Zawory rozdzielające VF

Zawory SMC VF3000 oraz VF5000 to wysokowydajne elektrozawory przeznaczone do układów o dużych przepływach i wysokiej niezawodności. Ich konstrukcja została zoptymalizowana pod kątem dynamicznej pracy w warunkach przemysłowych – od klasycznych aplikacji produkcyjnych po ciężkie środowiska, gdzie występują wibracje, pyły czy zmienne obciążenia. Seria VF charakteryzuje się wysoką żywotnością, solidną konstrukcją korpusu, precyzyjną charakterystyką przełączania oraz możliwością pracy ciągłej przy wysokich częstotliwościach przełączeń.

Zawór 5/2 umożliwia sterowanie siłownikiem dwustronnego działania, zapewniając dwie stabilne pozycje przełączeń oraz pięć portów roboczych: dwa porty wyjściowe, dwa porty wylotowe i port zasilający. Konfiguracja 5/2 znajduje zastosowanie w większości aplikacji wymagających prostego ruchu wysunięcia i powrotu siłownika przy zachowaniu odpowiedniej dynamiki przepływu medium.

Zawór 5/3 oferuje trzy pozycje przełączne, co pozwala na realizację bardziej złożonych funkcji sterowania, takich jak zatrzymanie siłownika w położeniu pośrednim, odciążenie układu lub blokada ruchu. Typowe konfiguracje pozycji środkowej to:

• otwarta środkowa (exhaust center) – obie komory siłownika są odpowietrzane,
• zamknięta środkowa (closed center) – obie komory są odcięte,
• zasilająca środkowa (pressure center) – obie komory są pod ciśnieniem.

Daje to dużą elastyczność w procesach wymagających precyzyjnego pozycjonowania.

Zawory „ze wspomaganiem” (pilot-assisted) korzystają z pomocniczego zaworu sterującego – tzw. pilota. Pilot wykorzystuje ciśnienie medium roboczego do realizacji przełączenia głównego suwaka, co znacząco zmniejsza wymagane obciążenie elektromagnesu. Dzięki temu zawory SMC VF mogą przenosić bardzo duże przepływy przy niewielkim poborze mocy przez cewkę.

W układach o dużych przekrojach przepływowych siła niezbędna do przesunięcia suwaka jest wysoka. Zastosowanie pilota pozwala wykorzystać energię sprężonego powietrza zamiast samego elektromagnesu. W efekcie zawór jest bardziej responsywny, mniej podatny na przeciążenia cieplne i zużycie, a sama konstrukcja jest bardziej kompaktowa i energooszczędna.

Seria VF3000 to zawory średniej wielkości, zoptymalizowane pod aplikacje standardowe, oferujące duże przepływy przy stosunkowo kompaktowych wymiarach. Natomiast VF5000 to zawory o znacznie większej przepustowości, przeznaczone do intensywnych procesów przemysłowych w układach dużej mocy, np. do sterowania dużych siłowników, manipulatorów lub układów transportu pneumatycznego.

W zaworach VF dostępne są cewki przeznaczone do zasilania AC, DC oraz wersje z wbudowanym prostownikiem pełnookresowym. Cewki mogą być dostosowane do różnych napięć (24 VDC, 100 VAC, 110 VAC, 230 VAC i innych), a ich obudowy są odporne na wibracje i pył. Zależnie od serii dostępne są różne typy złącz (DIN, gniazda z przewodem, wtyki prostokątne).

Suwak przesuwa się liniowo wewnątrz korpusu zaworu, otwierając lub zamykając poszczególne kanały przepływu. W zaworach pilot-assisted ruch ten inicjuje elektromagnes pilota, który kieruje medium na odpowiednią stronę tłoka suwaka. Suwak wykonany jest ze stali hartowanej, a jego prowadzenie zapewniają precyzyjnie obrobione gniazda gwarantujące szczelność i szybkie czasy przełączeń.

Czas przełączenia wynosi zazwyczaj 10–35 ms, zależnie od napięcia, wersji zaworu, temperatury oraz rodzaju cewki. W przypadku większych zaworów (VF5000) czas może być dłuższy z uwagi na większą masę suwaka, jednak nadal pozostaje w zakresie wymaganym dla szybkich układów automatyki.

