Standardowe zawory redukcyjne

Zawór redukcyjny to element, który utrzymuje stałe ciśnienie wyjściowe niższe od ciśnienia zasilania. Działa poprzez równowagę sił: sprężyny, ciśnienia wylotowego i ciśnienia działającego na membranę. Gdy ciśnienie za zaworem wzrasta powyżej nastawionej wartości, zawór przymyka się, ograniczając dopływ powietrza. Gdy spada — otwiera, kompensując spadek. Dzięki temu układ pneumatyczny pracuje stabilnie mimo zmian w źródle zasilania.

SMC produkuje kilka typów reduktorów: standardowe (AR, ARG, ARX), miniaturowe (ARJ, ARM, ARM5S), z pneumatycznym wspomaganiem (EAR), do podciśnienia (IRV), do wysokich ciśnień (VCHR), specjalne upustowe (AP100). Każda z tych serii różni się zakresem ciśnień, przepływem i sposobem regulacji.

Model AP100 pełni funkcję zaworu bezpieczeństwa i regulacyjnego. Utrzymuje ciśnienie na określonym poziomie poprzez upust nadmiaru powietrza z układu. W momencie przekroczenia nastawy zawór otwiera się, uwalniając nadmiar gazu. Po powrocie do nominalnej wartości – zamyka się szczelnie. Zastosowanie: ochrona siłowników, zaworów i przewodów przed przeciążeniem ciśnieniowym.

Reduktor EAR-25/35 wykorzystuje ciśnienie pilotowe do precyzyjnego sterowania membraną. Wspomaganie pneumatyczne zapewnia:

• szybszą reakcję na zmiany ciśnienia,
• większą stabilność przy dużych przepływach,
• dokładność ±0,005 MPa.

Regulator ten stosuje się w układach automatyki, gdzie wymagana jest powtarzalność ciśnienia np. w maszynach testowych i pozycjonujących.

Bezpośredniego działania (np. AR, ARM, ARJ): membrana i sprężyna bezpośrednio sterują zaworem. Proste, tanie, szybkie – ale mniej dokładne.

Wspomagane pneumatycznie (EAR, VEX, ITV): ciśnienie pilotowe steruje zaworem głównym – wyższa precyzja i przepustowość. Wybór zależy od wymagań procesu – do regulacji laboratoryjnych stosuje się wersje wspomagane.

Wybór zależy od wymagań procesu – do regulacji laboratoryjnych stosuje się wersje wspomagane.

• zakres ciśnienia wyjściowego: 0,05–0,85 MPa,
• zakres średnic przyłączy: M5 do 1/2”,
• możliwość montażu modułowego (z filtrami i smarownicami serii A),
• dokładność regulacji: ±0,02 MPa,
• dostępne wersje z odpowietrzeniem lub bez.

Seria ta jest standardem przemysłowym SMC – występuje w większości zestawów FRL.

• Zakres ciśnienia: 0,05–0,7 MPa,
• Przepływ: 300 L/min,
• Masa: 80 g,
• Gwint: M5 lub 1/8”,
• Wbudowane odpowietrzenie.

Model ten łączy kompaktowość ARJ1020 z większym przepływem – idealny do rozproszonych punktów pneumatyki.

ARM10 to mikrozawór redukcyjny o przepływie do 40 L/min, stosowany tam, gdzie wymagana jest precyzyjna kontrola niskich ciśnień (0,02–0,2 MPa). Posiada lekką aluminiową obudowę, a jego pokrętło umożliwia regulację nawet o 1/10 obrotu.

Wersja ARM10F posiada pokrętło z przodu obudowy, co pozwala na montaż w panelach czołowych maszyn. To rozwiązanie ergonomiczne – operator może regulować ciśnienie bez otwierania obudowy.

Model ARM11A to reduktor do montażu blokowego (manifoldowego), który może być połączony z wieloma regulatorami zasilanymi wspólnym ciśnieniem. Dzięki konstrukcji monoblokowej ułatwia sterowanie wieloma punktami z jednego źródła – typowe zastosowanie: linie testowe i laboratoria pneumatyczne.

To pojedynczy element modułowego reduktora miniaturowego. Dzięki obudowie z tworzywa i złączom wtykowym montuje się bezpośrednio na listwie lub w systemie rozdzielczym. Idealny do mikropneumatyki, sterowania precyzyjnego i systemów analiz gazowych.

ARX20 to zawór wysokociśnieniowy (do 2 MPa), przeznaczony do instalacji gazów przemysłowych. Charakteryzuje się korpusem z mosiądzu niklowanego i membraną z EPDM. Jego wyjątkową cechą jest stała charakterystyka przepływu przy dużych gradientach ciśnienia – idealny do sprężarek i zbiorników.

