Zawory sterowane cięgłem

Zawory 3/2 monostabilne, sterowane cięgłem, z powrotem sprężyną to rozbudowana grupa rozdzielaczy pneumatycznych, którą w swojej ofercie prezentuje CPP PREMA. Te zawory, należące do kategorii “Elektrozawory i zawory pneumatyczne rozdzielające \ Zawory sterowane ręcznie lub mechanicznie \ Zawory 3/2 monostabilne \ Zawory sterowane cięgłem”, wyróżniają się sprężynowym przywracaniem suwaka do pozycji wyjściowej, co odróżnia je od wariantów bistabilnych (bez sprężyny). W rezultacie stan spoczynkowy (NC lub NO) zawsze wprowadza zawór do określonej konfiguracji przepływu – a operator, pociągając lub popychając cięgło, na chwilę zmienia położenie suwaka, otwierając bądź zamykając kanał przepływu. Po zwolnieniu siły, sprężyna odsyła suwak do pierwotnej pozycji.

Te nazwy od razu ukazują zróżnicowanie gwintów i sposobu zasilania (przewodowe bądź płytowe). Różne rozmiary przyłączy – G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4 – pozwalają dopasować zawór do wymaganego przepływu i gabarytów siłownika. Zawór 3/2 monostabilny posiada trzy porty (P, A, R) i dwie pozycje, ale kluczowe jest to, że występuje sprężyna powrotnatrzymająca suwak w pozycji zasadniczej. Kiedy użytkownik (albo inny element maszyny) pociąga cięgło, zawór na chwilę przełącza się w drugą pozycję, a po zwolnieniu cięgła – wraca samoczynnie do ustawienia spoczynkowego.

Zawory monostabilne mają dwie główne logiki: NC (normalnie zamknięty) lub NO (normalnie otwarty).

• W wersji NC spoczynkowa pozycja odcina zasilanie powietrza od portu A, a naciągnięcie cięgła otwiera przepływ (P->A), do momentu zwolnienia cięgła.

• W wersji NO w stanie niewywołanym powietrze swobodnie przechodzi z P do A, dopóki operator nie naciągnie cięgła, co odcina P i najczęściej łączy A z R (odpowietrzenie).

W praktyce projektant wybiera NO lub NC w zależności od tego, czy w spoczynku siłownik ma być stale zasilany powietrzem, czy raczej odcięty.

Cięgło w tych zaworach stanowi metalowy pręt lub dźwignię, którą użytkownik chwyta i pociąga (bądź popycha). W momencie naciągnięcia następuje przesunięcie suwaka wewnątrz korpusu. Gdy siła ustaje, sprężyna natychmiast przywraca suwak w poprzednie położenie. Ta prostota i niezależność od elektryki powodują, że takie zawory idealnie pasują do manualnych lub półautomatycznych systemów, w których operator co jakiś czas potrzebuje zmienić przepływ powietrza na chwilę – np. do wysterowania siłownika dociskowego.

Zasilanie przewodowe lub płytowe oznacza sposób doprowadzenia powietrza do zaworu. W zasilaniu przewodowym mamy klasyczne gwintowane porty G – operator montuje do nich węże czy szybkozłączki. W wariancie płytowym zawór instaluje się na płycie przyłączeniowej (wyspa rozdzielająca), gdzie kanały zasilania i wydechu zintegrowano w jednej płycie. To wyjątkowo wygodne przy dużej liczbie zaworów, bo eliminuje plątaninę węży. W niektórych maszynach możliwe jest szybkie dołożenie kolejnego zaworu monostabilnego do istniejącej płyty – wystarczy dokręcić go w przeznaczone miejsce.

Dlaczego sprężyna? W odróżnieniu od zaworów bistabilnych, operator w monostabilnym musi stale trzymać cięgło w pozycji „przełączonej”, jeśli potrzebuje przedłużonego przepływu. Po zwolnieniu suwak sam wraca, gwarantując natychmiastowe odcięcie powietrza (w wersji NC) lub ponowne zasilanie (w NO). Taka funkcja bywa przydatna w układach bezpieczeństwa (gdzie dopływ powietrza do siłownika ma być tylko w trakcie przytrzymywania cięgła), bądź w aplikacjach chwilowych, np. napełniania siłownika w krótkim impulsie. Każda branża docenia inną logikę:

• W systemach dociskowych operator pociąga cięgło, siłownik się wypełnia, trzymając docisk w czasie nacisku. Gdy z jakiegoś powodu następuje zwolnienie cięgła (np. bezpieczeństwo), zawór natychmiast odcina zasilanie, co może natychmiast przynieść cofnięcie siłownika w wersji NC.

• W systemach smarowania lub przedmuchiwania (przelot NO) spoczynek daje stały przepływ, a naciągnięcie cięgła zatrzymuje przepływ.

CPP PREMA starannie projektuje każdy model:

• Korpus zazwyczaj z anodowanego aluminium lub mosiądzu.

• Suwak z hartowanej stali nierdzewnej.

• Uszczelnienia NBR lub FKM, odporne na oleje pneumatyczne i typowe temperatury pracy.

• Cięgło stalowe, pewnie osadzone, z ergonomicznym uchwytem.

• Sprężyna powrotna z hartowanej stali sprężynowej, umożliwiająca pewne i szybkie cofanie suwaka.

Zakres: G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4 – pozwala pokryć przepływy od kilkuset do nawet ponad tysiąca litrów na minutę. Ciśnienie robocze sięga najczęściej 8–10 bar, a zakres temperatur -5…+50°C w wersjach standardowych (NBR). Różnorodność sprawia, że takie zawory można wpasować w niewielkie stacje warsztatowe lub duże instalacje przemysłowe.

Zawory 3/2 monostabilne, sterowane cięgłem, z powrotem sprężyną, znajdują zastosowanie w wielu branżach i aplikacjach. Ich charakterystyka – obejmująca sprężynowy powrót suwaka, ręczne lub mechaniczne pociąganie cięgła oraz możliwość pracy w konfiguracji NC (normalnie zamknięte) bądź NO (normalnie otwarte) – sprawia, że projektanci sięgają po nie tam, gdzie potrzebują krótkotrwałego włączenia lub wyłączenia przepływu powietrza.

1. Warsztaty i proste stanowiska testowe

W małych warsztatach mechanicznych operuje się głównie na sprężonym powietrzu o ciśnieniu ok. 6–8 bar. Pracownicy często chcą móc natychmiast doprowadzić powietrze do siłownika lub narzędzia, a następnie odciąć je bez konieczności rozbudowanego sterowania. Zawory 3/2 monostabilne z cięgłem sprzyjają takiej pracy. Pociągnięcie cięgła wprowadza przepływ (w wersji NC) bądź je zatrzymuje (w wersji NO). Po puszczeniu cięgła sprężyna odsyła suwak do stanu spoczynkowego. To upraszcza chwilowe operacje, np. docisk lub przedmuchiwanie. Operator nie musi pamiętać o ponownym wyłączeniu zaworu – wystarczy zwolnić cięgło, by suwak automatycznie wrócił do swojej pozycji.

Te zawory ceni się też w warsztatach prototypowych. Tam budowane są krótkie testy siłowników, docisków, zadań przenoszenia. Zawór 3/2 monostabilny z cięgłem pozwala na szybki impuls powietrza. Po wykonaniu testu cięgło się puszcza, a sprężyna wyłącza dopływ powietrza. Prostota budowy i brak konieczności użycia elektryki czynią to rozwiązanie niskokosztowym i intuicyjnym.

2. Linie produkcyjne z manualnym sterowaniem chwilowym

Czasem na liniach produkcyjnych operator ma pracę częściowo manualną, częściowo zautomatyzowaną. Chce w razie potrzeby uruchomić siłownik, np. docisk klapy, i zaraz po skończeniu czynności powrócić do braku zasilania. Zawór 3/2 monostabilny w wersji NC pozwala na normalne odcięcie (spoczynkowo brak dopływu), a pociągnięcie cięgła daje krótkotrwale dopływ powietrza. Gdy tylko operator zwalnia, sprężyna przywraca suwak i ciśnienie ustaje.

