
- •1. Структура пневматических приводов
- •2. Физические основы функционирования пневмосистем
- •2.1 Основные параметры газа
- •2.2 Основные физические свойства газов
- •2.3. Основные газовые законы
- •2.4. Течение газа
- •2.4.1. Расход
- •2.4.2. Уравнение Бернулли
- •2.4.3. Режимы течения
- •3. Энергообеспечивающая подсистема
- •3.1. Производство и подготовка сжатого воздуха
- •3.2.1. Объемные компрессоры
- •3.2.2. Динамические компрессоры
- •3.3. Устройства очистки и осушки сжатого воздуха
- •3.4 Ресиверы
- •3.5. Трубопроводы. Соединения трубопроводов
- •3.6. Блоки подготовки воздуха
- •4. Исполнительная подсистема
- •4.1. Пневматические цилиндры
- •4.1.1. Пневмоцилиндры одностороннего действия
- •4.1.3. Позиционирование пневмоцилиндров
- •4.1.4. Бесштоковые пневмоцилиндры
- •4.1.5. Защита штока пневмоцилиндра от проворота
- •4.1.6. Монтаж пневмоцилиндров
- •4.2. Поворотные пневматические двигатели
- •4.4. Специальные пневматические исполнительные устройства
- •4.4.1. Цанговые зажимы
- •4.4.2. Пневматические захваты
- •4.4.3. Вакуумные захваты
- •5. Направляющая и регулирующая подсистема
- •5.1. Пневматические распределители
- •5.1.1. Моностабильные пневмораспределители
- •5.1.2. Бистабилькые пневмораспределители
- •5.1.3. Монтаж пневмораспределителей
- •5.1.4. Определение параметров пневмораспределителей
- •5.2. Запорные элементы
- •5.3. Устройства регулирования расхода
- •5.4. Устройства регулирования давления
- •6. Информационная подсистема
- •6.1. Пневматические путевые выключатели
- •6.2. Струйные датчики положения
- •6.5. Счетчики импульсов
- •7. Логико-вычислительная подсистема
- •7.1. Основные логические функции
- •7.2. Логические пневмоклапаны
- •7.3. Пневмоклапаны выдержки времени
- •7.4. Реализация функции запоминания сигнала в пневматических системах
- •8. Пневматические приводы технологического оборудования
- •8.1. Циклические пневмосистемы хода
- •8.1.1. Формы представления хода технологического процесса
- •8.1.2. Методы проектирования пневматических сау
- •8.1.3. Переключающие регистры
- •8.1.4. Реализация сервисных функций в пневматических системах
- •8.2. Пневмогидравлические приводы
- •8.3. Системы позиционирования
- •9. Релейно-контактные системы управления
- •9.1. Устройства ввода электрических сигналов
- •9.1.2. Электромеханические путевые (концевые) выключатели
- •9.1.3. Бесконтактные путевые выключатели
- •9.2. Устройства обработки электрических сигналов
- •9.3. Устройства преобразования сигналов
- •9.3.1. Электропневматические преобразователи
- •9.3.2. Пневмоэлектрические преобразователи (реле давления)
- •9.4. Реализация логических функций в релейно-контактных системах управления
- •9.5. Реализация функции запоминания сигнала в релейно-контактных системах управления
- •9.6. Правила построения релейно-контактных схем
- •9.7. Проектирование релейно-контактных систем управления
- •9.8. Переключающие регистры
- •9.9. Реализация сервисных функций в релейно-контактных системах управления
- •9.10. Электропневматические приводы с управлением от промышленных логических контроллеров
- •10. Эксплуатация пневматических приводов
- •10.1. Техническое обслуживание пневматических приводов
- •10.2. Поиск и устранение неисправностей
- •10.3. Требования безопасности
- •11.1. Основные газовые законы Закон Бойля — Мариотта
- •II. 2. Расчет внутреннего диаметра трубопроводов
- •11.4. Выбор пневмораспределителей
3.4 Ресиверы
Выравнивание колебаний давления в сети при расходовании сжатого воздуха и создание резервного запаса воздуха осуществляются путем использования специальных емкостей (воздухосборников) — ресиверов (рис. 3.26). Объем ресивера выбирают в зависимости от режима работы компрессорной установки, и величина его должна составлять не менее половины объема воздуха, всасываемого компрессором в течение одной минуты.
Рис. 3.26. Ресивер
Отбор сжатого воздуха из ресивера в систему осуществляют из верхней его части, т. к. в нижней со временем скапливается конденсат, для отвода которого применяют устройства автоматического или ручного слива. Ресиверы больших объемов снабжают люками для периодической очистки внутренних поверхностей от загрязнений.
Аккумулирование энергии сжатого воздуха в ресивере позволяет периодически отключать компрессор от пнев-мосети (переводить в режим разгрузки), либо вообще временно его выключать. Обычно это делается автоматически, когда давление в ресивере достигает значения, на которое настроен установленный на нем электрический датчик давления. Как только давление падает ниже предельного значения, датчик выдает сигнал на подключение (включение) компрессора. Таким образом, компрессор работает под нагрузкой не постоянно, а периодически, по мере того как расходуется сжатый воздух в пневмосети.
