Le valvole 3/2

Aggiungiamo una via e una funzione.

Le valvole 3/2, coma abbiamo spiegato negli articoli precedenti, hanno due posizioni e tre vie.

A cosa serve la via in più ? L’applicazione tipica è il comando di un cilindro a semplice effetto.

Provo a spiegarlo partendo da una cosa che conosciamo tutti ossia la pompa da bicicletta: il cilindro pneumatico è facile da capire se pensiamo a questo oggetto di uso comune. Per gonfiare una gomma di bicicletta devo sollevare l’impugnatura della pompa che è collegata ad un pistone che scorre all’interno della camicia della pompa ( ossia la parte tonda e grossa della pompa ).Quando sollevo c’è una piccola valvola che fa entrare l’aria dall’ esterno all’interno della camicia, quando schiaccio l’impugnatura la valvola si chiude e obbliga l’aria a entrare nel tubo di gomma che noi abbiamo inserito nella valvola della ruota della bicicletta e così lo pneumatico si gonfia.Ragionando a rovescio: se noi avessimo un sistema a tenuta, soffiando dentro al tubo che inseriamo nella valvola dello pneumatico la leva della pompa si alzerebbe perché andiamo a soffiarvi dentro aria. Il cilindro pneumatico funziona allo stesso modo. Soffiando aria da una parte o dall’altra facciamo spostare il pistone interno che è solidale con uno stelo, ad è quello che io utilizzo sulle macchine per compiere un lavoro.

C’è una piccola differenza: il cilindro pneumatico può essere anche a semplice effetto ( non ti preoccupare, più avanti vedremo bene i vari tipi di cilindro ) ossia: nella parte interna del cilindro può esserci una molla che in assenza di alimentazione mi tiene il cilindro sempre in una posizione stabile e posso aver cilindri a semplice effetto a stelo esteso o a stelo retratto.

Per azionare questo cilindro ho bisogno di una valvola con 3 vie e vediamo quali sono: 1 è  l’alimentazione 2 è l’utilizzo e 3 è lo scarico.

Vediamo come funziona partendo da questi due disegni immaginando che esista un tubo che metta in collegamento la mia uscita 2 della valvola con un foro sul cilindro che abbiamo segnato con la lettera A; sul nostro cilindro avremo un altro foro ( B ) che aspira o immette aria direttamente in atmosfera.

 

L’aria in pressione entra da 1 ma la via è bloccata e si ferma li.

Adesso vado ad azionare la valvola e….

 

La spola interna si sposta e mette in comunicazione 1 e 2, l’aria esce da  2 entra nel cilindro passando da A, la pressione è sufficiente a vincere la resistenza della molla e aziona il cilindro facendo uscire lo stelo. Ovviamente l’aria contenuta nella parte anteriore del cilindro esce da B e viene scaricata in aria.

Quando riporto la valvola in posizione di riposo riavremo la situazione precedente con 1 chiuso e 2 e 3 in comunicazione; ora la molla vince la resistenza dell’aria non più in pressione, spinge il pistone in posizione di riposo e l’aria contenuta nella parte posteriore del cilindro ripassa dal tubo che collega A con la valvola, entra da 2 ed esce da 3 e viene scaricata in atmosfera, mentre la parte anteriore del cilindro si rialimenta da B.

Quindi abbiamo risposto alla prima domanda: la terza via serve a scaricare l’aria in atmosfera.

Attenzione. ho detto che l’utilizzo tipico è l’azionamento di un cilindro a semplice effetto ma la 3/2 si può utilizzare anche per azionare altre valvole o utilizzare lo scarico 3 come segnale per altre cose, vedremo tutto più avanti, portate pazienza.

Come posso azionare la mia valvola ? vai a vedere questo.

Grazie per l’attenzione e a presto.

Le valvole 2/2

Partiamo dalle più facili ossia le 2/2 .

Come abbiamo detto nell’articolo precedente, 2/2 N.C. indica una valvola a 2 vie  e a 2 posizioni normalmente chiusa, il simbolo è:

Il quadratino di destra mi indica lo stato della valvola a riposo e quello di sinistra lo stato della valvola azionata. Anche senza sapere nulla pare evidente che il quadratino di destra mi indica un passaggio chiuso, specialmente se lo confrontiamo con quello di sinistra che mi indica un passaggio aperto. In questo caso abbiamo una 2/2, ossia una valvola con due attacchi che a riposo è chiusa e non permette il passaggio dell’aria mentre quando la azioniamo permette il passaggio dell’aria. Sono valvole che vengono anche definite “rubinetti” perché o fanno passare l’aria o la bloccano, nulla di più. Trovo la definizione un po’ imprecisa perché se pensiamo a un rubinetto penso a una quantità di fluido che posso regolare mentre qui ho tutto aperto o tutto chiuso.