Działa to z korzyścią w systemach, gdzie ważne jest bezpieczeństwo. Nie pojawiają się sytuacje, że zawór zostanie włączony i zapomniany. Operator musi świadomie pociągnąć cięgło, aby siłownik pracował. Po puszczeniu siłownik się odpowietrza, więc w razie awarii lub zagrożenia można natychmiast zwolnić cięgło, a maszyna się zatrzyma. Prosta logika i minimalne ryzyko niepożądanego ruchu tłoczyska w spoczynku – to cenione w miejscach, gdzie bezpieczeństwo ma priorytet.

3. Maszyny pakujące i dociskowe

W branży pakowania nierzadko występują niewielkie siłowniki dociskowe lub zamykające klapę. Operator czasem potrzebuje przycisnąć cięgło, aby uruchomić docisk – i od razu zwolnić, by docisk cofnąć. Zawory 3/2 monostabilne w wersji NO też znajdują tu zastosowanie, jeśli domyślnie docisk ma być zasilany, a pociągnięcie cięgła zatrzymuje go. W zależności od założonej logiki (czy docisk w spoczynku ma być w górze czy w dole) projektant wybiera NO albo NC.

Wyobraźmy sobie linię pakującą, gdzie operator musi czasem ręcznie zacisnąć folię na produkcie, a później puścić. Zawór z cięgłem ułatwia taką operację, bo w trakcie docisku operator trzyma cięgło, a po odpuszczeniu wszystko wraca do stanu początkowego. Sprężyna w suwaku zapewnia natychmiastowe rozsprężenie siłownika i powrót do pozycji spoczynkowej. Nie ma konieczności przekręcania dźwigni czy odblokowywania przycisku ryglowanego.

4. Układy automatyki z ograniczoną przestrzenią i brakiem elektryki

W strefach, gdzie nie chcemy prowadzić kabli elektrycznych (np. strefy Ex, obszary o dużej wilgotności), mechaniczne zawory 3/2 monostabilne stanowią atrakcyjną opcję. Możemy sterować przepływem siłownika za pomocą cięgła, przenikającego przez ścianę obudowy. Na zewnątrz wystaje cięgło, którym obsługujący pociąga. Po zwolnieniu suwak wraca sprężyną. Nie potrzeba zasilania prądem, co ogranicza ryzyko iskrowania i złożoność instalacji. Ten rodzaj zaworów w strefach zagrożenia wybuchem bywa ceniony. Oczywiście, warto nadal sprawdzić formalne certyfikaty ATEX, jeśli to konieczne, ale koncepcyjnie takie podejście jest prostsze niż montowanie elektrozaworów iskrobezpiecznych.

5. Maszyny rolnicze i warsztatowe w terenie

W rolnictwie pewne operacje z siłownikami pneumatycznymi (choć rzadziej spotykane niż hydraulika) nadal występują. Bywa, że operator ma małą sprężarkę i chce w krótkich momentach włączyć przepływ powietrza. Zawór z cięgłem i sprężyną (monostabilny) upraszcza tę pracę, bo spoczynkowo jest odcięcie (NC), a pociągnięcie cięgła daje szybki dopływ do siłownika. Gdy operator puszcza, sprężyna od razu przywraca suwak, co niweluje ryzyko ciągłego zasilania i ewentualnego niebezpieczeństwa w ruchu maszyn. Ta logika jest wyjątkowo cenna w polowych warunkach – bez prądu i z niewielkim zapleczem warsztatowym.

6. Systemy alarmowe i bezpieczeństwa

Zdarza się, że w maszynach chcemy, by operator ciągle trzymał cięgło, dopóki maszyna ma działać – w razie rozproszenia uwagi operator puszcza, a zawór wraca do spoczynku i wyłącza dopływ powietrza do siłowników. Tę funkcję „dead man’s handle” w pewnym sensie wypełnia monostabilny zawór 3/2 z cięgłem, zwłaszcza w konfiguracji NC. Dopóki cięgło jest pociągnięte, P->A się otwiera. Po puszczeniu sprężyna suwaka w ułamku sekundy odcina P->A. W systemach, gdzie kontakt operatora jest kluczowy dla bezpieczeństwa, taka koncepcja bywa wystarczająca. Nie ma potrzeby instalowania przycisków elektrycznych i skomplikowanej logiki – wszystko odbywa się czysto pneumatycznie.

7. Stanowiska spawalnicze

W spawalniach, gdzie iskry i wysokie temperatury ograniczają użycie przewodów elektrycznych, siłowniki pneumatyczne sterowane zaworem monostabilnym z cięgłem stanowią proste rozwiązanie do doraźnego dociskania czy mocowania elementu przed spawaniem. Operator ciągnie cięgło, zasilając siłownik. Gdy skończy, puszcza cięgło, a zawór wraca do spoczynku i siłownik traci ciśnienie (w wersji NC). To chroni przed ewentualnym niechcianym ruchem elementu w niewłaściwym momencie – wystarczy dosłownie sekunda, by odpuścić cięgło i siłownik się cofa.

8. Kontrola natrysku lub mgły olejowej

W pewnych aplikacjach olejarskich czy smarnych operator musi krótko doprowadzić sprężone powietrze do wtryskiwacza mgły. Zawór monostabilny w wersji NC to idealne narzędzie: domyślnie nie ma przepływu, a naciągnięcie cięgła przez kilka sekund uruchamia mgłę. Jak tylko operator skończy, puszcza cięgło, a sprężyna natychmiast cofa suwak. Mgła przestaje płynąć i nie marnujemy zasobów. Brak konieczności przycisków elektrycznych czy skomplikowanych regulatorów – wystarczy mechaniczna siła dłoni.

9. Maszyny czyszczące i myjące

Niektóre układy mycia (np. wodą czy parą wstępnie wytwarzaną) używają sprężonego powietrza do wspomagania rozpylania. Zawory 3/2 monostabilne, w wersji NO, pozwalają, by standardowo był przepływ, a pociągnięcie cięgła zatrzymuje mgłę. Wersja NC odwrotnie – spoczynkowo nie ma mgły, a pociągnięcie cięgła włącza ją na moment. Taka logika sprawdza się w manualnym myciu przemysłowym, gdzie operator doraźnie decyduje: “teraz włączam powietrze, a zaraz wyłączam”.

10. Linia montażu elementów gumowych

Wyobraźmy sobie zakład produkujący uszczelki z gumy. Czasem trzeba testować docisk, elastyczność, wstępnie napełniać prototypowy element powietrzem, by ocenić szczelność. Zawór monostabilny z cięgłem pozwala operatorowi w każdej chwili podać krótki impuls. Nie musi pamiętać o “wyłączeniu zaworu”, bo sprężyna automatycznie przywróci suwak do spoczynku i ciśnienie się zakończy. Taka konfiguracja skraca ryzyko błędu ludzkiego – wystarczy puścić cięgło, a przepływ ustaje.

11. Mobilne wózki i systemy AGV

W wózkach autonomicznych (AGV) czasem stosuje się mini siłowniki do drobnych czynności (np. unoszenie klapy, zacisk, wypchnięcie towaru). Zawory 3/2 monostabilne z cięgłem mogą być używane w awaryjnym trybie serwisowym – mechanik pociąga cięgło, by napompować siłownik. Gdy skończy, cięgło się puszcza, przepływ ustaje. Nie ma konieczności integracji z systemem elektronicznym w trybie serwisowym.

12. Systemy pompowania i odpowietrzania

W laboratoriach inżynierskich zdarza się, że testuje się krótkie cykle przepływu powietrza do naczynia. Zawór 3/2 z cięgłem i powrotem sprężyną może być obsługiwany manualnie: spoczynkowo zamknięty (NC) – brak napełniania. Operator pociąga cięgło, napełnia naczynie, a po kilku sekundach puszcza, więc przepływ się zatrzymuje. To bywa niezwykle pomocne, gdy trzeba szybko i często podawać krótkie impulsy, a automat elektryczny jest zbędny lub zbyt kosztowny.

13. Układy medyczne i paramedyczne

Zdarzają się sytuacje (np. w warsztatach protetycznych) wykorzystania sprężonego powietrza do drobnych siłowników. Zawór 3/2 monostabilny w wersji NO pozwala, by standardowo ciśnienie płynęło do minisiłownika, a pociągnięcie cięgła zatrzymuje je na moment, dając przerwę w docisku. Taki system bywa prosty i łatwy do wdrożenia bez udziału skomplikowanych sterowników.

