Zawory sterowane pneumatycznie 3/2

Zawory sterowane pneumatycznie 3/2 to urządzenia nieodzowne w szeroko pojętej automatyce przemysłowej. „3/2” oznacza trzy porty i dwie pozycje suwaka: port zasilania (P), port wyjściowy (A) oraz port wydechowy (R). Sterowanie pneumatyczne z kolei mówi, że do zmiany położenia suwaka używa się ciśnienia pilotowego (zwanego też sterującym), a nie energii elektrycznej. W praktyce przekłada się to na elastyczność instalacji, zmniejszenie ryzyka iskrzenia w strefach zagrożonych wybuchem i obniżenie kosztów energii elektrycznej, jeśli cała logika opiera się na powietrzu.

CPP PREMA jako renomowany producent przygotował szeroką gamę zaworów 3/2, które różnią się sposobem działania, konstrukcją, wielkością gwintów i charakterystykami sterowania. W tej rodzinie znajdziemy:

1. Zawory 3/2 NO (normalnie otwarte) sterowane jednostronnie pneumatycznie – W stanie spoczynku przepływ jest otwarty (no, port P->A jest drożny), a dopiero sygnał sterujący zamyka zawór.

2. Zawory 3/2 NZ (NC, normalnie zamknięte) sterowane jednostronnie pneumatycznie – Najczęściej spotykane w praktyce, gdy brak sygnału sterowania oznacza brak przepływu. Dopiero pilot otwiera port P->A.

3. Zawory 3/2 bistabilne sterowane obustronnie pneumatycznie – Tutaj mamy dwie komory pilotowe (lewa/prawa). Każda z nich przełącza suwak w inną pozycję, a zawór „zapamiętuje” ostatni stan bez podtrzymywania ciśnienia.

4. Zawory 3/2 sterowane pneumatycznie sygnałem niskociśnieniowym – Przeznaczone do układów, w których pilot może mieć niższe ciśnienie niż standardowe 2–3 bar. W tych modelach wystarczające bywa np. 1–1,5 bar do pewnego przełączenia.

Każda z tych rodzin ma kilka wariantów gwintów (G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4), by dopasować się do wymagań przepływu i ciśnień. Ponadto znajdziemy wersje zasilane przewodowo (korpus z gwintami do węży) oraz wersje płytowe (montowane na specjalnej płycie rozdzielczej). Taka rozpiętość modeli pozwala inżynierom tworzyć elastyczne projekty – od kompaktowych manipulatorów sterowanych minimalnym ciśnieniem, po duże linie produkcyjne z wyspami zaworowymi do szybkiej wymiany.

NO (normalnie otwarte) vs. NC (normalnie zamknięte)

• NO (zawory 3/2 NO) – domyślnie drożne (P->A), co oznacza, że bez sygnału sterującego powietrze płynie. Sygnał pilotowy zamyka przepływ.

• NC (zawory 3/2 NZ) – domyślnie zamknięte, czyli brak pilotu = brak przepływu, pilot = otwiera P->A.

Jednostronnie sterowane (monostabilne) z reguły mają sprężynę powrotną, wymuszającą konkretny stan w braku pilotu. Wersje bistabilne (obustronne) nie wracają do stanu wyjściowego – brak pilotu z obu stron nie zmieni aktualnej pozycji.

Zawory niskociśnieniowe to interesująca opcja w systemach, gdzie dba się o oszczędność energii, a sprężarka główna może pracować przy niższych ciśnieniach w linii sterowania. Ich konstrukcja uwzględnia minimalne tarcie suwaka i odpowiedni układ przetwornika pilotowego, by nawet 1 bar wystarczył do przełączenia.

Wszystkie modele w tej kategorii z zasady obsługują kanały 3/2, co oznacza typowe dwa stany suwaka: w jednym stanie P->A jest otwarte, a R zamknięty, w drugim – P->A zamknięte, A->R otwarte (lub odwrotnie, zależnie od NO czy NC). Dzięki temu zawór steruje przepływem w prostych układach, docierając do siłownika (port A) i umożliwiając wypuszczenie zużytego powietrza przez R.

CPP PREMA stawia na solidne materiały: korpus z aluminium (często anodowanego) lub mosiądzu, suwak stalowy albo mosiężny z powłoką PTFE, uszczelnienia NBR/ FKM, sprężyny ze stali sprężynowej w wersjach monostabilnych. Taka budowa zapewnia długą żywotność przy zachowaniu szczelności i płynności ruchu suwaka.

Wyróżnia się też łatwość montażu, zwłaszcza w wersjach płytowych: wystarczy przyłożyć zawór do płyty rozdzielczej z odpowiednimi uszczelkami i dokręcić śruby. Rozmiary gwintów i przepływów pozwalają na dopasowanie do siłowników małych, średnich oraz sporych, co czyni tę rodzinę wyjątkowo uniwersalną w automatyce.

Zawory 3/2 sterowane pneumatycznie pojawiają się w niezliczonych aplikacjach przemysłowych, od najprostszych w warsztacie po skomplikowane linie w branży automotive czy spożywczej. Dzięki mnogości wariantów (NO, NC, bistabilne, niskociśnieniowe) projektanci mogą dobrać rozwiązanie precyzyjnie dopasowane do wymagań procesu. Poniżej przykłady zastosowań poszczególnych typów z rodziny CPP PREMA.

