Principaux principes de sélection des soupapes électromagnétiques 52 et 53 dans les systèmes pneumatiques

Dans les usines hautement automatisées, les actionneurs pneumatiques effectuent des mouvements précis et efficaces, souvent contrôlés par des électrovannes. Parmi les différents types, les électrovannes 5/2 et 5/3 se distinguent comme des composants indispensables dans les systèmes de contrôle pneumatique en raison de leur fonctionnalité robuste et de leurs nombreuses applications. Bien que similaires en apparence, ces deux types de vannes présentent des différences distinctes qui déterminent leurs cas d'utilisation optimaux.

Dans les systèmes pneumatiques, les électrovannes jouent un rôle essentiel en dirigeant le flux d'air comprimé pour entraîner des vérins ou d'autres actionneurs pneumatiques. Les vannes 5/2 et 5/3 comportent toutes deux cinq orifices, mais diffèrent dans leurs mécanismes de contrôle et leurs applications.

• Électrovannes 5/2 : Celles-ci ont cinq orifices et deux positions, principalement utilisées pour contrôler le mouvement alternatif des vérins à double effet. Lorsqu'elles sont alimentées, les vannes changent de position pour modifier la direction du flux d'air. Elles se déclinent en deux variantes :
  • Vannes 5/2 à simple bobine : Utilisent généralement des mécanismes de rappel à ressort ou pneumatiques. Lorsqu'elles ne sont pas alimentées, elles reviennent automatiquement à leur position initiale. Ces vannes économiques conviennent aux applications sans exigences de temps de réponse strictes.
  • Vannes 5/2 à double bobine : Manquent de fonctionnalité de retour automatique, nécessitant l'alimentation de la bobine opposée pour l'inversion de position. Leur capacité de mémoire maintient l'état actuel en cas de perte de courant, ce qui est idéal pour les applications de maintien de position.
• Électrovannes 5/3 : Comportant cinq orifices et trois positions, celles-ci offrent des capacités de contrôle plus complexes avec une position centrale supplémentaire. Il existe trois sous-types en fonction du comportement de la position centrale :
  • Vannes 5/3 à centre fermé : Scellent tous les orifices en position neutre, maintenant la position du vérin pour des exigences de positionnement précises.
  • Vannes 5/3 à centre à échappement : Connectent les orifices du vérin à l'échappement en position neutre, permettant un mouvement libre du vérin pour une libération rapide de la pression.
  • Vannes 5/3 à centre sous pression : Appliquent la pression d'alimentation aux deux orifices du vérin en position neutre, créant des conditions de charge équilibrées.

La différence fondamentale entre ces vannes réside dans leurs mécanismes d'actionnement, tous deux utilisant la force électromagnétique pour déplacer les tiroirs de vanne et rediriger le flux d'air.

Fonctionnement des vannes 5/2 : L'alimentation de la bobine génère une force électromagnétique qui déplace le tiroir, connectant l'alimentation à un orifice du vérin tout en évacuant l'orifice opposé. La mise hors tension renvoie le tiroir via une force de ressort ou pneumatique, inversant la direction du flux d'air.

Fonctionnement des vannes 5/3 : Utilisant deux bobines pour le mouvement bidirectionnel du tiroir, ces vannes se déplacent vers les positions de travail lorsque l'une ou l'autre des bobines est alimentée. La mise hors tension des deux bobines ramène le tiroir à sa position centrale, la fonctionnalité étant déterminée par la configuration centrale.

• Mouvement alternatif de base : Les vannes 5/2 à simple bobine suffisent pour la manutention ou les bras robotiques simples.
• Maintien de la position : Les vannes 5/2 à double bobine maintiennent la force de serrage ou le positionnement en cas d'interruptions de courant.
• Positionnement de précision : Les vannes 5/3 à centre fermé permettent un arrêt et un maintien précis pour l'usinage ou la robotique.
• Libération d'urgence de la pression : Les vannes 5/3 à centre à échappement permettent une dépressurisation rapide du vérin pour les systèmes de sécurité.
• Équilibrage de la charge : Les vannes 5/3 à centre sous pression contrecarrent les forces gravitationnelles dans les applications verticales.

Au-delà de la sélection du type de vanne, plusieurs facteurs ont un impact sur les performances du système :

• Dimensionnement des orifices : Doit correspondre aux dimensions du vérin et aux exigences de débit d'air pour éviter les problèmes de performance.
• Compatibilité électrique : Les tensions et les puissances nominales doivent correspondre aux systèmes de contrôle pour éviter les dommages ou les dysfonctionnements.
• Matériaux d'étanchéité : Doivent résister à la corrosion chimique et supporter les températures de fonctionnement.
• Orientation de l'installation : Doit suivre les spécifications du fabricant pour garantir un fonctionnement correct.
• Maintenance : L'inspection régulière des joints et des connexions électriques prolonge la durée de vie.

Les progrès de l'automatisation conduisent l'innovation des électrovannes vers :

• Miniaturisation : Conceptions compactes pour les installations à espace limité.
• Fonctionnalité intelligente : Capteurs et puces de contrôle intégrés permettant le réglage automatique du débit et le diagnostic.
• Efficacité énergétique : Bobines à faible consommation d'énergie et chemins de flux d'air optimisés réduisant la consommation d'énergie.
• Fiabilité améliorée : Amélioration des matériaux et des processus de fabrication augmentant la durée de vie opérationnelle.

En tant que composants essentiels des systèmes pneumatiques, une bonne compréhension et application des électrovannes 5/2 et 5/3 contribuent de manière significative à l'efficacité de l'automatisation industrielle. Les technologies émergentes promettent des capacités encore plus grandes en matière de performances des vannes et d'intégration des systèmes.