automação pneumática 03 - válvulas pneumáticas

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Automação pneumática Válvulas pneumáticas

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  • Automao pneumticaVlvulas pneumticas

  • Definio So elementos de comando que regulam vazo, presso e direo do ar comprimido.

    Podem ser: direcionais; reguladoras de fluxo; de bloqueio; de Presso; combinadas.

  • Vlvulas de direcionais Funo: orientar a direo que o ar deve seguir p/ realizar um trabalho proposto.

    Simbologia

    Nmero de posies qtde de manobras distintas que a vlvula pode executar sob ao de seu acionamento

    Nmero de vias de conexes de trabalho que a vlvula possui

  • Direo de fluxo as setas indicam a interligao interna das conexes, mas no necessariamente o sentido de fluxo

    Passagem bloqueada

    Escape no provido para conexo (no canalizado ou livre)

    Escape provido para conexo (canalizado)

  • Uma regra prtica para a determinao do nmero de vias consiste em separar um dos quadrados (posio) e verificar quantas vezes o(s) smbolo(s) interno(s) toca(m) os lados do quadro, obtendo-se, assim, o nmero de orifcios e em correspondncia o nmero de vias.Preferencialmente, os pontos de conexo devero ser contados no quadro da posio inicial.

  • Identificao dos Orifcios da Vlvula

  • Tipos de Acionamento das Vlvulas

    - Musculares: feita pelo operador sistema (para vlvulas de painel)

  • - Acionamentos Mecnicos: feito por qq componente pneumtico (para vlvulas fim de curso).

  • Posicionado em fim de curso

    Em fim de curso, evita dano vlvula que recebe ataque lateral

    Em posies intermedirias ou fim de curso, permite acionar vlvula em um s sentido, emitindo sinal pneumtico breve.

  • - Acionamentos Pneumticos

    Comando direto por alvio de presso Comando direto por aplicao de presso

    Diafragma: pode trabalhar com P devido grande rea de contato

  • - Acionamentos Combinados

    Solenide e piloto interno

    Solenide e piloto externo Ppiloto suprida externamente

    Solenide e piloto ou boto permite testar o circuito sem energiz-lo e/ou continuidade de operao na falta de energia eltrica

  • Posies de uma VCD

    - Posio zero ou repouso: posio da vlvula qdo no conectada ou acionada.

    - Posio inicial ou partida: posio da vlvula ao ser instalada no circuito pneumtico, pressurizado ou energizado.

    Ligaes de uma VCD

    Nas vlvulas de duas posies, as ligaes so feitas no quadro do retorno (direita do smbolo), quando a vlvula no estiver acionada. Quando acionada (presa em fim de curso na posio inicial), as ligaes so feitas no quadro de acionamento ( esquerda do smbolo).

    Nas vlvulas de trs posies, as ligaes so feitas no quadro central (posio neutra) quando no acionadas, ou no quadro correspondente, quando acionadas.

  • Alguns Tipos de VCD

    2/2 Tipo Assento com DiscoUma haste com disco na extremidade mantida contra um assento de material sinttico, evitando a passagem do AC. O disco forado contra o assento por uma mola, auxiliada posteriormente pela entrada do ar. Efetuando-se o acionamento, a haste e o disco so deslocados, permitindo o fluxo de ar.Cessado o acionamento, ocorre bloqueio do fluxo pela ao da mola de retorno.

    3/2 Tipo Assento com ConeUm corpo retangular abriga num furo interno uma hasteperfurada, molas e um cone obturador. Esto dispostos de tal maneira que, ao se realizar a alimentao, a presso mantm o cone obturador em seu assento, auxiliada por uma mola. Pressionando-se o acionamento, a haste perfurada deslocada e se encaixa na ponta do cone, forando-o a se desalojar do assento e liberando a presso. Cessado o acionamento, o cone forado contra o assento, enquanto a haste retorna posio inicial. Com o afastamento da haste em relao ponta do cone, a furao interna desta liberada e atravs dela o ar utilizado exaurido para a atmosfera.