14. Systemy docisku w branży spożywczej

Często w zakładach spożywczych obsługa dociska wieczka, klapy, pompuje powietrze do woreczków. Zawory 3/2 monostabilne nadają się znakomicie. W spoczynku (NC) zasilanie jest odcięte i siłownik stoi pusty, co sprzyja bezpieczeństwu. Gdy ktoś pociągnie cięgło, przez krótki czas płynie powietrze. Po puszczeniu suwak wraca, więc znikoma szansa, że ciśnienie zostanie pozostawione w siłowniku po zakończeniu cyklu. Dzięki temu operator ma pewność, że po odejściu od stanowiska docisk jest wyłączony i nie spowoduje przypadkowego ściśnięcia czegoś.

15. Montaż w tablicach sterujących

Czasem projektuje się panel z szeregiem zaworów monostabilnych, każdy z cięgłem wyprowadzonym na front. Operator ciągnie jedno cięgło do dopływu powietrza do siłownika A, drugie – do siłownika B. Wszystkie wracają automatycznie do spoczynku, więc nie ma groźby “zostawienia” włączonego ciśnienia. Taka logika sprzyja systemom, gdzie każdy kanał jest włączany incydentalnie, a brak prądu to duży atut (np. strefy z wysoką wilgotnością, mała kabina warsztatowa, uproszczone warunki BHP).

16. Minimalizacja pomyłek operatorskich

Zawór monostabilny z cięgłem wymaga aktywnego przytrzymania, by utrzymać przepływ (wersja NC). Dlatego operator trudno zapomni o wyłączeniu – wystarczy przestać pociągać cięgło. Ten wzorzec jest cenny w branży z wysokimi standardami bezpieczeństwa, bo nie ma długotrwałego włączenia, jeśli operator odejdzie od stanowiska.

17. Logika NC i NO w zależności od bezpieczeństwa

W aplikacjach, gdzie spoczynkowy brak przepływu zapewnia bezpieczeństwo, wybieramy NC (normalnie zamknięte). W maszynach, gdzie chcemy, by standardowo siłownik był wypełniony powietrzem (np. docisk trzymający element), zaś naciągnięcie cięgła krótkotrwale go zwalnia, bierzemy NO (normalnie otwarte). Decyzja projektanta zależy od tego, czy w spoczynku wolimy dopływ, czy raczej odcięcie.

18. Szeregowe i równoległe łączenia w logice pneumatycznej

W laboratoriach R&D lub w maszynach sekwencyjnych dwoje lub troje zaworów 3/2 (monostabilnych) można łączyć. Pierwszy włącza powietrze do drugiego, a tamten dopiero do siłownika. Taka “bramka logiczna” pozwala na warunek: “pociągnięcie cięgła w zaworze A + cięgło w zaworze B = dopiero wtedy siłownik się uruchamia”. W praktyce to uproszczona logika AND, realizowana bez prądu i sterownika PLC. Przykład: w jednej fabryce dwóch operatorów musi równocześnie pociągnąć dwa cięgła, by włączyć ciśnienie – to zabezpieczenie, że nie dojdzie do nieszczęśliwego wypadku.

Zawory 3/2 monostabilne sterowane cięgłem, z powrotem sprężyną, odgrywają istotną rolę w pneumatyce, gdzie krótkotrwałe przełączenia przepływu i natychmiastowy powrót do stanu wyjściowego (NC lub NO) są mile widziane. Niniejsza sekcja przybliża parametry techniczne, ważne dla właściwego doboru i użytkowania tych zaworów. Skupiamy się na takich aspektach, jak: rozmiar gwintów, zakres ciśnień, przepływy, sposób zasilania (przewodowo lub płytowo), rodzaj materiałów i funkcję monostabilną (ze sprężyną). Dzięki temu każdy projektant lub operator zrozumie, czy dany model z rodziny DTM 3/2 (G1/4, G1/8, G3/8, G1/2, G3/4) pasuje do jego zastosowania.

Układ 3/2 i monostabilność

Oznaczenie 3/2 wskazuje, że zawór ma trzy porty (P, A, R) i dwie pozycje pracy. Monostabilność znaczy, że zawór posiada sprężynę powrotną. W stanie spoczynku (pozycja wyjściowa) suwak jest dociskany przez sprężynę, utrzymując określoną logikę przepływu:

NC (normalnie zamknięte): port P jest odcięty od portu A, a A może być otwarty na R lub zablokowany, zależnie od konstrukcji,

NO (normalnie otwarte): port P jest domyślnie połączony z A, a po przełączeniu – A może uchodzić do R.

Ruch cięgła wymusza chwilowe przestawienie suwaka w przeciwną pozycję, ale po zwolnieniu cięgła sprężyna błyskawicznie przywraca zawór do stanu spoczynkowego. Taka konstrukcja wyróżnia się na tle zaworów bistabilnych (bez sprężyny), gdzie po przełączeniu zawór trwa w nowym stanie.

2. Zakres gwintów: G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4

W linii DTM 3/2 sterowanych cięgłem z powrotem sprężyną spotykamy różne rozmiary przyłączy:

G1/8: najmniejszy, wystarczający do przepływów rzędu kilkuset l/min, typowy w niewielkich siłownikach montażowych i narzędziach pneumatycznych.

G1/4: uniwersalny – popularny w warsztatach, liniach montażowych. Oferuje przepływy sięgające 600–1000 l/min (zależnie od ciśnienia i wnętrza suwaka).

G3/8: rzadziej używany w zaworach manualnych, ale wciąż możliwy. Pozwala osiągać wyższe przepływy, do ok. 1500 l/min (przy Δp=1 bar).

G1/2: dla średniej wielkości siłowników i intensywniejszych przepływów.

G3/4: w modelach dużych – do zadań wymagających sporych strumieni powietrza.

Dobór rozmiaru gwintu zależy od wymaganego czasu napełniania/opróżniania siłownika oraz ciśnienia zasilania. Im większy gwint, tym wyższy potencjalny przepływ, ale też większe wymiary zaworu.

3. Zasilanie przewodowe i płytowe

Przewodowe: w korpusie są gwinty (G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4), do których przykręcamy złączki i przewody. Pozwala na elastyczne wyprowadzenie węży tam, gdzie potrzeba, ale przy wielu zaworach prowadzi do plątaniny rur.

Płytowe: zawór mocuje się na specjalnej płycie przyłączeniowej (wyspie). Kanały powietrzne i wydechowe są w płycie. Taka konstrukcja sprawia, że zewnętrznie mamy mniej przewodów. W razie awarii można łatwo zdemontować zawór, odkręcając kilka śrub, bez rozpinania całego węzła pneumatycznego. W dużych systemach to oszczędność czasu i miejsca.

W praktyce instalatorzy wybierają wersję płytową przy złożonych wyspach zaworowych, a przewodową w mniejszych, samodzielnych modułach czy tam, gdzie brakuje płyty przyłączeniowej.

4. Ciśnienie robocze i temperatura

CPP PREMA standardowo zapewnia odporność na ciśnienie do 8–10 bar. Przy niskich wartościach (np. 1–2 bar) sprężyna w suwaku nadal działa, bo mechanizm sterujący (cięgło) jest niezależny od ciśnienia pilotowego. Minimalne ciśnienie, zwykle ok. 1 bar, zapewnia pewne doszczelnianie oringów. Wyższe ciśnienia (powyżej 10 bar) wymagają sprawdzenia, czy model dopuszcza takie obciążenia. Czasem producent ma w ofercie wersje wzmocnione.
Temperatura otoczenia i medium: -5°C do +50/60°C to standard, z uszczelnieniami NBR. Dla wyższych temperatur używa się FKM (Viton). Poniżej -5°C rośnie ryzyko zamarzania wody w przewodach, co może zablokować ruch suwaka lub uszkodzić sprężynę.

5. Przepływ i charakterystyki suwaka

Zawór 3/2 monostabilny pozwala na przełączenie z portu P->A (pozycja aktywna) na A->R (pozycja spoczynkowa) albo odwrotnie (zależnie od NO/NC). Przepływ rośnie wraz z rozmiarem gwintu i zoptymalizowanymi kanałami. Dla G1/8 typowe wartości to 300–600 l/min, dla G1/4 ok. 600–1000 l/min, a G1/2 czy G3/4 mogą osiągać 1500–2500 l/min (przy Δp=1 bar i 6–7 bar zasilania).
Na rzeczywisty przepływ wpływają też złączki, długość przewodów i dławienie w siłowniku. W codziennej praktyce G1/8 i G1/4 w zupełności wystarczają do większości zadań. Większe gwinty w zaworach monostabilnych są rzadziej spotykane, lecz dostępne w ofercie DTM.

