空気作動ソレノイドバルブの選択ガイド: 圧力、コイル、およびデューティサイクル

充填ライン、集塵機、包装機のソレノイドバルブが故障する場合、偶発的に故障することはほとんどありません。障害が発生する前の 6 週間に何が変化したかを尋ねると、通常、パターンが現れます。コイルが絶縁クラスで許容される温度よりも高温で動作しているか、ライン圧力がバルブの最小差圧を下回っているか、ダイヤフラムが指定されていない媒体に置かれているかです。

結論を先に言うと、空気作動ソレノイドバルブは、圧力範囲と最小動作差動、オリフィスサイズ、コイル電圧と電力、デューティサイクルの 4 つの値によって優先順位に従って選択されます。データシート上のその他すべては、これら 4 つの決定に関係します。正しく設定すれば、バルブは何年も静かにその機能を果たします。一つ間違えると、メンテナンス スケジュールで補うことはできません。

空気作動ソレノイドバルブの実際の動作

このフレーズは 2 つの異なるアイデアをカバーしており、重複によって真の仕様エラーが発生します。

第一の意味では、圧縮空気を切り替える電磁弁を意味します。つまり、単一の空気ラインを開閉する 2/2 方弁、または空気をシリンダーに方向転換する 3/2 または 5/2 弁です。第二の意味では、これは開放機構を説明しています。コイルはそれ自体でメインシールを持ち上げません。小さなパイロット通路が開き、ラインの空気圧がダイヤフラムまたはピストンを押しのけます。それはまさに空気によって作動するバルブです。

差は低圧で現れます。直動式バルブはゼロバールから開き、注入回路、真空に隣接したライン、重力供給供給に適しています。パイロット操作弁は通常、ダイヤフラムが移動するまでに約0.02～0.05MPaの最小圧力差が必要です。ディファレンシャルに決して到達しないラインに接続すると、ブーンという音が出たり、シールを越えて漏れたり、まったく開かなくなったりします。

パイロット式2/2方電磁弁の部品です。コイルは小さなパイロット プランジャーのみを動かします。ダイヤフラム自体はライン圧力によって駆動されます。

性能を決めるスペック

データシート上の 4 つのエントリがほとんどの作業を行い、それぞれのエントリが誤って読み取られた場合に特有の故障モードを持ちます。

応答時間はブランドではなくデザインによって異なるため、個別に検討する必要があります。

小さなオリフィスを備えた直動式バルブは、およそ 10 ～ 15 ms でストロークを完了するため、高速投与や短パルス作業に適しています。パイロット操作バルブは、シールが動く前にダイヤフラム室を満たさなければならないため速度が遅くなりますが、小さなコイルではるかに大きなオリフィスを処理できます。パルス ジェット バルブは、意図的に低速端に配置されています。50 ～ 100 ミリ秒の開口部が、ダイヤフラムを傷つけることなくフィルター バッグに完全な空気噴射を送ります。

媒体が 0.1 ～ 1.0 MPa の清浄な空気または水である一般的な用途では、真鍮製のボディが、ノーマル クローズおよびノー​​マル オープンのバージョンで、コンパクトな DN8 ユニットから G2 ポートを備えた DN50 ボディまで、幅広いオリフィス サイズをカバーします。

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オリフィスのサイズ設定: 大きいことが通常間違っている理由

ソレノイド バルブを通過する流れは、固定オリフィスを通過する流れと同様に動作し、差圧の平方根に応じて上昇します。差動を 0.2 MPa から 0.8 MPa (圧力の 4 倍) に上げると、流量は 4 倍ではなく約 2 倍になります。以下の曲線は、2/2 ウェイ バルブの典型的なものです。

2 つの実際的な結果が続きます。ライン圧力を追加することは、流量を購入する高価な方法です。通常、オリフィスを拡大する方が安価で効果的です。そして、ヘッドルームを得るためにバルブを大きくしすぎると、逆効果になります。DN12 のデューティを絞る DN25 ボディは、狩りをして反応が遅く、計量タスクの再現性が悪くなります。また、大きすぎるダイヤフラムは閉じるサイクルごとにより強い衝撃を与えます。

実行可能なルールは、コンプレッサーの銘板に印刷されている数値ではなく、ラインが実際に使用する最低の差圧で必要な流量を満たす最小のオリフィスを選択することです。その比較を段階的に確認したい購入者は、次の実践的なガイドに従ってください。 適切な 2/2 ウェイ ソレノイド バルブの選択 .