1. Zawory 3/2 NO sterowane jednostronnie pneumatycznie

   • Przykładowa aplikacja: stały przepływ powietrza do chwili, gdy operator lub automat decyduje, że przepływ trzeba zablokować. W branży spożywczej, np. do ciągłego napowietrzania cieczy, jest to praktyczne. Dopiero sygnał pilotowy zamyka przepływ, np. do czyszczenia czy przezbrojenia.

   • Zalety: Domyślnie przepływ jest otwarty, co przy braku zasilania pilotowego utrzymuje proces w stanie aktywnym. Stosowane też w układach chłodzenia, gdzie brak pilotu = ciągła cyrkulacja powietrza.

2. Zawory 3/2 NZ (NC) sterowane jednostronnie pneumatycznie

   • Najpowszechniejszy wariant w automatyce: brak sygnału = brak przepływu, bezpieczeństwo i prostota. Gdy pilot pojawia się (nawet minimalne 1–2 bar, jeśli to niskociśnieniowa wersja), zawór otwiera port P->A, umożliwiając pracę siłownika.

   • Stosowanie: Linie montażowe, gdzie spoczynek bez pilotu oznacza zamknięty dopływ powietrza. Zapobiega niekontrolowanym ruchom maszyn przy zaniku sterowania.

3. Zawory 3/2 bistabilne sterowane obustronnie pneumatycznie

   • Przykładowa rola: Stan zaworu nie zależy od ciągłego sygnału. Raz przełączony (lewa komora pilotowa) pozostaje w tym stanie, dopóki nie nadejdzie impuls pilotowy z prawej komory.

   • Zalety: Utrzymanie ustawienia nawet przy zaniku ciśnienia w linii pilotowej, co bywa kluczowe przy awariach zasilania sprężarką. W branżach motoryzacyjnych i robotyce ceni się tę cechę, by siłownik nie wracał automatycznie do poprzedniej pozycji.

4. Zawory 3/2 sterowane pneumatycznie sygnałem niskociśnieniowym

   • Specjalistyczna grupa: W miejscach, gdzie pilot może wynosić tylko 1 bar (lub niewiele powyżej). Minimalne tarcie suwaka i zoptymalizowane geometrie umożliwiają pewne przełączenie, a to oznacza dużą oszczędność energii na generowanie ciśnienia pilotowego.

   • Typowe obszary: Małe roboty, linie o dużej liczbie sygnałów, laboratoria, systemy mobilne z niewielkimi kompresorami. Redukuje się tu potrzebę posiadania podwyższonego ciśnienia w linii sterowania.

Dodatkowe przykłady zastosowań:

• Systemy bezpieczeństwa: Zawory 3/2 NC w obwodzie blokady – brak pilotu = blokada siłownika.

• Przemysł spożywczy: Gdzie często trzeba otwierać/zamykać kanał powietrza do czyszczenia form, napełniania, pakowania.

• Przemysł chemiczny: Zawory 3/2 bistabilne do utrzymywania stanu w reaktorach, bez prądu, przy niestabilnym zasilaniu sterującym.

• Transport i magazynowanie: Klapy, sortowniki, windy pneumatyczne – duże siłowniki sterowane przez zawory 3/2 (monostabilne lub bistabilne).

• HVAC i wentylacja: Tam, gdzie brak sterowania = zamknięta klapa, by zapobiec przeciągom czy przepływom niepożądanym.

• Małe warsztaty: Niskociśnieniowe zawory 3/2 umożliwiają budowę całego systemu na zredukowanym ciśnieniu, oszczędzając energię i nie wymagając rozbudowanych sprężarek.

Korzyści z monostabilnych

• Prostota: Wersja NO czy NC, plus sprężyna powrotna, oznacza, że zawór zawsze wraca do stanu wyjściowego. Przydatne, gdy brak sygnału pilotowego ma definitywnie wyłączać przepływ (w NC) lub w NO – domyślnie przepływ jest obecny.

Korzyści z bistabilnych

• Pamięć pozycji: Zawór nie zmienia stanu przy braku sygnału. Dobrze pasuje do bardziej złożonych sekwencji sterowania w przemyśle maszynowym.

Zapotrzebowanie na sterowanie pilotowe

• W standardowych zaworach 3/2 pilot wymaga ~2–3 bar, tu występują także niskociśnieniowe, co roztacza możliwości tam, gdzie pilot jest symboliczny. Dla automatyki zbudowanej na logice pneumatycznej to spore ułatwienie.

Znajomość danych technicznych zaworów 3/2 sterowanych pneumatycznie to fundament właściwego doboru w projekcie automatyki. Parametry te decydują o kompatybilności z instalacją, wydajności i trwałości. Poniżej przyglądamy się najważniejszym elementom specyfikacji technicznej, wspólnym dla czterech rodzin (NO monostabilne, NC monostabilne, bistabilne obustronne, niskociśnieniowe).

1. Budowa 3/2

   • Oznacza trzy porty (P, A, R) i dwie pozycje suwaka, co pozwala kierować sprężone powietrze z P do A albo zamykać je i łączyć A z R (odpowietrzenie siłownika).

