Paineilmatoimilaite

Paineilmatoimilaite on säätöventtiilin osa, joka muuntaa energiaa (yleensä paineilmaa) mekaaniseksi liikkeeksi. Liike voi olla joko pyörimis- tai etenemisliikettä toimilaitteen tyypistä riippuen.

Toimintaperiaate 

Paineilmatoimilaite koostuu yleensä männästä tai kalvosta, joka tuottaa liikkeen vaatiman voiman. Se pitää ilman sylinterin yläosassa, jolloin ilmanpaine pystyy pakottamaan kalvon tai männän liikuttamaan venttiilin karaa tai kääntämään venttiilin sulkuelintä. 

Venttiileille riittää alhainen käyttöpaine, ja ne yleensä kaksin- tai kolminkertaistavat voiman. Mitä suurempi männän koko on, sitä suurempi lähtöpaine voi olla. Suurempi mäntä hyödyttää myös ilmansyötön ollessa heikko, koska se mahdollistaa saman voiman heikommalla syötöllä. Nämä paineet ovat riittävän suuria murskaamaan putkessa olevat esineet. 100 kPa:n syöttöpaineella voi nostaa helposti pienen auton (450 kg:aan asti), ja kyseessä on kuitenkin vain pieni ja yksinkertainen venttiili. Karan tarvitsemat voimat voivat olla kuitenkin liian suuria ja aiheuttaa karan hajoamisen. 

Paine siirtyy karaan, joka on yhdistetty venttiilin tulppaan, perhosventtiiliin yms. Suurvirtaus- tai suurpaineputkistoissa tarvitaan suurempia voimia, jotta toimilaite selviytyy paineen aiheuttamista voimista ja pystyy liikuttamaan venttiilin liikkuvia osia ohjatakseen aineen virtausta putkistossa. 

Venttiilin ”ohjaussignaalina” on tulo, joka voi tulla erilaisilta mittalaitteilta, ja jokainen eri paine on eri säätöarvo venttiilille. Signaali on tavallisesti 20–100 kPa. Venttiili voi ohjata esimerkiksi painetta säiliössä, jossa on tasainen ulosvirtaus ja muuttuva sisäänvirtaus, joka muuttuu toimilaitteen ja venttiilin avulla. Painelähetin näyttää säiliön paineen ja lähettää 20–100 kPa:n ohjaussignaalin. 20 kPa:ta tarkoittaa, että säiliössä ei ole painetta, ja 100 kPa tarkoittaa, että säiliössä on enimmäispaine, mutta tämä voi vaihdella lähettimen kalibroinnista riippuen. Kun säiliön paine nousee, lähettimen lähtösignaali kasvaa, ja tämän paineen kasvu lähetetään venttiilille, mikä saa venttiilin vetäytymään alaspäin eli se alkaa sulkeutua. Tällöin säiliöön tuleva virtaus pienenee, mikä pienentää säiliön painetta, koska painetta poistuu säiliöstä ulosvirtauksena. Tätä kutsutaan suoraksi toimintaprosessiksi.

Paineilmatoimilaitteiden tyyppejä: 
Paineilmatoimilaitteita ovat mm: 

 Raidetankosylinterit 
 Kiertotoimilaitteet 
 Pihdit 
 Tangottomat toimilaitteet, joissa on magneettinen kytkös tai kiertosylinterejä 
 Tangottomat toimilaitteet, joissa on mekaaninen kytkös 
 Paineilmatoimiset keinolihakset 

 Erikoistoimilaitteet, jotka yhdistävät pyörivän ja suoraviivaisen liikkeen. Niitä käytetään kiristämisessä. 
 Tyhjiöpumput

Katso myös 

 Paineilmasylinteri 
 Pneumatiikka

Lähteet 

Koneenelimet