Aggiungiamo qualche dato per comprendere meglio la simbologia: vediamo due valvole simili nel numero di vie e nel tipo di azionamento ma opposte nel funzionamento ( aggiungiamo spiegazioni ).

Queste sono due valvole 2/2  con qualche dato in più, abbiamo aggiunto 4 simboli, 2 a destra del quadrato di destra e 2 a sinistra di quello di sinistra. Notata la differenza? Quella in alto è una 2/2 n.c. mente quella in basso è una 2/2 n.a. In pratica se io attacco l’aria in quella in alto l’aria non passa e per farla passare devo agire sul comando ( che vedremo dopo ); nell’altra se io attacco l’aria, l’aria passa liberamente e quando vado ad agire sul comando della valvola, l’aria si blocca.

Cominciamo a spiegare i simbolini poi vedremo i 2 numero ossia il 10 e il 12 che troviamo di fianco al simbolino.

Il simbolo di sinistra mi indica il tipo di comando, in questo caso è una leva a rullo, il simbolo di destra mi indica come la valvola torna nella sua posizione originale di riposo, in questo caso una molla.

Il numero 10 mi indica la valvola a riposo, il numero 12 mi indica la valvola azionata; quindi abbiamo la stessa valvola, lo stesso azionamento e lo stesso riposizionamento ma un funzionamento della valvola esattamente opposto, nella prima per fare passare l’aria devo azionare il rullo, nella seconda se aziono il rullo il flusso dell’aria si interrompe.

Sono stato chiaro? spero di si , altrimenti scrivetemi .

Grazie. Al prossimo articolo vedremo le 3/2.

Le valvole

Le valvole che montiamo sulle nostre macchine sono anche dette, in modo più completo, valvole di controllo direzionale.

Cominciamo  a spiegare come si identifica una valvola e cosa significano i numeri che la contraddistinguono quando parliamo di una 3/2 o di una 2/2 o di una 5/3 eccetera.

innanzitutto le valvole sono identificabili da:

  1. numero di vie
  2. numero di posizioni
  3. tipo di comando

Numero di vie :il primo dato è facile da capire, basta guardare il numero di attacchi ( o fori )  presenti sul corpo valvola, se ci sono 2 attacchi è una 2 vie, se ce ne sono 3 è una 3 vie eccetera

Il numero di posizioni (ad esempio: in una 3/2 avremo 3 attacchi e 2 posizioni; in una 5/3  avremo quindi 5 attacchi e 3 posizioni ) mi dice esattamente questo: ossia il numero di posizioni che la valvola può assumere a seconda del tipo di comando, compresa la posizione di riposo.

Il tipo di comando  :  una valvola può essere comandata manualmente, con un comando meccanico, con un comando pneumatico o con un comando elettrico.

Possiamo anche trovare una dicitura sulla valvola, ad esempio N.C o N.A. che mi indicano lo stato della valvola a riposo. Mi spiego meglio: N.C. e N.A. indicano semplicemente che la valvola a riposo è normalmente chiusa ( N.C. ) o normalmente aperta ( N.A. ).

Altra cosa standard che riguarda tutti i produttori di valvole è la simbologia perché riguarda tutte le valvole a prescindere da chi le ha prodotte: quando troviamo un’immagine sulla valvola formata da due quadretti con delle strane frecce e simbolini, da quella dobbiamo già essere in grado di capire il tipo di valvola che stiamo guardando, e ne parliamo dopo in un articolo specifico; ci dobbiamo sempre ricordare che il quadrato di destra indica lo stato della valvola a riposo mentre quello di sinistra indica lo stato della valvola azionata dal nostro comando.

Dovremmo trovare a fianco del simbolo che indica il tipo di comando anche un numero che può essere 10 12 i 14.

vedremo in seguito che cosa significa.

Dal prossimo articolo cominciamo a vedere nello specifico tutte la valvole e i loro simboli.

La valvola di avviamento progressivo

O, come dicevano i latini… nomen omen…ossia il destino nel nome.

Come potrei definire meglio una cosa che nel nome contiene tutto il suo funzionamento ?

