traktura pneumatyczna - elementy traktury

Podstawowymi elementami traktury pneumatycznejprzewody (rurki, kondukty), zawory oraz mieszki (membrany).

Przewody sprężonego powietrza wykonane są często jako kondukty drewniane lub rurki z metalu: ołowiu (te mają najdłuższą tradycję; fotografia poniżej), stopów ołowiu (np. 90% ołowiu i 10% antymonu (BO)), cynku i innych.

rurki ołowiane w instrumencie pneumatycznym - Foto: KZ

W doborze materiału najważniejsze jest aby rurki z niego wykonane były elastyczne i pozwalały się łatwo wyginać w dowolnych kierunkach bez załamywania się na zgięciach (co mogłoby utrudniać lub całkowicie blokować przepływ powietrza). Można spotkać również rurki tekturowe, a obecnie coraz częściej stosuje się rurki z tworzyw sztucznych.(BO)

rurki igielitowe w instrumencie pneumatycznym - Foto: KZ

Powietrze pod ciśnieniem wpływa do przewodów (lub z nich wypływa) na skutek działania różnego rodzaju zaworów, a przepływając przez przewody wprawia w ruch inne elementy traktury pneumatycznej - mieszki (w różnych odmianach). W zależności od ciśnienia powietrza stosuje się przewody o różnych średnicach.


Zawory to elementy, które zamykają lub otwierają otwory wlotowe do przewodów sprężonego powietrza. W budownictwie organowym można spotkać zawory w wielu odmianach. Różnią się one budową oraz spełnianą funkcją.

Zawory wpuszczające sprężone powietrze ze zbiornika do przewodów, wykonywane są bardzo często w formie klap dociskanych do wlotów przewodów za pomocą sprężyny. Klapka przedstawiona na animacji obok jest dźwignią jednoramienną z punktem podparcia na jednym z jej końców i poprzez ciegło sprzężona np. z klawiszem. Działanie odpowiednią siłą na zawór powoduje otwarcie wlotów powietrza do przewodów; po ustaniu działania siły dopływ powietrza do rurek zostaje odcięty.
W zaprezentowanym powyżej przykładzie możemy mieć do czynienia z nierównoczesnym otwieraniem wlotów wszystkich przewodów. Dzieje się tak przy powolnym otwieraniu zaworu. W takim przypadku najpierw otwierane są wloty leżące najbliżej ruchomego końca klapki.(BO)

Aby zapewnić równoczesne otwieranie wszystkich wlotów używa się czasem zaworów w formie klap podnoszonych równolegle na całej długości. Klapa przedstawiona na rysunku po lewej stronie wsparta jest swoimi końcami na bolcach stabilizacyjnych, które utrzymują ją w odpowiednim położeniu i zapewniają powrót na właściwe miejsce (zakrycie wszystkich otworów) po ustaniu działania siły.

Rysunek obok przedstawia zawór przesuwany. Znajdujące się w komorze sprężone powietrze przedostaje się przez rurkę do odbiornika w chwili gdy ruchomy klocek zostaje wysunięty. Pociągnięcie za uchwyt powoduje takie ustawienie klocka, że znajdujące się w nim wydrążenie tworzy kanał, którym sprężone powietrze może przepłynąć z komory do rurki prowadzącej do odbiornika. Wsunięcie klocka do oporu powoduje zakrycie otworu, którym powietrze wydostaje się z komory i w ten sposób zostaje odcięty dopływ powietrza do odbiornika.(BO)


Zawory wypuszczające to drugi rodzaj zaworów powszechnie używanych w budownictwie organowym. Zawór tego typu w stanie spoczynku zakrywa wyloty rurek, w których znajduje się sprężone powietrze. Zadziałanie odpowiednią siłą (np. przez naciśnięcie klawisza) na zawór powoduje jego uchylenie, a tym samym wypuszczenie powietrza zgromadzonego w rurkach.(BO)

Oprócz opisanych powyżej zaworów, których funkcją jest wyłącznie wpuszczanie lub wypuszczanie powietrza (zawory jednofunkcyjne), w budowie organów stosuje się również zawory dwufunkcyjne (wpuszczająco-wypuszczające i wypuszczająco-wpuszczające).

zawor4azawor4b

Rysunki obok przedstawiają zawór wpuszczająco-wypuszczający.
W stanie spoczynku zaworu (pierwszy rysunek) jego górna część - zawór stożkowy - zamyka wlot sprężonego powietrza z komory do konduktu. Równocześnie dolny zawór (nazywany czasem kontrawentylem (GnO)), odkrywa otwór wylotowy, co umożliwia ucieczkę powietrza z konduktu.

