In een pneumatische applicatie is een ventiel het component wat voor de distributie van de perslucht zorgt. Het ventiel schakelt de perslucht op het gewenste moment en in de juiste stromingsrichting. Deze actie zal een reactie opleveren, kracht of signaal, die nodig is om een beweging te realiseren, zoals; het openen van een pneumatische deur, onderbreken van een goederenstroom door middel van een stoppercilinder of het openen van een perslucht gestuurde afsluiter.
Dimensionering van het systeem:
Voor het selecteren van het juiste ventiel zijn de eerste vragen; Wat willen we gaan doen? Welke krachten zijn hiervoor nodig? Wat is de frequentie van de applicatie? Hoeveel tijd hebben we beschikbaar voor deze actie? Dit noemen we de dimensionering van het systeem. Daarnaast kunnen ook andere aspecten een rol spelen, zoals; omgevingstemperatuur, explosieveiligheidscondities en ATEX zones of de chemische bestendigheid.
Selectie van het juiste ventiel:
De hoeveelheid lucht die nodig is wordt bepaald door de diameter en slag van de cilinder. Het volume van de actuator, benodigde druk en schakelfrequentie bepalen de grootte van het distributieventiel
Functie van ventiel:
Om een actie te maken; puls- blaassignaal, roteren van een as of heen en weer gaande beweging van een cilinder kan gebruik worden gemaakt van verschillende functies:
De meest voorkomende functie zijn:
- 2/2 ventiel, 2 poorten, 2 standen, open – dicht functie
- 3/2 ventiel, 3 poorten, 2 standen, open – dicht functie en ontluchting secundaire zijde.
- 5/2 ventiel, 5 poorten, 2 standen, toevoer, 2x distributie en 2x ontluchting
- 5/2 ventiel, 5 poorten, 2 standen, toevoer, 2x distributie en 2x ontluchting
Dit zijn de meest voorkomende varianten, maar voor specifieke wensen bestaan er ook andere uitvoeringen, zoals; 4/2, 4/3 en 6/2 ventielen.
Aansturing / operator kiezen om de functie te bekrachtigen
De aansturing van bovengenoemde functies worden gerealiseerd door een operator. De operator zorgt ervoor dat het ventiel in de juiste rust- of schakelstand wordt gepositioneerd. Voorbeelden van operators zijn:
- Voetbediening
- Handmatige bediening
- Mechanische bediening
- Pneumatische bediening
- Elektrische bediening
- Elektrisch- pneumatische bediening
Nadat de functie en operator voor een ventiel zijn gekozen volgt nog een laatste selectie. Afhankelijk van het aantal standen dat een ventiel heeft en welke operator de voorkeur heeft moet nog bepaald worden of het een mono-stabiel en bi-stabiel ventiel moet zijn.
Monostabiel of bistabiel
Mono-stabiel betekend dat zodra de bediening wordt weggenomen het ventiel automatisch terugkomt in zijn rust of nul positie. Als we onze voet of hand van de operator halen of een signaal, perslucht of elektrisch) onderbreken gaat de cilinder terug naar de uitgangspositie.
Bi-stabiel is het tegenovergestelde. Er zijn twee acties nodig om een volledig cycles, in – uit van een cilinder, te realiseren. Dit kan bij een enkele operator doormiddel van een hefboom terug te zetten in zijn ruststand, knop nogmaals in te drukken. Bij ventielen met twee operators wordt het pneumatische signaal gewisseld tussen beide stuurpoorten of de elektrische spoelen.
Flow en drukregelventielen
De laatste stap in het ontwerp van een pneumatisch opstelling gaat het om het fijn tunen. Het selecteren van de juiste flowventielen om de hoeveelheid lucht te regelen en het juiste drukreduceerventiel om de druk te regelen.
Voor het afstellen, beheersen en bewaken van cilindersnelheden wordt gebruik gemaakt van flowregelventielen en flowsensoren. Voor het instellen van de gewenste druk en daarmee direct verbonden kracht worden reduceerventielen of proportionele regelingen toegepast. Het regelen van een cilindersnelheid door de druk te verhogen lijkt goedkoper maar komt de kwaliteit en efficiëntie niet ten goede en leidt tot onnodig energieverspilling