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气动阀门继续激发独特的应用

通过保罗Heney|2016年9月16日

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SMC的VQZ系列具有高速响应时间,长使用寿命和内置一键式配件。

气动阀门在各个行业都很常见,从医疗到化工,从自动化到瓦楞纸板。压缩空气唾手可得,清洁且易于使用,因此利用这一技术的市场数量并不令人惊讶。两个较大的工业自动化使用气缸和其他执行机构以炫目的生产或工艺产品和食品的行业——实际上就是可以利用相同的快速处理货物没有污染最终产品,同时耐液体或其他食品添加剂。

在电子设备的增殖之前,使用气动阀来产生自动化细胞。阀门配置的广大组合与多数柱塞,凸轮,滚筒和飞行员相结合,允许单独的压缩空气操作,以运行大规模和复杂的自动化机械。没有单个电线,例如,整个包装机将运行和循环,从而无处不在地运行和循环,不需要一个手掌按钮启动。

气动是一项古老的技术,多年来,已经有了基本的设计和施工方法。有滑阀、提升阀或其他形式的常见配置,这些配置是基于阀门具有的端口数量和阀门位置的数量。由于某些原因,这些端口被称为通道,但这增加了术语“5路3位”的清晰度,它描述了一个有压力的换向阀,两个工作端口和两个排气端口,在两个通电位置和一个空档位置之间移动。但这个主题不是关于标准的5/3阀门。

对于标准设备以外的机器或应用,特殊阀门存在专门的设备和工艺。有需要注意的行业,随着我的市场饱和,制造商越来越多地将他们的工程和营销能力应用于利基产品。这些产品填补了OEM和机器建造者所需的差距,他们本身试图在竞争激烈的商品产品世界中分开。

气动学为医疗应用提供清洁度
医疗工业在气动应用方面是独特的。通常情况下,系统或机器只是一个过程的一部分,例如清洗仪器或测试样品。为医疗工业生产的设备必须符合严格的质量、清洁和安全标准。气动阀门不仅必须在有生命的情况下是可靠的,而且在制造时必须非常注意清洁。生产过程的副产品不能留在病人体内供其摄入或感染。

valves3不能更重要的清洁度可以找到,而不是设计用于清洁和消毒手术工具和设备的设备。虽然该过程的技术可以各不相同,但目标是有效地破坏凿子和切割者或普通和剥离者上存在的微生物,这保证了外科手术过程不是患者健康状况的贡献者。
SMC是一家气动产品制造商,如果你发现他们有适合手术设备消毒的生产线,你不会感到惊讶。他们的VQZ阀门管道已经被FDA和加拿大健康公司批准和授权,用于专利灭菌工艺。使用低温灭菌可以大大缩短灭菌时间,从5小时缩短到1小时,使用汽化的过氧化氢和臭氧来消灭病原体。

使用各种阀门,灭菌室首先进行1托的真空,然后通过VQZ阀门的微脉动以固定的速率注入蒸汽双氧水,这具有快速的响应时间,特别是与此应用所需的金属密封。双氧水的脉冲持续,直到腔压达到19托,然后还原循环开始。现在注入臭氧与过氧化氢反应形成羟基自由基,进一步增加对微生物的杀伤力。在这个过程完成后,使用催化转换器,这个过程的副产物是氧气和水,使腔室安全打开和取出手术器械。

不用说,一个标准的、现成的阀门在高性能、高要求的应用中是不能很好地工作的。VQZ阀可提供金属密封,大功率螺线管,IP65评级和CE认证。有些阀门可能具有这些选项,但正是这些特点的结合,使其能够用于如此苛刻的任务。
SMC还为血液分析设备制造阀门和组件。如果您最近去过医疗实验室才能给予血液,你知道他们在Wembley Stadium排队等音乐会的患者。血液样本的体积和可用测试的数量是非凡的,并且可以使用实验室技术人员测试单个墨盒的旧方法是不可能的。