ボディ材質、メディア、作業環境

バルブが環境に耐えられるかどうかは、ボディとシールの材質によって決まります。初日に機能するかどうかは決まりません。

トレードオフはメーカーを問わず一貫しています。真鍮は、約 1.0 MPa までの空気、水、および中性ガスのデフォルトであり、ポート サイズごとに最も安価なオプションです。ステンレス鋼 304 または 316 は、材料コストの約 2 ～ 3 倍で、攻撃的な媒体、高い洗浄露出、および高温に耐えます。鋳造アルミニウムは、重量が重要となる集塵用の大きなオリフィスパルスバルブに適しています。エンジニアリングプラスチックは、低圧水および不活性ガスの業務をカバーします。

シールの選択は、ボディではなくメディアに従います。 NBR は、80 °C 未満の空気および水の標準です。 EPDM は熱水および弱腐食性の現場洗浄化学薬品を処理します。 FKM は高温と油に対応し、耐薬品性がシール弾性のわずかな損失を上回る場合には PTFE が指定されます。洗浄、食品および製薬業務の場合、通常は、ステンレス鋼の本体と IP65 のコイルを組み合わせたものが出発点となります。

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コイル電圧、デューティサイクル、発熱

コイルの故障はソレノイド バルブに関する最も一般的な電気的苦情であり、その原因は通常、電気的ではなく熱によるものです。コイルは電気エネルギーを磁場に変換し、変換されなかったものは熱になります。コイルの定格周囲温度とデューティ サイクル (ED、通電時間のパーセンテージで表される) という 2 つの数値が結果を決定します。 ED 100% 定格のコイルは、連続通電用に構築されています。 ED 50% 定格のコイルはそうではありません。 2 回目を継続的に実行すると、公称耐用年数よりもずっと前に絶縁が劣化します。

• AC コイルは最初の数サイクルで高い突入電流を引き込み、より低い保持電流に落ち着きます。電流を保持することのみを目的としたサイズの制御回路は、トリップまたは過熱する可能性があります。
• DC コイルは定電流を消費し、ハムを発生しませんが、意図的に定格を下げない限り、同じ保持力でより暖かく動作します。
• 絶縁クラスが重要: バルブが高温の筐体内にある場合、クラス B (130 °C) とクラス F (155 °C) ではマージンが異なります。
• 成形 DIN プラグを備えた IP65 または IP67 コイルは、洗浄工場、屋外または粉塵の多い工場では、少額のプレミアムを支払う価値があります。
• アプリケーションが毎分数百回バルブを作動させる場合、標準の 2/2 ウェイ バルブではなく、専用のパルス バルブが正しい選択です。

バグ フィルターやカートリッジ集塵機用のパルス ジェット バルブは、大きなダイヤフラム、意図的なストローク、連続使用ではなく短時間のバーストに適したサイズのコイルなど、まさにその条件に合わせて設計されています。

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ほとんどの障害を防ぐ設置とメンテナンスのポイント

現場での故障のほとんどは、製造上の欠陥ではなく、設置の選択に遡ります。

1. 上流側にフィルターを取り付けます。パイロット操作バルブは通常、5 μm 以上の濾過が必要です。鉄スケールとパイプのドープは、パイロットがスタックする 2 つの最も一般的な原因です。
2. 流れの方向を矢印に合わせてください。逆向きに取り付けられた 2/2 方バルブは、通電されていないときでも開いたままになったり、パイロットから漏れたりすることがよくあります。
3. 可能な限りコイルを垂直に取り付けてください。多くのモデルでは水平取り付けが可能ですが、逆取り付けではコイル ハウジング内に結露が発生します。
4. 正しいネジ山シーラントを使用してください。最初のネジ山を越えて貼り付けられた PTFE テープが切り取られ、パイロット オリフィスに入る可能性があります。
5. コンプレッサーではなく、バルブの最小差を確認してください。フィルターや長い配管での圧力損失は、多くの場合 0.05 MPa 以上になります。
6. スケジュールに従ってダイヤフラムを検査してください。一般的な NBR ダイヤフラムは、連続使用で 1 ～ 3 年間持続します。熱、攻撃的なメディア、急速なサイクリングにより、この時間が大幅に短縮されます。

空気作動式ソレノイドバルブに関するよくある質問

このコンポーネント カテゴリでは、製造上の欠陥よりも仕様エラーの方がはるかに一般的です。実際のライン圧力、実際の流量需要、実際のデューティサイクル、実際の媒体に基づいて選択されたバルブは、一般に、取り付けられている機器よりも長持ちします。 SENYA は 1994 年以来、寧波で空気圧バルブ、シリンダー、空気処理ユニット、プッシュイン継手を製造しており、2024 年の英語製品カタログで全シリーズのデータ​​を公開しています。会社の生産背景や資材能力を確認できます。 ページについて 仕様を最終決定する前に。