Zawory zwrotne sterowane – zastosowanie

W artykule zostaną omówione zawory zwrotne sterowane, które są odmianą jednokierunkowych zaworów zwrotnych. Dla przypomnienia – zawory zwrotne to zawory stosowane zarówno w pneumatyce jak i hydraulice, pozwalające na swobodny przepływ medium (oleju hydraulicznego, wody, cieczy, sprężonego powietrza itp.) w jednym kierunku i blokujące przepływ w kierunku przeciwnym. O zaworach zwrotnych pisaliśmy już wielokrotnie (zobacz artykuły) Zawory zwrotne sterowane to specyficzne rozwiązanie stosowane głównie w układach zabezpieczających pracę siłowników pneumatycznych.

Tego dowiesz się z mojego artykułu

Zapraszam do lektury mojego artykułu!

Zawory zwrotne klasyczne a zawory zwrotne sterowane: różnica w działaniu

Zawory zwrotne to zawory samoczynne, czyli zawór otwiera się pod wpływem ciśnienia medium roboczego, zamyka się natomiast, odcinając przepływ za pomocą np. kulki, uszczelki lub grzybka w momencie spadku ciśnienia lub gdy pojawi się ciśnienie po drugiej stronie zaworu. Zawory zwrotne sterowane to zawory które posiadają dodatkową możliwość otwarcia przepływu w kierunku przeciwnym zewnętrznym sygnałem sterującym. W przypadku braku tego sygnału zawór spełnia funkcję klasycznego zaworu zwrotnego.

Zawory zwrotne – działanie, funkcjonalność, zastosowania. Zobacz nasz filmowy poradnik!

Symbole graficzne zaworów zwrotnych sterowanych

Zawory zwrotne sterowane posiadają swój symbol graficzny. Przedstawiam go poniżej:

Zawór zwrotny sterowany

W schematach graficznych układów pneumatyki stosuje się także inną wersję tego symbolu, którą prezentuję poniżej.

Zawór zwrotny sterowany

Pierwszy symbol częściej stosowany jest na schematach sterowania hydraulicznego.

UWAGA! Bardzo często w hydraulice siłowej stosowany jest tzw. zamek hydrauliczny, czyli zespół połączonych dwóch zaworów zwrotnych sterowanych, umieszczonych w we wspólnym korpusie i gotowy do zamontowania na cylindrze hydraulicznym. Przykład takiego rozwiązania prezentuję poniżej.

Zamek hydrauliczny (zespół zaworów zwrotnych sterowanych do cylindra hydraulicznego)

Zasada działania zaworów zwrotnych sterowanych

Zasada działania zaworu zwrotnego sterowanego jest taka sama jak w przypadku zaworu zwrotnego klasycznego, z dodatkową funkcją otwarcia zewnętrznym sygnałem przepływu w kierunku przeciwnym. Dla zaworów pneumatycznych jest to sprężone powietrze, natomiast dla zaworów hydraulicznych ciecz robocza (np. olej). Otwarcie zaworu może nastąpić w dowolnym momencie, a po otwarciu zawór staje się zaworem dwukierunkowym 2/2. W sytuacji stałego podawania sygnału sterującego zawór jest otwarty, co umożliwia swobodny przepływ np. sprężonego powietrza w dwóch kierunkach. Po zaniku ciśnienia na przyłączu sterującym zawór natychmiast się zamyka. Jest to bardzo istotna cecha z punktu widzenia bezpieczeństwa, gdyż np. w przypadku awaryjnego zaniku zasilania (spadku ciśnienia) zawór samoczynnie się zamyka, odcinając przepływ medium roboczego.

Podłączenie zaworów zwrotnych sterowanych w układach z zabezpieczeniem przed spadkiem ciśnienia

Charakterystyczna cecha zaworów zwrotnych sterowanych opisana powyżej znajduje zastosowania w przypadku siłowników pneumatycznych (lub innych elementów napędowych), które pracują w maszynach stwarzających zagrożenia w przypadku zaniku zasilania lub gwałtownego spadku ciśnienia.

