Płonące cewki w strefach Ex to przeszłość! Piezoceramika przełącza w 0,8 ms i zużywa zaledwie 0,05 W
Klasyczny elektrozawór rozdzielający opiera się na ruchu stalowego rdzenia wewnątrz cewki miedzianej. Aby pokonać opór sprężyny powrotnej i ciśnienie medium (6 bar), elektromagnes wymaga prądu podtrzymania rzędu 1.5–3 W. W gęsto zabudowanych wyspach zaworowych energia ta zamienia się w ciepło odpadowe, windując temperaturę bloku aluminiowego do ponad 75°C. W strefach zagrożonych wybuchem oparów rozpuszczalników lub pyłów organicznych (klasyfikacja temperaturowa T5/T6), każda taka cewka jest potencjalnym źródłem inicjacji pożaru.
Fizyka odwrotnego efektu piezoelektrycznego
W nowym module element wykonawczy stanowi giętki element warstwowy (piezobender). Dwie warstwy piezoceramiki cyrkonowo-tytanianowej ołowiu (PZT) są połączone ze sprężystą przekładką węglową. W stanie beznapięciowym płytka blokuje dyszę wylotową.
Podanie potencjału napięciowego (24 V DC przekształcane wewnętrznie w mikro-przetwornicy na 60 V) wywołuje zjawisko elektrostrykcji. Jedna warstwa ulega mikroskopijnemu wydłużeniu, a druga skróceniu. Różnica naprężeń powoduje gwałtowne ugięcie elementu o 0.4 mm w czasie 0.8 ms, odsłaniając przelot powietrza.
Piezoceramika zachowuje się jak czysty kondensator o pojemności zaledwie kilkunastu nanofaradów. Prąd płynie wyłącznie w momencie ładowania elektrody (przez ułamki mikrosekund), a w stanie otwarcia pobór mocy wynosi pomijalne 0.05 W. Brak cewki oznacza brak SEM samoindukcji przy wyłączaniu zaworu – nie ma iskry gaszącej, co pozwala na bezpośrednie stosowanie w strefie ATEX 0/20 bez masywnych puszek przeciwwybuchowych.
Zestawienie parametrów w strefach Ex
| Parametr | Elektromagnes Konwencjonalny | Piezobender PZT 4. generacji |
|---|---|---|
| Klasa iskrobezpieczeństwa | Ex d (Ognioszczelna, ciężka puszka) | Ex i (Naturalna iskrobezpieczność) |
| Emisja ciepła na cewce | ΔT = +45°C do +60°C | ΔT < 0.5°C (Zimny węzeł) |
| Częstotliwość pracy | Maksymalnie 30–40 Hz | Do 450 Hz (Dozowanie w locie) |
W lakierniach karoserii samochodowych wyeliminowanie przegrzewania wysp zaworowych pozwoliło na ich bezpośredni montaż na ramieniu robota aplikacyjnego. Spadek masy głowicy o 4.2 kg przełożył się na 25-procentowe skrócenie czasów trajektorii natrysku bez ryzyka zapłonu mgły lakierniczej.
Initiate Your Polish Market Expansion Today
Explore our portal ecosystem or schedule an introductory strategic session to review custom Value-Added Distribution (VAD) representation, technical feature roadmaps, and B2B exposure packages for your hardware line. Gain immediate access to 300,000+ monthly Polish engineers, plant managers, and procurement leaders.
Explore Portal: https://integratorprzemyslowy.eu
Author: INTEGRATORPRZEMYSŁOWY.PL