  • 3/2 - Tipo Assento Com Disco Acionada por PilotoEmitindo-se o sinal de comando, este atua sobre um pisto, provocando seu deslocamento e compresso em uma mola. Com o contnuo deslocamento do pisto, o escape da vlvula vedado pela face oposta ao da atuao da presso e a haste com o disco na extremidade afastada do assento, propiciando passagem da presso para a utilizao. O fluxo permanece enquanto a presso mantida sobre o pisto (piloto). Cortando-se o suprimento de ar do piloto, pela ao da mola e presso, o disco recolocado na posio inicial, bem como o pisto que,ao ser afastado, libera o escape.

    3/2 - Comando Direto por SolenideSendo a vlvula N.F., a presso de alimentao fica retida pelo induzido no orifcio de entrada e tende a desloc-lo. Por este motivo, h uma relao entre o tamanho do orifcio interno de passagem e a presso de alimentao. A bobina energizada pelo campo magntico criado e o induzido deslocado para cima, ligando a presso com o ponto de utilizao, vedando o escape. Desenergizando-se a bobina, o induzido retoma posio inicial e o ar emitido para a utilizao tem condies de ser expulso para a atmosfera.

  • Exemplo de aplicao de uma vlvula 3/2 vias comando bsico direto

    Exemplo de aplicao de uma vlvula 3/2 vias comando bsico indireto

  • 3/2 Tipo Assento com Disco Acionada por Solenide IndiretoAo se processar a alimentao da vlvula, pela conexo mais baixa do corpo atravs de um orifcio, a presso de alimentao desviada at a base do induzido da vlvula de pr-comando, ficando retida. Energizando-se a bobina, o campo magntico atrai o induzido para cima, liberando a presso retida na base. A presso liberada age diretamente sobre o pisto, causando o comando da vlvula. Cessado o fornecimento de energia eltrica, o campo magntico eliminado, o induzido recolocado na posio primitiva e a presso de pilotagem exaurida atravs do orifcio de escape existente na vlvula de pr-comando e o ar utilizado expulso pelo orifcio existente no corpo do acionamento.

  • 3/2 Acionada por SolenideNo modelo N.F., alimentando-se a vlvula, a presso circula pelo interior da vlvula de pr-comando (nestecaso sempre N.A.), agindo sobre o mbolo superior, auxiliando a mola a mant-lo contra o assento e vencendo a fora gerada pela presso em sua face oposta. Energizando-se o solenide, ocorre um escape de ar, fazendo com que a fora atuante na parte superior sofra um desequilbrio e possibilitando a abertura da vlvula. Esta mantm-se aberta enquanto o solenide estiver energizado. Desenergizando-se o solenide, o conjunto interior reocupa a posio inicial, bloqueando a entrada de presso e comunicando a utilizao com o escape.

  • 3/2 Duplo Piloto PositivoAs vlvulas de duplo piloto positivo so usadas em comandos remotos, circuitos semi ou completamenteautomticos. Operadas normalmente por vlvulas de 3 vias, com diversos tipos de acionamentos, um dos quais ser escolhido em funo da necessidade de operao. As vlvulas acionadas por duplo piloto possuem dois pistes internos, acionados por impulsosalternadamente de acordo com o direcionamento exigido.

    Exemplo de aplicao de uma vlvula 3/2 vias acionada por duplo piloto positivo

  • 5/2 Tipo Spool Acionada por Duplo Piloto So vlvulas utilizadas geralmente para operarcilindros de dupla ao. Permitem fluxo total porque sua rea de passagem interna equivalente rea de passagem da conexo nominal. Sua construo interna no permite fugas de ar durante o movimento do spool, pois este flutuante sobre guarnies tipo O Ring distanciadas por espaadores estacionrios.Quando a vlvula alimentada, atravs do orifcio de pilotagem, o ar comprimido dirigido extremidade do mbolo, desta forma ocorrer deslocamento do mbolo devido presso piloto. Com este movimento, o orifcio de presso 1 alimentar 4, e 2 ter escape por 3.Com a pilotagem no lado oposto, o processo de mudana de posio idntico.