Struktura suwaka i pozycja spoczynku

W monostabilnym, w przeciwieństwie do bistabilnego, sprężyna rezyduje w jednej z komór suwaka i dociska suwak do pozycji spoczynkowej.

NC (normalnie zamknięte): Oznacza, że w stanie spoczynku P->A jest zamknięte. Kiedy cięgło jest pociągnięte, zawór otwiera przepływ na czas przytrzymania. Zwolnienie cięgła – powrót sprężyny – odcina przepływ natychmiastowo.

NO (normalnie otwarte): W stanie spoczynku P->A jest otwarte, dopóki operator nie pociągnie cięgła i nie rozłączy przepływu. Po zwolnieniu cięgła sprężyna wraca do pozycji otwarcia.

Materiały i wykończenie

Korpus: aluminium anodowane lub mosiądz, obrobione CNC z precyzją.

Suwak: stal nierdzewna lub tworzywo inżynieryjne (POM) zapewniające gładkie przesuwanie.

Uszczelnienia: NBR (opcjonalnie FKM).

Cięgło: stal nierdzewna lub stal węglowa z powłoką antykorozyjną.

Sprężyna: stal sprężynowa (hartowana), wyliczona pod ciśnienia do 10 bar i kilkadziesiąt tysięcy cykli.

Czas przełączania

Zależy od siły i prędkości, z jaką operator pociąga cięgło. Monostabilność wprowadza sprężynowy powrót, co skraca czas powrotu do spoczynku – jest to zwykle kilkadziesiąt milisekund do ułamka sekundy. Ten parametr rzadko jest kluczowy w manualnych zaworach, bo i tak operator decyduje o dynamice ruchu. Ważne, by przełączanie było płynne i pewne, bez zacinek.

Montaż i otwory przyłączeniowe

Wersje przewodowe mają klasyczne gwinty w korpusie, do których przykręcamy złączki i węże. Montuje się zawór w dowolnej orientacji (pionowo, poziomo), byle cięgło było łatwo dostępne.
Wersje płytowe pozwalają na montaż w wyspie przyłączeniowej (płycie), gdzie występują uszczelki oringowe pod spodem zaworu, a kanały zasilania i wydechu przechodzą przez płytę. To ułatwia tworzenie kompaktowych zestawów, przydatnych w większych liniach produkcyjnych. W takim układzie zasilanie (P) i wydech (R) znajdują się w płycie, a jedynie port A może być wyprowadzony do siłownika.

Wymiary gabarytowe i masa

Zależnie od gwintu, korpus ma różne wymiary i masę:

G1/8: niewielki, np. kilkadziesiąt gramów, szerokość 2–3 cm.

G1/4: masa kilkaset gramów, wielkość do 5–6 cm.

G1/2, G3/4: odpowiednio większe i cięższe, mogą ważyć nawet >1 kg, mierzą 8–10 cm lub więcej w najszerszym miejscu.

Dodatkowo cięgło (stalowy pręt) wystaje kilka centymetrów. Sprężyna jest schowana w korpusie, niewidoczna z zewnątrz.

Filtracja i jakość powietrza

Podobnie jak większość pneumatyki, DTM 3/2 monostabilne wymagają suchego, przefiltrowanego powietrza. Zaleca się filtr 40 µm, aby drobiny kurzu czy opiłki nie uszkodziły suwaka bądź oringów. Nadmierna wilgoć powoduje ryzyko korozji sprężyny. W razie konieczności branża spożywcza używa też naolejania minimalnego. Producent dopuszcza mgłę olejową (standardowe oleje do pneumatyki), co zazwyczaj sprzyja lepszemu smarowaniu i żywotności suwaka.

Ciśnienie minimalne i zapewnienie szczelności

Często spotyka się minimalne ciśnienie ok. 1 bar. Poniżej 1 bar oringi mogą nie dociągać się idealnie, co sprzyja niewielkim przeciekom. Mimo to, nic nie stoi na przeszkodzie, by używać tych zaworów przy 0,5 bar w aplikacjach niskociśnieniowych, jeśli akceptujemy możliwość minimalnego syczenia. Siła sprężyny jest niezależna od ciśnienia – odpowiada za powrót suwaka zawsze.

Podciśnienie i odwrotny przepływ

Zazwyczaj te zawory (3/2 monostabilne) projektuje się do sprężonego powietrza. Stosowanie ich do podciśnienia (vacuum) czy cieczy bywa niewskazane, bo sprężyna i oringi nie zawsze są przygotowane na odwrotny kierunek przepływu, a uszczelki niekoniecznie zapewniają szczelność przy podciśnieniu. Należy sprawdzić w katalogu, czy model jest dopuszczony do vacuum. Często jednak te zawory słabo wspierają podciśnienie, a do cieczy można wymagać innego typu uszczelnień i budowy.

NO czy NC w stanie spoczynku?

Konfiguracja suwaka i sprężyny określa, czy w wyjściowym (niepociąganym) stanie P->A jest otwarte (NO) czy zamknięte (NC). Wersja NC jest popularna przy mechanizmach bezpieczeństwa, bo brak nacisku na cięgło = brak dopływu powietrza. Wersja NO przydaje się tam, gdzie siłownik stale ma być zasilany, a cięgło służy do krótkiego odcięcia (np. w maszynie dozującej).

Jednoręczne sterowanie manualne

W modelach G1/8 i G1/4 operator łatwo poradzi sobie z cięgnem, bo sprężyna nie jest zbyt silna – wystarczy pociągnąć pręt z niewielką siłą rzędu kilku–kilkunastu niutonów, by przełączyć zawór. Przy G1/2 czy G3/4 sprężyna jest silniejsza, ale i tak najczęściej wystarcza jedna dłoń, by pociągnąć cięgło.

Kropla oleju czy smar w suwaku

Producent zazwyczaj aplikuje minimalną warstwę smaru (odpornego na starzenie) wewnątrz. Jeśli instalacja ma naolejacz, to w czasie pracy oringi będą dodatkowo smarowane, co wydłuży żywotność. Systemy bezolejowe (dry air) również są dopuszczalne, jednak zaleca się dbać o czystość. Najważniejsze to unikać cząstek brudu, które mogłyby blokować suwak czy uszkadzać oringi.

Przykładowa charakterystyka przepływu

Dla G1/4 w standardowym ciśnieniu 6 bar często deklaruje się:

Cv: 0,5–0,7,

Przepływ: 600–800 l/min przy Δp=1 bar.
Dla G1/8 może to być 0,3–0,4 Cv (~300–400 l/min). Dla G1/2 ~1,0–1,5 Cv. Takie wartości wystarczają do siłowników o średnicy 25–63 mm, w większości zastosowań warsztatowych.

Pozycja montażu i środowisko pracy

Zawory 3/2 monostabilne sterowane cięgłem można instalować pionowo, poziomo, do góry nogami – sprężyna i suwak działają w każdej orientacji. Ważne, żeby cięgło dało się komfortowo pociągać, bez kolizji z innymi elementami maszyny. Środowisko pracy powinno być wolne od ekstremalnej wilgoci czy intensywnych mediów chemicznych, chyba że model ma odpowiednie powłoki. Temperatura -5°C…+50°C i ciśnienie do 10 bar to zakres, w którym zawór zwykle sprawdza się optymalnie.

Zawory 3/2 monostabilne, sterowane cięgłem, z powrotem sprężyną, muszą łączyć w sobie solidność z płynną pracą. Cięgło powinno reagować na nawet niewielką siłę pociągnięcia, a suwak wewnętrzny – przesuwać się bez oporów i wracać natychmiast po zwolnieniu cięgła dzięki sprężynie. Wymaga to zastosowania materiałów trwałych, odpornych na tarcie i korozję. Wszystkie elementy, od korpusu, poprzez suwak i uszczelnienia, aż po samo cięgło i sprężynę, muszą współgrać ze sobą w taki sposób, aby zapewnić długą żywotność przy tysiącach cykli. Poniższa część analizuje szczegółowo, dlaczego konkretne surowce są tu optymalne i jakie mają znaczenie w codziennej eksploatacji.