Tak. Serie VF3000 i VF5000 są projektowane do pracy w wymagających warunkach. Korpusy i prowadzenia suwaka są odporne na drgania, a cewki wyposażone w zabezpieczenia mechaniczne. W aplikacjach o ekstremalnych drganiach zaleca się stosowanie złączy przewodowych zamiast kostek DIN.

Seria VF3000 jest lżejsza i bardziej kompaktowa, dzięki czemu może być montowana bezpośrednio na prowadnicach lub na płytach zbiorczych. VF5000, ze względu na większe rozmiary przepływowe, wymaga solidniejszych mocowań, zwłaszcza przy pracy w układach z podciśnieniem lub dużym ciśnieniem roboczym.

Tak. Obie serie są kompatybilne z platformą wyspową SMC, co pozwala na łączenie wielu zaworów w modułowe układy sterowania. Montaż w wyspach ułatwia okablowanie, redukuje liczbę przewodów i przyspiesza diagnostykę.

Tak, są kompatybilne zarówno z powietrzem filtrowanym suchym, jak i olejowym. W przypadku stosowania mgły olejowej warto utrzymywać stały poziom olejenia, aby uniknąć zmian charakterystyk tarcia w suwaku.

Tak, ale tylko w określonych wersjach. SMC oferuje warianty przystosowane do pracy z podciśnieniem, jednak wymagają użycia specjalnych konfiguracji portów i uszczelnień. Standardowe wersje mogą mieć ograniczenia w zakresie szczelności, dlatego należy konsultować dobór z kartami technicznymi.

Zmniejsza ryzyko drgań rdzenia, ogranicza przegrzewanie i eliminuje przepięcia, dzięki czemu cewka pracuje stabilnie przez wiele milionów cykli. W porównaniu z cewkami AC bez prostownika żywotność jest często o kilkadziesiąt procent wyższa.

Tak. Poprawia parametry EMC, ograniczając emisję zakłóceń elektromagnetycznych. To istotne w układach, w których sterowanie oparte jest na sygnałach o niskim napięciu, w systemach robotyki i precyzyjnego pozycjonowania.

Tak, większość modeli posiada przycisk sterowania ręcznego (manual override), który umożliwia testowanie cykli bez aktywacji cewki. Są dostępne wersje przełączalne i monostabilne (chwilowe).

Typowy zakres to –10°C do +50°C, jednak dla wersji specjalnych dostępne są inne tolerancje temperaturowe. Należy pamiętać, że przy niskich temperaturach medium musi być osuszone, aby uniknąć zamarzania w kanale pilotowym.

Tak, w ofertach SMC dostępne są wykonania z powłoką antykorozyjną oraz specjalne wersje na rynki wymagające podwyższonej ochrony (np. przemysł spożywczy czy farmaceutyczny). Wymaga to indywidualnego doboru konfiguracji.

Regularna konserwacja obejmuje kontrolę czystości powietrza, stabilności ciśnienia, stanu cewek, przewodów zasilających i uszczelnień. Zawory te są projektowane tak, aby wymagały minimalnej obsługi, jednak zaleca się okresowe testy manual override oraz kontrolę szczelności.

SMC często podaje żywotność rzędu 50–200 mln cykli, zależnie od modelu. Oznacza to liczbę przełączeń suwaka do momentu wystąpienia zużycia wpływającego na szczelność lub dynamikę. W praktyce zawory te wytrzymują często znacznie więcej cykli przy właściwych warunkach pracy.

Kluczowe parametry to:

• wymagany przepływ Qn,
• średnica tłoka siłownika,
• szybkość ruchu i obciążenie,
• długość przewodów,
• rodzaj sterowania.

VF3000 zwykle stosuje się przy średnich siłownikach (Ø 32–63 mm), a VF5000 przy dużych (Ø 80–200 mm).

Tak. Dzięki pilot-assisted i niskiej bezwładności suwaka osiągają bardzo szybkie czasy przełączania, co czyni je idealnymi np. dla sorterów, pakowarek, robotów pick&place.

Nie są certyfikowane jako elementy bezpieczeństwa SIL/PL, ale mogą współpracować z systemami bezpieczeństwa jako element wykonawczy – pod warunkiem zastosowania elementów redundancji i diagnostyki zgodnej z normami.