    Exemplo de aplicao de uma vlvula 5/2 vias acionada por duplo piloto positivo

  • VCD 3/3 vias, acionamento por alavanca centrada por mola C.F.; Tipo Distribuidor AxialCom as mesmas conexes de uma 3/2, acrescida de uma posio chamada Centro, Posio Neutra ou Intermediria, fornecendo outras caractersticas vlvula. Existindo 3 posies, o tipo de acionamento ter que possuir trs movimentos, para que se possa utilizar de todos os recursos da vlvula. O centro de uma V.D. 3/3 normalmente C.F. (centrofechado). Nesta posio, todas as conexes, sem exceo, esto bloqueadas. Este tipo de centro permite impor paradas intermedirias em cilindros de S.E., mas sem condies precisas. A comunicao entre orifcios conseguida atravsdo distribuidor axial, que se desloca no interior da vlvula, comunicando os orifcios de acordo com seu deslocamento, efetuado pelo acionamento. Pode ser comandada por acionamento muscular, eltrico ou pneumtico e dificilmente por mecnico.

  • Vlvula Direcional de Cinco Vias e TrsPosies (5/3)Uma vlvula 5/3 C.F. (Centro Fechado). utilizada para impor paradas intermedirias. A vlvula 5/3 C.A.N. (Centro Aberto Negativo), onde todos os pontos de utilizao esto em comunicao com a atmosfera, exceto a presso, que bloqueada; utilizada quando se deseja paralisar um cilindro sem resistncia eselecionar direes de fluxo para circuitos.Na vlvula de 5/3 C.A.P. (Centro Aberto Positivo), os pontos de utilizao esto em comunicao com a alimentao, exceto os pontos de exausto. Utilizada quando se deseja presso nas duas conexes dealimentao do cilindro.A comunicao entre as conexes conseguida atravs de canais internos.Facilita a manuteno, devido sua forma construtiva e contm uma mnima quantidade de peas facilmentesubstituveis na prpria instalao. Pode ser instalada em painis com sadas laterais ou pela base e possibilita sua utilizao como 3/3, efetuando-se um pequeno bloqueio com tampo em um dos pontos deutilizao.

  • 9.2 Vlvula Reguladora de Fluxo (VRF) Funo: restringir a qtde ar p/ regular velocidade do cilindro ou p/

    temporizao pneumtica.

    Tipos:

    - fixa ou varivel

    - unidirecional ou bidirecional

    Simbologia

  • Vlvula de Controle de Fluxo Varivel BidirecionalMuitas vezes, o ar que passa atravs de uma vlvula controladora de fluxo tem que ser varivel conforme as necessidades.Observe-se a figura, a quantidade de ar que entra por 1 ou 2 controlada atravs do parafuso cnico, em relao sua proximidade ou afastamento do assento.Consequentemente, permitido um maior ou menor fluxo de passagem.

  • Fluxo Controlado - em um sentido pr-fixado, o arcomprimido bloqueado pela vlvula de reteno, sendo obrigado a passar restringido pelo ajuste fixado no dispositivo de controle.

    Fluxo Livre - no sentido oposto ao mencionado anteriormente, o ar possui livre vazo pela vlvula dereteno, embora uma pequena quantidade passe atravs do dispositivo, favorecendo o fluxo.Estando o dispositivo de ajuste totalmente cerrado, esta vlvula passa a funcionar como uma vlvula de reteno. Quando se desejam ajustes finos, o elemento de controle de fluxo dotado de uma rosca micromtrica que permite este ajuste.

  • O deslocamento do pisto num cilindro ocorre em funo da vazo de alimentao. intuitivo, portanto,que para se poder controlar a velocidade de deslocamento necessrio influenciar a vazo. Neste mtodo, o fluxo de alimentao do equipamento de trabalho controlado, enquanto que o ar contido no seu interior expulso livremente para a atmosfera.

    Aplicao VRF

    Controlando o ar na sada do cilindro, possvel eliminar o movimento irregulardo pisto. O ar comprimido entra na cmara (1) com toda a intensidade de presso, exercendo fora sobre o mbolo (2). O ar confinado na cmara (3), escapar pela vlvula de controle de fluxo, determinando, assim, um avano com velocidade mais uniforme que omtodo anterior.

