Comprendre les vannes pneumatiques 5/2 et 4/2

Comprendre les vannes pneumatiques 5/2 et 4/2

Electrovanne pneumatique 5/2

Figure 1 : Electrovanne pneumatique 5/2

Les électrovannes pneumatiques 5/2 et 4/2 sont utilisées dans les systèmes d'automatisation et de contrôle industriels. Ils font partie intégrante de l'alimentation en air comprimé de divers types d'équipements pneumatiques, tels que les cylindres pneumatiques. Ces vannes se distinguent par leur nombre d'orifices et leurs états de position :

  • Une électrovanne pneumatique 5/2 a cinq orifices et deux états de position.
  • Une électrovanne pneumatique 4/2 a quatre orifices et deux états de position.

Les deux types de vannes fonctionnent de la même manière pour contrôler les dispositifs pneumatiques, tels que les vérins pneumatiques à double effet. La principale différence réside dans la manière dont l'air d'échappement est traité.

  • Un distributeur 5/2 contrôle le flux d'air dans un orifice du cylindre et contrôle l'échappement de l'autre orifice. Grâce au cinquième orifice, cette soupape peut contrôler avec précision les gaz d'échappement provenant des deux orifices du cylindre.
  • Un distributeur 4/2 contrôle également l'entrée et la sortie de l'air dans le cylindre. Cependant, l'échappement de l'un ou l'autre orifice du cylindre est contrôlé par le même orifice de soupape, ce qui signifie que les taux d'échappement doivent être identiques dans les deux directions.

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Table des matières

Désignation des ports

Les fabricants utilisent des désignations différentes pour les ports. Cependant, deux normes principales sont largement utilisées dans l'industrie : les chiffres(ISO 11727) et les lettres.

  • Numéros à 5/2 voies (A) : Orifice d'alimentation en air (1), orifices de sortie (2, 4) et orifices d'évacuation (3, 5)
  • Lettres 5/2 (B) : Orifice d'alimentation en air (P), orifices de sortie (A, B) et orifices d'évacuation (EA, EB).
  • Numéros à 4/2 voies (C) : Orifice d'alimentation en air (1), orifices de sortie (2, 4) et orifice d'échappement (3).
  • Lettres 4/2 (D) : Orifice d'alimentation en air (P), orifices de sortie (A, B) et orifice d'échappement (R).
Les orifices des électrovannes pneumatiques sont généralement désignés par des chiffres ou des lettres.

Figure 2 : Les orifices des électrovannes pneumatiques sont généralement désignés par des chiffres ou des lettres.

Fonction du circuit

La fonction de circuit de la vanne décrit les ports qui sont connectés dans chacun des états de la vanne. Lorsqu'elle est alimentée, la soupape passe d'un état à l'autre et, dans le cas des soupapes monostables (voir ci-dessous), un ressort ramène la soupape à sa position initiale lorsqu'elle est mise hors tension.

  • 5/2 État 1 : L'orifice de pression d'alimentation (1, P) est relié à l'orifice 2 (A). L'orifice 4 (B) s'échappe par l'orifice 5 (EB).
  • 5/2 État 2 : L'orifice de pression d'alimentation (1, P) est relié à l'orifice 4 (B). L'orifice 2 (A) s'échappe par l'orifice 3 (EA).
  • 4/2 État 1 : L'orifice de pression d'alimentation (1, P) est relié à l'orifice 2 (A). L'orifice 4 (B) s'échappe par l'orifice 3 (R).
  • 4/2 État 2 : L'orifice de pression d'alimentation (1, P) est relié à l'orifice 4 (B). L'orifice 2 (A) s'échappe par l'orifice 3 (R).

Mono-stable ou bi-stable

Les vannes d'air à 5 et 4 voies peuvent être mono-stables ou bi-stables.

  • Mono-stable : Le tiroir d'une valve mono-stable (Figure 3 étiquetée A et C) s'éloigne de sa position de repos lorsque la bobine unique de la valve est alimentée. La position de repos est la position normale que la vanne conserve lorsqu'elle n'est pas sous tension. Lorsqu'il n'est plus alimenté, un ressort ramène le tiroir dans sa position de repos. Les vannes mono-stables nécessitent une alimentation constante pour maintenir la position sous tension.
  • Bi-stable : Les valves bi-stables (Figure 3 étiquetée B & D) ont deux bobines de solénoïde. La bobine passe d'un état à l'autre en fonction de la bobine qui est alimentée. Lorsqu'il est hors tension, le tiroir reste dans son état actuel. La bobine opposée doit être alimentée pour déplacer la bobine dans l'autre position.
Mono-stable 4/2 (A), bi-stable 4/2 (B), mono-stable 5/2 (C) et bi-stable 5/2 (D).

Figure 3 : Mono-stable 4/2 (A), bi-stable 4/2 (B), mono-stable 5/2 (C) et bi-stable 5/2 (D).

