VALVOLE DI DISTRIBUZIONE
Le valvole di distribuzione sono dispositivi di comando atti a pilotare attuatori in modo che questi abbiano la possibilità di muoversi in un senso o nell'altro attraverso l'aria.
Le valvole vengono classificate in funzione delle vie e delle posizioni;
per questo, se scriviamo:
valvola 3/2, significa che abbiamo una valvola a tre vie e 2 posizioni.
Le posizioni di una valvola si rappresentano con delle caselle. Una valvola rappresentata con due caselle è una valvola a due posizioni mentre se viene rappresentata con tre caselle è una valvola a tre posizioni. All'interno di ogni casella si disegnano i flussi dell'aria e se al posto della freccia abbiamo un trattino vuol dire che il flusso è interrotto.
Gli attacchi esterni si rappresentano con dei piccoli tratti che fuoriescono dalla casella e normalmente si disegnano nella casella di destra che rappresenta la condizione di valvola a riposo. quando la valvola viene commutata, occorre immaginare di traslare la casella di sinistra verso destra per fissare le nuove condizioni di lavoro.
Nelle condizioni a riposo la valvola è chiusa, diventa aperta quando viene commutata (v. fig. 1)
Gli scarichi dell'aria nell'ambiente esterno si rappresentano con un triangolino collegato direttamente alla casella.
Con la descrizione fin'ora effettuata, vediamo di interpretare diversi esempi di valvole. Nella fig.2 sono rappresentati una serie di simboli pneumatici di uso frequente, in modo specifico, si tratta di valvole o distributori che, come vedremo, si possono azionare meccanicamente, elettricamente o con la pressione dell'aria stessa.
Ci sono delle valvole di distribuzione a tre posizioni raramente usate che non trattiamo perchè scarsamente applicate, comunque, tutte le valvole possono avere un azionamento:
muscolare, meccanico, pneumatico, elettrico e misto.
Ecco un esempio in sezione di una elettrovalvola a due solenoidi:
Nella figura precedente viene mostrata una valvola 3/2 unistabile, infatti, il simbolo a destra è quello di una molla che la fa ritornare alla condizione primitiva. Le uscite di una valvola, che vanno all'utilizzatore, si identificano con le lettere: A, B, C, l'ingresso si indica con P e lo scarico con R.
L'elettrovalvola raffigurata in sezione è una 5/2 bistabile a due solenoidi, particolarmente usata per i cilindri a doppio effetto.
Se viene eccitata la bobina a destra il cilindretto si sposta a destra e viene otturato lo scarico 5 mentre l'ingresso 1 si collega con il 4 e il 3 si collega con il 2.
Eccitata la bobina a sinistra, il 4 scarica sul 5, l'1 va al 2 e il 3 viene otturato; in ogni caso il cilindretto rimane in quella posizione anche se la bobina si diseccita in una fase successiva.
L'elettrovalvola con ritorno a molla ha invece una sola bobina chiamata precisamente, valvola Unistabile. Nel caso specifico di una valvola 5/2, in condizioni di riposo il 4 collega con il 5, l'1 con il 2 e il 3 è otturato. Quando viene eccitata la bobina di sinistra viene effettuata la commutazione, come spiegato precedentemente. La posizione rimane stabile finchè la bobina rimane eccitata; al momento della diseccitazione, la molla a destra, riporta il cilindretto nella posizione primitiva.
Il circuito rappresentato nella fig. A, utilizza un cilindro a semplice effetto per spostare, ad esempio, un oggetto dalla posizione 1 alla posizione 2. Per questo circuito si utilizza una valvola 3/2 che permette di scaricare l'aria al momento che il pistone ritorna allo stato di riposo e di far passare l'aria al momento dell'azionamento della valvola. Se il cilindro è a doppio effetto (fig. B), la valvola adoperata è una 5/2.
VALVOLE SELETTRICI:
Molto spesso si ha la necessità di comandare un cilindro da due punti diversi ed essendoci un problema circuitale, occorre usare un dispositivo di smistamento dell'aria, ovvero, una valvola selettrice.
Tale valvola è costituita da due ingressi e una uscita: se l'ingresso A è in pressione, l'aria fluisce da A verso C, viceversa, se l'ingresso B è in pressione, l'aria fluisce da B verso C.
DISPOSITIVI PNEUMATICI:
Le valvole selettrici fanno parte dei dispositivi pneumatici, ma esistono dispositivi che permettono la regolazione della velocità del pistone di un cilindro. La regolazione della velocità del pistone si effettua con uno strozzatore di flusso unidirezionale che regola la portata dell'aria compressa.