   • Niezależnie od wariantu (NO, NC, bistabilny czy niskociśnieniowy), logika 3/2 pozostaje podobna – różni się jedynie, która pozycja jest stanem spoczynku i czy występuje jedna czy dwie komory pilotowe.

2. Ciśnienie pilotowe

   • W standardowych zaworach pilot może wymagać min. 2 bar do pewnego przełączenia. W rodzinie niskociśnieniowej (np. 1–1,5 bar) wystarcza.

   • W monostabilnych (jednostronnie sterowanych) pilot zwykle działa przeciw sprężynie, co wymusza nieco wyższe ciśnienie min. do pokonania oporu sprężyny i tarcia.

   • W bistabilnych (obustronnych) piloty z lewej i prawej strony przełączają suwak na przemian, brak sprężyny zwrotnej.

3. Ciśnienie robocze w porcie P

   • Zwykle zawory 3/2 pracują w zakresie 1–10 bar, jednak należy sprawdzić dokładnie w dokumentacji (np. 2–8 bar to częsty limit).

   • Modele do zadań specjalnych mogą mieć wyższy pułap, jednak w standardowej ofercie 10 bar bywa częstym maksimum.

4. Temperatura pracy

   • Zazwyczaj od -10°C do +60°C w przypadku uszczelek NBR, ewentualnie do +120°C przy FKM (Viton).

   • Niskie temperatury mogą powodować zamarzanie kondensatu i blokowanie suwaka. W wysokich temperaturach rośnie ryzyko degradacji uszczelek, dlatego trzeba dobrać właściwe elastomery.

5. Przepływ (Q, Cv, Kv)

   • Parametry przepływu zależą od średnicy kanałów i gwintu: G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4. Typowo G1/8 daje przepływ rzędu kilkuset Nl/min przy 6 bar, G1/2 – ponad 2000 Nl/min.

   • Producent czasem podaje wykresy zależności przepływu od ciśnienia. W praktyce warto dopasować rozmiar do wielkości siłownika i wymaganego czasu jego napełniania/wyładowania.

6. Monostabilne vs. Bistabilne

   • Monostabilne (NO lub NC) mają sprężynę powrotną. Po zaniku pilotu suwak wraca do stanu spoczynku.

   • Bistabilne (obustronnie pilotowane) nie mają sprężyny i „pamiętają” ostatnią pozycję. Tylko przeciwległy pilot może przełączyć je z powrotem.

7. Rozmiar gwintów

   • G1/8 i G1/4: powszechne do małych i średnich przepływów.

   • G3/8, G1/2, G3/4: stosowane w większych maszynach (np. siłowniki o dużej średnicy).

   • Dotyczy to portów P, A, R. Z kolei pilot może mieć mniejsze gwinty (np. M5, G1/8) w zależności od konstrukcji.

8. Wersje przewodowe / płytowe

   • Przewodowe: Korpus posiada gwinty do wkręcenia złączek i podłączenia węży. Najbardziej uniwersalne w rozproszonych układach.

   • Płytowe: Montaż na płycie bazowej, co upraszcza budowę wysp zaworowych i umożliwia modułową rozbudowę. Stosowane w dużych fabrykach, gdzie masowo używa się pneumatyki.

9. Konfiguracja NO / NC

   • Zawory 3/2 NO: Domyślnie przepływ otwarty – sygnał pilotowy go zamyka. Przydatne tam, gdzie preferujemy stałe podawanie powietrza.

   • Zawory 3/2 NC: Domyślnie przepływ zablokowany – sygnał pilotowy go otwiera. Najpopularniejsza opcja, spójna z zasadą bezpieczeństwa „bez sygnału brak przepływu”.

10. Zawory niskociśnieniowe

• Dedykowane do minimalnych pilotów (1–1,5 bar). Wymagają specjalnie zoptymalizowanego suwaka o zredukowanym tarciu i precyzyjnie dobranych uszczelnień.

• Pozwalają na budowanie układów logicznych w pełni pneumatycznych, ograniczając energię sprężania w obwodzie sterowania.

11. Czas reakcji

• Przy wystarczającym ciśnieniu pilotowym (np. 4–6 bar w standardowych, 1–2 bar w niskociśnieniowych) suwak przełącza się w kilkudziesięciu milisekundach.

• Długość przewodu pilotowego, jego średnica i ewentualne dławiki mocno wpływają na szybkość reakcji.

12. Materiały

• Korpus aluminium anodowane, suwak stal nierdzewna/mosiądz PTFE, uszczelnienia NBR/ FKM, sprężyny (w monostabilnych) z hartowanej stali.

• Dbanie o wysoką jakość surowców pozwala utrzymać szczelność i dużą odporność na korozję.

13. Temperatura medium

• Dla normalnie stosowanego sprężonego powietrza wystarczy -10°C do +60°C, a w wypadku uszczelnień Viton można sięgać +120°C. W ekstremalnych warunkach warto przeanalizować, czy materiały korpusu nie ulegną deformacji.

14. Orientacja montażu

• Z reguły dowolna. Monostabilne 3/2 (NO/NC) warto montować tak, by sprężyna mogła działać swobodnie, ale producenci zwykle nie narzucają ograniczeń.

• Czasem, aby uniknąć zbierania się kondensatu w sterowniczym kanale, montuje się zawór z portem pilotowym w pozycji bocznej lub górnej.

