Zawory rozdzielające 3/2 ze wspomaganiem

Zawory 3/2 ze wspomaganiem (pilot-assisted) to elementy sterujące, w których elektromagnes nie działa bezpośrednio na główny suwak, lecz uruchamia zawór pilotowy. Ten z kolei wykorzystuje ciśnienie zasilania do przełączenia głównego zaworu. Takie rozwiązanie umożliwia sterowanie dużymi przepływami przy bardzo małej mocy cewki (0,35–0,8 W) oraz przy minimalnym oporze ruchu.

Po zadziałaniu elektromagnesu pilot otwiera kanał sterujący, który doprowadza ciśnienie do jednej strony suwaka głównego. Różnica ciśnień powoduje jego przesunięcie, co otwiera główny kanał przepływu (P–A) i zamyka odpowietrzenie (A–R). Po zaniku napięcia pilot zamyka się, a sprężyna przywraca zawór do pozycji spoczynkowej. Takie rozwiązanie zapewnia stabilne przełączenia przy dużych przepływach (nawet 3600 L/min).

• niski pobór mocy (od 0,35 W),
• możliwość pracy przy dużych przepływach,
• długowieczność dzięki zredukowanemu obciążeniu suwaka,
• szybka reakcja (8–20 ms),
• stabilność działania przy zmianach ciśnienia,

Zawór AV2000/3000/4000/5000 służy do stopniowego doprowadzania ciśnienia do układu pneumatycznego po jego uruchomieniu. Początkowo powietrze przepływa przez dławik, powoli zwiększając ciśnienie w systemie. Po osiągnięciu progu (ok. 0,3 MPa) otwiera się pełny przepływ. Zawór ten zapobiega gwałtownym skokom ciśnienia, chroniąc siłowniki i urządzenia przed udarami.

• AV2000 – gwint 1/4”, przepływ 600 L/min,
• AV3000 – 3/8”, 1100 L/min,
• AV4000 – 1/2”, 2500 L/min,
• AV5000 – 3/4”, 3600 L/min.

Każdy z nich ma wbudowany zawór obejściowy (by-pass) do szybkiego odpowietrzenia systemu.

Reduktor utrzymuje stałe, obniżone ciśnienie na wyjściu, natomiast zawór łagodnego startu powoli zwiększa ciśnienie do wartości roboczej. Zawory AV często montuje się za zespołem przygotowania powietrza FRL, aby chronić elementy pneumatyczne przy starcie instalacji.

Model SY100 to zawór 3/2 bezpośrednio sterowany, wspomagany pneumatycznie, o bardzo niskim poborze energii (0,4 W). Uszczelnienie elastyczne minimalizuje przecieki (<0,1 cm³/min) i zapewnia cichą pracę. Zawór pracuje w zakresie 0,15–0,7 MPa i jest przystosowany do montażu w wyspach serii SS5Y1.

Płyta SS5Y3 umożliwia montaż zaworów SY300 indywidualnie okablowanych. Posiada kanały powietrzne zintegrowane w korpusie i przyłącze bazowe, co redukuje ilość przewodów i skraca czas montażu. Dzięki standardowi ISO płyta jest kompatybilna z zaworami SYJ oraz VQZ.

Seria SYJ to ulepszona wersja zaworów SY – mniejsza masa (–30%), krótszy czas reakcji (6–8 ms), cewki niskomocowe (0,35 W) i zwiększona odporność na zabrudzenia. Dodatkowo, SYJ700 obsługuje przepływy do 3600 L/min, dzięki czemu nadaje się do dużych siłowników i systemów zasilania grupowego.

Zawór VEX1*33 to precyzyjny reduktor ciśnienia o dużym przepływie (do 4000 L/min). Działa na zasadzie proporcjonalnej regulacji: zmiana sygnału elektrycznego (0–10 V lub 4–20 mA) powoduje proporcjonalną zmianę ciśnienia wyjściowego. Wykorzystywany jest w systemach, gdzie wymagana jest dokładna kontrola ciśnienia pilotowego, np. w zaworach VP.

Zawór VEX3 to 3/3-drogowy zawór o dużym przepływie (do 8000 L/min), przeznaczony do precyzyjnego sterowania ciśnieniem w dwóch kierunkach – zarówno w zakresie dodatnim, jak i ujemnym. Stosowany w automatycznych układach testowych, gdzie wymagane są szybkie zmiany ciśnienia.

Model VG342 to zawór 3/2 ze wspomaganiem pneumatycznym i konstrukcją grzybkową. Zapewnia bardzo dobrą szczelność i duży przepływ (do 3600 L/min). Posiada możliwość ręcznego sterowania, a dzięki konstrukcji grzybkowej nie wymaga minimalnego ciśnienia pilotowego. Idealny do układów z szybkim odpowietrzaniem.

To zawory grzybkowe 3/2 ze wspomaganiem pneumatycznym, które pełnią funkcje zaworów rozdzielających i odpowietrzających.

• VP300 – przepływ do 800 L/min,
• VP500 – 1600 L/min,
• VP700 – 3000 L/min.