Conception

Les électrovannes pneumatiques 5/2 et 4/2 sont disponibles dans de nombreuses variantes de conception en ce qui concerne la taille, le matériau, la couleur, les interfaces de connexion, etc. Cette variété est nécessaire pour répondre à diverses exigences, telles que l'utilisation médicale, la transformation des aliments et les environnements poussiéreux et explosifs.

La plupart de ces valves ont un tiroir mobile avec des joints sur toute sa longueur, le tout à l'intérieur d'un cylindre central. Les orifices des vannes sont reliés à ce cylindre central. Les joints bloquent ou se connectent aux orifices de la valve lorsque le tiroir se déplace dans le cylindre.

Fonctionnement direct et piloté

Les électrovannes pneumatiques peuvent être à commande directe ou pilotée (indirecte) :

  • Direct : L'actionneur magnétique déplace directement la bobine.
  • Pilote : La valve utilise la pression d'entrée pour aider à déplacer le tiroir. Un petit cylindre pneumatique interne actionne le tiroir. Le remplissage et la vidange du cylindre sont contrôlés par l'actionneur magnétique de la vanne.

Annulation manuelle

Une électrovanne pneumatique à 5/2 ou 4/2 voies peut être équipée d'un mécanisme de commande manuelle ou de verrouillage. Un mécanisme de verrouillage est utile lors de la maintenance ; la vanne ne change pas de position tant que le verrou n'est pas déverrouillé. Les éléments actionnés (par exemple, le cylindre ou les pinces) conservent également leur position. Avec une commande manuelle, le système peut être testé sans actionner la vanne. En outre, la vanne peut être commutée manuellement en appuyant sur le bouton d'annulation.

Types de connecteurs

Il existe différents types et conceptions de connecteurs qui répondent à des besoins différents en fonction des exigences de l'électrovanne. Par exemple, les connecteurs peuvent protéger les électrovannes contre les surtensions et être dotés de voyants LED indiquant l'état de l'alimentation de l'électrovanne. Pour en savoir plus sur les connecteurs, consultez notre article sur les connecteurs DIN.

Applications

Les électrovannes pneumatiques 4/2 et 5/2 peuvent commander des vérins pneumatiques à double effet et des actionneurs pneumatiques qui nécessitent une commande dans les deux sens. Cependant, une soupape 5-2, avec son orifice d'échappement supplémentaire, peut contrôler indépendamment le taux d'échappement dans les deux directions, alors qu'une soupape 4/2 exige que les deux directions partagent le même taux d'échappement.

Échappement contrôlé dans les deux sens

  • Applications à grande vitesse :Dans les applications à grande vitesse, telles que l'emballage, les systèmes de tri ou les lignes d'assemblage, la vitesse d'actionnement est cruciale. Une électrovanne à deux voies avec des voies d'échappement séparées peut permettre une évacuation plus rapide de la pression d'air, ce qui se traduit par des temps d'actionnement plus courts.
  • Applications de précision : Dans les applications qui nécessitent un contrôle précis du mouvement, comme en robotique ou en usinage de précision, des voies d'échappement séparées permettent de mieux contrôler la vitesse d'actionnement dans les deux sens.
  • Applications critiques pour la sécurité : Dans les applications critiques pour la sécurité, où la défaillance d'une pièce peut avoir de graves conséquences, des voies d'échappement séparées peuvent assurer la redondance. Si une voie d'échappement est défaillante, l'autre peut encore fonctionner.

Même échappement dans les deux sens

  • Applications de vérins à simple effet : Dans les applications utilisant des vérins à simple effet où le retour par ressort est utilisé, une voie d'échappement commune (soupape à 4 voies) est suffisante puisque l'action de retour ne dépend pas de l'air d'échappement.
  • Applications à vitesse moins critique : Dans les applications où la vitesse d'actionnement n'est pas critique, une voie d'échappement commune peut être utilisée. Il peut s'agir de systèmes pneumatiques d'usage général, d'ouvre-portes ou de mouvements mécaniques simples.
  • Applications sensibles aux coûts : Les vannes 4/2 peuvent être moins chères que les vannes 5/2. Si l'application ne nécessite pas une vitesse ou une précision élevée, un distributeur 4/2 peut être plus rentable.

FAQ

Qu'est-ce qu'une électrovanne 5/2 ?

Une électrovanne 5 2 possède cinq orifices et deux états. Il peut commuter entre deux états différents pour contrôler le flux d'air vers et depuis les deux ports d'air d'un cylindre pneumatique ou d'un actionneur.

Qu'est-ce qu'une électrovanne à 4 voies ?

Une électrovanne 4/2 a quatre orifices et deux positions. Deux orifices alimentent en air les deux côtés d'une électrovanne à double effet et l'orifice restant gère l'échappement du cylindre.

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