1. Co je pneumatický klapkový ventil?
Pneumatická klapková klapka je čtvrtotáčkový ventil používaný k regulaci nebo uzavření průtoku kapaliny v potrubí. Skládá se z kruhového kotouče (často nazývaného „kotouč“) namontovaného na dříku, který se otáčí uvnitř tělesa ventilu. „Pneumatický“ označuje ovládací mechanismus, který k ovládání ventilu používá stlačený vzduch, což umožňuje dálkové nebo automatické ovládání.
Pneumatický klapkový ventil lze rozdělit na dvě klíčové komponenty: pneumatický pohon a klapkový ventil.
· Těleso klapkového ventilu: Skládá se z tělesa ventilu, kotouče (disku), vřetena a sedla. Kotouč se otáčí kolem vřetena a otevírá a zavírá ventil.
· Pneumatický pohon: Využívá stlačený vzduch jako zdroj energie a pohání píst nebo lopatku k vytvoření lineárního nebo rotačního pohybu.
Klíčové komponenty
*Motýlkový ventil:
- Těleso ventilu: Pouzdro, ve kterém je uložen disk a které je připojeno k potrubí.
- Disk (kotouč): Plochá nebo mírně vyvýšená deska, která reguluje průtok. Při umístění rovnoběžně se směrem proudění se ventil otevírá; při umístění kolmo se zavírá.
- Vřeteno: Tyč spojená s diskem, která přenáší rotační sílu z aktuátoru.
- Těsnění a sedla: Zajistěte těsné uzavření a zabraňte úniku.
*Pohon
- Pneumatický pohon: Obvykle pístového nebo membránového typu, přeměňuje tlak vzduchu na mechanický pohyb. Může být dvojčinný (tlak vzduchu pro otevírání i zavírání) nebo jednočinný (vzduch pro jeden směr, pružina pro návrat).
2. Princip fungování
Činnost pneumatického klapkového ventilu je v podstatě řetězený proces „ovládání stlačeným vzduchem“→ovládání aktuátoru→otáčení disku pro řízení toku.“ Jednoduše řečeno, pneumatická energie (stlačený vzduch) se přeměňuje na rotační mechanický pohyb pro nastavení polohy disku.
2.1. Proces aktivace:
- Do pneumatického pohonu je přiváděn stlačený vzduch z externího zdroje (například kompresoru nebo řídicího systému).
- U dvojčinného aktuátoru vstupuje vzduch do jednoho otvoru, aby otočil dřík ventilu ve směru hodinových ručiček (tj. aby se ventil otevřel), a do druhého otvoru, aby jej otočil proti směru hodinových ručiček. Tím se generuje lineární pohyb pístu nebo membrány, který se pomocí ozubeného mechanismu nebo mechanismu Scotch-yoke převádí na 90stupňovou rotaci.
- U jednočinného pohonu tlak vzduchu tlačí píst proti pružině, čímž se ventil otevře, a uvolnění vzduchu umožňuje pružině jej automaticky zavřít (bezpečnostní konstrukce).
2.2. Funkce ventilu:
- Jak pohon otáčí vřetenem ventilu, otáčí se i kotouč uvnitř tělesa ventilu.
- Otevřená poloha: Disk je rovnoběžný se směrem proudění, čímž se minimalizuje odpor a umožňuje plný průtok potrubím. - Zavřená poloha: Disk se otáčí o 90 stupňů, kolmo k proudění, čímž blokuje průchod a utěsňuje sedlo.
- Mezilehlá poloha může škrtit průtok, ačkoli klapkové ventily jsou kvůli svým nelineárním charakteristikám proudění vhodnější pro provoz typu otevírání a zavírání než pro přesnou regulaci.
2.3. Řízení a zpětná vazba:
- Pohon je obvykle spárován se solenoidovým ventilem nebo polohovacím regulátorem pro přesné ovládání pomocí elektrických signálů.
- Snímač může poskytovat zpětnou vazbu o poloze ventilu, aby byl zajištěn spolehlivý provoz v automatizovaných systémech.
3. Jednočinné a dvojčinné
3.1 Dvojčinný pohon (bez vratné pružiny)
Pohon má dvě protilehlé pístní komory. Stlačený vzduch je řízen solenoidovým ventilem, který střídavě pracuje v „otevírací“ a „zavírací“ komorě:
Když stlačený vzduch vstoupí do „otevírací“ komory, tlačí na píst, což způsobí otáčení dříku ventilu ve směru hodinových ručiček (nebo proti směru hodinových ručiček, v závislosti na konstrukci), což následně otáčí kotoučem a otevírá potrubí.
Když stlačený vzduch vstoupí do „uzavírací“ komory, tlačí píst v opačném směru, což způsobí, že dřík ventilu otočí kotouč proti směru hodinových ručiček a uzavře potrubí. Vlastnosti: Při ztrátě stlačeného vzduchu zůstává kotouč ve své aktuální poloze („bezpečnostní mechanismus“).
3.2 Jednočinný pohon (s vratnou pružinou)
Pohon má pouze jednu komoru pro vstup vzduchu a na druhé straně je vratná pružina:
Když proudí vzduch: Stlačený vzduch vstupuje do vstupní komory a překonává sílu pružiny, která tlačí na píst, což způsobuje, že se disk otáčí do polohy „otevřeno“ nebo „zavřeno“;
Při ztrátě vzduchu: Uvolní se síla pružiny, která zatlačí píst zpět a způsobí návrat disku do přednastavené „bezpečnostní polohy“ (obvykle „zavřeno“, ale může být také navrženo jako „otevřeno“).
Vlastnosti: Má funkci „bezpečnostního zabezpečení“ a je vhodný pro použití v aplikacích vyžadujících bezpečnostní opatření, jako jsou například hořlavá, výbušná a toxická média.
4. Výhody
Pneumatické klapkové ventily jsou vhodné pro rychlý provoz, obvykle vyžadují pouze čtvrt otáčky, což je činí vhodnými pro průmyslová odvětví, jako je úprava vody, vytápění, větrání a klimatizace a chemické zpracování.
- Rychlá doba odezvy díky pneumatickému ovládání.
- Nízké náklady a zjednodušená údržba ve srovnání s elektrickými nebo hydraulickými alternativami.
- Kompaktní a lehká konstrukce.