Układy pneumatyczne to szeroko stosowane i opłacalne rozwiązania służące do dostarczania mocy i energii do narzędzi, oprzyrządowania i procesów przemysłowych. Wszystkie systemy pneumatyczne, aby skutecznie działać, opierają się zarówno na ciśnieniu, jak i przepływie. Chociaż kontrola ciśnienia i kontrola przepływu to różne pojęcia, są one ściśle powiązane; dostosowanie jednego będzie miało wpływ na drugie. Celem tego artykułu jest wyjaśnienie różnicy między kontrolą ciśnienia i przepływu, uproszczenie ich relacji oraz omówienie różnych urządzeń do kontroli ciśnienia i zaworów kontroli przepływu powszechnie spotykanych w zastosowaniach pneumatycznych.

Definiowanie ciśnienia i przepływu w układach pneumatycznych

Ciśnieniedefiniuje się jako siłę przyłożoną na określonym obszarze. Kontrolowanie ciśnienia obejmuje zarządzanie sposobem jego kierowania i utrzymywania w układzie pneumatycznym w celu zapewnienia niezawodnego i wystarczającego dostarczania energii.Przepływz drugiej strony odnosi się do prędkości i objętości, z jaką porusza się sprężone powietrze pod ciśnieniem. Sterowanie przepływem polega na regulowaniu tego, jak szybko i w jakiej objętości powietrze przepływa przez system.

Funkcjonalny układ pneumatyczny wymaga zarówno ciśnienia, jak i przepływu. Bez ciśnienia powietrze nie może wywierać wystarczającej siły do ​​zasilania aplikacji. I odwrotnie, bez przepływu, sprężone powietrze pozostaje zamknięte i nie może dotrzeć do zamierzonego miejsca przeznaczenia.

Kontrola ciśnienia a kontrola przepływu

W prostych słowach,ciśnienieodnosi się do siły i siły powietrza. W przypadku kontroli ciśnienia wytworzona siła jest równa ciśnieniu pomnożonemu przez powierzchnię, w której jest ono zawarte. Dlatego też wysokie ciśnienie wejściowe na małym obszarze może wytworzyć taką samą siłę, jak niskie ciśnienie wejściowe na większym obszarze. Kontrola ciśnienia reguluje zarówno siły wejściowe, jak i wyjściowe, aby utrzymać stałe, zrównoważone ciśnienie odpowiednie do zastosowania, zwykle osiągane za pomocą urządzenia regulującego ciśnienie.

Przepływodnosi się do objętości i prędkości powietrza. Kontrola przepływu polega na otwieraniu lub ograniczaniu obszaru, przez który może przepływać powietrze, kontrolując w ten sposób ilość i szybkość przepływu powietrza pod ciśnieniem przez system. Mniejszy otwór powoduje z czasem mniejszy przepływ powietrza przy danym ciśnieniu. Sterowanie przepływem odbywa się zwykle za pomocą zaworu sterującego przepływem, który reguluje się tak, aby precyzyjnie umożliwić lub uniemożliwić przepływ powietrza.

Chociaż sterowanie ciśnieniem i przepływem są różne, są to równie ważne parametry w układzie pneumatycznym i zależą od siebie pod względem prawidłowego działania. Dostosowanie jednej zmiennej nieuchronnie wpłynie na drugą, wpływając na ogólną wydajność systemu.

W idealnym układzie pneumatycznym kontrolowanie jednej zmiennej w celu wpływania na drugą może wydawać się wykonalne, ale rzeczywiste zastosowania rzadko charakteryzują się idealnymi warunkami. Na przykład użycie ciśnienia do kontrolowania przepływu może powodować brak precyzji i prowadzić do wyższych kosztów energii z powodu nadmiernego przepływu powietrza. Może również powodować nadmierne ciśnienie, powodując uszkodzenie komponentów lub produktów.

I odwrotnie, próby kontrolowania ciśnienia poprzez zarządzanie przepływem mogą skutkować spadkami ciśnienia, gdy przepływ powietrza wzrasta, co prowadzi do niestabilnego zasilania ciśnieniem, które może nie zaspokoić potrzeb energetycznych aplikacji, marnując energię na nadmierny przepływ powietrza.

Z tych powodów często zaleca się oddzielne zarządzanie kontrolą przepływu i kontrolą ciśnienia w układzie pneumatycznym.