IRV10/20 działa odwrotnie do klasycznego reduktora – utrzymuje stałe podciśnienie po stronie wyjściowej. Dzięki zaworowi membranowemu i sprężynie regulacyjnej można ustawić np. poziom –40 kPa niezależnie od zmian w źródle próżni. Stosowany w systemach chwytaków podciśnieniowych i manipulatorach.

• Ciśnienie robocze: do 6 MPa,
• Ciśnienie regulowane: 0,1–2,5 MPa,
• Korpus: stal nierdzewna lub mosiądz chromowany,
• Dokładność: ±0,005 MPa,
• Wersje z odpowietrzaniem (E) lub bez.

Stosowany w układach gazów technicznych i CO₂.

Po spadku nastawy ciśnienia zawór otwiera kanał odciążający, który uwalnia nadmiar powietrza z komory wtórnej. Dzięki temu układ szybko dostosowuje się do nowego poziomu bez potrzeby uruchamiania urządzeń odbiorczych.

ARG ma zintegrowany manometr, co eliminuje konieczność stosowania oddzielnego przyrządu. Poza tym jego konstrukcja jest identyczna – zawiera ten sam moduł membrany i gniazdo zaworu. ARG to rozwiązanie „plug and measure”.

• korpus: aluminium anodowane / PBT / mosiądz,
• membrana: NBR / FKM / EPDM,
• sprężyna: stal nierdzewna,
• uszczelnienia: NBR lub FKM.

Wersje ARX i VCHR są przystosowane do pracy z gazami agresywnymi.

1. Zakres ciśnienia zasilania i roboczego – należy dobrać model, który pozwala regulować ciśnienie wyjściowe przy maksymalnym zasilaniu.
2. Przepływ (Qn) – wartość Qn reduktora musi być wyższa od sumarycznego zapotrzebowania odbiorników.
3. Charakter pracy – dla dynamicznych układów lepsze są modele z odpowietrzaniem (np. AR20–AR60-D), a dla statycznych – bez odpowietrzania.
4. Dostępna przestrzeń montażowa – w małych maszynach wybiera się miniaturowe ARM lub ARJ.

Seria AR zapewnia dobrą stabilność ciśnienia przy zmianach przepływu do ok. ±5%. Natomiast EAR-25/35, dzięki wspomaganiu pilotowemu, utrzymuje stabilność ciśnienia ±0,5% nawet przy gwałtownych skokach przepływu. EAR znajduje zastosowanie w aplikacjach testowych, dozujących i laboratoryjnych, gdzie wymagana jest wyjątkowa powtarzalność.

Funkcja „K” pozwala powietrzu na powrót z obwodu wtórnego do głównego, co eliminuje potrzebę osobnych zaworów odpowietrzających.

Dzięki temu:

• szybciej resetuje się ciśnienie w siłownikach,
• układ jest mniej narażony na zjawisko „trzymania ciśnienia”,
• reduktor działa bezpieczniej przy zmianach obciążenia.

Przykład: AR30-DK-A. AR – typ reduktora, 30 – wielkość korpusu, D – wersja nowej generacji, K – przepływ zwrotny, A – kompatybilność modułowa z serią FRL. Dodatkowo litera B (np. ARG-B) oznacza wbudowany manometr.

W zespole FRL, reduktor umieszczony między filtrem a smarownicą:

• stabilizuje ciśnienie powietrza,
• umożliwia płynną pracę elementów pneumatycznych,
• zapobiega przeciążeniom siłowników.

Dzięki konstrukcji modułowej (seria AR-A) reduktor można łączyć bez dodatkowych złączek.

Tak, zawory AR i ARG mogą być montowane pionowo, poziomo lub pod kątem. Jedynym warunkiem jest zapewnienie swobodnego odpowietrzania i dostępu do pokrętła regulacyjnego. Dla układów mobilnych (np. robotów) SMC zaleca blokadę pokrętła w pozycji nastawionej.

Sprężyna ustala siłę nacisku na membranę, która reguluje przepływ przez zawór. Wzrost ciśnienia wtórnego powoduje uniesienie membrany i zamknięcie przepływu. Gdy ciśnienie spada – sprężyna dociska membranę i otwiera dopływ powietrza. Dzięki temu ciśnienie wyjściowe jest samoczynnie utrzymywane.

• odwrotne podłączenie (P–OUT) powoduje niestabilność,
• brak odpowietrzenia uniemożliwia redukcję ciśnienia,
• montaż w miejscu o wysokiej temperaturze >60°C prowadzi do degradacji membrany,
• zanieczyszczone powietrze powoduje „zawieszanie się” zaworu.

Dlatego zawsze należy stosować filtr wstępny (AM/AFM) przed reduktorem.