La valvola di avviamento progressivo è una valvola che consente il passaggio dell’aria dalla linea alla macchina in modo graduale al momento dell’accensione della stessa. E’ una valvola che è consigliabile usare se abbiamo cilindri o altri prodotti che se alimentati  di colpo potrebbero danneggiare loro stessi e anche persone che in modo poco cauto si trovassero vicini alla macchina quando la facciamo ripartire a inizio giornata o dopo una manutenzione.

Sono valvole elettro-pneumatiche che oltre a leggere la pressione pneumatica utilizzano un segnale elettrico per la lettura di una soglia minima di pressione prestabilita raggiunta la quale l’impianto può andare con la pressione a regime.Ossia: noi accendiamo la macchina, l’aria entra nell’avviatore progressivo in un condotto più piccolo di quello che la valvola utilizza quando è a regime; l’aria che entra va ad agire su un pressostato sul quale abbiamo una pressione minima impostata e regolabile. Finché il pressostato non legge questa soglia non permette l’apertura totale della valvola stessa per cui avremo un avviamento molto dolce che permetterà ad esempio a cilindri che allo spegnimento della macchina sono rimasti in una posizione intermedia, di chiudere il loro ciclo di lavoro dolcemente.

 

Prese d’aria supplementari

In un circuito di distribuzione dell’aria all’interno di uno stabilimento possono crearsi necessità diverse.

Una di queste potrebbe essere quella di avere pressioni diverse di alimentazione in diverse sezioni dell’impianto; come facciamo a farlo?

Facile : inseriamo più regolatori di pressione in serie, mi spiego meglio con un esempio: supponiamo che io debba avere 6 bar in una parte dell’impianto, 5 bar in un’altra e 4 bar in un’altra ancora; ipotizzando che l’alimentazione della mia linea sia tarata a 7 bar devo fare così: faccio entrare l’aria da una valvola lucchettabile, la faccio passare attraverso in mio filtro regolatore ad una pressione di 6 bar e li prevedo una pesa d’aria che mi vada ad alimentare la prima parte in cui ho bisogno di 6 bar, poi metto un regolatore di pressione e lo regolo a 5 bar, metto un’altra presa d’aria un altro regolatore tarato a 4 bar e un’altra presa d’aria. In questo modo avrò diverse sezioni del mio impianto alimentate tutte alla pressione più idonea.

Ma cosa sono le prese d’aria? sono dei semplici blocchetti con un ingresso principale, una uscita e diverse uscite secondarie. Provate a immaginare un dado da gioco, immagino che sappiate tutti che la somma delle due facce opposte è sempre sette. Io posso avere un ingresso e una uscita dalle facce numero 2 e 5 e altre uscite ” secondarie” a d esempio sulle facce 1 e 6 o 3 e 4  da dove posso prelevare altra aria per alimentare altre parti del mio impianto. E’ ovvio che il prelievo dell’aria a diverse pressioni deve essere a scalare perché dopo un regolatore tarato a 4 bar non potrò mai prelevare aria ad una pressione maggiore.

In questa immagina vediamo il primo foro nella parte sinistra che è un ingresso dell’aria, sulla faccia opposta avremo la nostra uscita principale e sulle altre facce abbiamo tutte le altre possibili fonti di approvvigionamento di aria.

Oppure posso utilizzare le uscite delle varie facce del mio dado per montarvi ad esempio un pressostato….ma di questo ne parleremo più avanti.

la valvola di intercettazione

La valvola di intercettazione è una valvola a tre vie ( ingresso, uscita e scarico, capiremo nei capitoli dedicati alle valvole cosa significa ) che si posiziona solitamente all’inizio del gruppo TA.

E’ fondamentalmente una semplice “tagliola”, ossia una specie di rubinetto con solo due posizioni utilizzate: tutto aperto o tutto chiuso.

Possono essere a comando manuale o con controllo elettrico; quelle a comando manuale spesso sono lucchettabili ossia hanno un foro in cui inserire un vero e proprio lucchetto per impedire di poter essere girata per errore. Solitamente sono lucchettabili in posizione chiusa ossia a macchina non alimentata dall’aria  di rete. Questo può essere molto comodo quando si fanno delle manutenzioni e non si vuole correre il rischio che la persona che sta facendo manutenzione subisca dei danni a causa di un errato avviamento della macchina durante queste operazioni. E’ molto importante perché il movimento ad esempio di un cilindro pneumatico alimentato improvvisamente dall’aria può essere molto repentino e altrettanto violento.

