Comprendre les électrovannes pneumatiques 5/2 et 4/2 voies

Les électrovannes pneumatiques 5/2 voies et 4/2 voies sont utilisées pour l'automatisation industrielle et les systèmes de contrôle. Elles sont essentielles pour fournir de l'air comprimé à divers types d'équipements pneumatiques, comme les vérins pneumatiques. La différence entre ces vannes réside dans leur nombre de ports et d'états de position :

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

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

• Une vanne 5/2 contrôle le flux d'air dans un port du vérin et l'échappement de l'autre port. Grâce au cinquième port, cette vanne peut contrôler précisément l'échappement provenant des deux ports du vérin.
• Une vanne 4/2 contrôle également l'entrée et l'échappement de l'air vers et depuis le vérin. Cependant, le même port de vanne contrôle l'échappement de l'un ou l'autre port du vérin, ce qui signifie que les débits d'échappement doivent être identiques dans les deux directions.

Table des matières

• Désignations des ports
• Fonction du circuit
• Mono-stable vs bi-stable
• Conception
• Applications
• FAQs

Désignations des ports

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

• Chiffres 5/2 voies (A) : Port d'alimentation en air (1), ports de sortie (2, 4) et ports d'échappement (3, 5)
• Lettres 5/2 voies (B) : Port d'alimentation en air (P), ports de sortie (A, B) et ports d'échappement (EA, EB).
• Chiffres 4/2 voies (C) : Port d'alimentation en air (1), ports de sortie (2, 4) et port d'échappement (3).
• Lettres 4/2 voies (D) : Port d'alimentation en air (P), ports de sortie (A, B) et port d'échappement (R).

Fonction du circuit

La fonction du circuit de la vanne décrit quels ports sont connectés dans chacun des états de la vanne. Lorsqu'elle est alimentée, la vanne passe d'un état à un autre, et dans le cas des vannes mono-stables (voir ci-dessous), un ressort ramène la vanne à sa position d'origine lorsqu'elle est désactivée.

• 5/2 État 1 : Le port de pression d'alimentation (1, P) se connecte au port 2 (A). Le port 4 (B) s'échappe par le port 5 (EB).
• 5/2 État 2 : Le port de pression d'alimentation (1, P) se connecte au port 4 (B). Le port 2 (A) s'échappe par le port 3 (EA).
• 4/2 État 1 : Le port de pression d'alimentation (1, P) se connecte au port 2 (A). Le port 4 (B) s'échappe par le port 3 (R).
• 4/2 État 2 : Le port de pression d'alimentation (1, P) se connecte au port 4 (B). Le port 2 (A) s'échappe par le port 3 (R).

Mono-stable vs bi-stable

Les vannes pneumatiques cinq et quatre voies peuvent être mono-stables ou bi-stables.

• Mono-stable : Le tiroir d'une vanne mono-stable (Figure 3 étiquetée A & C) se déplace de sa position de repos lorsque la bobine unique de la vanne est alimentée. La position de repos est la position normale que la vanne maintient lorsqu'elle n'est pas alimentée. Lorsqu'elle est désactivée, un ressort ramène le tiroir à sa position de repos. Les vannes mono-stables nécessitent une alimentation constante pour maintenir la position activée.
• Bi-stable : Les vannes bi-stables (Figure 3 étiquetée B & D) ont deux bobines solénoïdes. Le tiroir se déplace entre les états en fonction de la bobine qui est alimentée. Lorsqu'elle est désactivée, le tiroir reste dans son état actuel. La bobine opposée doit être alimentée pour déplacer le tiroir vers l'autre position.

Conception

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

La plupart de ces vannes ont un tiroir mobile avec des joints le long de sa longueur, le tout dans un cylindre central. Les orifices de la vanne se connectent à ce cylindre central, et les joints bloquent ou se connectent aux orifices de la vanne lorsque le tiroir se déplace à travers le cylindre.