Spadek ciśnienia lub jego zanik może być spowodowany:

• awarią sprężarki lub kompresora,
• zanikiem zasilania elektrycznego,
• przerwaniem lub uszkodzeniem przewodów zasilających.

Na schematach poniżej zamieściłem sposób podłączenia i sterowania zaworami zwrotnymi sterowanymi w dwóch przypadkach:

1 – poprzez bezpośrednie podłączenie zaworów do źródła zasilania przed rozdzielaczem siłownika.

Bezpośrednie podłączenie zaworów zwrotnych sterowanych do zasilania, przed rozdzielaczem siłownika

2 – z zastosowaniem dodatkowego zaworu 3/2, po przesterowaniu którego jest możliwe sterowanie siłownikiem pneumatycznym.

Uwaga: kolorem czerwonym zaznaczyłem części układu będące pod ciśnieniem a kolorem niebieskim części odpowietrzone (ciśnienie atmosferyczne).

Schemat podłączenia zaworów zwrotnych sterowanych z użyciem dodatkowego zaworu 3/2

Jak zabezpieczyć siłownik pneumatyczny przed opadaniem?

Szczególnym przypadkiem stwarzającym zagrożenie są siłowniki pneumatyczne pracujące pionowo. Mogą one zarówno podnosić obciążenie, będąc zabudowane tłoczyskiem do dołu, jak i tłoczyskiem do góry. W przypadku takiego zamocowania siłowników zanik zasilania, ciśnienia lub przerwanie przewodów zasilających siłownik powoduje gwałtowny i  niekontrolowany jego ruch, co doprowadza do uszkodzenia maszyny lub stwarza zagrożenie dla obsługi. W takim przypadku powszechnie stosuje się zawory zwrotne sterowane jako tzw. zamki pneumatyczne podłączone jak na schemacie poniżej z zastosowaniem tzw. krosowania. Polega ono na naprzemiennym podłączeniu zaworów zwrotnych sterowanych tak, aby zawór na powrocie był sterowany z przewodu zasilającego. Takie połączenie powoduje że zawory zwrotne sterowane stają się zaworami bezpieczeństwa.

Schemat podłączenia zaworów zwrotnych sterowanych w celu zabezpieczenia tłoczyska siłownika przed opadaniem

W przypadku zamocowania siłownika pracującego tłoczyskiem w dół, na rysunku poniżej przedstawiam inny schemat sterowania z wykorzystaniem zaworu zwrotnego sterowanego.

Podłączenie zaworu zwrotnego sterowanego w układzie sterowania siłownikiem opuszczającym ciężar

Stosowanie zaworów zwrotnych sterowanych – kilka praktycznych wskazówek

• zawory zwrotne sterowane pneumatycznie są przeznaczone do bezpośredniego wkręcenia w siłownik, co znacznie zwiększa skuteczność zatrzymania poprzez zminimalizowanie tzw. objętości szkodliwych,
• zawory zwrotne sterowane można wykorzystywać do zatrzymania siłownika podczas ruchu, nie jest to jednak typowe pozycjonowanie,
• zawory zwrotne sterowane mogą posiadać awaryjne przesterowanie ręczne jak w tym przykładzie zobacz produkt
• dostępne są zawory zwrotne sterowane z wbudowanym zaworem dławiąco-zwrotnym, co umożliwia sterowanie prędkością ruchu siłownika pneumatycznego zobacz warianty produktu

Podsumowanie

Zawory zwrotne sterowane to niezwykle przydatne elementy pneumatyki wykorzystywane w układach bezpieczeństwa. Są stosowane jako elementy pomocnicze do sterowania siłownikami pneumatycznymi. Pozwalają na wyeliminowanie niekontrolowanego ruchu siłownika po zaniku ciśnienia, zasilania elektrycznego lub w przypadku mechanicznego uszkodzenia przewodów pneumatycznych lub rozszczelnienia instalacji.

W celu doboru kompletnego i bezpiecznego układu sterowania Państwa siłownikami pneumatycznymi polecam kontakt z naszymi specjalistami.