Zawory elektryczne do pomp próżniowych

Elektrozawory do pomp eżektorowych to sterowane elektrycznie zawory pneumatyczne, których podstawowym zadaniem jest otwieranie lub odcinanie dopływu sprężonego powietrza do eżektora. Ponieważ pompa eżektorowa wytwarza podciśnienie dzięki przepływu sprężonego powietrza przez odpowiednio ukształtowaną dyszę, uruchomienie albo zatrzymanie przepływu powietrza jest równoznaczne z uruchomieniem lub wyłączeniem procesu generowania próżni. Zawór może być sterowany sygnałem z przekaźnika, sterownika PLC, modułu wyjściowego maszyny, czujnika podciśnienia lub nadrzędnego systemu automatyki.

Elektrozawór steruje energią zasilającą pompę eżektorową, czyli sprężonym powietrzem. Po otwarciu zaworu powietrze trafia do dyszy eżektora, gdzie zwiększa swoją prędkość i powoduje powstanie obszaru obniżonego ciśnienia. Podciśnienie może być następnie wykorzystywane przez przyssawki, chwytaki próżniowe, maty ssące albo układy transportu pneumatycznego. Po zamknięciu zaworu przepływ sprężonego powietrza zostaje przerwany. Eżektor przestaje aktywnie generować podciśnienie, dzięki czemu można ograniczyć zużycie powietrza, zatrzymać proces chwytania lub przygotować układ do zwolnienia detalu. Elektrozawór nie jest więc wyłącznie elementem odcinającym. Odpowiada również za dynamikę całego cyklu: czas rozpoczęcia chwytania, szybkość osiągnięcia wymaganego poziomu próżni, długość utrzymywania detalu oraz moment zakończenia zasysania. W szybkich maszynach pakujących, robotach pick-and-place i manipulatorach odpowiednio dobrany zawór ma bezpośredni wpływ na czas cyklu produkcyjnego.

Zawór NC, czyli normally closed, jest normalnie zamknięty. Oznacza to, że bez napięcia odcina przepływ sprężonego powietrza. Dopiero podanie napięcia na cewkę powoduje otwarcie zaworu i uruchomienie eżektora. Zawór NO, czyli normally open, jest normalnie otwarty. Bez zasilania elektrycznego przepuszcza sprężone powietrze, a podanie napięcia powoduje jego zamknięcie. W ofercie Pneumat System dostępne są między innymi dwa warianty G1/8: MS18M-3-2 N.C. oraz MS18M-3-2 N.O. Oba mają przepływ 516 l/min, zakres temperatur od 0 do +60°C i maksymalne ciśnienie robocze 7 bar, lecz różnią się położeniem beznapięciowym. Wybór NC lub NO powinien wynikać z analizy działania maszyny po zaniku energii elektrycznej. W większości standardowych aplikacji wybiera się NC, ponieważ odcięcie napięcia zatrzymuje zużycie sprężonego powietrza. W niektórych aplikacjach bezpieczeństwa korzystniejszy może być NO, jeżeli zanik sygnału ma powodować dalsze zasilanie eżektora i podtrzymanie chwytanego elementu.

Zawór NC jest najczęściej wybierany w układach, w których pompa eżektorowa powinna pracować tylko po wydaniu aktywnego polecenia przez sterownik. Bez sygnału elektrycznego dopływ sprężonego powietrza pozostaje odcięty, co ogranicza jego niekontrolowane zużycie podczas postoju maszyny, awarii sterownika lub odłączenia przewodów. Rozwiązanie NC jest szczególnie odpowiednie w automatycznych cyklach pobierania i odkładania. Sterownik aktywuje cewkę przed kontaktem przyssawki z detalem, utrzymuje zawór w stanie otwartym podczas transportu, a następnie wyłącza go w zaprogramowanym punkcie odkładania. Takie sterowanie jest intuicyjne i łatwe do diagnostyki. Trzeba jednak przeanalizować zachowanie układu po zaniku napięcia. Zamknięcie dopływu powietrza nie musi oznaczać natychmiastowej utraty próżni, jeżeli zastosowano zawór zwrotny oraz szczelne przewody. Nie wolno jednak automatycznie uznawać zwykłego zaworu NC za element zabezpieczający przed upadkiem ładunku. Funkcja bezpieczeństwa wymaga oddzielnej oceny ryzyka i odpowiednich komponentów podtrzymujących podciśnienie. Model MS18M-3-2 N.C. ma funkcję 2/2 NC, przyłącze G1/8 i przepływ 516 l/min.

Zawór NO stosuje się wtedy, gdy w stanie beznapięciowym przepływ sprężonego powietrza ma pozostać otwarty. Może to być przydatne w układach, w których chwilowy zanik zasilania elektrycznego nie powinien automatycznie wyłączać eżektora i powodować szybkiego spadku zdolności chwytania. Takie rozwiązanie bywa rozważane przy manipulowaniu detalami, których niekontrolowane upuszczenie mogłoby spowodować uszkodzenie produktu lub zagrożenie dla otoczenia. Zawór NO może też służyć do realizacji odwróconej logiki sterowania, w której cewka jest zasilana podczas postoju, a wyłączana podczas generowania próżni. Nie oznacza to jednak, że zawór NO samodzielnie tworzy kompletny układ bezpieczeństwa. Po zaniku sprężonego powietrza nawet otwarty zawór nie umożliwi pracy eżektora. W aplikacjach związanych z podnoszeniem ciężkich lub niebezpiecznych elementów konieczne może być zastosowanie zbiornika próżniowego, zaworu zwrotnego, czujnika podciśnienia i kontrolowanej procedury zatrzymania. Wariant MS18M-3-2 N.O. jest zaworem 2/2 NO z przyłączem G1/8 i przepływem 516 l/min.

Po podaniu napięcia na cewkę powstaje pole magnetyczne, które przesuwa ruchomy element elektromagnetyczny. Ruch ten otwiera lub zamyka kanał sterujący zaworu, a sprężyna odpowiada za powrót mechanizmu do pozycji podstawowej po zaniku napięcia. W zaworach sterowanych pośrednio elektromagnes nie musi bezpośrednio otwierać całego przekroju głównego. Steruje niewielkim kanałem pilotowym, natomiast energia sprężonego powietrza pomaga przemieścić główny element zamykający. Pozwala to uzyskać stosunkowo duży przepływ przy niskiej mocy cewki i niewielkich wymiarach obudowy. Z punktu widzenia automatyki zawór zachowuje się jak wykonawczy odbiornik elektryczny. Sygnał ze sterownika zasila cewkę, zawór zmienia położenie, a eżektor rozpoczyna lub kończy pracę. Producent określa serie MS18, VMS14 i VMS38 jako zawory 2/2 sterowane pośrednio, wyposażone w powrót sprężynowy.