Directes et pilotées

Les électrovannes pneumatiques peuvent être directes ou pilotées (indirectes) :

• Directes : L'actionneur magnétique déplace directement le tiroir.
• Pilotées : La vanne utilise la pression d'entrée pour aider à déplacer le tiroir. Un petit cylindre pneumatique interne actionne le tiroir. L'actionneur magnétique de la vanne contrôle le remplissage et la vidange du cylindre.

Commande manuelle

Une électrovanne 5/2 ou 4/2 voies peut avoir une commande manuelle ou un mécanisme de verrouillage. Un mécanisme de verrouillage est bénéfique pendant la maintenance ; la vanne ne change pas de position tant que le verrou n'est pas relâché. Les éléments actionnés (par exemple, cylindre ou pinces) conservent également leur position. Le système peut être testé sans actionner la vanne avec une commande manuelle. De plus, la vanne peut être commutée manuellement en appuyant sur le bouton de commande manuelle.

Types de connecteurs

Différents types et conceptions de connecteurs sont disponibles, servant à des fins différentes selon les exigences de l'électrovanne. Par exemple, les connecteurs peuvent protéger les électrovannes contre les surtensions et avoir des voyants LED indiquant l'état de l'alimentation de la vanne. En savoir plus sur les connecteurs dans notre article de présentation des connecteurs DIN.

Applications

Les électrovannes pneumatiques 4/2 et 5/2 voies peuvent toutes deux actionner des vérins pneumatiques double effet et des actionneurs pneumatiques nécessitant un contrôle dans les deux directions. Une vanne 5/2, cependant, avec son orifice d'échappement supplémentaire, peut contrôler indépendamment le débit d'échappement dans les deux directions, tandis qu'une vanne 4/2 voies nécessite que les deux directions partagent le même débit d'échappement.

Échappement contrôlé dans les deux directions

• Applications à haute vitesse : Dans les applications à haute vitesse, telles que l'emballage, les systèmes de tri ou les chaînes de montage, la vitesse d'actionnement est cruciale. Une électrovanne 5/2 voies avec des chemins d'échappement séparés peut permettre une évacuation plus rapide de la pression d'air, entraînant des temps d'actionnement plus rapides.
• Applications de précision : Dans les applications nécessitant un contrôle précis du mouvement, comme en robotique ou en usinage de précision, des chemins d'échappement séparés peuvent offrir un meilleur contrôle de la vitesse d'actionnement dans les deux directions.
• Applications critiques pour la sécurité : Dans les applications critiques pour la sécurité où la défaillance d'une partie pourrait avoir de graves conséquences, des chemins d'échappement séparés peuvent offrir une redondance. Si un chemin d'échappement échoue, l'autre peut toujours fonctionner.

Même échappement dans les deux directions

• Applications de vérins simple effet : Dans les applications utilisant des vérins simple effet où le retour par ressort est utilisé, un chemin d'échappement commun (vanne 4 voies) est suffisant puisque l'action de retour ne dépend pas de l'air d'échappement.
• Applications où la vitesse n'est pas critique : Dans les applications où la vitesse d'actionnement n'est pas critique, un chemin d'échappement commun peut être utilisé. Cela peut inclure des systèmes pneumatiques à usage général, des ouvre-portes ou des mouvements mécaniques simples.
• Applications sensibles aux coûts : Les électrovannes 4/2 voies peuvent être moins chères que les électrovannes 5 voies. Si l'application ne nécessite pas de haute vitesse ou de précision, une vanne pneumatique 4/2 voies peut être plus rentable.

FAQs

Qu'est-ce qu'une électrovanne 5/2 voies ?

Une électrovanne 5/2 a cinq orifices et deux états. Elle peut basculer entre deux états différents pour contrôler le flux d'air vers et l'échappement des deux orifices d'un vérin ou actionneur pneumatique.

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

Une vanne quatre voies deux positions a quatre orifices et deux positions. Deux orifices alimentent en air chaque côté d'une électrovanne double effet et l'orifice restant gère l'échappement du vérin.