Jak správně vybrat ventil?

Výběr ventilu pro ovládání pneumatického pohonu se může zdát jednoduchý. Možná tomu bylo tak v minulosti, protože ještě před několika lety platilo, že se k pohonu hodil takový ventil, který měl stejné připojovací závity. Dnes, v době rozsáhlé automatizace je ale zapotřebí mnohem větší ostražitosti při výběru, jelikož se parametry ventilů zvýšily několikanásobně.

Hlavní druhy ventilů:

• elektromagnetické ventily
• solenoidové ventily
• pneumaticky ovládané ventily
• manuálně ovládané ventily
• nožní ventily 

Ventily se využívají nejen pro ovládání pneumatického pohonu. Jejich využití taktéž najdeme v hydraulických rozvodných systémech, a to nejčastěji v konfiguracích se sedlovým ventilem nebo s cívkou. Pokud je elektromagnetická cívka pod napětím, stává se elektromagnetem a generuje magnetickou sílu. Tato síla umožňuje pohyb jádra uvnitř ventilu. Tímto způsobem se ventil otevírá a zavírá. Ventily mají různé funkce jako 5/3, 3/2, 5/2 nebo mohou být elektricky ovládané. Nejběžnějšími elektromagnetickými ventily jsou dvoucestné, dvoupolohové sedlové ventily, které se jednoduše otevírají a zavírají tak, aby umožňovaly průtok, když je jejich cívka pod napětím.

Dnešní složité ventily nejsou jenom o funkci otevřít a zavřít. Představte si například, že ještě dlouhou dobu před skutečným otevřením se vysune miniaturní válec na velkém ventilu. A to je jeden ze sta příkladů z toho, co se může vnitř konstrukce odehrávat. Jak můžete tušit, často nerozhoduje v katalogu uváděný čas pro otevření ventilu, protože může být delší než celý děj. Ještě že máme k dispozici detailní schémata, která nám mohou pomoci zorientovat se.

Schématické značky ventilů

• každá poloha ventilu je symbolizována svým čtvercem, v němž je zakresleno propojení vstupů, výstupů a odfuků v dané poloze
  (čili: obsahuje-li značka 2 čtverečky, jedná se o ventil 2polohový, obsahuje-li 3 čtverečky, jedná se o ventil 3polohový apod.)
• číslování či písmenné označení přípojů je vždy u čtverce symbolizujícího základní polohu
• šipky propojující přípoje značí směr proudění vzduchu, v případě, že jsou šipky na obou stranách, lze ventil použít i pro proudění v obou směrech
• na spodní stranu čtverce se zpravidla umisťují přívod vzduchu a odfuky, na horní stranu čtverce se umisťují výstupy z ventilů
• na boční stranu čtverce se umisťují symboly značící způsob přepínání mezi jednotlivými polohami, s tím, že u kterého čtverce jsou zakresleny, ten se stává po příchodu signálu aktivním (jakoby se posunul na místo čtverce základní polohy) 

Ukázky značek

Na této značce vidíme 2 čtverce, jedná se tedy o ventil dvoupolohový. Na značce jsou vidět výstupy 2 a 4 (nahoře), odfuky 3 a 5 a přívod 1 (dole). Dohromady je to 5 cest, jedná se tudíž o 5/2 ventil. Číselné označení přípojů je u pravého čtverce, zde se tedy nachází základní poloha ventilu. V této poloze jde vzduch z přívodu 1 na výstup 2, zatímco výstup 4 je propojen s odfukem 5. Odfuk 3 je uzavřený. Na levé straně symbolu je vyznačeno ovládání kladkou, jedná se tedy o mechanicky ovládaný ventil. Po sepnutí kladičky dojde k přestavění ventilu podle levého čtverce (sousedí se symbolem kladky). Ve druhé poloze se propojí přívod 1 s výstupem 4 a naopak výstup 2 je propojen s  odvětráním 3, odfuk 5 je nyní uzavřen. Stisknutím kladky tedy došlo k záměně výstupů 2 a 4. Na pravé straně symbolu je pružina, což  znamená, že do základní polohy se ventil vrátí samostatně, pomocí mechanické pružiny.

Na druhém příkladu je opět dvoupolohový ventil. U základní polohy vidíme číselné označení 1-přívod, 2-výstup a 3-odfuk. Takže se jedná o třícestný ventil (signály 12 a 10 do cest nepočítáme). V základní poloze je přívod uzavřen a výstup je propojen s odfukem. Signál 12

(šipka značí vzduchový signál) z levé strany přestaví ventil do polohy dle levého čtverce tj. vstup se propojí s výstupem 2 (proto je signál značen 12  = 10 + 2). Po odeznění signálu 12 zůstane ventil mimo základní polohu (bistabilní funkce) a zůstane v ní dokud nepřijde signál

10  zprava, který aktivuje základní polohu (10 = 10 + 0 tj. uzavírá ventil). Po stranách můžete ještě vidět miniaturní symboly tlačítek. Jedná se o znázornění tzv. pomocného ručního ovládání a ventil lze nouzově přestavit např. šroubovákem.