Korpus z anodowanego aluminium lub mosiądzu

W większości przypadków korpus zaworu 3/2 (w tym monostabilnych z cięgłem) powstaje z:

Aluminium anodowanego: lekki, nierdzewny w standardowych warunkach, łatwy w obróbce CNC. Anodowanie tworzy dodatkową warstwę ochronną, podnoszącą odporność na uszkodzenia mechaniczne i korozję. W efekcie zawór jest lżejszy, co bywa ważne w aplikacjach, gdzie nie chcemy dociążać konstrukcji.

Mosiądzu: czasem spotykany w wersjach płytowych albo w modelach do pracy w bardziej korozyjnym środowisku (np. większa wilgotność). Mosiądz można niklować lub stosować go w formie surowej, co zapewnia dobrą wytrzymałość na ścieranie i wysoką odporność na wodę.

Obydwa rozwiązania (aluminium i mosiądz) zapewniają odpowiednią szczelność przy ciśnieniu do 8–10 bar, najczęściej deklarowanym w branży pneumatycznej. Dla projektanta wybór często zależy od dostępności, ceny i wielkości gwintu (G1/8, G1/4, G3/8, G1/2 czy G3/4).

2. Suwak i komory wewnętrzne – stal lub tworzywa inżynieryjne

Centralnym elementem zaworu jest suwak, odpowiadający za przełączanie pomiędzy stanem P->A a A->R. Ten suwak musi wytrzymać kontakt z uszczelnieniami i być odporny na ścieranie przy wielokrotnych ruchach. Najczęściej używa się:

Stali nierdzewnej: (np. AISI 304) lub stali węglowej utwardzanej powierzchniowo. Dzięki temu suwak zachowuje formę przez setki tysięcy cykli.

Tworzyw sztucznych (POM, PTFE): rzadziej w monostabilnych, częściej w zaworach lżejszych. Tworzywa te minimalizują tarcie, mogą sprawiać, że siła potrzebna do przestawienia suwaka jest jeszcze mniejsza.

Korpus ma wydrążone kanały pasujące do suwaka. Ich precyzyjne frezowanie i gładka powierzchnia zapobiegają zacięciom. Dobór materiału suwaka decyduje o „lekkości” przełączania i odporności na ewentualne zanieczyszczenia w powietrzu.

3. Uszczelnienia elastomerowe (NBR, FKM)

By zapewnić rozdział portów (P, A, R) oraz kontrolowaną drogę powietrza przy przestawianiu suwaka, stosuje się komplet oringów z elastomerów. Najczęściej spotykane są:

NBR (kauczuk nitrylowy): główny wybór w standardowych warunkach (temperatura otoczenia do +50/70°C, umiarkowane ciśnienie do 8–10 bar). NBR jest też odporny na typowe oleje w sprężonym powietrzu.

FKM (Viton): używany przy wyższych temperaturach (do +120°C lub wyżej) albo agresywniejszych czynnikach chemicznych. Droższy, ale bardziej odporny na starzenie w trudniejszych środowiskach.

Każdy oring jest dopasowany do odpowiedniego rowka w suwaku bądź korpusie. Sprężyna utrzymuje suwak w jednej pozycji, a cięgło przesuwa go, kompresując przy tym uszczelki, co umożliwia chwilowe przepuszczanie powietrza w innym kierunku (np. P->A).

4. Cięgło – stal nierdzewna, węglowa lub hartowana

Cechą rozróżniającą monostabilne zawory 3/2 (z cięgłem) jest obecność pręta (cięgła), służącego do manualnego bądź mechanicznego pociągnięcia. To właśnie pociągnięcie cięgła przeciwstawia się sprężynie. Materiały zwykle obejmują:

Stal nierdzewną: korzyść to odporność na rdzę i gładkość powierzchni.

Stal węglową z powłoką antykorozyjną (np. cynkowanie galwaniczne).

Zależnie od modelu, średnica cięgła może wynosić ~4–8 mm. Końcówka cięgła bywa zaopatrzona w uchwyt (np. gałka), żeby operator miał wygodny chwyt. W mechanicznych układach cięgło może łączyć się z linką, przenosząc pociągnięcie z innej części maszyny.

5. Sprężyna powrotna – stal sprężynowa

Kluczowy element monostabilności. Sprężyna jest odpowiedzialna za błyskawiczne cofnięcie suwaka do pozycji spoczynkowej (NC lub NO) natychmiast po zwolnieniu cięgła. Wytwarza się ją z hartowanej stali sprężynowej (np. 50CrV4), odpornej na odkształcenia trwałe. Proces hartowania i odpuszczania zapewnia sprężynie zdolność do setek tysięcy cykli, bez utraty elastyczności.

Sprężyna jest umieszczona wewnątrz korpusu, w specjalnej komorze. Jej moc dobrano tak, by wymagana siła na cięgło nie była zbyt duża, a jednocześnie gwarantowała stabilny powrót. Zwykle wystarczy kilka–kilkanaście niutonów nacisku, by pokonać opór sprężyny i przesunąć suwak.

6. Materiały dodatkowe przy zasilaniu płytowym

W modelach płytowych (G1/2, G3/4 – zasilanych płytowo) stosuje się oringi uszczelniające pomiędzy zaworem a płytą przyłączeniową. Zwykle jest to NBR lub FKM, osadzony w rowkach. Płyta sama może być aluminiowa bądź z tworzywa wzmocnionego. Dzięki temu montaż i demontaż zaworu sprowadza się do wkręcenia kilku śrub mocujących i dopilnowania, by oringi nie uległy uszkodzeniu.

7. Wykończenie powierzchni i ochrona antykorozyjna

Anodowanie – kluczowe w korpusach aluminiowych. Poprawia odporność na zarysowania i nadaje gładką, przyjemną w dotyku powierzchnię.

Niklowanie – stosowane w mosiężnych komponentach, również wspomaga odporność na korozję i zapewnia atrakcyjny, srebrny wygląd.

Cynkowanie – dla elementów stalowych (np. śrub montażowych, części cięgła) redukuje ryzyko rdzewienia.

Olejoodporne farby proszkowe – czasem nakładane w modelach do cięższego środowiska.

Te zabiegi sprawiają, że rozdzielacze pracują niezawodnie nawet w halach o podwyższonej wilgotności czy w warsztatach narażonych na drobne odpryski metalu.

8. Konstrukcja uszczelnień wewnętrznych i rowków suwaka

Każdy zawór 3/2 ma do trzech oringów, rozłożonych tak, by w stanie spoczynku przechodziła jedna ścieżka przepływu, a w stanie aktywnym – inna. W monostabilnym suwaku surowiec oringów ściśle przylega do stykowych powierzchni, gwarantując szczelność do ok. 10 bar. Fabryczne smarowanie (oleje silikonowe lub syntetyczne odporne na starzenie) zmniejsza tarcie. Dzięki temu cięgło pracuje lekko, a powrót sprężyny jest szybki i nie jest blokowany przez suwak.

9. Elementy gwintowane (zasilanie przewodowe)

Wersje przewodowe mają standardowe porty BSPP (G), co pozwala na wkręcanie złączek i węży. Korpus zawiera wzmocnione gniazda gwintowe (np. w aluminium) – czasem wprasowuje się tam stalowe tulejki, aby zwiększyć wytrzymałość na wielokrotne wkręcanie. Połączenia teflonowe (taśma PTFE, płynny uszczelniacz) zapewniają brak wycieków. Materiały w tych gniazdach muszą wytrzymać ciągłe dokręcanie i odkręcanie, stąd precyzja wykonania gwintów stoi na wysokim poziomie.

10. Hartowanie i polerowanie suwaka

By suwak w czasie pociągnięcia cięgła przesuwał się płynnie, producenci (w tym CPP PREMA) często stosują hartowane i polerowane powierzchnie suwaka. Dodatkowo może być nanoszona warstwa chromu twardego, co zmniejsza tarcie i minimalizuje wżery przy obecności drobnych zanieczyszczeń w powietrzu. Takie wykończenie zapewnia żywotność nawet przy kilku milionach cykli, o ile powietrze jest poprawnie filtrowane.