Wersje 25A-VP500 i 25A-VP700 mają konstrukcję ulepszoną do pracy z zestawami FRL.

To elektromagnetyczny zawór 3/2 odpowietrzający, montowany pomiędzy sekcjami filtra i reduktora w zestawie FRL. Po zaniku napięcia automatycznie odcina dopływ i otwiera odpowietrzenie, uwalniając resztkowe ciśnienie z układu – zwiększa to bezpieczeństwo obsługi.

Zawór ten ma czujnik magnetyczny, który monitoruje położenie suwaka zaworu głównego. Pozwala to systemowi sterowania wykryć faktyczny stan zaworu (otwarty/zamknięty) i zapobiec błędnym odczytom. Jest to rozwiązanie zgodne z wymogami bezpieczeństwa funkcjonalnego (ISO 13849).

To wspornik montażowy przeznaczony dla zaworów VP(A)300/500/700, wykonany z anodowanego aluminium. Zapewnia sztywne mocowanie na panelu, tłumi drgania i umożliwia szybki demontaż w celach serwisowych. Jest niezbędnym elementem przy budowie modułów bezpieczeństwa.

Zawór VQZ115 to płytowy zawór 3/2 o niewielkich wymiarach (szerokość 10 mm), z elastycznym uszczelnieniem i przepływem do 200 L/min. Stosowany w kompaktowych wyspach zaworowych VQZ1000. Dzięki bezpośredniemu sterowaniu wspomaganemu pneumatycznie oferuje bardzo szybkie przełączenia (5–7 ms).

Seria VQZ różni się rozmiarem i przepływem:

• VQZ100 – miniaturowe systemy (0,15–0,7 MPa, 200 L/min),
• VQZ200/300 – standardowe układy automatyki, przepływy do 1100 L/min
• wszystkie korzystają z tej samej koncepcji suwaka z uszczelnieniem elastycznym i wspomagania pilotowego.

Zawory te pracują z sprężonym powietrzem, suchym i filtrowanym (≤5 µm). Dopuszcza się stosowanie mieszaniny powietrze–olej (ISO VG32), jednak tylko w przypadku układów, które od początku pracy są smarowane. Dla aplikacji medycznych lub spożywczych zalecane jest powietrze bezolejowe i suche, aby uniknąć skażenia produktów.

Typowe wartości minimalne wynoszą:

• SYJ/SY – 0,15 MPa,
• VP300/500/700 – 0,1 MPa,
• VG342 – 0,05 MPa.

Zawory grzybkowe (np. VG342) działają nawet przy niskich ciśnieniach roboczych, co czyni je idealnymi do układów o zmiennym obciążeniu lub próżni.

Dobór opiera się na przepływie wymaganym przez siłownik (Qn), który można obliczyć ze wzoru:

Qn [L/min] = 10 × A [cm²] × skok [cm] ÷ czas [s]

Dla siłownika Ø50 mm (A=19,6 cm²), skok 100 mm i czas 0,5 s – minimalny przepływ wynosi 3920 L/min, co odpowiada zaworom SYJ700 lub VG342.

W zaworach VP i VG ciśnienie zasilające jest wykorzystywane do przełączenia zaworu głównego. Po uruchomieniu pilota powietrze trafia do komory sterującej, zwiększając nacisk na tłok lub grzybek – to on faktycznie przełącza główny kanał przepływu.

Dzięki temu cewka sterująca jest odciążona i może mieć bardzo małą moc.

• redukcja poboru mocy cewki nawet o 70% w stosunku do zaworów bezpośrednich,
• brak konieczności stosowania przekaźników wysokoprądowych,
• mniejsze nagrzewanie elementów elektrycznych,
• wydłużenie żywotności cewki i suwaka,
• możliwość pracy przy długich cyklach i wysokich częstotliwościach.

• Na płytach SS5Y (montaż modułowy) – najbardziej popularny,
• Przewodowy (inline) – bezpośrednie połączenie przewodami pneumatycznymi,
• Na panelu – przy użyciu śrub M3/M4 i wsporników.

Montaż modułowy umożliwia szybką wymianę zaworu bez rozłączania przewodów zasilających.

Zawór 3/2 ma trzy porty i dwa stany: dopływ powietrza lub jego odpowietrzenie. Zawór 3/3 VEX3 ma trzy pozycje robocze, co umożliwia płynną regulację ciśnienia – np. wytwarzanie różnicy ciśnień lub dynamiczne odpowietrzanie. VEX3 może działać jako zawór proporcjonalny, współpracujący z sygnałami 0–10 V.

• korpus: aluminium anodowane lub żywica PBT,
• grzybek / suwak: stal nierdzewna SUS304,
• uszczelnienia: NBR, FKM, EPDM,
• sprężyny: stal nierdzewna,
• cewka: miedź + żywica epoksydowa, klasa izolacji F/H.

Takie zestawienie materiałowe gwarantuje trwałość >50 mln cykli.