Sterowanie pośrednie oznacza, że cewka elektromagnetyczna uruchamia mały stopień pilotowy, a główny element zaworu jest przemieszczany przy wykorzystaniu różnicy ciśnień medium. Dzięki temu niewielka cewka może sterować stosunkowo dużym przepływem sprężonego powietrza. Zaletą takiej konstrukcji jest korzystny stosunek przepływu do wymiarów i poboru mocy. Przykładowo modele z serii VMS14 osiągają przepływ przekraczający 1400 l/min przy relatywnie kompaktowej budowie, natomiast VMS38 jest przeznaczony do jeszcze większych układów. Istotnym ograniczeniem zaworów pilotowych jest konieczność zachowania odpowiednich warunków ciśnieniowych. Producent dla rodzin VMS14 i VMS38 podaje zakres ciśnienia od 2,5 do 7 bar. Zbyt niskie ciśnienie albo niewystarczająca różnica ciśnień może uniemożliwić pełne przełączenie zaworu. Dlatego nie należy dobierać takiego produktu wyłącznie na podstawie maksymalnego ciśnienia. Należy sprawdzić również minimalne ciśnienie robocze konkretnej wersji.

Eżektor może osiągnąć deklarowaną wydajność tylko wtedy, gdy otrzyma odpowiednią ilość sprężonego powietrza przy wymaganym ciśnieniu. Elektrozawór o zbyt małym przepływie tworzy dławienie przed eżektorem, powodując spadek ciśnienia zasilającego w czasie pracy. Skutkiem może być wolniejsze opróżnianie przyssawek i przewodów, niższy osiągany poziom podciśnienia, wydłużenie cyklu chwytania oraz większa podatność układu na przecieki. W skrajnych przypadkach pompa eżektorowa może działać niestabilnie mimo prawidłowego ciśnienia mierzonego przed zaworem. Nie należy jednak porównywać przepływu zaworu bez uwzględnienia warunków pomiarowych. Wartość katalogowa służy przede wszystkim do porównania wariantów tej samej lub podobnej grupy. W ofercie Pneumat System dostępne są modele o przepływie 516 l/min, około 1410–1430 l/min i 1500 l/min. Zawór powinien zapewnić przepływ większy od maksymalnego zapotrzebowania eżektora lub grupy eżektorów, z uwzględnieniem odpowiedniego marginesu.

Najpierw należy ustalić maksymalne zużycie sprężonego powietrza przez eżektor przy rzeczywistym ciśnieniu zasilania. Jeżeli jednym zaworem sterowanych jest kilka pomp, ich zapotrzebowanie należy zsumować, uwzględniając możliwość jednoczesnej pracy. Przepływ nominalny zaworu powinien być wyższy od obliczonego zapotrzebowania. Nie należy dobierać zaworu dokładnie „na styk”, ponieważ rzeczywista przepustowość układu jest ograniczana także przez długość przewodów, średnicę wewnętrzną węży, liczbę kolanek, złączki, filtry oraz wahania ciśnienia w instalacji. Przykładowo, jeżeli zestaw eżektorów zużywa 400 l/min, zawór o przepływie 516 l/min może mieć niewielki zapas, zwłaszcza przy długim lub wąskim przewodzie. W takiej sytuacji warto przeanalizować wariant G1/4 o przepływie przekraczającym 1400 l/min. Z kolei do maty ssącej wyposażonej w 6–8 eżektorów przeznaczony jest model VMS38-3-2 o przepływie 1500 l/min i przyłączu G3/8.

Wielkość przyłącza wpływa na możliwą do uzyskania przepustowość, sposób montażu oraz kompatybilność z eżektorem i instalacją sprężonego powietrza. G1/8 jest przyłączem kompaktowym, odpowiednim przede wszystkim dla pojedynczych małych pomp, modułów miniaturowych i aplikacji o ograniczonym zużyciu powietrza. G1/4 zapewnia znacznie większy przekrój i jest stosowane przy eżektorach o większym zapotrzebowaniu, kilku pompach połączonych w moduł lub aplikacjach wymagających szybkiego narastania podciśnienia. G3/8 znajduje zastosowanie w układach o dużym przepływie, na przykład w matach ssących i systemach z wieloma równocześnie pracującymi generatorami. Samo zwiększenie rozmiaru gwintu nie gwarantuje jednak odpowiedniej wydajności. Przepływ zależy także od konstrukcji wewnętrznej zaworu. Dlatego trzeba porównywać zarówno przyłącze, jak i deklarowany przepływ. W omawianej kategorii G1/8 jest związane z przepływem 516 l/min, modele G1/4 osiągają około 1410–1430 l/min, a wariant G3/8 – 1500 l/min.

G1/4 jest dobrym wyborem wtedy, gdy przepływ 516 l/min oferowany przez kompaktowe warianty G1/8 byłby niewystarczający. Dotyczy to większych pomp eżektorowych, kilku eżektorów zasilanych wspólnie, chwytaków o dużej objętości wewnętrznej oraz systemów wymagających bardzo krótkiego czasu opróżniania. Modele VMS14M-3-2 i VMS14C-3-3 zapewniają przepływ około 1410–1430 l/min, czyli prawie trzykrotnie większy niż warianty G1/8 dostępne w tej kategorii. Pozwala to ograniczyć dławienie przed eżektorem i zachować stabilniejsze ciśnienie podczas intensywnego poboru powietrza. Większy zawór nie zawsze jest jednak konieczny. Jeżeli eżektor zużywa niewielką ilość powietrza, przewymiarowanie może zwiększyć koszt, zajmowaną przestrzeń i objętość instalacji, nie przynosząc zauważalnej poprawy. Dobór G1/4 powinien wynikać z bilansu przepływu oraz analizy czasu cyklu, a nie wyłącznie z rozmiaru gwintu w pompie.