Considerando un cilindro a semplice effetto, possiamo presentare tre casi della regolazione della velocità:
Facendo riferimento ad un cilindro a semplice effetto, nel primo caso l'aria entra a pressione ridotta ed il pistone si muove lentamente. Nella corsa di ritorno l'aria esce rapidamente ed il pistone ritorna velocemente.
Nel secondo caso avviene praticamente all'opposto del caso precedente.
Nel terzo caso, la regolazione della velocità avviene sia nella corsa di andata che in quella di ritorno.
Per i cilindri a doppio effetto occorre usare un regolatore per ogni tubo di alimentazione e praticamente si adottano gli stessi dispositivi.
ELETTROVALVOLE AD
AZIONAMENTO INDIRETTO
Le soluzioni
costruttive per le elettrovalvole ad azionamento indiretto a
più vie sono numerose (es. ad otturatore, a cassetto, ecc.),
essendo quelle maggiormente utilizzate, e variano anche
concettualmente da un costruttore
all'altro.
Essenzialmente, però, esse si possono
distinguere in relazione alle modalità di servocomando, cioè
se hanno uno oppure due gruppi di pilotaggio.
Il tipo che
dispone di un solo gruppo di pilotaggio elettrico effettua il
riposizionamento mediante l'azione di una molla, o di un
cuscino d'aria, al cessare dell'eccitazione del solenoide.
Il tipo con due gruppi di pilotaggio elettrico realizza la
commutazione della valvola in relazione all'eccitazione
dell'uno o dell'altro elettromagnete.
In quest'ultimo caso,
se la valvola dispone di due molle di centraggio, nella
condizione in cui tutte e due gli elettromagneti siano
diseccitati, l'elettrovalvola diventa a tre
posizioni.
Anche in questi tipi di valvole, per gli
interventi di manutenzione o collaudo o nei casi di mancanza
di tensione di alimentazione, durante il funzionamento della
macchina può presentarsi la necessità di azionare manualmente
le valvole: è per questo motivo che le elettrovalvole, sia che
siano ad azionamento diretto che indiretto, sono dotate di un
comando ausiliario manuale.
| Fig. 2 - a) Esempio di elettrovalvola a cassetto ad azionamento indiretto del tipo 5/2 monostabile. Si noti la presenza di un diodo luminoso LED che segnala quando il solenoide è alimentato (DYNAMCO) - b) Simbolo di un elettrovalvola ad azionamento indiretto monostabile con ritorno a molla del tipo 5/2, con comando ausiliario manuale - c) Simbolo di un elettrovalvola ad azionamento indiretto bistabile del tipo 5/2 con comandi ausiliari manuali. |
Il costante aumento di
domanda di apparecchiature pneumatiche interfacciabili con
l'elettronica sta influenzando profondamente lo sviluppo dei
sistemi di automazione con caratteristiche di piccolo
ingombro, commutazione veloce, lunga durata, bassi consumi
elettrici per l'uso con PC o PLC: si è reso perciò necessario
realizzare microvalvole e distributori miniaturizzati con alte
prestazioni.
Vengono infatti prodotte delle valvole ed
elettrovalvole miniaturizzate, secondo la norma UNI 10528, che
hanno delle sottobasi di grandezza minore della taglia 1 che è
la più piccola contemplata dalla norma ISO 5599/1.
Al fine
di soddisfare le richieste degli installatori, i costruttori
di componenti pneumatici presentano nei loro cataloghi gruppi
di valvole pneumatiche e in particolare elettrovalvole che,
pur consentendo di realizzare sistemi modulari ridotti,
compatti, razionali ed efficienti, mantengono invariate le
caratteristiche di portata e di pressione.
Le valvole
modulari o "isole di valvole", nate dal concetto di valvola
con sottobase, ma con versatilità maggiore e ingombro ridotto,
sono raggruppate in complessi componibili, di rapido cablaggio
e continuamente ampliabili; i singoli elementi (valvola,
solenoide, ecc.) sono facilmente sostituibili ed inoltre
offrono svariate possibilità di azionamento.
Vale la pena
ricordare che alla sottobase sono collegati i tubi di ingresso
e di uscita, i silenziatori di scarico e, nel caso delle
elettrovalvole, i connettori elettrici delle bobine; i fori e
le asole della sottobase combaciano perfettamente con i
relativi attacchi del corpo della valvola e la tenuta è
assicurata da guarnizioni statiche.
Quattro o più fori
filettati sono predisposti per il collegamento dei due
componenti, inoltre l'unione di più piastre permette di avere
una sola tubazione di attacco dell'aria di alimentazione e uno
o due soli silenziatori sugli scarichi.