  • Exemplo de Aplicao de uma Vlvula de Controle de Fluxo e Escape Rpido

    Comandar um Cilindro com Avano Lento e Retorno Acelerado

  • Vlvula de Fechamento abre e fecha a passagem de fluxo

  • 9.3 Vlvula de Bloqueio

    Vlvula de Reteno com MolaUm cone mantido inicialmente contra seu assento pela fora de uma mola. Orientando-se o fluxo no sentido favorvel de passagem, o cone deslocado do assento, causando a compresso da mola e possibilitando a passagem do ar. A existncia da mola no interior da vlvula requer um maior esforo na abertura para vencer a contrapresso imposta. Mas nas vlvulas, de modo geral, esta contrapresso pequena, para evitar o mximo de perda, razo pela qual no devem ser substitudas aleatoriamente. As vlvulas de reteno geralmente so empregadas em automatizao de levantamento de peso, em lugares onde um componente no deve influir sobre o outro, etc.

  • Vlvula de Escape RpidoQuando se necessita obter velocidade superior quela normalmente desenvolvida por um pisto de cilindro, utilizada a vlvula de escape rpido.Utilizando-se a vlvula de escape rpido, a presso no interior da cmara cai bruscamente; a resistncia oferecida pelo ar residual (que empurrado) reduzidssima e o ar flui diretamente para a atmosfera, percorrendo somente um niple que liga a vlvula ao cilindro. Ele no percorre a tubulao que faz a sua alimentao. Alimentada pela vlvula direcional que comanda o cilindro, o AC proveniente comprime uma membrana contra uma sede onde se localiza o escape, libera uma passagem at o ponto de utilizao e atua em sua parte oposta, tentando desloc-la da sede inutilmente, pois uma diferena de foras gerada pela atuao da mesma presso em reas diferentes impede o deslocamento. Cessada a presso de entrada, a membrana deslocada da sede do escape, passando a vedar a entrada. Esta movimentao causada pelo ar contido na cmara do cilindro, que influencia a superfcie inferior em relao entrada e a desloca, pois no encontra a resistncia superior oferecida pela presso.Com o deslocamento da membrana, o escape fica livre e o ar expulso rapidamente, fazendo com que o pisto adquira alta velocidade.Os jatos de exausto so desagradavelmente ruidosos. Para se evitar a poluio sonora, devem ser utilizados silenciadores.

  • Vlvula de Isolamento Elemento OUDotada de trs orifcios no corpo: duas entradas de presso e um ponto de utilizao.Enviando-se um sinal por uma das entradas, a entrada oposta automaticamente vedada e o sinal emitido flui at a sada de utilizao.O ar que foi utilizado retorna pelo mesmo caminho.Uma vez cortado o fornecimento, o elemento seletor interno permanece na posio, em funo do ltimo sinal emitido.Havendo coincidncia de sinais em ambas as entradas, prevalecer o sinal que primeiro atingir a vlvula, no caso de presses iguais. Com presses diferentes, a maior presso dentro de uma certa relao passar ao ponto de utilizao, impondo bloqueio na presso de menor intensidade. Muito utilizada quando h necessidade de enviar sinais a um ponto comum, proveniente de locais diferentes no circuito.

    Exemplo de Aplicao de uma Vlvula de Isolamento

    Comandar um Cilindro de Dois Pontos Diferentes

  • Vlvula de Simultaneidade Elemento EAssim como na vlvula de isolamento, tambm possui trs orifcios no corpo. A diferena se d em funo de que o ponto de utilizao ser atingido pelo ar, quando duas presses, simultaneamente ou no, chegaremnas entradas. A que primeiro chegar, ou ainda a de menor presso, se autobloquear, dando passagem para o outro sinal. So utilizadas em funes lgicas E, bimanuais simples ou garantias de que um determinado sinal s ocorra aps, necessariamente, dois pontos estarem pressurizados.