Quelle a comando elettrico funzionano allo stesso modo ma hanno il controllo elettrico anziché manuale. Che vantaggio mi può dare ? semplice, se io ho uno sportello collegato ad una sicurezza elettrica che in caso di apertura mi fa partire un allarme, io posso fare in modo che oltre all’allarme entri in funzione anche la valvola di intercettazione che blocca in automatico l’ingresso dell’aria e impedisca a chi è entrato di andare a contatto con cilindri in movimento che potrebbero causargli danni anche gravi.

Quindi: se faccio manutenzione ad un macchinario chiudo la valvola impedendo all’aria di entrare e permettendo all’aria che c’è a valle di scaricarsi, la chiudo con un lucchetto se è a comando manuale e mi tengo la mia chiave in tasca finché la manutenzione non è finita e posso lavorare tranquillo.

Altri accessori

Di tutte le parti che abbiamo visto fino ad ora, due su tre, ossia il regolatore e il filtro, sono presenti su quasi tutte le macchine, mentre il lubrificatore, a causa delle nuove materie plastiche, sta cadendo un po’ in disuso.

Ci sono altri accessori che si possono montare su un gruppo di ingresso dell’aria nella nostra macchina e , tra i più diffusi, possiamo avere:

prese d’aria supplementari, avviatore progressivo, valvola di intercettazione e pressostato.

Andiamo a vederli uno ad uno.

Il filtro

IL FILTRO.

No dico… abbiamo già filtrato l’aria in aspirazione prima del compressore, l’abbiamo refrigerata dopo la compressione per farle perdere l’umidità, l’abbiamo fatta “decantare” nel serbatoio per farle depositare anche le parti più piccole, abbiamo montato gli attacchi a pastorale per impedire la risalita dell’acqua, abbiamo messo scaricatori di condensa in fondo ad ogni punto di presa dell’impianto e adesso la filtriamo ancora?

Certo che si !!!

La dobbiamo filtrare ancora perché l’aria che entra nelle nostre macchine DEVE essere la più pulita possibile,

I gruppi trattamento aria ( TA ) sono dei dispositivi fondamentali per migliorare il rendimento di tutti i dispositivi pneumatici e per allungare la vita ai nostri impianti quindi devono essere presenti prima di ogni macchina.

Il primo ( per importanza ) strumento che abbiamo per migliorare la qualità dell’aria che entra nei macchinari è, come da titolo , il filtro.

Partiamo da un disegno e spieghiamo come funziona :

L’aria entra da “IN”, sbatte contro il deflettore ad alette ( che è fisso ) e assume un andamento molto vorticoso; questo fa si che tutto ciò che è più pesante dell’aria ( particelle di olio che arrivano dal compressore, acqua, impurità, pulviscoli di varia natura ) venga, per effetto della forza centrifuga, sbattuto contro la parete del filtro e vada a depositarsi sul fondo del bicchiere che è posto sotto al filtro stesso ( apro una piccola parentesi : ovviamente questo materiale accumulato deve essere espulso e abbiamo tre possibilità. La prima è uno scarico manuale, ossia un operatore deve fisicamente andare ad aprire il fondo del bicchiere o tazza per permettere lo scarico dello sporco; la seconda è uno scarico semiautomatico: in questo caso ogni volta che si spegne la macchina lo scarico entra in funzione ed espelle il materiale; il terzo è uno scarico automatico che è munito di un galleggiante che quando arriva ad un determinato livello scarica il materiale accumulato ).

All’interno del nostro filtro c’è anche uno schermo separatore che fa sì che l’aria in turbolenza non risucchi il materiale accumulato e non vada a reimmetterlo nel nostro circuito.

A questo punto l’aria esce da OUT.Se ti serve un filtro regolatore lo trovi qui.

Però…prima di uscire l’aria deve passare attraverso un filtro che migliora ulteriormente la qualità dell’aria che arriva ai nostri utilizzatori e questo filtro può essere , come in tutti i filtri del mondo, a maglie più o meno larghe, diciamo che nei gruppi filtro standard la filtrazione è nell’ordine dei 50 micron.

Se voglio un’aria più pulita dovrò mettere dei filtri con maglie più strette e posso arrivare a delle sub- milcro filtrazioni che permettono il passaggio solo di particelle con Ø inferiore a 0.01 micron e oltre; basti pensare al tipo di aria che può essere necessaria nelle camere bianche o al confezionamento di alcuni tipi di medicinali; in questi casi l’aria deve essere priva di qualunque impurità.

