Золотниковые пневмораспределители: классификация и особенности

Распределительная заслонка является одним из наиболее важных функциональных элементов пневматического распределителя. Конструктивно она может быть выполнена либо в форме тарельчатого клапана, либо золотника. Рассмотрим разновидности и особенности применения конструкции золотникового типа.

Принципиально различают два варианта золотниковых распределителей: с плоским и с цилиндрическим золотником.

Пневмораспределители с плоским золотником

Плоский золотник, называемый иначе ползуном, выполняется из металла, пластика или нейлона. Смена позиции данного элемента происходит за счет движения поршня с эластичными уплотнениями, перемещаемого сжатым воздухом.  Изменение рабочего положения ползуна определяет направление потока воздуха в распределителе.

Пневмораспределители с цилиндрическим золотником

В конструкции данного типа золотник перемещается вдоль корпуса распределителя, а сжатый воздух подается под прямым углом к нему. На золотнике имеются специальные проточки или пояски, которые при разных положениях запирают определенные отверстия корпуса.  Характерной особенностью такого элемента является хорошая уравновешенность по давлению за счет того, что все уплотняющие поверхности имеют одинаковые площади.

Уплотнения, предотвращающие утечки в распределителях с золотником цилиндрической формы, могут быть как в эластичном, так и в металлическом исполнении. В настоящий момент можно встретить следующие варианты герметизации конструкции.

Эластичные уплотнительные кольца устанавливаются на самом золотнике в специально предусмотренных для этого канавках, в процессе движения золотника они оказываются напротив выходных отверстий и перекрывают их.

Эластичные уплотнения размещаются в корпусе и удерживаются в нем в неподвижном состоянии. Перекрытие происходит путем уплотнения необходимого зазора между золотником и корпусом.

Для конструкций с высокими нагрузками используются так называемые «металлические уплотнения». Этим термином обозначают тщательно притертые между собой металлические поверхности золотника и корпуса, имеющие очень малое сопротивление трения, что обеспечивает высокое быстродействие и длительный ресурс эксплуатации распределителя.

Определяющим моментом в выборе между эластичным и «металлическим» уплотнением является баланс между долговечностью и надежностью конструкции. Несмотря на то, что эластичные уплотнители производятся из материалов повышенной прочности, они нуждаются в периодической замене и не могут обеспечить максимального быстродействия системы.

С другой стороны, применение «металлических уплотнений» предполагает определенный износ деталей, обеспечивающий незначительные утечки, которые, в некоторых случаях являются недопустимыми. Например, когда есть потребность некоторое время удерживать исполнительное устройство в неподвижном положении.

Справочно: распределители с эластичными уплотнениями способны выдерживать 20-50 млн циклов, в то время как золотник с "металлическим уплотнением" за время эксплуатации совершает 100-200 млн циклов.

Преимущества золотника перед тарельчатым клапаном

Золотниковые распределители традиционно считаются более универсальным оборудованием, чем клапанные. Это связано с конструктивной особенностью, позволяющей применять золотник для коммутации в четырех и пятилинейных распределителях, в то время как клапанная конструкция может работать только на перекрытие двух или трех присоединительных отверстий.

Кроме того, клапанные распределители имеют ограничения по максимальному размеру проходного отверстия. Это связано со значительным усилием, необходимым для удержания клапана в закрытом состоянии и для его открытия. Считается, что для проходных отверстий размером более 1/8’’ золотниковая конструкция является более предпочтительной.