• medium: 0–50°C,
• otoczenie: –10 do +50°C (bez kondensacji),
• dla wersji z uszczelnieniami FKM: do 60°C,
• wersje clean-room (SYJ-X11): 0–40°C.

• SYJ300–500: 6–12 ms,
• SYJ700: 15 ms,
• VP300/500: 20 ms,
• VG342: 25 ms,
• VEX3: do 50 ms (zależnie od konfiguracji).

Zawory z małą objętością pilotową zapewniają bardzo szybką odpowiedź przy minimalnym zużyciu powietrza.

Większość zaworów serii SY, SYJ, VP i VQZ posiada klasę IP65 (IEC 60529). Dostępne są również wersje IP67 do aplikacji narażonych na pył i wilgoć, np. SYJ700-X60.

Minimalna filtracja to 5 µm, zalecana przez SMC. W przypadku pracy w środowisku zapylonym lub z mgłą olejową – filtr dokładny AFM30/40-D z separatorem AMG150. Czyste powietrze minimalizuje zużycie uszczelnień suwaka i zwiększa jego żywotność nawet o 40%.

Tak – wybrane modele (np. SYJ300-X24, VP500-X13) przystosowane są do pracy w próżni do –100 kPa. Zawory grzybkowe, takie jak VG342, zachowują pełną szczelność nawet przy pełnym podciśnieniu.

SY – suwak z uszczelnieniem O-ringowym, dwustopniowy napęd pneumatyczny.

VQZ – suwak elastyczny (soft-seal) z systemem podwójnego tłumienia i zintegrowanym tłumikiem hałasu.

VQZ cechuje się mniejszym zużyciem powietrza pilotowego i wyższą odpornością na wibracje.

• Na płycie bazowej (manifold) – z portami w osi,
• Na wsporniku VP*00-227-1A – do ściany lub panelu,
• W układach FRL – bezpośrednio pomiędzy reduktorem a smarownicą.

Montaż modułowy pozwala budować zintegrowane bloki bezpieczeństwa (zawór + odcinanie + odpowietrzanie).

Po odcięciu zasilania cewki zawór automatycznie zamyka dopływ sprężonego powietrza i otwiera port odpowietrzający (R). Ciśnienie resztkowe w układzie spada do 0 MPa w ciągu kilku sekund, co zwiększa bezpieczeństwo pracy przy konserwacji urządzeń pneumatycznych.

• test elektromagnesu (kliknięcie po zasileniu),
• pomiar spadku ciśnienia między P–A,
• kontrola czujnika położenia (w VP546/746),
• badanie szczelności podciśnieniowej (dla VP500–700).

W nowoczesnych układach diagnostyka może być realizowana automatycznie przez systemy EX260 + ISE20B.

Zawory SYJ mogą pracować do 400 Hz, SY do 200 Hz, VP i VG – do 50 Hz (ze względu na większy skok grzybka). Wersje niskomocowe zachowują stabilność nawet przy pracy impulsowej 24/7.

• zabrudzenie kanału pilotowego,
• nieszczelność O-ringów,
• zbyt niskie ciśnienie sterujące,
• nieprawidłowe odpowietrzenie,
• uszkodzenie cewki przez przepięcia.

Zapobieganie: filtracja powietrza, stosowanie diod tłumiących i okresowa konserwacja.

• AN20–40: standardowe, porowate mosiężne,
• ANM–SERIA: z wkładem polimerowym,
• ANV–SERIA: z tłumieniem przepływu i zaworem zwrotnym.

Tłumik redukuje hałas nawet o 25 dB i chroni środowisko pracy.

Wszystkie zawory tej grupy spełniają normy:

• ISO 4414 – bezpieczeństwo pneumatyki,
• ISO 8573-1 – jakość powietrza,
• CE, RoHS, UL, CSA,
• wybrane modele VP700-X61 – certyfikat ATEX (strefy zagrożone wybuchem).

Tak, ale tylko modele z uszczelnieniami FKM/EPDM mogą być stosowane do azotu, argonu i dwutlenku węgla. W takich aplikacjach wymagane jest indywidualne dobranie współczynnika przepływu oraz kontrola kompatybilności materiałowej.

• sterowanie siłownikami jednostronnymi,
• odpowietrzanie systemów FRL,
• kontrola bezpieczeństwa i blokady pneumatyczne,
• układy start/stop,
• testowanie ciśnienia i podciśnienia,
• regulacja i pilotowanie zaworów proporcjonalnych (np. ITV).

Dobiera się go zgodnie z przepływem zestawu FRL:

• FRL 1/4” → VP300,
• FRL 3/8” → VP500,
• FRL 1/2” → VP700.

Zawór montuje się bezpośrednio między reduktorem a smarownicą lub na płycie łączącej.

• SY/SYJ: do 50 mln cykli,
• VP/VG: do 70 mln cykli,
• VEX/VQZ: nawet 100 mln cykli (w czystych warunkach).

W praktyce oznacza to 5–10 lat pracy w trybie ciągłym bez spadku wydajności.