Étant donné que la vanne unidirectionnelle-du papillon des gaz unidirectionnel-B est fermée, le gaz dans la cavité de la tige ne peut être évacué que par le papillon des gaz. En ajustant le degré d'ouverture du papillon des gaz B, la vitesse de déplacement lorsque le cylindre s'étend peut être modifiée. À l’inverse, le réglage du degré d’ouverture du papillon des gaz A peut modifier la vitesse de déplacement du vérin lorsqu’il se rétracte. Cette méthode de contrôle garantit le fonctionnement stable du piston et est la plus couramment utilisée.
Figure : Circuit de réglage unidirectionnel pour vérin à double-effet
Figure : Circuit de contrôle de vitesse composé de papillons des gaz Figure
③ Vanne de commande directionnelle électromagnétique et circuit de commande pneumatique
1. Valve de commande directionnelle
La valve de commande directionnelle est utilisée pour contrôler la direction du débit d'air comprimé et l'interruption du débit d'air. Les vannes de commande directionnelles pneumatiques peuvent être classées en différents types en fonction de la structure du noyau de la vanne, tels que le type à tiroir, le type à globe, le type à surface plane, le type à bouchon et le type à membrane, parmi lesquels le type à globe et le type à tiroir sont plus largement utilisés. Selon différentes méthodes de contrôle, ils peuvent être classés en type de commande électromagnétique, type de commande pneumatique, type de commande mécanique, type de commande manuelle et type de commande temporelle, etc. Selon leurs caractéristiques fonctionnelles, ils peuvent être classés en type unidirectionnel et en type inverseur. Selon le nombre d'orifices et le nombre de positions de travail du noyau de valve, il peut être classé en différents types tels que deux-positions à deux-voies, deux-positions à trois-voies et trois-positions à cinq-voies, comme indiqué dans le tableau.
Tableau : Orifices et positions de travail des vannes de commande directionnelles
2. Vanne de commande directionnelle électromagnétique
La vanne de commande directionnelle électromagnétique utilise la force d'aspiration d'un électro-aimant pour pousser le noyau de la vanne afin de modifier la position de travail de la vanne, contrôlant ainsi la direction d'écoulement du flux d'air. Comme il peut être contrôlé par des signaux envoyés par des interrupteurs à bouton-poussoir, des interrupteurs de fin de course, des interrupteurs de proximité, etc., il est facile de réaliser un contrôle combiné électropneumatique et peut être utilisé à distance, avec une large gamme d'applications. La classification la plus courante des électrovannes est basée sur le nombre d'orifices et la position de travail du noyau de la vanne, y compris deux-positions à deux-voies, deux-positions à trois-voies, trois-positions à cinq-voies et bien d'autres. Selon le nombre de bobines entraînées par l'électro-aimant, les électrovannes sont classées en types à commande simple-et à commande double-. Les électro-aimants de vanne sont classés en trois types selon les différentes sources d'alimentation utilisées : type AC, type DC et type local. Ce type est le type de redresseur local AC. Cet électro-aimant lui-même est équipé d'un redresseur demi-onde, qui peut utiliser directement le courant alternatif tout en ayant la structure et les caractéristiques d'un électro-aimant continu. Lors de son utilisation, la vanne de commande directionnelle électromagnétique appropriée doit être sélectionnée en fonction des exigences de contrôle.
La figure montre un diagramme schématique du principe de fonctionnement d'une vanne de commande directionnelle électromagnétique à action directe-à commande électrique unique à deux-positions à trois-voies.
Figure : Schéma du principe de fonctionnement de la vanne de commande directionnelle électromagnétique simple à commande électrique à action directe-
Principe de fonctionnement : lorsque l'électro-aimant est hors tension-, le noyau de la vanne est poussé vers l'extrémité supérieure par le ressort, reliant 7 et A. Lorsque l'électro-aimant est alimenté, le noyau de fer pousse le noyau de la vanne vers l'extrémité inférieure à travers la tige de poussée, reliant P et A.
La figure montre le schéma de principe de fonctionnement d'une vanne de commande directionnelle électromagnétique à action directe-à double commande électrique à deux-positions à cinq-voies. La figure montre le schéma de principe de fonctionnement de la valve de commande directionnelle à double commande électrique pilotée-.
Figure : Schéma de principe de fonctionnement d'une électrovanne à deux-positions à cinq voies-à commande électrique à action directe-double
Figure : Schéma de principe de fonctionnement d'une valve de commande directionnelle à double commande électrique pilotée-
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