Wariant G3/8 jest przeznaczony do systemów o dużym łącznym zapotrzebowaniu na sprężone powietrze. Model VMS38-3-2 dostępny w ofercie Pneumat System został opisany jako elektrozawór do mat ssących wyposażonych w 6–8 eżektorów. Zawór ma przepływ 1500 l/min, maksymalne ciśnienie robocze 7 bar, pobór mocy 1,3 W i zakres temperatur od -18 do +65°C. Jego masa wynosi 220 g. Większy korpus i przyłącze G3/8 pozwalają zasilać rozbudowany układ bez nadmiernego dławienia na wspólnym przewodzie. Przy sterowaniu wieloma eżektorami należy jednak wykonać pełny bilans zużycia powietrza. Informacja „6–8 eżektorów” odnosi się do przewidywanego zastosowania zaworu, ale rzeczywista liczba obsługiwanych pomp zależy od zużycia każdego eżektora, ciśnienia roboczego, długości przewodów i wymaganej dynamiki. Osiem małych eżektorów może potrzebować mniej powietrza niż cztery znacznie większe generatory próżni.

MS18M-3-2 N.C. jest kompaktowym zaworem 2/2 normalnie zamkniętym, przeznaczonym do sterowania dopływem sprężonego powietrza do pomp eżektorowych. Bez napięcia zawór pozostaje zamknięty, natomiast jego aktywacja umożliwia zasilenie eżektora. Model ma przyłącze G1/8 w konfiguracji gwint zewnętrzny–gwint wewnętrzny, przepływ 516 l/min, maksymalne ciśnienie robocze 7 bar i zakres temperatur od 0 do +60°C. Pobór mocy wynosi od 0,85 do 1,3 W, a masa 20 g. Wersja jest wyposażona w przyłącze typu DIN z diodą, ale nie zawiera przewodu. Niewielka masa i kompaktowa budowa sprawiają, że zawór może być instalowany blisko eżektora, również na ruchomych modułach chwytających. Przed zastosowaniem należy potwierdzić napięcie cewki, sposób podłączenia wtyczki DIN, kierunek przepływu i zgodność wydajności zaworu ze zużyciem powietrza przez pompę. Kod producenta wskazany na stronie to ASCO 18900032.24/DC.

MS18M-3-2 N.O. jest zaworem 2/2 normalnie otwartym. W stanie bez napięcia umożliwia przepływ sprężonego powietrza, natomiast po zasileniu cewki zamyka dopływ do eżektora. Pod względem podstawowych parametrów model jest zbliżony do wersji NC. Ma przyłącze G1/8, przepływ 516 l/min, maksymalne ciśnienie 7 bar, zakres temperatur od 0 do +60°C i masę 20 g. Pobór mocy wynosi od 0,85 do 1,3 W. Zastosowano przyłącze DIN z diodą, bez gotowego przewodu. Wariant NO powinien być wybierany świadomie, po ustaleniu wymaganego zachowania maszyny bez zasilania elektrycznego. Jego zaletą może być utrzymanie dopływu powietrza do eżektora po zaniku sygnału sterującego. Wadą jest możliwość ciągłego zużycia sprężonego powietrza podczas postoju, jeżeli układ pozostaje pod ciśnieniem. Należy też pamiętać, że zawór NO nie zabezpiecza układu na wypadek zaniku samego sprężonego powietrza.

VMS18C-3-1 jest kompaktowym zaworem 2/2 z przyłączem G1/8, przeznaczonym do sterowania przepływem sprężonego powietrza. Według danych na stronie Pneumat System pracuje przy napięciu 24 V DC i maksymalnym ciśnieniu 7 bar. Deklarowany przepływ wynosi 516 l/min, pobór mocy od 0,85 do 1,3 W, a dopuszczalny zakres temperatur od 0 do +60°C. Masa zaworu wynosi 20 g. Produkt jest opisany jako wersja bez nakrętki z gwintem, dlatego przed zakupem należy dokładnie ustalić, jakie dodatkowe elementy montażowe są wymagane do połączenia zaworu z konkretną pompą. Na stronie produktu nie wskazano jednoznacznie funkcji NC albo NO. Nie należy wyprowadzać jej wyłącznie z ogólnego oznaczenia 2/2. Jeżeli zachowanie beznapięciowe jest istotne dla procesu lub bezpieczeństwa, funkcję trzeba potwierdzić na karcie katalogowej albo z działem techniki próżniowej Pneumat System.

VMS14M-3-2 jest zaworem 2/2 z przyłączem G1/4, przeznaczonym do eżektorów wymagających znacznie większego przepływu niż kompaktowe modele G1/8. Wariant ma gwint wewnętrzny po stronie wejściowej i gwint zewnętrzny umożliwiający połączenie z eżektorem. Zawór pracuje przy napięciu 24 V DC i jest wyposażony w diodę. Przepływ podany na stronie Pneumat System wynosi 1430 l/min, maksymalne ciśnienie robocze 7 bar, a zakres temperatur od -18 do +65°C. Dzięki temu może być wykorzystywany w aplikacjach wymagających większej wydajności i szerszego zakresu temperatur. Rodzina VMS14 jest przez producenta opisywana jako kompaktowy zawór 2/2, sterowany pośrednio i wyposażony w powrót sprężynowy. Dla tej rodziny producent wskazuje zakres ciśnienia 2,5–7 bar. Należy zatem zapewnić nie tylko nieprzekraczanie wartości maksymalnej, lecz także odpowiednie minimalne ciśnienie potrzebne do prawidłowego sterowania pośredniego.

Na stronie tego wariantu występuje rozbieżność wymagająca sprawdzenia przed podłączeniem. Nazwa produktu opisuje zawór jako wersję 24 V DC z przewodem o długości 0,3 m i diodą, natomiast pole „Napięcie” w danych podstawowych wskazuje 24 V AC. Napięcia AC i DC nie są zamienne. Podłączenie cewki do niewłaściwego źródła może spowodować brak działania, przegrzewanie lub uszkodzenie elementu. Obecność diody również zwykle wskazuje na konieczność zweryfikowania polaryzacji i rodzaju napięcia. Dlatego napięcia tego modelu nie należy ustalać wyłącznie na podstawie skróconego nagłówka albo pojedynczego pola na stronie. Przed zamówieniem i uruchomieniem należy sprawdzić oznaczenie na cewce, kartę produktu lub uzyskać potwierdzenie Pneumat System. Pozostałe dane wskazane na stronie to przyłącze G1/4, przepływ 1410 l/min, maksymalne ciśnienie 7 bar oraz temperatura pracy od -18 do +65°C.