15. Zgodność z dyrektywami

• Zawory 3/2 spełniają Dyrektywę Maszynową, ciśnieniową (PED), ewentualnie ATEX (jeśli nie mają elementów elektrycznych, często wystarczy brak iskier mechanicznych).

• Należy sprawdzić, czy producent daje certyfikaty na dany model w strefach wybuchowych.

16. Pobór energii

• Brak cewek elektrycznych, więc energię stanowi jedynie sprężone powietrze. W monostabilnych (jednostronnie sterowanych) do podtrzymania suwaka w pozycji otwartej trzeba często trzymać pilot (chyba że suwak jest w NO i pilot służy do zamknięcia). W bistabilnych – raz przełączony stan pozostaje, więc brak ciągłego zużycia powietrza pilotowego.

17. Wewnętrzne przecieki

• Przy intensywnej eksploatacji i zużyciu oringów może wzrosnąć tzw. „blow-by” – czyli przepływ pomiędzy portami, nawet przy zamknięciu suwaka. Zaleca się okresową kontrolę szczelności i wymianę uszczelek w miarę potrzeb.

18. Wytrzymałość mechaniczna

• Zawory radzą sobie z wibracjami, byle nie przekroczono dopuszczalnych obciążeń bocznych na gwinty. W wersjach płytowych ważna jest solidna płyta (aluminium/ stal) o odpowiedniej grubości.

19. Konserwacja

• Filtracja powietrza min. 40 µm, osuszacze i odwadniacze zapobiegają kłopotom z zacieraniem suwaka. W zasilaniu pilotowym warto mieć czyste powietrze, by nie blokować wąskich kanałów.

• Co pewien czas (np. co pół roku) test szczelności i sprawdzenie poprawności przełączania, by wykryć zużycie oringów.

Wielu użytkowników – od automatyków po inżynierów utrzymania ruchu – docenia zawory 3/2 CPP PREMA za trwałość i niezawodność. W dużej mierze wynika to z materiałów, z jakich są wykonane, i dbałości o detal podczas obróbki. Poniższa sekcja opisuje kluczowe komponenty i tworzywa stosowane w rodzajach zaworów: 3/2 NO monostabilnych, 3/2 NC monostabilnych, 3/2 bistabilnych obustronnie sterowanych i 3/2 niskociśnieniowych.

1. Korpus

   • Najczęściej wytwarzany z aluminium anodowanego. Aluminium jest lekkie i wystarczająco wytrzymałe do ciśnień rzędu 8–10 bar.

   • Proces anodowania sprawia, że powierzchnia staje się odporna na zarysowania i korozję, co jest szczególnie istotne w wilgotnych warunkach (przemysł spożywczy, chemiczny).

   • W niektórych specjalistycznych modelach, korpus bywa mosiężny lub wykonany ze stali nierdzewnej – ale to rzadziej spotykane w standardowej ofercie 3/2.

2. Suwak (rdzeń zaworu)

   • Wewnątrz korpusu przemieszcza się suwak, który decyduje o tym, czy P->A jest otwarte, a A->R zamknięte, czy odwrotnie.

   • Zwykle jest to stal nierdzewna lub mosiądz z powłoką PTFE (teflon). Taka konfiguracja obniża tarcie, umożliwiając płynne przełączenie nawet przy niskim ciśnieniu pilotowym.

   • W monostabilnych suwak współpracuje ze sprężyną, co wymaga odpowiedniego wyprofilowania i ograniczeń, by suwak wracał do stanu spoczynku.

3. Uszczelki (O-ringi, gniazda, wargi)

   • Typowy materiał to NBR (kauczuk nitrylowy). Sprawdza się w standardowym zakresie temperatur i w kontakcie z olejami używanymi w pneumatyce.

   • FKM (Viton) wykorzystywany jest w zaworach przeznaczonych do wyższych temperatur (do +120°C) lub w obecności agresywnych substancji chemicznych.

   • Precyzja krawędzi suwaka i kanałów w korpusie jest decydująca dla szczelności i małego tarcia. Przy zaworach niskociśnieniowych wymaga to szczególnie dopracowanego dopasowania.

4. Sprężyna (w monostabilnych 3/2)

   • Monostabilne zawory 3/2 NO czy NC mają sprężynę powrotną z wysokogatunkowej stali sprężynowej (hartowanej).

   • Dobra sprężyna zapewnia stabilne przyleganie suwaka do gniazda w stanie spoczynku i dostatecznie niewielką siłę, by pilot z łatwością mógł ją pokonać.

5. Piloty i kanały sterujące

   • W wersjach jednostronnych (monostabilnych) jest jeden kanał pilotowy, w bistabilnych (obustronnych) – dwa. Tłoczki pilotowe lub przegrody w korpusie także wymagają starannej obróbki, by minimalizować przecieki i tarcie.

   • Wersje niskociśnieniowe mają często powiększony tłoczek pilotowy lub specjalnie wyprofilowane kanały, by niewielkie ciśnienie mogło skutecznie przesunąć suwak.

6. Otwory i gwinty

   • Aluminiowy korpus posiada standardowe gwinty według ISO 228, np. G1/4, G3/8, G1/2. Precyzja wykonania decyduje o szczelności i łatwości wkręcania złączek.