Поскольку ресивер является емкостью, находящейся под давлением, то с целью обеспечения безопасности эксплуатации его снабжают предохранительным пневмоклапаном, предназначенным для автоматического сброса сжатого воздуха в атмосферу при повышении давления сверх установленного значения (рис. 3.27).
Рис. 3.27. Предохранительный пневмоклапан
Предохранительный пневмоклапан представляет собой пружинную полноподъемную конструкцию, обеспечивающую высокую пропускную способность клапана при его открытии.
В нормальном состоянии запорно-регулирующий элемент (ЗРЭ) — тарельчатый клапан 2 — прижат к седлу 1 пружиной 3, силу сжатия которой настраивают посредством специально предусмотренной гайки 4. При повышении давления под клапаном сверх значения, определяемого настройкой пружины, тарельчатый клапан отходит от седла, обеспечивая свободный выход воздуха вплоть до того момента, когда давление упадет ниже номинального значения срабатывания клапана, после чего последний закрывается. Исправность клапана можно проверить продувкой, используя кольцо 5 для принудительного его открытия. Функциональное назначение и принцип действия предохранительного пневмоклапана прекрасно отображены в его условном графическом обозначении. Так как чтение принципиальных схем пневматических систем любой сложности базируется на понимании смысла, вложенного в каждый символ, остановимся подробнее на условном графическом обозначении предохранительного пневмоклапана (рис. 3.28).
Рис. 3.28. Условное графическое обозначение регулируемого предохранительного клапана
Изображение квадрата с расположенной внутри него линией со стрелкой обозначает, что положение запорно-регулирующего элемента аппарата зависит от параметров потока сжатого воздуха, например давления. Стрелка показывает направление движения потока. Линия со стрелкой (ЗРЭ) не соединяет на условном графическом обозначении линию питания с выхлопом (обозначен треугольником), и это говорит о том, что в нормальном состоянии аппарат закрыт, т. е. сжатый воздух, подводимый к аппарату, не проходит через него. Следует обратить внимание на то, что рассматриваемая линия со стрелкой на конце сдвинута на условном графическом обозначении относительно оси «питание — выхлоп» вниз, в сторону действия пружины (в реальном клапане запорно-регулирующий элемент прижат к седлу пружиной). Чтобы эта линия «соединила» линию питания с выхлопом, ей необходимо «преодолеть силу сжатия пружины» (что и происходит с запорно-регулирующим элементом в реальном клапане). Сжатый воздух под давлением, значение которого обеспечивает данное перемещение, «подводится к стрелке» (к запорно-регулирующему элементу в реальном клапане) от линии питания по «каналу управления», наличие которого указывает на то, что аппарат реагирует на значение входного давления (реагирует на давление «перед собой»).
На практике часто применяют предохранительные клапаны, в конструкции которых не заложена возможность регулировки силы предварительного сжатия пружины. В таких случаях символ, обозначающий пружину, изображают без пересекающей его стрелки (рис. 3.29).
Рис. 3.29. Условное графическое обозначение нерегулируемого предохранительного пневмоклапана
Линия со стрелкой может не иметь перпендикулярного к ней отрезка в своей начальной точке (рис.3.29, б); этот отрезок (рис.3.29, а) обозначает, что запорно-регулирующий элемент при своем движении всегда связан с каналом питания.
Параметры находящегося в ресивере сжатого воздуха (температуру и давление) контролируют установленными на нем термометром и манометром. Условные графические обозначения этих устройств представлены на рис. 3.30.
Рис. 3.30. Условное графическое обозначение: а — термометра, б – манометра
Существуют разнообразные конструктивные решения устройств контроля давления, но наиболее часто применяют стрелочные манометры, чувствительным элементом которых служит тонкостенная упругая трубка (трубка Бурдона) (рис. 3,31).
Рис. 3.31. Стрелочный манометр с трубкой Бурдона
Через специальный штуцер, подсоединенный к контролируемой точке пневмосистемы, в трубку подается сжатый воздух. Под действием оказываемого им давления трубка распрямляется (рис. 3.31, а), поворачивая через тягу и зубчатый сектор находящееся в зацеплении с последним зубчатое колесо, жестко связанное со стрелкой, которая, в свою очередь, перемещается относительно шкалы с рисками, соответствующими определенным значениям давления в трубке (рис. 3.31, б, в).
Входящие в состав пневмопривода манометры должны иметь красную черту, нанесенную поверх деления, соответствующего максимально допустимому рабочему давлению. Манометр устанавливают так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, при этом желательным является вертикальное расположение плоскости шкалы.
Варианты размещения устройств очистки и осушки сжатого воздуха формируются на основе требований к нему со стороны конкретных потребителей. Примеры схем рациональной установки этих устройств в пневмосети с нецентрализованной (а) и централизованной (б) осушкой представлены на рис. 3.32.
Рис. 3.32. Варианты схем размещения устройств очистки и осушки в пневмосистемах
Группа пневматических устройств, условные графические обозначения которых на схеме охватываются замкнутой штрихпунктирной линией, составляет единый функциональный блок. На приведенных схемах таким блоком является компрессорная станция.
На принципиальных пневматических схемах машин и установок, работающих от заводской сети сжатого воздуха, развернутое изображение источника питания не приводят, а используют условное графическое обозначение в виде незакрашенного треугольника или окружности с точкой в центре.