VMS38-3-2 jest zaworem o największym przyłączu i przepływie spośród wariantów przedstawionych w tej kategorii. Ma przyłącze G3/8 i został opisany jako rozwiązanie do mat ssących wykorzystujących od 6 do 8 eżektorów. Przepływ podany na stronie Pneumat System wynosi 1500 l/min. Maksymalne ciśnienie robocze to 7 bar, pobór mocy 1,3 W, a zakres temperatur od -18 do +65°C. Masa zaworu wynosi 220 g. Producent opisuje serię VMS38 jako zawory 2/2 sterowane pośrednio, z powrotem sprężynowym, przeznaczone do dużych przepływów. W dokumentacji rodziny wskazywany jest zakres ciśnienia 2,5–7 bar i możliwość stosowania wersji z cewkami DC lub AC, zależnie od pełnego kodu. W przypadku wariantu VMS38-3-2 dokładne napięcie i sposób przyłączenia elektrycznego należy zawsze potwierdzić w dokumentacji konkretnego produktu.

Tak, jeden zawór może sterować kilkoma pompami, jeżeli jego przepustowość jest wystarczająca w stosunku do łącznego zużycia powietrza. Eżektory muszą być połączone ze wspólną magistralą zasilającą umieszczoną za zaworem. Takie rozwiązanie upraszcza instalację i zmniejsza liczbę wyjść elektrycznych, ale powoduje wspólną sterowanie wszystkimi pompami. Nie można niezależnie uruchamiać poszczególnych stref, chyba że zastosuje się dodatkowe zawory lokalne. Konieczne jest zsumowanie maksymalnego zużycia wszystkich eżektorów i uwzględnienie jednoczesnego startu. W momencie otwarcia wspólnego zaworu może wystąpić duży chwilowy pobór powietrza i spadek ciśnienia. Przewód zasilający oraz rozdzielacz muszą mieć odpowiednie przekroje. Przykładem rozwiązania grupowego jest VMS38-3-2 przeznaczony do mat ssących z 6–8 eżektorami. Producent oferuje także modułowe generatory, w których kilka niezależnych linii próżniowych może być obsługiwanych przez ograniczoną liczbę wspólnych zaworów sterujących.

Mata ssąca zawiera wiele punktów generowania próżni lub wiele obszarów zasysających. Elektrozawór odcina albo doprowadza sprężone powietrze do całego zespołu eżektorów, uruchamiając jednocześnie całą powierzchnię chwytającą. W takim układzie krytyczna jest wysoka przepustowość. Zbyt mały zawór może powodować nierównomierne zasilanie poszczególnych eżektorów, wolniejszy wzrost podciśnienia i ograniczenie zdolności kompensowania przecieków na porowatych lub nierównych materiałach. Model VMS38-3-2 jest przeznaczony do mat obejmujących 6–8 eżektorów i zapewnia według strony Pneumat System przepływ 1500 l/min. Nie oznacza to jednak, że będzie odpowiedni dla każdej maty o takiej liczbie generatorów. Ostateczny dobór zależy od indywidualnego zużycia powietrza przez każdy eżektor, wymaganego poziomu próżni, szczelności chwytanego materiału i czasu dostępnego na wytworzenie podciśnienia. W bardziej wymagających systemach warto zastosować czujnik próżni, który potwierdzi osiągnięcie bezpiecznego poziomu przed rozpoczęciem ruchu maszyny.

Napięcie 24 V DC jest powszechnie wykorzystywane w automatyce przemysłowej, ponieważ jest kompatybilne z typowymi zasilaczami, modułami sterowników PLC, przekaźnikami interfejsowymi, czujnikami i wyspami zaworowymi. Zastosowanie wspólnego standardu napięciowego upraszcza budowę szafy sterowniczej oraz diagnostykę. Technik może mierzyć napięcie zaworu tym samym przyrządem, którym sprawdza sygnały z czujników. Łatwiejsze jest również tworzenie układów zabezpieczeń i modułów awaryjnego wyłączenia. Modele VMS18C-3-1 i VMS14M-3-2 są na stronie Pneumat System wskazane jako wersje 24 V DC. Należy jednak sprawdzić dopuszczalny prąd wyjścia sterownika. Nawet jeżeli moc cewki wynosi tylko 0,85–1,3 W, wyjście PLC musi być przystosowane do charakteru obciążenia indukcyjnego i chwilowych stanów przejściowych. Przy większej liczbie zaworów trzeba również zsumować pobór prądu wszystkich aktywnych cewek.

Cewka jest elementem indukcyjnym. Po odłączeniu napięcia energia zgromadzona w polu magnetycznym może wywołać krótkotrwały impuls napięciowy o wartości znacznie wyższej niż napięcie zasilające. Taki impuls może zakłócać działanie sterownika lub obciążać tranzystorowe wyjście PLC. Dioda pełni funkcję elementu tłumiącego przepięcie. Umożliwia stopniowe rozładowanie energii cewki i ogranicza wartość impulsu powstającego przy wyłączaniu. Chroni w ten sposób elementy elektroniczne i ogranicza emisję zakłóceń. Zastosowanie diody ma jednak wpływ na sposób podłączenia. W typowym układzie DC należy zachować prawidłową polaryzację. Odwrotne podłączenie może spowodować zwarcie przez diodę albo brak prawidłowego działania cewki. Dlatego przed podaniem napięcia trzeba sprawdzić oznaczenia biegunów we wtyczce lub na schemacie. Warianty MS18M-3-2 oraz VMS14M-3-2 są oferowane jako modele z diodą.