   • W modelach płytowych spód korpusu nie ma gwintów w portach, lecz odpowiednie otwory i rowki na oringi, dopasowane do płyty bazowej.

7. Powłoki antykorozyjne

   • Poza anodowaniem, niektóre elementy mogą być dodatkowo fosforanowane czy niklowane – zależnie od serii i przeznaczenia (np. strefy korozyjnie agresywne).

   • W strefach o mgłach solnych czy w kontakcie z mediami wilgotnymi można rozważyć wariant z wzmocnioną ochroną.

8. Rodzaj montażu (przewodowy / płytowy)

   • Korpusy płytowe w dolnej części mają przygotowane powierzchnie stykowe i otwory mocujące. Uszczelki (zwykle oringi NBR) między korpusem a płytą zapobiegają wyciekom.

   • Przewodowe mają w korpusie gwinty do przykręcania węży i złączek kątowych itp.

9. Wytrzymałość na ciśnienie

   • Aluminiowy korpus (odpowiednio gruby) i uszczelki NBR zwykle wytrzymują do 10 bar (czasem 8 bar w zależności od projektu).

   • Sprężyna (jeśli jest) i suwak – wszystko testowane w warunkach dynamicznych, by zapewnić wielokrotne cykle bez pęknięć.

10. Zalety aluminium

• Lekkość: Ułatwia montaż w robotach, manipulatorach czy płytach zaworowych bez dodatkowych wzmocnień.

• Łatwość obróbki CNC: Można tworzyć kanały wewnętrzne o dopracowanej geometrii, co jest kluczowe dla płynnego przełączania.

11. Jeżeli występują elementy stykowe z zewnątrz

• Niektóre modele posiadają ręczny przycisk testowy – wtedy element ten z reguły wykonany jest z tworzywa lub metalu (mosiądz, stal), zależnie od potrzeby bezpieczeństwa i ergonomii.

12. Kompatybilność z olejem

• W większości instalacji pneumatycznych powietrze bywa minimalnie smarowane olejem. NBR znakomicie to toleruje. W wypadku intensywnego smarowania warto sprawdzić, czy producent zaleca jakieś szczególne rodzaje oleju.

• FKM bywa lepszy przy olejach syntetycznych i wysokich temperaturach.

13. Termiczne rozszerzanie

• Stal suwaka i aluminium korpusu mają odmienne współczynniki. Dlatego tak istotne jest by suwak miał precyzyjny luz. W ~60°C to wystarcza, by nie pojawiły się nadmierne siły tarcia lub nieszczelności.

14. Optymalizacja do niskich ciśnień pilotowych

• W modelach niskociśnieniowych suwak i komora pilotowa są wyprofilowane tak, by minimalna różnica ciśnień mogła przesunąć suwak. By to działało, tarcie musi być skrajnie niskie, co wymaga m.in. powłoki PTFE i gładkiej anodowanej komory suwaka.

15. Sposób łączenia płytowych modeli

• Jednolite płyty aluminiowe z rowkami i kanałami. Zawory mają w dnie krótkie trzpienie, otwory i zagłębienia, w których oringi zapewniają szczelność. Montaż śrubami do gwintów w płycie lub odwrotnie.

16. Dbałość o szczegóły

• Producent starannie zaokrągla krawędzie wewnątrz korpusu, by oringi się nie kaleczyły. Również gniazdo suwaka jest polerowane lub honowane, redukując tarcie i potencjalne mikroprzecieki.

17. Pilotowe węże i króćce

• Często pilot jest niewielki, np. M5 lub G1/8. W modelach niskociśnieniowych zaleca się kształt króćca i wężyka, który nie utrudni przepływu pilotowego (by 1 bar w wężyku szybko wypełnił komorę sterującą).

18. Ochrona przed zamarzaniem

• W temp. <0°C woda w powietrzu może tworzyć lód w okolicach suwaka. Odpowiedni smar niskotemperaturowy i ciepłota obróbki potrafią pomóc, lecz w praktyce poniżej -10°C trzeba mieć system osuszania i ogrzewania powietrza.

19. Zasilanie pilotu z innej linii

• W często spotykanych układach pilot może być z niskociśnieniowej linii (np. 1,5 bar), zaś zasilanie P – 6 bar. Materiały muszą być dobrane, by suwak radził sobie z ciśnieniem głównym i jednocześnie reagował na niewielkie pilotowe.

Montaż zaworów 3/2 sterowanych pneumatycznie – czy to NO, NC, bistabilnych, czy niskociśnieniowych – zazwyczaj jest prosty, jednak warto przestrzegać kilku zasad, by zapewnić bezawaryjną eksploatację. Poniżej przedstawiamy uniwersalne wytyczne dla modeli CPP PREMA, uwzględniające zarówno wersje przewodowe, jak i płytowe, w różnych wielkościach gwintów.

1. Przygotowanie środowiska

   • Upewnij się, że masz porządek wokół stanowiska: brak opiłków, pyłów czy oleistych plam.

   • Zatrzymaj główny dopływ powietrza i spuść ciśnienie z instalacji, by uniknąć ryzyka wystrzelenia węża czy niekontrolowanego przepływu.

2. Weryfikacja modelu

   • Sprawdź, czy posiadasz właściwy wariant: NO lub NC, monostabilny albo bistabilny, a także czy ma on rozmiar gwintu (G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4) pasujący do przewodów.