E’ chiaro che in questi casi dovrò mettere in serie dei gruppi di filtrazione con diametri di filtraggio a scendere, partirò dai 50 micron, poi ne metterò uno da 5 micron e poi ne metterò un terzo per la filtrazione più piccola, questo ovviamente per impedire che il filtro più “fine” si intasi troppo velocemente.

I filtri con gradi di filtrazione molto elevati sono detti filtri a coalescenza: funzionano in modo inverso rispetto ai filtri normali.

Mi spiego meglio: come si capisce nella nostra figura l’aria entra a contatto nella parte esterna del filtro ed esce filtrata nella parte interna per poi uscire del gruppo filtro; nei filtri a coalescenza avviene l’opposto: l’aria entra da dentro, attraversa il filtro ed esce dalla parte esterna del filtro.

E’ ovvio che tutti i filtri hanno bisogno di una manutenzione periodica per mantenere le loro proprietà per cui la cartuccia filtrante deve essere sostituita ogni tot ore di lavoro della  macchina.

Come al solito spero di essere stato d’aiuto e alla prossima.

 

Il lubrificatore

Una premessa: il lubrificatore è un dispositivo che è sempre meno usato sui macchinari moderni per un semplice motivo: serviva a tenere lubrificate parti di macchinari ( cilindri, valvole, ecc…) che con i moderni materiali plastici non hanno più bisogno di essere lubrificati. Ci può essere ancora bisogno di lubrificazione in applicazioni particolari:  in presenza di attuatori con lunghe corse, velocità e frequenza di  movimento elevata, in questo caso si possono creare temperature elevate a causa degli attriti e la lubrificazione può essere vantaggiosa; oppure se il nostro macchinario lavora in un ambiente molto sporco, in questo caso la lubrificazione può servire a preservare la durata delle tenute di cilindri e valvole.

Attenzione però: quando ad un impianto si fornisce lubrificazione anche una sola volta, bisogna continuare a lubrificare sempre, anche se le apparecchiature sono dichiarate idonee per un  funzionamento senza apporto di lubrificante.

Infatti, l’olio tende a dilavare i grassi utilizzati all’atto del montaggio sui particolari in movimento e quindi se non venisse erogata la lubrificazione, dopo alcune manovre, si verificherebbe la condizione di funzionamento a secco.

Come funziona? facile, con l’effetto Venturi

Quando il flusso dell’aria incontra un restringimento di un tubo aumenta la velocità ma diminuisce la pressione; col tubo Venturi io sfrutto questa ” depressione” per andare ad aspirare l’olio da un serbatoio.

Per rendere il lubrificatore più preciso e costante nell’erogazione dell’olio, è presente una valvola regolabile che garantisce costanza di aspirazione in rapporto alla quantità di olio . La quantita di olio nell’unita di volume è costante anche al variare del flusso. Non esistono calcoli o sistemi sicuri per stabilire la giusta quantita di olio da inviare nell’impianto, molto spesso la si trova grazie all’esperienza e tale quantità e bene che sia costante nel tempo.

Bisogna sempre utilizzare olio compatibile con le mescole delle guarnizioni utilizzate sulle apparecchiature da lubrificare. Un olio non compatibile può creare danni irreversibili provocando rigonfiamenti o riduzioni di volume delle guarnizioni con le quali entra in contatto.

Non è sufficiente che possa essere facilmente polverizzato dall’aria compressa, ma deve avere anche altre qualita necessarie per un ottima lubrificazione quali la purezza e la stabilita all’ossidazione.

Il sistema di lubrificazione deve essere progettato con attenzione perché curve dei tubi, innesti a gomito o a T e anche una eccessiva distanza dal punto di aspirazione dell’olio a quello di utilizzo vanno a ridurre molto l’efficienza della lubrificazione.

 E assolutamente sconsigliato l’utilizzo del lubrificatore in presenza di apparecchi dotati di piccoli orifizi o fori calibrati come riduttori di precisione, valvole proporzionali ecc. perché l’olio potrebbe ostruire il passaggio dell’aria compromettendone il funzionamento.

L’olio utilizzato viene poi espulso attraverso gli scarichi delle valvole e, se disperso nell’ambiente può risultare nocivo alla salute se la sua concentrazione supera determinati valori.

E consigliabile utilizzare dei depuratori di scarico che separano l’olio dall’aria e lo raccolgono in una tazza.

Ciao e a presto.