Válvulas e sensores pneumáticos
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- Juan Azenha Cerveira
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1 Válvulas e sensores pneumáticos Aula 2 Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura
2 Válvula Pneumáticas As válvulas comandam e influenciam o fluxo do ar comprimido. Classificação Válvulas Direcionais: comandam partida, parada e sentido do movimento do atuador; Válvulas de Bloqueio: bloqueiam o fluxo de ar; Válvulas de Fluxo: influenciam a vazão do ar comprimido; Válvulas de Pressão: influenciam a pressão do ar comprimido. Exemplo: Válvula de fluxo Válvula direcional 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 2
3 Válvula Pneumáticas Simbologia Gráfica das Válvulas Válvula 3/2 vias Posição de retorno Posição de avanço Válvula m/n vias m - número de conexões requeridas n - número de posições de comutação Diferentes configurações mecânicas de válvulas podem ser representadas por um mesmo símbolo se possuírem a mesma função. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 3
4 Válvula Pneumáticas Simbologia Gráfica das Válvulas Válvula 4/2 vias Válvula 4/3 vias (repouso fechado) Acionamento mecânico: botão, alavanca, pedal, mola, rolete, rolete escamoteável. Válvula 4/3 vias (repouso aberto) Válvula 5/2 vias Válvula 6/3 vias Acionamento elétrico: bobina solenóide com um ou dois enrolamentos ativos. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 4
5 Válvula Pneumáticas Princípio de Funcionamento Válvula 3/2 vias 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 5
6 Válvula Pneumáticas Válvula de assento Válvulas Direcionais estanqueidade perfeita requer elevada força de acionamento curso de comutação reduzido insensível a impurezas (não necessita lubrificação) comutam bruscamente 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 6
7 Válvula Pneumáticas Válvula de êmbolo deslizante estanqueidade condicional requer pequena força de acionamento curso de comutação longo sensíveis à impureza 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 7
8 Válvula Pneumáticas Válvula de êmbolo deslizante Válvula 3/2 vias Válvula de assento Válvula 3/2 vias 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 8
9 Válvula Pneumáticas Exaustão Cruzada Ocorre quando há comunicação simultânea entre todas as conexões durante a comutação. Isto provoca escape de ar que não é usado no trabalho. Exemplo: Válvula 3/2 vias com exaustão cruzada 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 9
10 Válvula Pneumáticas Válvula Direcional Acionada Pneumaticamente Botão acionado por ar comprimido Representação no circuito: Válvula 3/2 vias (de assento) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 10
11 Válvula Pneumáticas Válvula 5/2 vias de êmbolo acionada pneumaticamente 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 11
12 Válvula Pneumáticas Válvula Biestável Princípio de Assento Flutuante. É comutada por impulsos, mantendo-se na posição de comando até receber um novo impulso. Válvula 5/2 vias (de assento) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 12
13 Válvula Pneumáticas Válvula Direcional Servo-Comandada Combina acionamento mecânico com pneumático. Reduz força de acionamento (1,8 N). Válvula 3/2 vias (de assento) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 13
14 Válvula Pneumáticas Válvulas Eletropneumáticas (acionadas por solenóide) Sinal de comando parte de um circuito ou sensor elétrico Válvula 3/2 vias (de êmbolo) Válvula 3/2 vias (de assento) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 14
15 Válvula Pneumáticas Válvulas de Bloqueio Válvula de Retenção Válvula Alternadora (Função Lógica OU ) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 15
16 Válvula Pneumáticas Válvula de duas pressões (Função Lógica E ) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 16
17 Válvula Pneumáticas Válvulas de Fluxo Reduzem a seção de passagem para modificar a vazão do ar comprimido e assim controlar a velocidade dos atuadores Tipos de seções de passagem 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 17
18 Válvula Pneumáticas Válvula de Fluxo Unidirecional Empregada para regular a velocidade do cilindro pneumático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 18
19 Válvula Pneumáticas não dá rigidez ao movimento da haste; sujeito à oscilações devido a variações da carga. dá mais rigidez ao movimento do pistão; não fica sujeito à oscilações devido a variações da carga. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 19
20 Válvula Pneumáticas Válvula de Escape Rápido Aumenta a velocidade do êmbolo no cilindro no retorno 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 20
21 Válvula Pneumáticas Válvula Reguladora de Pressão pressão primária pressão secundária furos para exaustão (escape) Válvulas de Fechamento 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 21
22 Válvula Pneumáticas Válvula Limitadora de Pressão Válvulas de segurança ou alívio 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 22
23 Válvula Pneumáticas Conversores pneumático-elétrico ou pressostatos Transforma um sinal de entrada pneumático num sinal de saída elétrico. Fixo Variável 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 23
24 Regulagem de Compressores Combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar. Regulagem de marcha vazio Regulagem por descarga Regulagem por fechamento Regulagem por garras 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 24
25 Regulagem de Compressores Regulagem de carga parcial Regulagem na rotação Regulador de rotação do motor Regulagem por estrangulamento Estrangula-se o funil de sucção do compressor Regulagem intermitente 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 25