   • Zwróć uwagę na to, czy zawór jest zaprojektowany do niskiego ciśnienia pilotowego (jeżeli taki wymóg występuje).

3. Określenie pozycji montażu

   • Większość zaworów 3/2 można zamontować w dowolnej orientacji, ale wygodniej zazwyczaj jest w pozycji poziomej, z portami pilotowymi z boku lub na górze.

   • Upewnij się, że port R (wydech) nie jest utrudniony – w razie potrzeby zainstaluj tłumik wydechu.

4. Montaż w wersji przewodowej

   • Zidentyfikuj porty: P (zasilanie), A (wyjście do siłownika) i R (wydech). Wkręć złączki zgodne z gwintem. Użyj minimalnej ilości taśmy teflonowej lub pasty uszczelniającej, by nie zanieczyścić wnętrza.

   • Dokręcaj z wyczuciem (np. 8–12 Nm przy G1/4).

   • Podłącz węże: od rozdzielacza powietrza do portu P, od portu A do siłownika, od portu R do tłumika lub swobodnego wylotu.

   • W monostabilnych: znajdź port pilotowy (może być M5, G1/8 itp.). Podłącz do wężyka sterującego (zwykle o mniejszym przekroju).

   • W bistabilnych obustronnych: będą dwa piloty (lewy i prawy). Każdy wężyk sterujący osobnym sygnałem.

5. Montaż w wersji płytowej

   • Przygotuj płytę rozdzielającą (np. system EVM). Ułóż oringi (NBR lub FKM) w rowkach, odpowiadających portom P, A, R i pilotom.

   • Nałóż zawór na płytę, dopasowując kanały. Dokładnie przykręć śruby montażowe – zbyt mocne dokręcenie może zniszczyć oringi, a zbyt słabe da nieszczelności.

   • W płycie zintegrowano kanał pilotowy: wystarczy wprowadzić ciśnienie pilotowe w odpowiednim otworze.

6. Ważne: pilotowe ciśnienie

   • Jeśli zawór jest typu niskociśnieniowego, wystarczy 1–1,5 bar w linii pilotowej. Dla standardowych monostabilnych lub bistabilnych może być wymóg 2–3 bar. Sprawdź to w dokumentacji.

   • Upewnij się, że wężyk pilotowy nie jest za długi ani za cienki, by ciśnienie nie spadało do wartości uniemożliwiającej przełączenie.

7. Uruchomienie i test szczelności

   • Powoli wprowadź powietrze do linii głównej. Nasłuchuj syczenia. Jeśli wykryjesz nieszczelność, dokręć złączki lub śruby mocujące. Możesz użyć roztworu mydła do detekcji bąbelków.

   • Sprawdź, czy w stanie spoczynku (bez pilotu) zawór jest w pozycji NO bądź NC – zgodnie z zamówionym wariantem. Bistabilny w spoczynku może być w dowolnym poprzednim stanie, jeśli zasilany był wcześniej.

8. Test przełączenia

   • Zaaplikuj pilot (1–2 bar w zależności od wymagań). Zawór powinien przełączyć się i umożliwić przepływ z P->A (przy NC) lub odwrotnie.

   • Monostabilny: Po odcięciu pilota zawór wraca sprężyną do stanu początkowego.

   • Bistabilny: Bez drugiego sygnału pilotowego zawór pozostaje w nowej pozycji, dopóki pilot przeciwległy nie zadziała.

9. Dławienie i hałas

   • W razie zbyt gwałtownego wydechu podłącz dławik lub tłumik do portu R. Zredukujesz w ten sposób hałas i dynamiczne uderzenia powietrza.

10. Konserwacja i filtracja

• Zapewnij, by przed zaworem znajdował się filtr co najmniej 40 µm, a najlepiej 5–10 µm, jeśli powietrze jest silnie zanieczyszczone.

• W instalacjach z mgłą olejową sprawdź, czy uszczelnienia NBR tolerują ten olej (zwykle tak). Kontroluj odwadniacze, by uniknąć gromadzenia się wody.

11. Sprawdzenie częstości cykli

• Przy dużej liczbie przełączeń (kilka na sekundę) pilot musi być w stanie błyskawicznie napełnić lub opróżnić komorę suwaka. Zbyt długie lub cienkie węże pilotowe spowolnią reakcję lub uniemożliwią pełne przełączenie.

12. Zabezpieczenie przed zamarzaniem

• W chłodnym otoczeniu (temp. < 0°C) usuń kondensat. Lód w kanałach suwaka zablokuje przełączanie. Dla rozwiązań w mroźniach stosuj smary niskotemperaturowe i ogrzewane obudowy (opcjonalnie).

13. Spisanie parametrów

• Po pomyślnym montażu i teście sporządź krótką notatkę: data, ciśnienia (pilot, główne), stan oringów, ewentualne dławiki, rodzaj sprężyny (jeśli monostabilne). Przyda się to w razie przeglądów.

14. Integracja z systemem sterowania

• Jeśli sterownik (PLC) ma generować sygnał pilotowy, zwykle używa elektrozaworów 3/2 miniaturowych, które doprowadzają powietrze do pilotu.

• Przy niskociśnieniowych zaworach 3/2 wystarczy, że taki mini-elektrozawór wygeneruje raptem 1 bar.