Tak, zawory są przystosowane do montażu w dowolnej orientacji, o ile nie wpływa to na dostęp do portów pilotowych i nie powoduje gromadzenia się kondensatu w korpusie.

W zaworach tych nie stosuje się zintegrowanej regulacji tłumienia – trzeba użyć osobnych dławiąco-zwrotnych regulatorów przepływu montowanych na portach siłownika. To pozwala precyzyjnie ustawić prędkość ruchu.

Wysoka precyzja kanałów wymaga stosowania filtrowania powietrza. Zaleca się filtr 5 µm lub lepszy. Praca na niefiltrowanym powietrzu prowadzi do szybkiego zużycia suwaka.

Same zawory pracują bardzo cicho dzięki prostownikowi eliminującemu drgania elektromagnetyczne. Hałas w układzie pochodzi głównie z odpowietrzania — dlatego stosuje się tłumiki hałasu SMC w portach wydechowych.

Tak, większość cewek SMC ma wbudowane diody LED sygnalizujące załączenie elektromagnesu, co ułatwia diagnostykę.

W pozycji środkowej oba porty robocze (A i B) są podłączone do zasilania P, co umożliwia utrzymanie siłownika w ustalonej pozycji pod obciążeniem. Zapewnia to doskonałą stabilność.

Diagnostyka obejmuje:

• pomiar napięcia na cewce,
• sprawdzenie LED,
• test manual override,
• pomiar szczelności portów,
• kontrolę zegara ciśnienia pilota.

Dzięki modularnej budowie wiele problemów można rozpoznać bez demontażu zaworu.

Nie tyle trwalszy, co dostosowany do większych obciążeń. Obie serie są budowane według tych samych standardów jakości SMC, jednak VF5000 pracuje wydajniej przy dużych przepływach i siłownikach o dużej powierzchni tłoka.

Długie przewody zwiększają opory przepływu i mogą powodować opóźnienia w reakcji siłownika. Aby temu zapobiec, należy dobrać zawór o większym przepływie lub skrócić odstępy między rozdzielaczem a odbiornikiem.

Najczęściej spotykane to Rc1/8, Rc1/4 i Rc3/8 dla VF3000 oraz Rc1/2 lub Rc3/4 dla VF5000. Dostępne są również wersje G (BSPP) i NPT.

Tak, o ile zapewniony jest odpowiedni przepływ i kontrola prędkości. Siłowniki beztłoczyskowe często wymagają wyższych przepływów — stąd VF5000 jest preferowany.

Cewki z prostownikiem pełnookresowym już zawierają elementy ograniczające przepięcia. Można dodatkowo stosować układy snubber lub moduły ochronne, szczególnie przy długich przewodach.

Tak. Są projektowane z myślą o ciągłej, intensywnej eksploatacji, o ile zapewnione jest odpowiednie chłodzenie cewek i jakość powietrza.

Pilot korzysta z ciśnienia medium roboczego — zwykle wystarcza już 0,15–0,25 MPa, aby suwak mógł przełączyć się szybko i stabilnie.

• automatyzacja montażu,
• transport pneumatyczny,
• robotyka przemysłowa,
• prasy pneumatyczne,
• pakowarki,
• systemy sortujące,
• zgrzewarki,
• maszyny CNC i manipulatory.

Standardowe wersje nie mają certyfikacji ATEX. SMC oferuje wersje specjalne dla stref EX, ale wymagają indywidualnego doboru elementów.

Wymiana cewki jest prosta i najczęściej nie wymaga demontażu całego zaworu — wystarczy odpiąć przewód, zdjąć złącze i odblokować zatrzask. Dzięki temu przestój linii jest minimalny.

• stabilna praca nawet w trudnych warunkach,
• zwiększona żywotność cewki i suwaka,
• redukcja hałasu i drgań,
• wyższa niezawodność sterowania,
• możliwość pracy z AC bez negatywnych efektów magnetycznych,
• bezpieczeństwo i odporność EMC.

Łącznie czyni to zawory VF jednymi z najtrwalszych i najbardziej uniwersalnych rozdzielaczy w automatyce przemysłowej.