מערכות פניאומטיות נמצאות בשימוש נרחב ופתרונות חסכוניים לאספקת כוח ואנרגיה לכלים, מכשור ותהליכים תעשייתיים. כל המערכות הפנאומטיות מסתמכות הן על לחץ והן על זרימה כדי לתפקד ביעילות. בעוד בקרת לחץ ובקרת זרימה הם מושגים נפרדים, הם קשורים קשר הדוק; התאמת אחד ישפיע על השני. מאמר זה נועד להבהיר את ההבדל בין בקרת לחץ וזרימה, לפשט את הקשר ביניהם, ולדון בהתקני בקרת לחץ ושסתומי בקרת זרימה השונים הנמצאים בדרך כלל ביישומים פניאומטיים.

הגדרת לחץ וזרימה במערכות פניאומטיות

לַחַץמוגדר ככוח המופעל על פני אזור מסוים. שליטה בלחץ כרוכה בניהול האופן שבו הוא מנותב ומוכל בתוך מערכת פניאומטית כדי להבטיח אספקת אנרגיה אמינה ומספקת.זְרִימָה, לעומת זאת, מתייחס למהירות ולנפח שבו נע אוויר דחוס בלחץ. שליטה בזרימה מתייחסת לוויסות באיזו מהירות ובאיזה נפח האוויר עובר במערכת.

מערכת פניאומטית פונקציונלית דורשת גם לחץ וגם זרימה. ללא לחץ, האוויר לא יכול להפעיל מספיק כוח כדי להפעיל יישומים. לעומת זאת, ללא זרימה, האוויר בלחץ נשאר מוכל ואינו יכול להגיע ליעדו.

בקרת לחץ לעומת בקרת זרימה

במילים פשוטות,לַחַץמתייחס לכוח וחוזק האוויר. בבקרת לחץ, הכוח שנוצר שווה ללחץ כפול השטח שבו הוא כלול. לכן, כניסה גבוהה של לחץ בשטח קטן יכולה ליצור את אותו כוח כמו כניסה נמוכה של לחץ בשטח גדול יותר. בקרת לחץ מווסתת הן את כוחות הקלט והן ביציאה כדי לשמור על לחץ קבוע ומאוזן המתאים ליישום, המושג בדרך כלל באמצעות מכשיר לווסת לחץ.

זְרִימָהמתייחס לנפח ומהירות האוויר. בקרת זרימה כוללת פתיחה או הגבלת האזור שדרכו האוויר יכול לזרום, ובכך לשלוט בכמה וכמה מהר עובר אוויר בלחץ במערכת. פתח קטן יותר מביא לזרימת אוויר קטנה יותר בלחץ נתון לאורך זמן. בקרת הזרימה מנוהלת בדרך כלל באמצעות שסתום בקרת זרימה שמתכוונן כדי לאפשר או למנוע זרימת אוויר במדויק.

בעוד בקרת לחץ וזרימה שונים, הם פרמטרים חשובים באותה מידה במערכת פנאומטית ותלויים זה בזה לפונקציונליות תקינה. התאמת משתנה אחד תשפיע בהכרח על השני, תשפיע על ביצועי המערכת הכוללת.

במערכת פנאומטית אידיאלית, שליטה במשתנה אחד כדי להשפיע על האחר עשויה להיראות ריאלית, אך יישומים בעולם האמיתי מייצגים רק לעתים רחוקות תנאים אידיאליים. לדוגמה, שימוש בלחץ לשליטה בזרימה עלול להיות חסר דיוק ולהוביל לעלויות אנרגיה גבוהות יותר עקב זרימת אוויר מוגזמת. זה יכול גם לגרום ללחץ יתר, פגיעה ברכיבים או במוצרים.

לעומת זאת, ניסיון לשלוט בלחץ על ידי ניהול הזרימה עלול לגרום לירידות לחץ כאשר זרימת האוויר עולה, מה שיוביל לאספקת לחץ לא יציבה שעלולה להיכשל במילוי צורכי האנרגיה של היישום תוך בזבוז אנרגיה עם זרימת אוויר מוגזמת.

מסיבות אלו, לעתים קרובות מומלץ לנהל בקרת זרימה ובקרת לחץ בנפרד במערכת פניאומטית.