Przyłącze typu DIN oznacza zastosowanie standaryzowanej wtyczki montowanej bezpośrednio na cewce elektrozaworu. Wtyczka zawiera zaciski do podłączenia przewodów, uszczelkę oraz mechaniczne mocowanie, najczęściej realizowane za pomocą centralnej śruby. Zaletą takiego rozwiązania jest możliwość łatwego odłączenia zaworu podczas serwisu. Nie trzeba rozcinać przewodów ani wymieniać całej wiązki. Wtyczka może też zawierać kontrolkę LED, diodę, warystor lub inny element przeciwprzepięciowy. Określenie „typ DIN bez przewodu” oznacza, że produkt nie jest dostarczany z fabrycznie wyprowadzonym kablem. Instalator musi dobrać przewód, wprowadzić go przez dławnicę i podłączyć do odpowiednich zacisków. Trzeba przy tym zachować wymagany stopień ochrony: prawidłowo ułożyć uszczelkę, dokręcić dławnicę i zabezpieczyć kabel przed wyrwaniem. Warianty MS18M-3-2 NC i NO są oferowane jako zawory typu DIN z diodą, bez przewodu.

Wersja DIN daje większą swobodę doboru długości i rodzaju kabla. Przewód może zostać dopasowany do sposobu prowadzenia instalacji, odporności chemicznej, temperatury, promienia gięcia i wymagań dotyczących pracy w prowadniku kablowym. Wersja z fabrycznym przewodem skraca czas montażu i eliminuje ryzyko błędnego podłączenia zacisków wewnątrz wtyczki. Może być wygodniejsza w kompaktowych modułach, ale zbyt krótki kabel wymaga dodatkowego łączenia, a jego uszkodzenie może oznaczać konieczność wymiany całego zespołu. Przy wyborze należy przeanalizować dostępność serwisową. W maszynach modułowych wtyczka DIN ułatwia szybką wymianę zaworu. W aplikacjach narażonych na silne wibracje, wilgoć albo częste mycie fabrycznie zalane połączenie kablowe może zapewnić korzystniejsze uszczelnienie, o ile jego stopień ochrony jest zgodny z wymaganiami stanowiska. Modele MS18M są wersjami DIN bez przewodu, natomiast VMS14C-3-3 jest opisany jako wariant z przewodem i diodą.

Moc cewki decyduje o pobieranym prądzie i obciążeniu zasilacza oraz wyjścia sterownika. Dla napięcia 24 V DC i mocy 1,2 W prąd roboczy wynosi około 0,05 A, czyli 50 mA. Dokładna wartość zależy od rzeczywistej mocy i napięcia. Pojedynczy zawór o mocy od 0,85 do 1,3 W nie stanowi zwykle dużego obciążenia. Problem może pojawić się w maszynie zawierającej kilkadziesiąt zaworów załączanych jednocześnie. Zasilacz musi wtedy pokryć sumaryczny pobór prądu z odpowiednim zapasem. Trzeba również sprawdzić maksymalny prąd pojedynczego kanału i całej grupy wyjściowej PLC. Niektóre moduły mają ograniczenie nie tylko dla jednego wyjścia, ale także dla wspólnego zacisku lub sekcji. Modele MS18M i VMS18C mają moc od 0,85 do 1,3 W, natomiast VMS38-3-2 ma moc 1,3 W. Niski pobór mocy ułatwia sterowanie, ale nie zwalnia z konieczności stosowania ochrony przeciwprzepięciowej i poprawnego bilansu zasilacza.

Czas reakcji całego układu obejmuje czas elektrycznego załączenia cewki, mechanicznego przełączenia zaworu, napełnienia przewodu pomiędzy zaworem i eżektorem, rozpoczęcia przepływu przez dyszę oraz opróżnienia objętości po stronie próżniowej. Nawet szybki zawór nie zagwarantuje krótkiego cyklu, jeżeli jest połączony z pompą długim i wąskim przewodem. Duża objętość przewodów oraz zbiorników zwiększa ilość powietrza, które trzeba przemieścić. Podobny wpływ mają nieszczelności i porowatość detalu. Aby poprawić dynamikę, zawór powinien znajdować się możliwie blisko eżektora, a średnica przewodu zasilającego powinna odpowiadać zapotrzebowaniu na przepływ. Równie istotny jest dobór zaworu o wystarczającej przepustowości. W systemach modułowych i generatorach punktowych krótkie połączenia oraz lokalne sterowanie są wykorzystywane właśnie w celu uzyskania szybkiej odpowiedzi. Producent systemów eżektorowych podkreśla krótki czas reakcji jako jedną z zalet konstrukcji modułowych.

W większości przypadków tak. Montaż bezpośrednio przy pompie ogranicza długość przewodu znajdującego się za zaworem. Po jego otwarciu mniejsza objętość musi zostać napełniona sprężonym powietrzem, dzięki czemu eżektor może szybciej rozpocząć efektywne generowanie próżni. Krótszy przewód zmniejsza także spadek ciśnienia i liczbę potencjalnych miejsc nieszczelności. Korzyść jest szczególnie istotna w aplikacjach o krótkich cyklach, gdzie opóźnienie rzędu kilkudziesięciu milisekund może wpływać na wydajność maszyny. Należy jednak uwzględnić warunki środowiskowe. Zawór zamontowany na ruchomym chwytaku jest narażony na drgania, przyspieszenia i zginanie przewodu elektrycznego. Trzeba zapewnić odpowiednie podparcie mechaniczne, odciążenie kabla oraz zabezpieczenie przed uderzeniami. Kompaktowe modele G1/8 o masie około 20 g są szczególnie przydatne w instalacjach lokalnych, ponieważ w niewielkim stopniu zwiększają masę ruchomego zespołu.

Tak. W zaworach sterowanych pośrednio kierunek przepływu ma szczególne znaczenie, ponieważ ciśnienie wejściowe jest wykorzystywane do sterowania głównym elementem zaworu. Odwrotne podłączenie może powodować nieszczelność, brak pełnego otwarcia, niestabilne przełączanie albo nieprawidłową pracę stopnia pilotowego. Port zasilający należy połączyć z instalacją sprężonego powietrza, a port wyjściowy z eżektorem zgodnie ze strzałką na korpusie, oznaczeniami portów lub schematem producenta. Nie wolno kierować się wyłącznie wygodą montażu. Przed wkręceniem zaworu warto sprawdzić także konfigurację gwintów. Przykładowo MS18M jest opisany jako wariant G1/8 z gwintem zewnętrznym i wewnętrznym, natomiast VMS14M-3-2 ma połączenie G1/4 wewnętrzne do G1/4 zewnętrznego, przewidziane do montażu przy eżektorze. Po instalacji należy przeprowadzić test funkcjonalny przy obniżonym ciśnieniu i potwierdzić, że zawór całkowicie odcina przepływ oraz prawidłowo uruchamia pompę.