11. Sprężyny dociskowe w mechanizmie cięgła

Nie mylić ze sprężyną powrotną suwaka. Czasem w konstrukcji cięgła bywa drobna sprężynka dociskowa (zapadkowa), która stabilizuje położenie cięgła w stanie neutralnym. Nie występuje to w każdym modelu, ale jest spotykane. Zadaniem takiej sprężynki może być lekkie amortyzowanie ruchu cięgła i poprawa ergonomii, by cięgło nie „latało” luźno.

12. Sworznie i piny mocujące cięgło

Często cięgło jest połączone z suwakiem za pomocą stalowego sworznia lub pinu. Gwarantuje to, że ruch cięgła przenosi się na suwak w sposób osiowy. Materiał sworznia to zwykle hartowana stal o wysokiej odporności zmęczeniowej – tak, żeby nie wytworzyły się luz i wibracje przy wielokrotnych przełączeniach.

13. Smar fabryczny i współpraca z mgłą olejową

Producenci używają smarów kompatybilnych z typowymi olejami do pneumatyki. Jeśli w instalacji jest naolejacz, oringi i części suwaka otrzymują dodatkowe smarowanie w trakcie pracy, jeszcze bardziej ograniczając tarcie. W systemach bezolejowych (dry air) wymagana jest jednak dobra filtracja, żeby brud nie przyspieszał zużycia.

14. Sprawdzenie odporności chemicznej

Jeżeli planujemy używać zaworu 3/2 monostabilnego z cięgłem w atmosferze, gdzie pojawiają się chemikalia, warto skonsultować się z katalogiem producenta. Niekiedy mosiądz i NBR wystarczają do pracy z typowymi olejami, smarami i lekkimi substancjami chemicznymi. Jeśli jednak mamy do czynienia z rozpuszczalnikami czy kwasami, można potrzebować wersji ze stali nierdzewnej, FKM albo dodatkowo powlekanych sprężyn, by uniknąć korozji sprężyny powrotnej.

15. Elementy wskazujące położenie

W niektórych modelach spotkać można drobne znaczniki (np. występ na cięgle) pokazujące, czy zawór jest w pozycji spoczynku czy aktywnej. W monostabilnych cięgło w pozycji wyjściowej jest np. wysunięte do pewnego poziomu. Nie jest to regułą, ale czasem bywa istotne dla operatora, by wizualnie wiedział, czy aktualnie przepływ jest odblokowany (NO) bądź zablokowany (NC).

16. Możliwości odwrócenia logiki NO/NC

Czasami pytanie brzmi: czy można przełożyć suwak lub cięgło w taki sposób, by z NO zrobić NC lub odwrotnie? Zwykle nie, bo układ kanałów i sprężyna powrotna są konfigurowane fabrycznie. Jeśli potrzebujemy odwrotnej logiki, wybieramy dedykowany wariant. Wspólna platforma mechaniczna (korpus, suwak) może występować w wersji NO lub NC, ale niezalecane jest samodzielne modyfikowanie, bo ryzykujemy nieszczelności i utratę gwarancji.

17. Recykling i ekologia

Po zakończeniu eksploatacji (np. po wielu latach) większość materiałów (aluminium, mosiądz, stal) może zostać poddanych recyklingowi. Tworzywa sztuczne (uszczelki, elementy cięgła) też można utylizować. Dzięki temu zawory mają niewielki negatywny wpływ na środowisko. Należy odnotować, że długi czas użytkowania (kilka lat intensywnej pracy) wpływa korzystnie na aspekt ekologiczny, bo nie wymieniamy zaworów zbyt często.

18. Trwałość wibracyjna

W maszynach, gdzie pojawiają się wibracje, kluczowa jest stabilność mocowań i dobra jakość materiałów cięgła oraz sworznia. Aluminium anodowane i mosiądz są dość odporne na drgania przemysłowe. Sprężyna powrotna jest tak zaprojektowana, by nie dochodziło do fałszywych przełączeń na skutek wstrząsów – cięgło musi być w sposób aktywny pociągnięte, by suwak przeszedł do drugiej pozycji.

Poprawny montaż zaworów 3/2 monostabilnych sterowanych cięgłem, z powrotem sprężyną, decyduje o ich długotrwałej i bezawaryjnej pracy. Każdy etap – od rozplanowania przewodów i płyty przyłączeniowej, przez dokręcanie złączek, aż po pierwsze testy uruchomienia – wpływa na stabilność i ergonomię użytkowania. W poniższej sekcji prezentujemy szczegółowe wskazówki, jak przeprowadzić instalację, skonfigurować cięgło, zapewnić szczelność i zweryfikować działanie według założeń (NC lub NO).

Przygotowanie do montażu

Zapoznaj się z dokumentacją: Upewnij się, że wybrany model (G1/8, G1/4, G3/8, G1/2, G3/4) odpowiada wymaganemu przepływowi i ciśnieniu w Twojej aplikacji. Sprawdź, czy masz wersję NC (normalnie zamkniętą) lub NO (normalnie otwartą), zgodnie z potrzebami projektu.

Zadbaj o odcięcie ciśnienia: W głównej instalacji pneumatycznej ciśnienie powinno być całkowicie zredukowane do 0 bar. Wyłącz sprężarkę i zwolnij powietrze. Zapobiegnie to wypadkom przy podłączaniu złączek.

Wybierz miejsce montażu: Zawór z cięgłem musi znajdować się w zasięgu operatora, jeśli sterowanie ma być ręczne. Ewentualnie, jeśli cięgło łączy się z linką mechaniczną, pamiętaj o wolnym torze ruchu linki czy pręta. W przypadku większych gabarytów (G3/4, G1/2) warto zadbać o mocne mocowanie, aby drgania nie wpływały na stabilność.

Montaż korpusu (przewodowo lub płytowo)

Wersja przewodowa:

Oczyść gwinty w korpusie (P, A, R).

Nałóż taśmę PTFE (2–3 zwoje) na zewnętrzne gwinty złączek. Nie przesadzaj z liczbą warstw, by uniknąć luźnych fragmentów, które mogłyby dostać się do wnętrza zaworu.

Wkręć złączki kluczem z odpowiednią siłą. Unikaj przekroczenia momentu, by nie uszkodzić gwintu w aluminiowym czy mosiężnym korpusie.

Przykręć zawór do konstrukcji (jeśli posiada otwory montażowe) lub zamocuj go obejmami. Upewnij się, że cięgło ma pełen zakres ruchu i nic go nie blokuje.

Wersja płytowa:

Sprawdź, czy masz odpowiednią płytę przyłączeniową – dopasowaną do rozstawu i rozmiaru gwintów.

Sprawdź oringi w płycie: powinny być w rowkach, niepopękane i nasmarowane, jeśli wymaga tego dokumentacja.

Ustaw zawór na płycie, wyrównaj kanały. Dokręć śruby na krzyż, równomiernie dociskając korpus do płyty. Uważaj na zbyt duży moment dokręcania, by nie zgnieść oringów.

Zweryfikuj szczelność wstępnie, dopiero potem podawaj pełne ciśnienie.

Podłączenie przewodów do portów P, A, R

Port P: to zasilanie sprężonym powietrzem (najczęściej 6–8 bar). Wersja NO w spoczynku domyślnie przepuści ciśnienie do A (chyba że naciskamy cięgło), zaś w NC odwrotnie – spoczynkowo zablokuje dopływ.

Port A: zwykle idzie do siłownika, bądź do innego odbiornika. Pamiętaj, że w jednej z pozycji monostabilny zawór może łączyć A z portem R (odpowietrzenie).

Port R: służy do odprowadzania powietrza. Możesz pozostawić go otwarty do atmosfery lub zastosować tłumik, jeśli hałas przy odpowietrzeniu jest niepożądany.

Sprawdzaj, czy przewody nie zaginają się i czy pasują średnicą do przepływu. Zbyt cienkie węże ograniczają wydajność, a zbyt grube mogą się plątać. Oznacz węże, by łatwiej zidentyfikować, która linia to zasilanie, wyjście, wydech.

Konfiguracja cięgła

Rodzaj cięgła: bywa pręt stalowy zakończony uchwytem (np. kulką). Jeśli Twój model ma sam pręt, możesz zamontować gałkę, by operator mógł wygodnie chwytać.