现代实验室使用自动化机器进行生化分析。血液分析的过程需要通过气动机器人将试管(样本杯)放入传送带中。使用的阀门和执行器数量太多,在这里无法一一描述,但几乎每个功能和过程都使用SMC组件。甚至试剂的冷却和处理都是通过他们的设备进行的,一旦过程完成,SMC的LVM系列气动隔膜阀将处理盐水和漂白剂进行清洗。

在这些应用中使用气动元件需要特殊的材料,例如用于流体回路的亚克力管,其概念类似于使用插装阀的紧凑型液压管。流体力学用于血液分析仪部分部件的精密逻辑控制,特殊的歧管防止了管道和管件造成的泄漏。描述流体力学的最好方法是想象一个电子电路——但这里有流体分子而不是电子。射流可以产生流体放大器、三极管和逻辑元件。气动阀的这种独特应用确保了流体动力在现代技术进步的世界中占有一席之地,甚至纳米技术也将流体力学视为其伞下的一个重要概念。

安全,精确的工业控制
仅医疗行业并未对独特的阀门应用占据垄断。尽管高功率液压的典型领域具有气动对应物,但液压机长长期以来一直是工业能源的海报儿童。但例如,气动压力普遍是它们的快速循环速率,并且用于例如铆接,冲压,压接和锻炼。按速度缩小的压力机挑战是人类干扰的可能性,因为部件装入机器中。此外,在工具转换或维护期间,压力机必须是安全的。

由于潜在的危险,对压力机安全的规定是严格的,必须采取一切预防措施,以防止压力机及其压板的意外移动。如果压力机是机械的,离合器和制动器是用来确保压力机不会在不希望的时候循环,而且离合器和制动器通常是气动控制的。控制气压运动的气动回路——或机械压力机的离合器和刹车——本质上应该是安全的,但有冗余的控制,以防止意外操作,或防止出现问题时的操作。

valves2

Serpar Crossflow 35系列阀门从罗斯控制中可以与外部监控系统集成,以提供锁定 - 这禁止进一步的机器操作,直到控制系统复位。

你可以使用两个气动阀串联创建一个电路,要求两个阀同时工作,以允许压力机操作,但这正是ROSS Controls生产的双阀,本身是一个压力机安全阀,在一个阀体中操作两个阀元件。

双阀包含两个独特的阀元件,组合形状的活塞,托架和阀芯,并排安装在一个阀体中。内部管道将每个元件串联起来,这样两个元件都需要同时通电,以便产生气流。如果一个阀元件不能开启或关闭,该阀将工作端口压力限制在入口压力的一小部分,防止气动压缸或离合器接合,或阻止制动器释放。

阀门通过每个阀元件上的压差工作,并且由于管道内部的函数是不可能的效果。在其固有安全的设计之上,阀门可提供双压力开关,以监控每个阀元件处的压力。当阀门未致动时,在每个压力开关的常闭输出线处存在信号。当阀门被致动时,逆转开关电路并且在常开线处存在信号。冗余电气安全提供额外的安全步骤,如果机器故障迫在眉睫,而且随着这些功能,该安全阀多年来一直受欢迎。

简而言之,气动学的领域比在现成的5/2阀门和FRL上找到的东西更为丰富,专业化。只要需要对独特的应用程序,制造商将创建它。因此,气动学将继续成为解决困难应用的最佳选择。

SMC
smcusa.com

罗斯控制
rosscontrols.com.

气动提示


了下:气动提示,阀门
标记:SMC,rosscontrols

关于作者

保罗Heney

Paul J. Heney是《设计世界》杂志的副总裁兼编辑总监,拥有工程科学与力学学士学位,佐治亚理工学院的技术通信和生物医学工程辅修专业。他在流体动力、航空航天、机器人、医疗、绿色工程和一般制造领域有近25年的写作经验。他的文章获得了美国商业出版编辑协会颁发的许多地区性和全国性的奖项。

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