15. Rozbudowa

• Zawory płytowe łatwo dołączyć do istniejącej wyspy. Przykręcasz nowy moduł i gotowe. W wersji przewodowej dołożenie kolejnego zaworu wymaga poprowadzenia węży z rozdzielacza i pilotowego.

16. Diagnostyka

• Jeśli zawór nie przełącza się: sprawdź, czy pilot osiąga minimalne ciśnienie. Sprawdź czy suwak się nie zacina (może brud lub niskie smarowanie).

• Jeśli zawór się przełącza, ale przepuszcza powietrze w stanie zamknięcia: oznacza to zużycie oringów suwaka.

17. Czyszczenie

• Wersje anodowane są łatwe w utrzymaniu czystości. Wyłącz ciśnienie, przetrzyj ściereczką z delikatnym detergentem. Unikaj silnych rozpuszczalników niszczących uszczelki.

• Nie spryskuj bezpośrednio portów silnym strumieniem wody, by nie wprowadzać wilgoci do wnętrza.

18. Uwagi BHP

• Zawsze spuszczaj ciśnienie przed demontażem złączek. Ewentualnie zatrzaśnięta sprężyna w monostabilnym zaworze nie stanowi dużego zagrożenia, ale intensywny wylot powietrza z portu R może być groźny dla oczu.

19. Magazynowanie i transport

• Przechowuj zawory w suchym, wolnym od kurzu miejscu. Zabezpiecz porty zaślepkami.

• Unikaj uderzeń w suwak – delikatne wgniecenia mogą zwiększyć tarcie i unieruchomić zawór.

Na zakończenie przedstawiamy listę często zadawanych pytań (FAQ) związanych z zaworami 3/2 sterowanymi pneumatycznie – w tym NO, NC, bistabilnymi i niskociśnieniowymi. Odpowiedzi bazują na praktycznych doświadczeniach branżowych i informacjach udostępnianych przez CPP PREMA, ułatwiając użytkownikom eksplorację i eksploatację tej rodziny zaworów.

1. Czym różni się zawór 3/2 NO monostabilny od 3/2 NC monostabilnego?
W 3/2 NO (normalnie otwartym) brak sygnału sterowania oznacza swobodny przepływ z P do A. Sygnal wywołuje zamknięcie. W 3/2 NC (normalnie zamkniętym) odwrotnie – brak sygnału = brak przepływu, sygnał pilotowy go uruchamia. Oba mają sprężynę powrotną, więc monostabilnie wracają do wyjściowego stanu.

2. Jak działa bistabilny zawór 3/2 obustronnie sterowany?
Posiada dwie komory pilotowe (lewa i prawa). Podanie ciśnienia pilotowego z jednej strony przesuwa suwak do danej pozycji i tak pozostaje, nawet po zaniku pilotu. Dopiero zadziałanie pilota z drugiej strony zmienia pozycję. Brak jest sprężyny zwrotnej, więc zawór pamięta ostatnio wybraną pozycję.

3. Czy NO/NC dotyczy pozycji spoczynku w monostabilnych?
Tak. W monostabilnych NO oznacza, że stan spoczynkowy to przepływ otwarty, a NC – przepływ zamknięty. Bistabilne nie mają takiego rozróżnienia, bo nie posiadają jedynej „spoczynkowej” pozycji (obydwie są stabilne).

4. Jak rozpoznać, jaki mam model (przewodowy/płytowy, NO/NC, niskociśnieniowy etc.)?
Producenci (CPP PREMA) używają dość opisowych nazw, np. „Zawór DTP 3/2 G1/4 ster.pneum.sygn.niskociś. przew.”. Nazwa zawiera:

• serię (DTP),

• konfigurację 3/2,

• gwint G1/4,

• informację o rodzaju sterowania (sygn.niskociś.),

• sposób zasilania (przew. vs płyt.).
  Analogicznie w dłuższych nazwach może widnieć dopisek p.spręż. (monostabilny) lub brak go (bistabilny).

5. Jakie jest minimalne ciśnienie pilotowe w wersjach niskociśnieniowych?
Typowo 1–1,5 bar wystarcza do pełnego przełączenia, ale zależy od konkretnego modelu i wielkości sprężyny (jeśli monostabilny). Niekiedy może być jeszcze niższe, np. 0,8 bar, lecz warto zajrzeć do karty katalogowej.

6. Czy mogę użyć zaworu niskociśnieniowego przy standardowym pilocie 2–3 bar?
Tak, to zazwyczaj bezpieczne. Suwak jeszcze łatwiej się przełączy, choć trzeba uważać na gwałtowność reakcji. Zbyt mocne ciśnienie pilotowe nie uszkodzi zaworu (o ile nie przekroczy dopuszczalnych granic podanych w dokumentacji), natomiast może powodować intensywniejsze uderzenia suwaka.

7. Czy monostabilny 3/2 NC jest najczęściej spotykanym rozwiązaniem?
Tak, w klasycznych instalacjach automatyki przemysłowej spotykamy głównie 3/2 NC z powrotem sprężynowym. Logika jest prosta: brak pilotu = brak przepływu. To sprawdza się w większości maszyn, zapewniając bezpieczeństwo i pewne zatrzymanie siłownika w razie zaniku sterowania.

