Válvulas e sensores pneumáticos

Transcrição

1 Válvulas e sensores pneumáticos Aula 3 e 4 Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura

2 Introdução As válvulas comandam e influenciam o fluxo do ar comprimido. Elas podem ser: 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. Válvula de fluxo Válvula direcional 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 2

3 Introdução Princípio de Funcionamento 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 3

4 Introdução Simbologia Gráfica das Válvulas Posição de retorno Posição de avanço 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 4

5 Introdução Nomenclatura 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. Válvula 4/2 vias Válvula 4/3 vias Válvula 4/3 vias Válvula 5/2 vias Válvula 6/3 vias 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 5

6 Introdução - Acionamento Acionamentos Acionamento manual Acionamento mecânico Acionamento pneumático Acionamento elétrico 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 6

7 Introdução Válvula 3/2 vias 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 7

8 Introdução Execução Construtiva Existem dois tipos de execução construtiva: Válvula de assento Válvula de êmbolo deslizante 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 8

9 Válvula Pneumáticas Válvula de assento estanqueidade perfeita; requer elevada força de acionamento; curso de comutação reduzido; insensível a impurezas (não necessita lubrificação); comutam bruscamente. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 9

10 Válvula Pneumáticas Válvula de êmbolo deslizante estanqueidade condicional; requer pequena força de acionamento; curso de comutação longo; sensíveis à impureza. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 10

11 Válvula Pneumáticas Válvula de êmbolo deslizante Válvula 3/2 vias Válvula de assento Válvula 3/2 vias 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 11

12 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. com exaustão cruzada sem exaustão cruzada 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 12

13 Válvula Pneumáticas Válvula Direcional Acionada Pneumaticamente Botão acionado por ar comprimido Representação no circuito: 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 13

14 Válvula Pneumáticas Válvula 5/2 vias de êmbolo acionada pneumaticamente 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 14

15 Válvula Pneumáticas Válvula Biestável Princípio de Assento Flutuante. É comutada por impulsos, mantendo-se na posição de comando até receber um novo impulso. Uso típico no circuito: 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 15

16 Válvula Pneumáticas Válvula Direcional Servo-Comandada Combina acionamento mecânico com pneumático. Reduz força de acionamento (1,8 N). 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 16

17 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) 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 17

18 Válvula Pneumáticas Válvulas de Bloqueio Válvula de Retenção 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 18

19 Válvula Pneumáticas Válvula Alternadora (Função Lógica OU ) 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 19

20 Válvula Pneumáticas Válvula de duas pressões (Função Lógica E ) 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 20

21 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 21

22 Válvula Pneumáticas Válvula de Fluxo Unidirecional Empregada para regular a velocidade do cilindro pneumático 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 22

23 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. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 23

24 Válvula Pneumáticas Válvula de Escape Rápido Aumenta a velocidade do êmbolo no cilindro no retorno 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 24

25 Válvula Pneumáticas Válvulas de Fechamento 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 25

26 Válvula Pneumáticas pressão primária Válvula Reguladora de Pressão pressão secundária furos para exaustão (escape) Se a pressão secundária diminuir em relação a um valor especificado, a mola 2 empurra o êmbolo 6 que abre a comunicação com a pressão primária. Se a pressão secundária aumenta, em relação a um valor especificado (por exemplo, devido à um excesso de carga no atuador) então a membrana 1 é atuada pressionando a mola 2 e o êmbolo 6 fecha a comunicação até que a pressão secundária diminua. Se a pressão secundária aumentar demais, então além de ocorrer a situação anterior, a membrana 1 se separa do êmbolo 6, abrindo a comunicação com os furos de exaustão, ocorrendo o escape de ar, o que reduz a pressão secundária. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 26

27 Válvula Pneumáticas Válvula Limitadora de Pressão Válvulas de segurança ou alívio 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 27

28 Válvula Pneumáticas Conversores pneumático-elétrico ou pressostatos Transforma um sinal de entrada pneumático num sinal de saída elétrico. Fixo Variável 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 28

29 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 29

30 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 30

31 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). 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 31

32 Temporizador Pneumático Exemplo de aplicação no circuito pneumático 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 32

33 Temporizador Pneumático Retarda a interrupção do sinal de saída (A) em relação ao sinal de pilotagem (X). 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 33

34 Temporizador Pneumático 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 34

35 Temporizador Pneumático 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 35

36 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 = e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 36

37 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 até 8 bar; pressões de comando de 0,1 a 0,5 bar; amplificação de pressão P A /P X = 10; 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 37

38 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 até 8 bar; pressões de comando de 0,1 a 0,5 bar; amplificação de pressão P A /P X = 120; 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 38

39 Amplificador de Pressão Duplo Estágio Características pressão em P até 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; 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 39

40 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 40

41 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; 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 41

42 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) 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 42

43 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. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 43

44 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 44

45 Sensores Pneumáticos Barreiras de ar 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 45

46 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 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 46

47 Sensores Pneumáticos Barreiras de ar Exemplo de circuito pneumático com o sensor Cilindro é acionado quando ocorre a detecção de uma peça. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 47

48 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. 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 48

49 Sensores Pneumáticos Pressostáticos Interruptor pressostático Válvula comuta quando o canal de comando C é obstruído C 08 e 14 de Agosto de 2017 PMR Válvulas e sensores pneumáticos 49