Rozdíly mezi ventily

Značné množství schémat nám napovídá, že existuje i značné množství druhů ventilů. Mohou být jak samostatné, tak součástí ventilového terminálu. Přizpůsobení se týká také rychlosti spínání (výjimečně rychlé děje zajišťují speciální tzv. rychlé ventily, které spínají až desetkrát rychleji než ventily běžné, protože doba otevření může být dokonce 1 ms) a rozdílná je taktéž světlost, závit připojení, průtok nebo ovládání. Nezbývá tedy, než všechno promyslet a propočítat.

Nejdůležitější parametry:

• funkce
• závitové připojení
• pracovní tlak
• pracovní teplota
• světlost
• průtok
• příkon cívky 

Funkce ventilu je vždy popsána ve specifikaci a nápomocné může být taktéž schéma. Funkce jsme si již představili výše, co ale se všemi těmi čísly, která na schématech jsou? Co tato značení znamenají? Popisují, zda se jedná o přívod, výstup, odfuk či řídící připojení. V praxi jsou možná obě značení (čísla nebo písmena), modernější je však značení pomocí čísel.

Pracovní tlak je taktéž zásadním parametrem. Určit tedy, zda tlak média (u ventilů je ve specifikaci vždy uvedeno, pro jaké médium slouží) odpovídá provoznímu tlaku ventilu je krokem, který nelze obejít. Špatné určení provozního/diferenčního tlaku může vést k nefunkčnosti nebo dokonce poškození vnitřností ventilu. Pro správnou funkci nepřímo ovládaného elektromagnetického ventilu je obvyklý diferenční tlak minimálně 0,5 bar a přímo ovládané elektromagnetické ventily fungují bez ohledu na vnější tlak.

Pracovní teplota je dalším parametrem, který vás musí zajímat. Ventily obsahují různá těsnění (např. NBR), která jsou na neodpovídající teplotu náchylná. Těsnící prvky potom mohou ztratit svoje vlastnosti a ventil začne pracovat špatně. Materiál těla ventilu - eloxovaný hliník, mosaz nebo nerez je sice mnohem odolnější teplotám, přesto je nutné pracovní teplotu respektovat. Může být například -10/+60 °C (nejběžnější rozsah pracovní teploty u ventilů). Použitý materiál se liší hlavně podle oblasti použití.

Světlost označuje DN (Diameter Nominal - nominální průměr). Jde o hodnotu udávající přibližný nejmenší vnitřní průměr ve ventilu. Ten může být uvnitř totiž menší, než vidíme okem na vstupu/výstupu. Vždy pečlivě zkontrolujte tyto údaje. Nejčastěji mají ventily pro automatizaci světlost DN 6,5, 8 až 15 mm.

Průtok bývá uváděn nejčastěji v litrech za minutu. Protože ventily obvykle obsluhují např. válce - musí si technik spočítat, za kolik sekund se má válec naplnit a vykonat svoji funkci. Ladit to lze taktéž regulátorem v případě, že je systém předimenzovaný, ale obráceně to nejde. Válec se u poddimenzovaného systému nevysune tak rycle, jak je potřeba. Výpočty objemů všech válců nebo jiných zařízení, která budou ovládána nemusí být vůbec snadné. Proto je vhodné poradit se s námi. Máme za sebou mnoho realizací.

Příkon cívky patří mezi další parametry, které je třeba brát v potaz. Nesprávně zvolený příkon cívky negativně ovlivňuje činnost ventilu. Tento parametr odpadá u ručně ovládaných verzí nebo ventilů, jenž jsou ovládány pneumaticky. Značení může být například ve formě 3W nebo 4,2 VA. Pokud se setkáte s výrazy VAC a VDC, v prvním případě jde o stejnosměrný proud a v druhém o proud střídavý.

Jakmile máte ventil nebo ventily vybrané, lze je instalovat pro větší přehled a schématičnost na ventilový terminál - základovou desku. Vytvořením takového terminálu neboli ventilového ostrovu taktéž šetříte maximum místa a usnadníte případnou práci i seřizovačům výrobní linky či provozu, kde je ventilů třeba. A když se až sem, k instalaci ventilů na ostrov dostanete sami, jste opravdu schopní a klaníme se vašim znalostem. Vybrat správný ventil totiž není nic snadného a často nám zákazníci ventily vrací, protože výběr nebyl správný a ventil nedokázal zastat požadovanou funkci. Proto nám kdykoliv dejte vědět, jakmile jde o rozhodnutí, u kterého si nejste jisti.