Spadek ciśnienia powoduje, że eżektor otrzymuje niższe ciśnienie niż to mierzone przed zaworem. Jeżeli pompa została zaprojektowana do pracy przy 5 bar, ale z powodu dławienia otrzymuje tylko 3,8 bar, jej przepływ zasysania i osiągany poziom próżni mogą odbiegać od wartości katalogowych. Spadek rośnie wraz ze wzrostem przepływu. Zawór może działać poprawnie przy niewielkim poborze, ale stać się istotnym ograniczeniem podczas jednoczesnego uruchomienia kilku eżektorów. Na straty wpływają również przewody, szybkozłącza, kolanka i zanieczyszczone filtry. Najbardziej miarodajnym sposobem oceny jest pomiar ciśnienia bezpośrednio przed eżektorem podczas pracy, a nie przy zamkniętym zaworze. Jeżeli ciśnienie dynamiczne jest zbyt niskie, trzeba zwiększyć przepustowość zaworu, przewodu lub instalacji doprowadzającej. Oferta obejmuje warianty od 516 do 1500 l/min, dzięki czemu możliwe jest dopasowanie zaworu do różnych poziomów zapotrzebowania.

Średnicę należy dobrać na podstawie wymaganego przepływu, długości przewodu, ciśnienia roboczego i dopuszczalnego spadku ciśnienia. Sam rozmiar gwintu zaworu nie określa automatycznie prawidłowej średnicy węża. Do małego zaworu G1/8 można podłączyć przewód o zbyt małej średnicy wewnętrznej, który ograniczy przepływ znacznie wcześniej niż sam zawór. Podobnie zastosowanie redukcji przed zaworem G1/4 lub G3/8 może zniwelować korzyści wynikające z większej przepustowości. Przy długich odcinkach warto zwiększyć średnicę przewodu, ponieważ straty ciśnienia narastają wraz z długością. Należy ograniczać liczbę kolanek, trójników i przewężeń. W rozbudowanych chwytakach korzystne może być doprowadzenie większej magistrali do rozdzielacza znajdującego się blisko zaworów. Ostateczną ocenę powinien potwierdzić pomiar ciśnienia dynamicznego. Jeżeli przed zaworem utrzymuje się wymagane ciśnienie, a za nim podczas pracy pojawia się znaczny spadek, ograniczeniem może być zawór. Jeżeli spadek występuje już przed nim, problem leży w instalacji zasilającej.

Powietrze powinno być odpowiednio oczyszczone z cząstek stałych, kondensatu i nadmiernej ilości oleju. Zanieczyszczenia mogą blokować małe kanały pilotowe, powodować przyspieszone zużycie uszczelnień i prowadzić do niepełnego zamykania zaworu. Szczególnie wrażliwe są zawory sterowane pośrednio, ponieważ wykorzystują niewielkie kanały wewnętrzne. Nawet drobna cząstka może ograniczyć przepływ sterujący i spowodować opóźnione albo niestabilne przełączanie. Przed zaworem powinien znajdować się sprawny układ przygotowania powietrza obejmujący odpowiednio dobrany filtr i reduktor. W instalacjach o podwyższonej wilgotności może być potrzebny osuszacz lub separator wody. Filtr trzeba regularnie kontrolować, ponieważ jego zapchanie także powoduje spadek ciśnienia. Dokumentacje producentów zaworów podkreślają, że nadmierna ilość kondensatu może powodować nieprawidłowe działanie urządzeń pneumatycznych oraz że należy zapewnić odpowiednią jakość powietrza przez filtrację, osuszanie i separację wody.

Kondensat może wypłukiwać środki smarne, powodować korozję elementów metalowych, zwiększać opory ruchu i gromadzić zanieczyszczenia w kanałach sterujących. Przy niskiej temperaturze woda może zamarzać, całkowicie blokując przepływ lub mechanizm zaworu. Wilgoć może też przedostawać się do części elektrycznej, szczególnie gdy wtyczka DIN jest nieprawidłowo zmontowana, dławnica nie została dokręcona albo uszczelka jest uszkodzona. Skutkiem mogą być zwarcia, korozja zacisków i niestabilne działanie cewki. W instalacji należy stosować skuteczne odwadnianie, separatory kondensatu i osuszacze odpowiednie do warunków pracy. Przewody powinny być prowadzone tak, aby kondensat nie gromadził się bezpośrednio przed zaworem. Połączenie elektryczne trzeba uszczelnić zgodnie z instrukcją. Dopuszczalny zakres temperatur nie oznacza automatycznie odporności na zamarzającą wodę. Nawet zawór dopuszczony do pracy poniżej 0°C może ulec uszkodzeniu, jeżeli medium zawiera wilgoć.

Zakres zależy od konkretnego wariantu. Modele MS18M-3-2 NC, MS18M-3-2 NO oraz VMS18C-3-1 mają na stronach produktowych zakres od 0 do +60°C. Modele VMS14M-3-2, VMS14C-3-3 i VMS38-3-2 są opisane jako przystosowane do temperatur od -18 do +65°C. Nie należy przenosić parametrów jednego wariantu na inny tylko dlatego, że produkty wyglądają podobnie. Trzeba ustalić, czy podany zakres odnosi się do temperatury medium, otoczenia czy obu wartości zgodnie z kartą producenta. Temperatura cewki podczas ciągłego zasilania może być wyższa niż temperatura otaczającego powietrza. Zaworu nie powinno się umieszczać bezpośrednio przy źródłach promieniowania cieplnego ani w zamkniętej obudowie bez oceny warunków termicznych. Przy pracy poniżej 0°C kluczowe jest użycie suchego sprężonego powietrza, aby wyeliminować ryzyko zamarzania kondensatu w kanałach zaworu.