8. Czy w strefach ATEX mogę stosować te zawory?
Pneumatyka sama w sobie nie generuje iskier elektrycznych, więc to bezpieczna droga. Jednak trzeba sprawdzić, czy korpus (zazwyczaj aluminium) i ruch suwaka nie tworzą możliwości iskrzenia mechanicznego w ekstremalnych warunkach. Producent często oferuje odpowiednie certyfikowane modele.

9. Jak dbać o żywotność oringów w suwaku?
Podstawą jest filtrowanie powietrza (co najmniej 40 µm, a w wrażliwych systemach 5–10 µm), unikanie przesyconej olejem mgły i regularne odwadnianie zbiorników. Oringom sprzyja też odpowiednie smarowanie suwaka (np. fabryczny smar). Unikaj impulsów ciśnienia przekraczających dopuszczalne granice.

10. Co zrobić, gdy zawór się zacina przy pilotowaniu?
Sprawdź ciśnienie w linii pilotowej – może być za niskie w stosunku do wymogów danego modelu. Oczyść wnętrze, bo drobiny mogą blokować ruch suwaka. W monostabilnych sprawdź, czy sprężyna nie pękła. Czasem wystarczy wymiana oringów.

11. Czy mogę w prosty sposób zamienić NO na NC?
Teoretycznie tak, ale w praktyce to inne konstrukcje suwaka i inna sprężyna. Najlepiej dobrać właściwy typ od razu. Próby odwracania portów w NO tak, aby uzyskać NC, nie zawsze się udają i prowadzą do nieszczelności.

12. Czy bistabilny 3/2 mogę skonfigurować tak, by brak pilotu ustawił go w stan określony?
Nie – istotą bistabilności jest brak sprężyny. Po zaniku pilotu zawór zostaje w ostatnim stanie, dopóki nie pojawi się sygnał z drugiej strony. Jeśli chcesz, by brak sygnału zawsze wracał do spoczynku, wybierz monostabilny.

13. Jak radzić sobie z głośnym wydechem?
Załóż tłumik lub dławik w porcie R. Ograniczysz hałas i intensywność wyrzutu powietrza. Upewnij się tylko, że dławik nie wpływa negatywnie na czas przełączenia, chyba że jest to zamierzona modyfikacja prędkości siłownika.

14. Czy zawór sterowany pilotem jest automatycznie w stanie sterować 2–3 bar w głównym?
Tak, pilot steruje suwak, a suwak obsługuje przepływ w portach P->A. Może tam płynąć 6–8 bar, natomiast pilot jest niewielki, wystarczy 1–2 bar do przełączenia (zależnie od modelu). Główne ciśnienie w porcie P jest zwykle wyższe od pilotowego.

15. Czy w wersjach płytowych mogę łatwo wymienić zawór na większy (np. z G1/4 na G3/8) na tej samej płycie?
Zależy czy płyta ma identyczny wzór portów i rozstaw śrub. Czasem tak, jeśli producent przewidział to w systemie modułowym. Czasem płyta do G1/4 różni się od płyty do G3/8. Należy zapoznać się z katalogiem systemu płyt.

16. Czy w monostabilnych p.spręż. brakuje pilotu na dłużej – czy to szkodzi sprężynie?
Nie, sprężyna jest w normalnym stanie spoczynku. Nie ma tu problemu z „pamięcią” sprężyn, bo zaprojektowano je do wieloletniej pracy w tej konfiguracji.

17. Co się dzieje, gdy w wersjach niskociśnieniowych pilot spadnie poniżej wymaganego minimum?
Zawór może się nie przełączyć w ogóle lub wracać (w monostabilnych) do spoczynku. W bistabilnych suwak może trwać w ostatniej pozycji, aż do uzyskania odpowiedniego pilotu z drugiej strony. Zaleca się więc stabilne źródło niskiego ciśnienia (np. regulator).

18. Czy można użyć zaworów 3/2 w instalacji z cieczami (np. woda)?
Generalnie to zawory projektowane do sprężonego powietrza. Teoretycznie z niewielkimi modyfikacjami materiałów uszczelnień mogą sterować gazami obojętnymi, czasem też wodą, ale standardowo nie zaleca się do cieczy ze względu na konstrukcję suwaka i ryzyko uderzeń hydraulicznych. Zawsze weryfikuj z producentem.

19. Jak często należy przeprowadzać przegląd?
Zależy od intensywności pracy i jakości powietrza. Często wystarczą roczne inspekcje, połączone ze sprawdzaniem oringów, sprężyny (jeśli jest) i testami szczelności. Przy bardzo intensywnym używaniu (tysiące cykli dziennie) warto robić przeglądy częściej, co pół roku.

20. Jakie są najważniejsze korzyści z posiadania tak szerokiego wyboru (NO, NC, bistabil, niskociśnieniowe) w rodzinie 3/2?
Pozwala to inżynierom wybrać dokładnie taką logikę i parametry, jakich potrzebują. NO monostabilny – stały przepływ w spoczynku, NC monostabilny – brak przepływu w spoczynku, bistabilny – pamiętanie ostatniego stanu, niskociśnieniowe pilotowanie – oszczędność energii. Taka elastyczność zapewnia dopasowanie do różnorodnych wymogów branż i projektów.