Zakres ruchu: upewnij się, że odległość pociągnięcia jest wystarczająca, by przełączyć suwak. Zwykle to kilka–kilkanaście milimetrów. Producent w dokumentacji podaje minimalny skok cięgła.

Sprężyna powrotna: znajduje się w korpusie. Zadaniem cięgła jest pokonać siłę sprężyny. W spoczynku suwak jest dociskany do jednej pozycji (NC lub NO). Po puszczeniu cięgła sprężyna natychmiast cofnie suwak i cięgło wróci do wyjściowej pozycji.

Linka bądź popychacz: w niektórych maszynach cięgło łączy się z zewnętrzną linką albo popychaczem mechanicznym. Upewnij się, że połączenie jest stabilne, nie ma luzów powodujących nierówny ruch.

Pierwsze uruchomienie i test szczelności

Stopniowe podanie ciśnienia: Włącz zasilanie sprężonym powietrzem i obserwuj manometr. Jeśli coś syczy, usłyszysz drobne wycieki powietrza. Skontroluj, czy gwinty lub oringi w płytowym montażu są poprawnie uszczelnione.

Sprawdź stan spoczynku: W zależności od wersji NC/NO. NC – w spoczynku brak przepływu do A, NO – w spoczynku P->A otwarte. To potwierdza, że sprężyna jest osadzona poprawnie.

Pociągnij cięgło: Zobacz, czy opór jest umiarkowany (kilka–kilkanaście niutonów). Powietrze zaczyna płynąć inaczej (np. w NC dopiero wtedy P->A się otwiera). Po zwolnieniu cięgła suwak wraca do stanu spoczynku.

Cyklicznie przełącz: kilka razy pociągnij i zwalniaj cięgło, by sprawdzić płynność ruchu i wyeliminować ewentualne zacięcia.

Ergonomia i bezpieczeństwo

Dostęp operatora: Jeśli zawór jest w zasięgu ręki człowieka, cięgło powinno być łatwo chwytać. Unikaj montowania go w kąciku, gdzie operator będzie zmuszony sięgać niewygodnie i ryzykuje zahaczenie o inne elementy.

Znaczniki: Warto wstawić nalepkę lub tabliczkę opisującą funkcję zaworu, np. „Cięgło – wciśnij, aby uruchomić dopływ powietrza” w wersji NC. Daje to operatorom jasność co do logiki i zapobiega niechcianym manewrom.

Unikanie przypadkowego pociągnięcia: W miejscach, gdzie pociągnięcie cięgła może stanowić zagrożenie, warto osłonić cięgło albo wykonać barierkę chroniącą przed niezamierzonym szarpnięciem.

Dodatkowe akcesoria i dławiki

Czasem chcemy ograniczyć prędkość napełniania siłownika. Monostabilne zawory 3/2 z cięgłem nie mają wbudowanej regulacji przepływu, więc do portu A można wkręcić dławik przepływowy (np. dławik zwrotno–regulacyjny). Pozwala on ustawić, jak szybko siłownik się wysuwa. W porcie R można zamontować tłumik wydechu, redukując hałas przy odpowietrzaniu.

Czyszczenie i konserwacja

Utrzymuj czyste powietrze: Filtr 40 µm chroni suwak i sprężynę przed opiłkami. Jeśli instalacja jest narażona na wilgoć, zadbaj o odwadniacz.

Okresowe sprawdzanie stanu cięgła: W maszynach o dużych drganiach lub intensywnym użytkowaniu zobacz, czy cięgło nie jest wygięte, sworzeń nie poluzowany.

Smar: Zazwyczaj producent stosuje fabryczną warstwę smaru wewnętrznego. Nie trzeba smarować regularnie, chyba że zauważysz opory w ruchu suwaka.

Zmiana logiki NO/NC

Zawory monostabilne występują w fabrycznej konfiguracji NO lub NC. Nie zaleca się samodzielnego przerabiania z jednego na drugi. Układ oringów i sprężyny jest dostosowany do wybranej logiki. Jeśli aplikacja wymaga odwrotnego stanu spoczynku, zamów dedykowany wariant.

Montaż w strefach zagrożenia wybuchem (ATEX)

Czasem brak prądu w sterowaniu i minimalna liczba elementów zewnętrznych sprzyja używaniu tych zaworów w obszarach Ex. Jednak ważne, by sprawdzić, czy materiały korpusu i sprężyna posiadają właściwości minimalizujące ryzyko iskrzenia. Formalny certyfikat ATEX bywa potrzebny. Nie instaluj w strefie Ex bez potwierdzenia zgodności.

Minimalne ciśnienie do pracy

Choć mechanizm suwaka i sprężyny działa niezależnie od ciśnienia pilotowego, zbyt niskie ciśnienie (<1 bar) może powodować drobne przedmuchy. Zwykle 2–8 bar jest optymalne, a suwak będzie się szczelnie dociskał do oringów i nie wystąpi ryzyko nieszczelności w spoczynku.

Test stanu spoczynku a stanu aktywnego

W wersji NC:

Spoczynek: brak przepływu P->A.

Po pociągnięciu cięgła: przepływ zasilania uruchamia się, do momentu puszczenia cięgła.

W wersji NO:

Spoczynek: zawsze P->A otwarte,

Po pociągnięciu cięgła: przerwanie przepływu (A może uchodzić do R).
Po sprawdzeniu logicznie potwierdzasz, że mechanizm i sprężyna działają zgodnie z opisem.

Mocowanie i wibracje

W maszynach intensywnie wibrujących warto:

Zastosować śruby montażowe z podkładkami sprężystymi,

Upewnić się, że cięgło nie ma zbyt dużego luzu bocznego,

Zweryfikować, czy sprężyna w suwaku nie powoduje fałszywego przełączania przez wibracje (zwykle tak nie jest, wymagana jest celowa siła pociągnięcia).

Pozycja pionowa, pozioma czy dowolna?

Zawory 3/2 monostabilne można instalować w dowolnej orientacji przestrzennej. Sprężyna jest osiowa, a suwak nie zależy od grawitacji. Najlepiej jednak tak ustawić korpus, by cięgło było wygodne do chwycenia, a porty P, A, R łatwo dostępne do węży.

Kontrola i regulacja linki w cięgnach mechanicznych

Jeśli cięgło jest przenoszone linką (np. operator stoi z dala od zaworu), trzeba:

Wyregulować napięcie linki tak, by wystarczyło niewielkie pociągnięcie do przełączenia.

Zapewnić, by linka nie zsuwała się z cięgła lub nie tarła intensywnie o krawędzie.

Ewentualnie stosować prowadnice linki, by uniknąć drgań i niewłaściwego naprężenia.

Pozytywne i negatywne skutki monostabilności

Zalety:

Automatyczny powrót do stanu spoczynku przy puszczeniu cięgła – bezpieczeństwo i brak ryzyka zapomnienia,

Bardzo prosta obsługa, “naciśnij i trzymaj” = włączony przepływ.

Ograniczenia:

Nie można pozostawić przepływu na stałe bez przytrzymywania, bo sprężyna odsyła suwak do spoczynku. To bywa niepożądane, jeśli operator chciałby, by stan się utrzymywał dłużej bez konieczności trzymania cięgła. Wtedy lepszy jest zawór bistabilny.

Czyszczenie korpusu i cięgła

Podczas konserwacji:

Przetrzyj korpus szmatką, ewentualnie użyj łagodnego detergentu przy większym zabrudzeniu,

Usuń kurz i wióry wokół cięgła – tam, gdzie przenika ono przez uszczelkę,

Skontroluj sprężynę – czy reaguje płynnie i czy cięgło nie jest wygięte.

Poniżej prezentujemy najczęściej pojawiające się pytania (FAQ) w związku z używaniem, montażem i konserwacją zaworów 3/2 monostabilnych sterowanych cięgłem, z powrotem sprężyną.

Na czym polega różnica między monostabilnym a bistabilnym zaworem 3/2?
W monostabilnym suwak powraca do pozycji wyjściowej dzięki sprężynie. Gdy użytkownik pociągnie cięgło i zwolni je, sprężyna natychmiast odsyła suwak w stan spoczynku. W bistabilnym nie ma sprężyny, więc zawór pozostaje w nowej pozycji po puszczeniu. Monostabilność oznacza krótkotrwałe przełączenie, dopóki cięgło jest przytrzymywane.

