Gépész tervezőként az egyik leggyakoribb kérdés, amit fiatalabb kollégáktól kapok, az útszelepek kiválasztásával kapcsolatos. A katalógusok több száz tételt sorolnak, a jelölések elsőre rejtélyesek, és a rossz választás nem a rajzasztalon, hanem a gép beüzemelésekor derül ki. Ebben a cikkben összefoglalom, hogyan gondolkodom én, amikor egy pneumatikus vezérlést tervezek.

Mit jelentenek a számok?

Az útszelepek jelölése két számból áll, például 5/2. Az első szám a csatlakozások (utak) száma, a második a kapcsolási helyzetek száma. Egy 3/2-es szelepnek három csatlakozása van (tápnyomás, munkacsatlakozás, kipufogó) és két helyzete (nyit vagy zár). Egy 5/2-es szelepnek öt csatlakozása van (egy tápnyomás, két munkacsatlakozás, két kipufogó) és két helyzete.

A gyakorlatban a szabály egyszerű. Egyszeres működésű hengerhez, amelyet rugó húz vissza, 3/2-es szelep kell. Kettős működésű hengerhez, ahol mindkét irányba levegő mozgatja a dugattyút, 5/2-es szelep való. A 4/2-es szelep is kettős működésű hengerhez használható, csak egy közös kipufogója van, ezért nehezebb a két irány sebességét külön-külön szabályozni.

Mikor kell 5/3-as szelep?

Az 5/3-as szelepnek három helyzete van, a középső a nyugalmi. Három változat létezik, és ezek lényegesen eltérnek egymástól.

A zárt középállású szelep középhelyzetben minden csatlakozást lezár. A henger ott marad, ahol volt, mert a levegő mindkét oldalon bent reked. Ezt akkor használom, ha a hengert köztes pozícióban kell megállítani, bár a pontosság a levegő összenyomhatósága miatt korlátozott.

A kipufogó középállású szelep középhelyzetben mindkét munkacsatlakozást a kipufogóra köti. A henger ilyenkor nyomásmentes, kézzel elmozdítható. Ez biztonsági szempontból fontos lehet, például beszorulás esetén, vagy ha a gép beállításakor kézzel kell pozicionálni.

A nyomás középállású szelep középhelyzetben mindkét oldalra tápnyomást ad. A henger a dugattyúfelületek különbsége miatt kitolt irányba nyomást fejt ki, de lassú mozgással. Speciális helyzetekben, például szorítóknál jöhet szóba.

Működtetés: mechanikus, pneumatikus vagy elektromos?

A következő döntés az, hogy mi kapcsolja a szelepet. Mechanikus működtetésű szelepek (nyomógomb, kar, görgő, pedál) ott jók, ahol az ember vagy a gép mozgó alkatrésze közvetlenül kapcsol. Egy egyszerű kézi prés vezérléséhez nem kell PLC.

Pneumatikus vezérlésű szelepeket akkor választok, ha robbanásveszélyes a környezet, vagy ha tisztán pneumatikus logikát építünk, elektromosság nélkül. Ezeket egy másik szelep levegőjele kapcsolja.

Elektromos vezérlésű, vagyis mágnesszelepeket használok mindenhol, ahol PLC vezérel. Itt fontos, hogy a mágnes közvetlenül mozgatja-e a tolattyút (közvetlen vezérlés), vagy csak egy kis előszelepet nyit, és a tápnyomás végzi a munkát (elővezérelt szelep). Az elővezérelt szelepek kisebb tekerccsel nagy átáramlást kapcsolnak, de csak akkor működnek, ha van minimális tápnyomás, általában 2–3 bar.

Monostabil vagy bistabil?

Monostabil szelepnél rugó viszi vissza az alaphelyzetet, ha a jel megszűnik. Áramkimaradáskor a henger az alaphelyzetbe megy. Ez a legtöbb esetben a biztonságos választás. Bistabil, vagyis impulzusszelepnél a szelep abban a helyzetben marad, ahova utoljára kapcsolták. Ezt akkor használom, ha áramkimaradáskor a henger nem mozdulhat el, például mert valamit tart.

Névleges átáramlás és csatlakozóméret

A szelep méretét nem a henger menete, hanem a szükséges átáramlás határozza meg. A katalógusok a névleges átáramlást liter/percben adják meg. Egy 50 milliméteres dugattyúátmérőjű, 200 milliméter lökethosszú henger normál sebességéhez elegendő egy G1/8-os szelep 500–700 l/perc körüli átáramlással. Nagyobb hengereknél vagy gyors ciklusidőnél G1/4 vagy G3/8 kell. Ha az ember alulméretez, a henger lassú lesz, ha túlméretez, pénzt dob ki és nagyobb helyet foglal.

Honnan szerzem be?

A tervezés végén jön a beszerzés. Nekem az a fontos, hogy a kiválasztott típus raktárról elérhető legyen, mert a beüzemeléskor derül ki, hogy egy szelepet mégis másfajtára kell cserélni. A nagytarcsai Szele-Tech kínálatában a pneumatikus útszelepek mechanikus, pneumatikus és elektromos vezérléssel, NAMUR kivitelben és szelepszigetként is elérhetők, több mint ezerféle típusból választva. Emellett a műszaki adatlapok letölthetők, ami a tervezési dokumentáció összeállításakor sok időt megspórol.

Egy záró tanács

A szelep nem önmagában működik, hanem a hengerrel, a csövezéssel és a fojtókkal együtt. Mindig rajzolja fel a teljes kört, és a kipufogókra tegyen hangtompítót, mert egy szelepsziget tompítás nélkül olyan zajt ad, hogy a gépkezelő egy hét után más munkát keres.