Tylko te warianty, których dokumentacja dopuszcza pracę poniżej 0°C. W omawianej grupie modele VMS14M-3-2, VMS14C-3-3 oraz VMS38-3-2 mają zakres temperatur rozpoczynający się od -18°C. Modele MS18M i VMS18C są wskazane do pracy od 0°C. Sama dopuszczalna temperatura materiałów nie rozwiązuje problemu wilgoci. Powietrze musi mieć odpowiednio niski punkt rosy ciśnieniowej, aby w przewodach i zaworze nie dochodziło do kondensacji ani zamarzania wody. Trzeba również sprawdzić elastyczność uszczelek, odporność przewodów, działanie wtyczki elektrycznej i rzeczywistą temperaturę podczas rozruchu. Element zamontowany w osłoniętej maszynie może mieć inną temperaturę niż otoczenie. Jeżeli instalacja jest okresowo wyłączana, wychłodzony zawór może zostać zalany kondensatem podczas ponownego rozruchu. Dlatego aplikacje chłodnicze wymagają kompleksowej analizy przygotowania powietrza, a nie tylko wyboru zaworu z szerokim zakresem temperatur.

Jest to możliwe wyłącznie wtedy, gdy producent dopuszcza pracę ciągłą cewki w określonych warunkach. Długotrwałe zasilanie powoduje nagrzewanie uzwojenia, dlatego trzeba zachować dopuszczalną temperaturę otoczenia i zapewnić odprowadzanie ciepła. W zaworze NC cewka jest zasilana podczas pracy eżektora. Jeżeli pompa ma działać przez wiele godzin bez przerwy, cewka również będzie pozostawała aktywna. W zaworze NO sytuacja może być odwrotna: cewka jest zasilana podczas odcięcia przepływu. Należy zwrócić uwagę na temperaturę obudowy. Nagrzana cewka nie musi oznaczać awarii, lecz zapach przegrzanej izolacji, zmiana barwy tworzywa albo okresowe zaniki działania wymagają natychmiastowej kontroli napięcia i warunków chłodzenia. Niska moc oferowanych modeli, wynosząca około 0,85–1,3 W, ogranicza obciążenie cieplne, ale nie zastępuje potwierdzenia dopuszczalnego cyklu pracy w karcie konkretnej cewki.

Diagnostykę należy rozpocząć od sprawdzenia, czy zawór rzeczywiście otrzymuje właściwe napięcie. Pomiar powinien zostać wykonany podczas aktywnego polecenia, bezpośrednio na zaciskach cewki. Następnie trzeba sprawdzić zgodność napięcia z oznaczeniem cewki i prawidłową polaryzację. Kolejnym krokiem jest kontrola ciśnienia przed zaworem i bezpośrednio przed eżektorem. Jeżeli przed zaworem ciśnienie jest prawidłowe, ale za nim nie występuje przepływ, przyczyną może być zablokowany zawór, błędny kierunek montażu, zbyt niskie ciśnienie dla sterowania pilotowego albo uszkodzona cewka. Jeżeli powietrze przepływa przez eżektor, należy sprawdzić przewody próżniowe, filtr, tłumik, przyssawki i szczelność detalu. Niedrożny wylot eżektora może ograniczać jego wydajność, a duży przeciek uniemożliwia osiągnięcie oczekiwanego podciśnienia. Diagnostyka powinna rozdzielić część elektryczną, pneumatyczną i próżniową, zamiast od razu zakładać uszkodzenie pompy.

Nieszczelność może objawiać się przepływem powietrza do eżektora mimo wyłączenia zaworu NC. Pompa może wtedy generować niewielkie podciśnienie podczas postoju albo z tłumika będzie stale wydobywał się strumień powietrza. W przypadku zaworu NO diagnostyka jest odwrotna: po zasileniu cewki przepływ powinien zostać odcięty. Jeżeli eżektor nadal pracuje, zawór może nie domykać się z powodu zabrudzenia, uszkodzonego uszczelnienia, niewłaściwego ciśnienia lub błędnego podłączenia. Test można wykonać przez odłączenie przewodu za zaworem i obserwację przepływu w stanie, w którym powinien być zamknięty. Przed demontażem instalację należy bezpiecznie odpowietrzyć. Nie powinno się blokować wylotu palcem przy wysokim ciśnieniu. Niewielki poziom przecieku wewnętrznego może występować w zależności od konstrukcji i klasy szczelności. Jeżeli aplikacja wymaga długotrwałego utrzymania próżni po odcięciu, należy zastosować zawór zwrotny lub inny element przeznaczony do podtrzymywania podciśnienia.

Przyczyną może być uszkodzone uzwojenie, zakleszczenie rdzenia, zabrudzenie kanału pilotowego, zbyt niskie ciśnienie wejściowe albo niewystarczająca różnica ciśnień. W zaworach sterowanych pośrednio prawidłowe napięcie nie gwarantuje otwarcia głównego przepływu, jeżeli nie są spełnione warunki pneumatyczne. Trzeba sprawdzić rezystancję cewki, napięcie pod obciążeniem oraz temperaturę uzwojenia. Zdarza się, że napięcie jest obecne bez obciążenia, ale spada po podłączeniu cewki z powodu uszkodzonego przewodu, przeciążonego wyjścia PLC albo słabego styku. Należy również zweryfikować zgodność rodzaju napięcia. Podanie 24 V DC na cewkę AC lub odwrotnie może prowadzić do nieprawidłowej pracy. Szczególnej uwagi wymaga wariant VMS14C-3-3, przy którym dane na stronie dotyczące AC i DC są niespójne. Jeżeli ciśnienie, napięcie i okablowanie są prawidłowe, zawór należy wymontować, oczyścić lub wymienić zgodnie z zaleceniami producenta.

Pojedyncze kliknięcie podczas przełączenia jest naturalnym skutkiem ruchu rdzenia. Nietypowe brzęczenie, szybkie cykanie albo nieregularne uderzenia mogą wskazywać na nieprawidłowe napięcie, niestabilny sygnał sterujący, zabrudzenie lub zbyt niskie ciśnienie. W cewkach AC ciągłe brzęczenie może wystąpić przy niewłaściwym napięciu, luźnym rdzeniu lub uszkodzeniu elementów elektromagnetycznych. W cewkach DC powtarzające się przełączanie może oznaczać, że wyjście PLC jest okresowo odłączane przez zabezpieczenie przeciążeniowe. Dźwięk przepływu powietrza może być mylony z hałasem samego zaworu. Eżektor generuje szybki strumień wylotowy, dlatego ważny jest prawidłowo dobrany i drożny tłumik. Zablokowany tłumik może zwiększyć przeciwciśnienie, obniżyć wydajność pompy i zmienić charakter dźwięku. W razie pojawienia się nowego, wyraźnie odmiennego hałasu należy zatrzymać maszynę i sprawdzić parametry elektryczne oraz pneumatyczne przed dalszą eksploatacją.

