Mimoriadne energeticky úsporná, nehlučná a bez tvorby tepla – piezotechnológia ponúka mnoho výhod pre efektívnu a presnú manipuláciu s plynmi v medicínskej technike a laboratórnej automatizácii. Najväčším rozdielom piezoventilov oproti proporcionálnym solenoidovým ventilom je až o 95% nižšia spotreba energie. Doteraz však výmena ventilov nebola jednoduchá, pretože piezotechnológia vyžaduje napätie až 310 V a teda vždy špecifickú elektroniku. Medzitým existujú jednoduché riešenia, ktoré sú uvedené v tomto článku.
Princíp piezo technológie sa nedá porovnávať so elektromagnetickým ventilom. Základným prvkom je piezokeramika. Keď sa elektricky nabije, dôjde k polarizácii, čo vedie k ohybu. Toto je úmerné aplikovanému napätiu, čo umožňuje proporcionálne riadenie prietoku alebo tlaku. Čím vyššie napätie, tým väčší prietok. Krivka spotreby energie vyzerá úplne inak ako krivka proporcionálneho solenoidového ventilu, ktorého cievka musí byť vždy pod napätím. Len tak sa vytvorí magnetické pole, ktoré zdvihne kotvu zo sedla ventilu. Naproti tomu piezoventil nepotrebuje konštantný prívod prúdu. Správa sa ako kondenzátor. Na jednorazové nabitie keramiky stačí počiatočný prúd a potom je spotreba prakticky nulová.
Piezo ventily majú veľmi jednoduchú konštrukciu. Pozostávajú z puzdra s otvormi, do ktorých sú vstrekované aj dýzy. Cez ne prúdi plyn dovnútra alebo von. Je tam jeden alebo dva ohýbače - vyrobené z piezokeramiky - a nad každým pružina, ktorá zabezpečuje reset.
V závislosti od toho, či chcete regulovať tlak alebo prietok, môžete použiť 2/2 alebo 3/3-cestný ventil.
Prietok je možné jednoducho regulovať pomocou 2/2-cestného ventilu. Má ohýbačku a dva porty. V závislosti od toho, aké napätie aplikujete, tým ďalej sa otvorí.
3/3-cestný ventil má tri porty a dve ohyby. Toto kompaktné riešenie umožňuje úplnú kontrolu tlaku. K dispozícii je jedna ohýbačka na nafukovanie alebo zvýšenie tlaku a druhá ohýbačka na vyfúknutie alebo zníženie tlaku. Tretí štát je uzavretý. Potom sa tlak udržiava. Pri takom 3/3 ventile z. B. jednoduché ovládanie tlače. Solenoidové ventily nemajú takú 3/3 funkciu.
Ako už bolo spomenuté, piezoventily nepracujú s 12 V, ale vyžadujú špeciálnu elektroniku. Aby sa toto ovládanie výrazne zjednodušilo, Festo vyvinulo elektroniku piezoelektrického ovládača s novým riešením VAVE-P, ktoré obsahuje presne tie piezoelektrické špecifiká.
Pri použití piezoelektrickej budiacej elektroniky vám na ovládanie piezoventilov stačí 12 až 24 V.
VAVE-P je normálne prevádzkovaný s 12 až 24 V a generuje piezoelektrické napätie. Obsahuje všetko, čo je potrebné pre špecifické ovládanie piezoventilov: jednoduchá riadiaca elektronika s otvorenou slučkou, generovanie napätia 310 V a 2-kanálový piezostupňový budič s prúdovým obmedzením.
Elektronika piezo budiča VAVE-P obsahuje všetko, čo je potrebné: Open-Loog riadiacu elektroniku, generovanie napätia 310 V a 2-kanálový piezoelektrický stupeň s obmedzením prúdu.
Vďaka dvojkanálovej elektronike je možné ovládať dva ventily na reguláciu prietoku alebo 3/3 ventil na reguláciu tlaku so samostatným ovládaním ventilácie a výfuku.
Rozhranie je vždy rovnaké, dva analógové vstupy a flexibilné napájanie od 12 do 24 voltov. Jednoduchší spôsob výmeny proporcionálneho solenoidového ventilu neexistuje.
Okrem toho existujú aj riešenia, ktoré už obsahujú všetky prvky pre kompletnú kontrolu prietoku či tlaku. Kompaktný regulátor prietoku VEMD od Festo kombinuje piezoventil, snímač prietoku a riadiacu elektroniku. To znamená, že je možné dosiahnuť absolútne lineárny vzťah medzi vstupným napätím a výstupným tokom.
S regulátorom hmotnostného prietoku VEMD je možné dosiahnuť absolútne lineárny vzťah medzi vstupným napätím a výstupným prietokom.
Protikusom pre reguláciu tlaku je proporcionálny tlakový regulačný ventil VEAB s dvoma piezoventilmi, každý s piezoohýbačkou pre tlakovanie a piezoohýbačkou pre odvzdušňovanie. Ďalej je tu elektronika a snímač tlaku. To umožňuje úplnú reguláciu tlaku v uzavretom okruhu na najmenšom inštalačnom priestore.
S proporcionálnym tlakovým regulačným ventilom VEAB je možná úplná regulácia tlaku v najmenšom inštalačnom priestore