AR to reduktor modułowy standardowy, ARM – miniaturowy, często z przyłączami wtykowymi. ARM posiada cieńszą membranę i mniejszy skok sprężyny, co umożliwia precyzyjną regulację w niskich ciśnieniach roboczych (<0,2 MPa).

• bardzo małe gabaryty i masa,
• możliwość montażu w dowolnym kierunku,
• szybka reakcja na zmiany obciążenia,
• niewielka bezwładność membrany,
• kompatybilność z przewodami 4 mm i 6 mm.

Zawory te są powszechnie stosowane w automatyce precyzyjnej i medycznej.

• Z odpowietrzaniem: automatycznie redukują ciśnienie, gdy wartość zadana jest niższa od aktualnej.
• Bez odpowietrzania: utrzymują ciśnienie, ale nie upuszczają powietrza – stosowane w układach zamkniętych (np. z poduszkami powietrznymi).

• zbyt częsta regulacja pokrętła (powoduje zużycie uszczelnienia trzpienia),
• praca bez filtra,
• ustawienie ciśnienia przy braku przepływu – skutkuje błędnym odczytem,
• przeciążenie przepływem (zbyt mały model).

SMC zaleca, by ciśnienie ustawiać pod obciążeniem roboczym.

Standardowo od –10°C do +60°C. Dla serii ARX i VCHR – nawet +80°C (dzięki metalowemu korpusowi). Wersje FKM mogą być stosowane w środowisku olejowym.

• montaż panelowy (nakrętka od frontu),
• montaż na uchwycie (AR–H),
• montaż modułowy (FRL),
• montaż na listwie manifoldowej (ARM11A).

SMC oferuje zestawy łączące reduktor z filtrem i smarownicą bez narzędzi (seria AR-A).

• ochrona elementów wykonawczych przed nadciśnieniem,
• stabilność pracy siłowników,
• powtarzalność procesów,
• oszczędność energii (brak niepotrzebnego zużycia powietrza).

W wielu zakładach reduktor pozwala obniżyć zużycie sprężonego powietrza nawet o 10–15%.

• ISO 8573-1 – jakość powietrza,
• ISO 4414 – bezpieczeństwo pneumatyki,
• CE / RoHS / REACH,
• UL i CSA (dla wersji z certyfikatem USA/Kanada).

Zaleca się filtrację ≤5 µm (AM/AFM). W przypadku pracy w środowiskach z mgłą olejową – stosować filtr dokładny AMF. Czyste powietrze minimalizuje ryzyko zatarcia zaworu i zwiększa żywotność reduktora ponad 10 lat.

Tak, ale wyłącznie dedykowane modele IRV10/20. Zawory AR, ARM, ARJ są przeznaczone do nadciśnienia i nie utrzymują stabilnej wartości w próżni.

Zawory AR/ARG mogą pracować z częstotliwością regulacji do 1 Hz, ARM/ARJ – do 5 Hz (ze względu na małą masę membrany). EAR – do 10 Hz, co czyni go najlepszym wyborem dla dynamicznych układów regulacji.

W układach kalibracyjnych, pomiarowych i testowych ARM10/ARJ210 utrzymują stałe ciśnienie próbne przy bardzo małym przepływie (nawet <5 L/min). Dzięki temu wyniki pomiarów są powtarzalne i stabilne w czasie.

Zawory VCHR30/40 wyposażone są w:

• zawór odciążający (bleed-off),
• ogranicznik skoku membrany,
• zabezpieczenie antyprzeciążeniowe sprężyny.

To gwarantuje bezpieczeństwo pracy przy ciśnieniu do 6 MPa.

• linie montażowe i pakujące,
• roboty pneumatyczne,
• maszyny CNC i manipulatory,
• przemysł spożywczy (ARG–FDA),
• stanowiska testowe i laboratoryjne,
• systemy próżniowe (IRV).

• zmniejszona masa o 27%,
• większy przepływ (o 50% względem poprzedników),
• centralny kanał powietrzny eliminujący straty ciśnienia,
• modułowość i łatwiejszy serwis.

Seria AR-A to nowoczesny standard SMC dla przemysłu 4.0.

Po ustawieniu ciśnienia należy trzykrotnie odciążyć i obciążyć układ, aby ustabilizować membranę. Kalibrację warto przeprowadzać przy temperaturze roboczej maszyny (ok. 25°C). Dla reduktorów precyzyjnych (EAR, ARM) stosuje się manometry klasy 0,6.

SMC od ponad 60 lat doskonali konstrukcję zaworów redukcyjnych – od prostych modeli AR po precyzyjne EAR i VCHR. Ich trwałość, powtarzalność i odporność na wahania ciśnienia sprawiają, że stanowią globalny standard w układach sprężonego powietrza. Każdy zawór SMC to gwarancja stabilnego, cichego i energooszczędnego działania w aplikacjach przemysłowych, laboratoryjnych i badawczych.