Podstawą jest utrzymanie właściwej jakości sprężonego powietrza. Należy regularnie kontrolować i wymieniać wkłady filtracyjne, usuwać kondensat oraz sprawdzać, czy reduktor utrzymuje stabilne ciśnienie podczas pracy. Okresowo trzeba skontrolować szczelność połączeń gwintowanych, stan przewodów, wtyczki i uszczelki złącza DIN. Luźne połączenie elektryczne może prowadzić do nagrzewania zacisków, natomiast nieszczelność pneumatyczna zwiększa zużycie powietrza. Warto rejestrować czas narastania podciśnienia. Stopniowe wydłużanie cyklu może wskazywać na zanieczyszczony zawór, filtr, tłumik albo rosnące nieszczelności. Wczesna diagnostyka pozwala wymienić element podczas planowanego postoju. Przed demontażem należy odłączyć zasilanie elektryczne i odpowietrzyć instalację. Nie powinno się stosować przypadkowych środków czyszczących ani smarów bez sprawdzenia ich kompatybilności z uszczelnieniami. Jeżeli producent nie przewiduje naprawy, bezpieczniejsza jest wymiana kompletnego zaworu.

Nie wystarczy dopasowanie gwintu. Zamiennik musi mieć taką samą funkcję NC lub NO, odpowiednie napięcie i rodzaj prądu, wystarczający przepływ, zgodny zakres ciśnienia, właściwą temperaturę pracy i kompatybilny sposób montażu. Trzeba porównać kierunek przepływu, konfigurację gwintów zewnętrznych i wewnętrznych, wymiary korpusu, typ przyłącza elektrycznego oraz obecność diody lub kontrolki. W maszynach o krótkim cyklu istotny może być również czas przełączania. Przykładowo wersje MS18M NC i NO mają podobne wymiary i parametry, ale nie są funkcjonalnie zamienne, ponieważ inaczej zachowują się po zaniku napięcia. Podobnie nie można zastąpić cewki 24 V DC wersją 24 V AC bez zmiany układu sterowania. Jeżeli zawór jest montowany bezpośrednio na pompie, należy sprawdzić mechaniczną zgodność przyłącza. Informacja „G1/4” nie przesądza, czy potrzebny jest gwint zewnętrzny, wewnętrzny czy dodatkowa nakrętka. Najbezpieczniej dobrać zamiennik na podstawie pełnego kodu i dokumentacji starego elementu.

Mogą być częścią maszyny pracującej w takich branżach, ale sama przynależność do kategorii zaworów próżniowych nie oznacza automatycznie spełnienia wymagań higienicznych. Trzeba ocenić miejsce montażu, możliwość kontaktu z produktem, materiały, odporność na środki myjące i wymagany stopień ochrony elektrycznej. Jeżeli zawór znajduje się poza strefą produktu i steruje wyłącznie czystym sprężonym powietrzem, wymagania mogą być mniej restrykcyjne. W strefach mokrych należy szczególnie zabezpieczyć wtyczkę, przewody i połączenia przed wodą oraz chemią myjącą. W aplikacjach o podwyższonych wymaganiach trzeba potwierdzić zgodność materiałową, odporność uszczelnień, możliwość stosowania powietrza bezolejowego i procedury czyszczenia. Nie należy zakładać dopuszczenia do kontaktu z żywnością bez odpowiedniego certyfikatu. Pneumat System oferuje wsparcie specjalisty z zakresu techniki próżniowej obejmujące dobór, testy i projektowanie dedykowanych aplikacji, co jest istotne przy nietypowych warunkach branżowych.

Tak. Najprostsza oszczędność polega na odcinaniu zasilania eżektora zawsze wtedy, gdy generowanie próżni nie jest potrzebne. Pozostawienie pompy pracującej przez cały czas postoju manipulatora powoduje ciągłe zużycie powietrza bez korzyści dla procesu. Jeszcze większe oszczędności można uzyskać w szczelnych aplikacjach. Po osiągnięciu wymaganego podciśnienia zawór zasilający może zostać zamknięty, a zawór zwrotny utrzymuje próżnię. Czujnik kontroluje jej poziom i ponownie uruchamia eżektor dopiero po spadku poniżej ustalonego progu. Takie sterowanie wymaga odpowiedniej histerezy, monitorowania bezpieczeństwa i uwzględnienia przecieków. W przypadku porowatych materiałów eżektor może wymagać niemal ciągłej pracy. Elektrozawór powinien być dobrany tak, aby szybko napełniał pompę i nie powodował strat ciśnienia. Producent generatorów próżni oferuje rozwiązania typu Air-Saving Kit, których zadaniem jest ograniczenie zużycia sprężonego powietrza przez okresowe wyłączanie generowania próżni.

Może uczestniczyć w realizacji funkcji bezpieczeństwa, ale zwykłego zaworu nie należy automatycznie traktować jako certyfikowanego elementu zabezpieczającego. Konieczna jest analiza ryzyka obejmująca zanik napięcia, spadek ciśnienia sprężonego powietrza, pęknięcie przewodu i uszkodzenie przyssawki. Wybór NC albo NO wpływa na zachowanie po zaniku zasilania elektrycznego. Zawór NO może nadal zasilać eżektor, ale tylko wtedy, gdy dostępne jest sprężone powietrze. Zawór NC odetnie zasilanie, lecz zawór zwrotny może przez pewien czas utrzymywać podciśnienie. W aplikacjach z ryzykiem upadku ładunku stosuje się dodatkowo zawory zwrotne, zbiorniki próżniowe, czujniki podciśnienia, sygnalizację alarmową, ograniczenie prędkości i bezpieczną procedurę zatrzymania. Trzeba też ustalić, czy element powinien pozostać uchwycony, czy zostać kontrolowanie zwolniony po awarii. Dokumentacje zaworów ostrzegają, że standardowych konstrukcji nie należy używać samodzielnie jako gwarantowanego układu długotrwałego utrzymywania ciśnienia lub próżni.