    Exemplo de Aplicao de uma Vlvula de Simultaneidade

    Comandar um Cilindro de Forma Bimanual

  • 9.4 Vlvula de Presso Funo: influenciar ou serem influenciadas pela intensidade de presso de

    um sistema.

    Vlvula de AlvioLimita a presso de um reservatrio, compressor, linha de presso, etc., evitando a sua elevao alm de um ponto ideal admissvel.Uma presso predeterminada ajustada atravs de uma mola calibrada, que comprimida por um parafuso, transmitindo sua fora sobre um mbolo e mantendo-o contra uma sede.Ocorrendo um aumento de presso no sistema, o mbolo deslocado de sua sede, comprimindo a mola e permitindo contato da parte pressurizada com a atmosfera atravs de uma srie de orifcios por onde expulsa a presso excedente.Alcanando o valor de regulagem, a mola recoloca automaticamente o mbolo na posio inicial, vedando os orifcios de escape.

  • 9.5 Temporizador PneumticoFuno: permitir o retardo de um sinal pneumtico.

    Caractersticas:- faixa de ajuste de temporizao: 0 a 3s; 0 a 30s; 0 a 180s;- funcionamento totalmente pneumtico;- o ar p/ o retardo atmosfrico (e no, ar de suprimento) o retardo no varia com P, T, UR e impurezas do AC;- h temporizador NA e NF.

    Simbologia

  • O incio da temporizao se d quando houver um sinal de controle na sub-base, este passa pelo filtro 1 e atua no pisto 2, o mesmo se retrai e inicia a temporizao.No mesmo tempo, o sinal de controle passa pelo gicl 3 e entra em exausto pelo orifcio sensor 4.Na temporizao, o elemento de retardo pneumtico que est apoiado no pisto 2 liberado, transmitindo este mesmo movimento para a vlvula poppet 5, ocorrendo uma movimentao do conjunto correspondente regulagem requerida de temporizao.Aps o fechamento da vlvula poppet 5, a mola 6 causa a expanso do diafragma 7, aspirando ar atmosfrico atravs do filtro 8 e do canal circular 9. Dependendo do ngulo x ajustado no boto de regulagem 10, este caminho pode ser curto ou longo, dependendo desta forma do ajuste feito.Se o ajuste do ngulo x pequeno, a temporizao curta.Se o ajuste do ngulo x for grande, a temporizao longa.No final da temporizao a vlvula poppet 5 volta a bloquear a exausto do orifcio sensor 4, que causa a mudana de estado e fechamento da temporizao.Por este motivo o suprimento de presso P fechado, no havendo mais sinal de sada em S. Com o desaparecimento do sinal em "a" ocorre o RESET(reajuste) do componente, provocando mudana de condio do temporizador e ento removendo o sinal de sada.

  • 9.6 Vlvula de SequnciaFuno: ligar em sequncia um sistema em funo da P ajustada.

    Simbologia

    Funcionamento e UtilizaoQuando a presso de entrada vence a fora opositora de mola, a vlvula aberta, permitindo fluxo para o orifcio de sada (utilizao).Utilizada em comandos pneumticos que atuam quando h necessidade de uma presso fixa para o processo de comutao (comandos em funo da presso).

    Automao pneumticaDefinioVlvulas de direcionaisNmero do slide 4Nmero do slide 5Nmero do slide 6Nmero do slide 7Nmero do slide 8Nmero do slide 9Nmero do slide 10Nmero do slide 11Nmero do slide 12Nmero do slide 13Nmero do slide 14Nmero do slide 15Nmero do slide 16Nmero do slide 17Nmero do slide 18Nmero do slide 19Nmero do slide 20Nmero do slide 219.2 Vlvula Reguladora de Fluxo (VRF)Nmero do slide 23Nmero do slide 24Nmero do slide 25Nmero do slide 26Nmero do slide 279.3 Vlvula de BloqueioNmero do slide 29Nmero do slide 30Nmero do slide 319.4 Vlvula de Presso9.5 Temporizador PneumticoNmero do slide 349.6 Vlvula de Sequncia