26 Temporizador Pneumático Retarda o envio ou a interrupção de um sinal de comando. Se utiliza de um reservatório e de um estrangulador z Retarda a emissão do sinal de saída (A) em relação ao sinal de pilotagem (X). 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 26
27 Temporizador Pneumático Exemplo de aplicação no circuito pneumático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 27
28 Temporizador Pneumático Exemplo de aplicação no circuito pneumático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 28
29 Temporizador Pneumático Retarda a interrupção do sinal de saída (A) em relação ao sinal de pilotagem (X). 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 29
30 Temporizador Pneumático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 30
31 Temporizador Pneumático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 31
32 Amplificador de pressão Amplificam os sinais gerados pelos sensores pneumáticos Monoestágio P A /P X = 10 Simples Estágio P A /P X = 120 Duplo Estágio P A /P X = de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 32
33 Amplificador de Pressão Monoestágio Funcionamento: Estado inicial, A em exaustão (ligado com R); P x baixa em A x vence força da mola somada a de P em A 0, pois A x > A 0, ligando A com P; Se P x volta a zero, mola leva pistão para esquerda, ligando A com R; Características P atua contra P x e mola; pressão em P igual à 8 bar; pressões de comando de 0,1 a 0,5 bar; amplificação de pressão P A /P X = 10; 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 33
34 Amplificador de Pressão Simples Estágio Amplificador de Pressão Simples Estágio Funcionamento: Estado inicial, A em exaustão (ligado com R); P x baixa em A x somada a de P em A 0 vence força da mola, ligando A com P; Se P x volta a zero, mola leva pistão para baixo, ligando A com R; Características P e P x atuam contra mola; pressão em P igual à 8 bar; pressões de comando de 0,1 a 0,5 bar; amplificação de pressão P A /P X = 120; 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 34
35 Amplificador de Pressão Duplo Estágio Características pressão em P igual à 8 bar; pressões X de 0,1 a 0,5 mbar; pressões P x de 0,1 a 0,5 bar; amplificação de pressão P A /X = 12000; Funcionamento: Estado inicial, A está em exaustão (ligado com R) e P x está ligado com R x (consumo contínuo de ar); Sinal em X fecha membrana, P x deixa de estar ligado em R x e passa a ser comando para membrana inferior, auxiliando P a vencer a força da mola, ligando A com P; Se P x volta a zero, mola leva pistão para baixo, ligando A com R; 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 35
36 Sensores Pneumáticos São em geral sensores de presença, podendo ser usado em alguns casos para verificar dimensões de peças. Substituem os sensores elétricos de presença em locais que há risco de explosão. Os sensores pneumáticos são baseados em 3 princípios básicos: Reflexão Barreira de ar Pressostático 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 36
37 Sensores Pneumáticos - Reflexão Objeto longe, efeito Venturi faz ar escapar por canal central, ou seja, P A é negativo; Objeto se apromizando, o ar é refletido e a pressão P A passa a ser positiva; Objeto quase vedando bocal, ar passa pela comunicação entre canal anelar e canal central; Pressão de alimentação de 0,1 a 0,5 bar; Pressão de saída de 0,5 a 2 mbar; 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 37
38 Sensores Pneumáticos - Reflexão Pressão de comando (X) (mm de coluna de água) Pressão de comando (X) (mm de coluna de água) P x P x a (mm) a (mm) a (mm) Distância axial Distância lateral a (mm) 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 38
39 Sensores Pneumáticos - Reflexão Exemplo de circuito pneumático com o sensor Cilindro é acionado toda vez que o sensor detecta a presença de uma peça. Como a pressão de alimentação do sensor é de 0,1 a 0,5 bar é necessário uma válvula redutora de pressão e uma amplificação na saída do sensor que situa-se entre 0,5 a 2 mbar. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 39
40 Sensores Pneumáticos Barreira de ar Ambos os bicos emitem um jato de ar. Quando um objeto é colocado entre os bicos, o sinal de pressão em A desaparecerá. Aplicações: contagem em máquinas, controle de existência de peças, instalação em locais com perigo de explosão. Sensor é alimentado com uma pressão de 0,1 a 0,5 bar; Sinal de saída gerado da ordem de 0,5mbar, sendo portanto necessário um amplificador. As distâncias detectáveis estão em até 80mm. Bico receptor passivo Bico receptor ativo: reduz sensibilidade a influências externas 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 40
41 Sensores Pneumáticos Barreiras de ar 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 41
42 Sensores Pneumáticos Barreiras de ar Forma de garfo Aplicados na detecção de peças finas, leitura de código de barra (no caso "rasgos" numa chapa), etc 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 42
43 Sensores Pneumáticos Barreiras de ar Exemplo de circuito pneumático com o sensor Cilindro é acionado quando ocorre a detecção de uma peça. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 43
44 Sensores Pneumáticos Pressostáticos Bico pressostático Pelo efeito do fluxo de ar que sai livremente do bico, cria-se uma pressão negativa no canal decomando (efeito "Venturi"). Cobrindo-se parcialmente o canal de saída, gera um incremento de comando que pode chegar à pressão de alimentação, caso a obstrução do bico seja total. 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 44
45 Sensores Pneumáticos Pressostáticos Interruptor pressostático Válvula comuta quando o canal de comando C é obstruído C 03 de Agosto de 2016 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 45
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