Jak rozpoznać, czy mój zawór jest normalnie zamknięty (NC) czy normalnie otwarty (NO)?
Zwykle producent (np. CPP PREMA) oznacza to na korpusie bądź w dokumentacji. NC (normalnie zamknięty) w stanie spoczynku blokuje przepływ z P do A. NO (normalnie otwarty) w spoczynku przepuszcza powietrze z P do A. Możesz to też przetestować: przy braku ruchu cięgła podaj ciśnienie na P i sprawdź, czy wychodzi na A. Jeśli tak, zawór jest NO, jeśli nie, jest NC.

Czy mogę zmienić zawór z NC na NO (lub odwrotnie) samodzielnie?
Nie zaleca się. Producent projektuje inny układ suwaka i sprężyny dla każdej konfiguracji. Próba przełożenia sprężyny czy suwaka może skutkować nieszczelnościami lub uszkodzeniem. Lepiej kupić właściwy wariant (NC lub NO).

W jaki sposób działa powrót sprężyną w tych zaworach?
Sprężyna tkwi w korpusie, w specjalnej komorze, dociskając suwak do pozycji spoczynkowej. Kiedy cięgło jest pociągnięte, przeciwdziała sprężynie i przesuwa suwak w drugą pozycję. Po zwolnieniu cięgła sprężyna szybko odsyła suwak do stanu pierwotnego. Nie wymaga to żadnego zewnętrznego źródła energii ani pilotowego ciśnienia.

Jaką siłę muszę przyłożyć do cięgła, by przełączyć zawór?
Zwykle to kilka–kilkanaście niutonów, zależnie od rozmiaru gwintu i charakterystyki sprężyny. W G1/8 i G1/4 bywa bardzo mała siła (np. 5–10 N). W większych rozmiarach (G1/2, G3/4) sprężyna może być mocniejsza, ale zwykle wciąż wystarczy jedna ręka, by cięgło pociągnąć.

Czy można używać tego typu zaworów w aplikacjach z podciśnieniem?
Na ogół nie zaleca się, bo projektuje się je do sprężonego powietrza o dodatnim ciśnieniu (1–8 bar). Uszczelnienia i układ suwaka mogą nie gwarantować szczelności przy podciśnieniu. Jeśli aplikacja wymaga vacuum, szukaj zaworów dedykowanych podciśnieniu.

Czy w środowisku zapylonym zawór nie będzie się zacinał?
Przy prawidłowej filtracji powietrza (co najmniej 40 µm) i okresowym odmuchiwaniu cięgła z zewnątrz ryzyko zacięć jest minimalne. Zawór ma wewnętrzne uszczelki, a suwak zwykle jest smarowany fabrycznie. Należy jednak unikać, by drobiny kurzu nie przedostawały się do wnętrza korpusu. Jeśli środowisko jest silnie zapylone, można zastosować obudowę ochronną wokół cięgła.

Dlaczego warto wybrać monostabilny (sprężynowy) zamiast bistabilnego (bez sprężyny)?
Monostabilny sam powraca do stanu spoczynkowego po zwolnieniu cięgła. To cenne tam, gdzie chcemy krótkiego, chwilowego dopływu powietrza i pewnego wyłączenia zaraz potem – np. w aplikacjach bezpieczeństwa, testowych, dociskowych. Bistabilny trzyma się w przełączonym stanie. Wybór zależy od tego, czy potrzebujesz „pamięci” stanu (bistabilny) czy automatycznego powrotu (monostabilny).

Czy w spoczynku (NC) jest minimalny przepływ powietrza, np. przez oringi?
Przy dobrym stanie oringów i normalnym ciśnieniu nie powinno być zauważalnych przecieków. Zdarza się jednak, że po wielu tysiącach cykli występuje drobne „syczenie” – wtedy oringi mogą wymagać wymiany. Trzeba też kontrolować, czy gwinty zewnętrzne są szczelnie uszczelnione taśmą PTFE.

W czym zasilanie płytowe różni się od przewodowego?

Płytowe: montujesz zawór na płycie przyłączeniowej (wyspie). Kanały powietrza i wydechu są zintegrowane w płycie, co upraszcza instalację wielu zaworów w jednym miejscu. W razie potrzeby łatwo wymienić zawór, odkręcając kilka śrub.

Przewodowe: korpus ma gwintowane porty P, A, R. Zwyczajnie wkręcasz złączki i podłączasz węże. Sprawdza się przy mniejszej liczbie zaworów. Ułatwia modyfikacje w terenie i nie wymaga dedykowanej płyty.

11. Jakie ciśnienie minimalne jest niezbędne, żeby zawór działał?
Zwykle ok. 1 bar. Suwak i sprężyna działają mechanicznie, więc nawet przy niższym ciśnieniu możesz przełączać, ale oringi mogą nie zapewniać idealnej szczelności. Optymalny zakres to 2–8 bar. Poniżej 1 bar wzrasta ryzyko drobnych nieszczelności.

12. Czy cięgło może się wygiąć w czasie eksploatacji?
Jeśli siły poprzeczne są duże, istnieje ryzyko wygięcia pręta cięgła. Producent przewiduje zwykle siłę pociągania w osi, więc jeśli występuje odchylenie boczne, z czasem cięgło może się odkształcać. Wskazane jest prowadzenie cięgła w linii prostej albo zastosowanie linki z prowadnicą.

13. Jak dbać o sprężynę powrotną?
Sprężyna jest wewnątrz korpusu, chroniona przed bezpośrednim kontaktem z otoczeniem. O ile powietrze jest czyste i suche, korozja wewnętrzna rzadko występuje. W normalnych warunkach sprężyna działa setki tysięcy cykli bez utraty właściwości. Unikaj pracy w zbyt wilgotnym lub agresywnym środowisku – jeśli to konieczne, wybierz model z odpowiednią powłoką antykorozyjną lub stali nierdzewnej.

14. Czy do sterowania cięgnem można użyć linki zamiast pociągania ręką?
Tak. Wiele rozwiązań mechanicznych przewiduje, że do cięgła podczepiamy linkę czy popychacz. Maszyna może w pewnym momencie naciągać linkę, wywołując dopływ powietrza. Po zwolnieniu linki sprężyna cofa suwak. Taki system bywa używany, gdy operator stoi w innym miejscu albo gdy ruch maszyny ma automatycznie naciskać na cięgło.

15. Co zrobić, gdy zawór przełącza się zbyt ciężko?
Sprawdź kilka rzeczy:

Czy ciśnienie w instalacji nie jest za wysokie (powyżej 10 bar) – to może zwiększyć nacisk oringów.

Czy suwak i oringi są odpowiednio nasmarowane.

Czy zewnętrzne zabrudzenia nie blokują cięgła.

Czy sprężyna nie jest uszkodzona lub zbyt twarda.

Czy korpus nie jest zniekształcony przez nadmierny moment dokręcania śrub (w wersjach płytowych).

16. Czy można przedłużyć cięgło, aby operator miał łatwiejszy dostęp?
Teoretycznie tak, można dorobić nakładkę czy łącznik na pręt cięgła. Trzeba jednak dbać o to, by siła i kąt pociągania nie uszkodziły suwaka. Dłuższe cięgło zmniejszy siłę wymaganą do przełączenia (większe ramię), ale też może wprowadzać ryzyko większych ugięć poprzecznych, co z czasem deformuje pręt.

Czy w stanie spoczynku (NC) siłownik jest zawsze opróżniony?
Zazwyczaj tak – w większości konstrukcji NC, w spoczynku, port A jest podłączony do R (odpowietrzenie), a P zablokowany. Siłownik wówczas nie jest zasilany i ciśnienie się ulatnia. Po pociągnięciu cięgła port P->A się otwiera, a R się zamyka. Gdy puścisz cięgło, zawór wraca do spoczynku, siłownik znów się odpowietrza.

Jak dbać o długą żywotność zaworu?

Regularnie sprawdzaj filtrację powietrza.

Usuwaj zanieczyszczenia z okolic cięgła, by piasek nie przedostawał się do wnętrza.

Nie przekraczaj dopuszczalnego ciśnienia (zwykle 8–10 bar).

Unikaj ciągnięcia cięgła w bok, staraj się działać w osi.

Kontroluj minimalnie co pół roku stan oringów, szczelność gwintów, reakcję sprężyny.