Podniesienie zaworu (drugi rysunek) powoduje odkrycie przez stożek otworu wlotowego i napłynięcie sprężonego powietrza z komory do konduktu. Równocześnie dolny krążek (zawór) zamyka otwór wylotowy, uniemożliwiając tym samym ucieczkę powietrza z konduktu.(BO) Kondukt dostarcza powietrze pod ciśnieniem do odbiornika.
Działanie zaworu wpuszczająco-wypuszczającego (w zwolnionym tempie) ilustruje animacja obok. Budowę samego zaworu stożkowego dokładnie omówiono na stonie opisującej budowę wiatrownicy stożkowej.


zawor6a zawor6b

Drugi typ zaworu dwufunkcyjnego stosowanego w trakturze pneumatycznej organów, to zawór wypuszczająco-wpuszczający. Położenie spoczynkowe tego zaworu (pierwszy rysunek) pozwala na przepływ sprężonego powietrza z komory do konduktu (przez górny otwór - wlotowy; otwór wylotowy natomiast zakryty jest w tym czasie przez dolny krążek zaworu). Zagęszczone powietrze dostarczane jest konduktem do odbiorników.

Zadziałanie na zawór z odpowiednią siłą powoduje jego uniesienie (rysunek drugi), co sprawia, że otwór wlotowy zostaje zamknięty, uniemożliwiając tym samym przepływ sprężonego powietrza z komory do konduktu; natomiast powietrze pod ciśnieniem zgromadzone do tej pory w kondukcie wypływa na zewnątrz przez odkryty otwór wylotowy.(BO)
Opisany układ "w akcji" przedstawia animacja obok.

Zaworami, które działają w oparciu o inne niż opisane powyżej zasady, są zawory membrankowe. W tego typu urządzeniach elementem który steruje przepływem powietrza jest odpowiednia membrana, wykonana najczęściej z elastycznej skóry.

Przekrój zaworu membranowego przedstawia ilustracja obok. Jest to zawór sterowany mechanicznie. Do drewnianego klocka oklejonego skórą (stanowiącą membranę) doprowadzone są w tym przypadku dwie rurki. Gdy dźwignia znajduje się w położeniu, w którym dociska membranę do wylotu rurki po prawej stronie, niemożliwe jest przepłynięcie znajdującego się w niej sprężonego powietrza do drugiej rurki w zaworze.

Dopiero podniesienie dźwigni pozwala na utworzenie pod membraną kanału, którym sprężone powietrze przepłynie do drugiej rurki (powietrze przepływa między uniesioną membranką a drewnianym klockiem).

Podobnie wygląda działanie zaworu membrankowego sterowanego pneumatycznie. Różnica polega na sposobie dociskania membranki do wlotów i wylotów rurek, których końce zamocowane są w drewnianej kostce. Przy sterowaniu mechanicznym membrana dociskana była przez dźwignię, przy pneumatycznym natomiast - przez sprężone powietrze.

Rysunek obok przedstawia konstrukcję tego typu zaworu. Gdy w komorze powietrznej nie ma sprężonego powietrza (zawór otwarty) membrana nie jest dociskana do wylotów rurek. Jeśli w tym momencie w jednej z rurek pojawi się sprężone powietrze możliwe będzie jego przepłynięcie pod membranką do drugiej rurki.(BO)

Wytworzony w ten sposób kanał może zostać zablokowany przez wpuszczenie sprężonego powietrza do komory. W takim przypadku powietrze pod ciśnieniem dociśnie membranką do wylotów rurek i kanał łączący obydwie rurki zostanie zlikwidowany (zawór zamknięty). W takiej sytuacji nawet wpuszczenie powietrza pod ciśnieniem do jednej z rurek nie spowoduje jego przepłynięcia do drugiej rurki (oczywiście wymagane jest tutaj aby ciśnienie w rurkach było niższe od ciśnienia powietrza w komorze, w przeciwnym przypadku bowiem nawet wypełnienie komory sprężonym powietrzem nie gwarantowałoby zamknięcia zaworu).

Zawory opisane powyżej łączyły dwie rurki, jednak w budownictwie organowym można również spotkać rozwiązania, w których pojedynczy zawór obsługuje więcej niż dwa przewody powietrzne.

Zawory membrankowe stosowane bywają najczęściej w całych grupach. Konstrukcja takiego zespołu oparta jest na drewnianej skrzynce, do której mogą być doprowadzone np. dwa rzędy rurek. Każda para rurek ma w takim przypadku oddzielną membrankę umieszczoną we wspólnej dla wszystkich zaworów komorze powietrznej. Wypełnienie tej komory sprężonym powietrzem powoduje równoczesne wyłączenie wszystkich zamontowanych w skrzynce zaworów.


Oddzielną grupą zaworów, stosowanych zwłaszcza w bardziej rozbudowanych instrumentach są zawory kierunkowe (BO) (nazywane również zaworami zwrotnymi). Zawory te przepuszczają sprężone powietrze tylko w jedną stronę, natomiast gdy powietrze zaczyna płynąć w drugą stronę, zawór jest automatycznie blokowany.

Zasadę działania zaworu kierunkowego najlepiej ilustruje animacja obok. Zawór taki wykonany jest najczęściej ze skóry; w niektórych przypadkach (zwłaszcza gdy jest to zawór o większych rozmiarach) zawór taki usztywniany jest przez naklejenie drewnianej deseczki na powierzchni skóry.(BO) Animacja przedstawia sprężone powietrze, które napływa ze źródła od lewej strony - w tym przypadku zawór otwiera się i powietrze swobodnie przepływa do odbiornika (odbiorników) po prawej stronie rysunku. Jeśli wyższe ciśnienie wystąpi po drugiej stronie zaworu (powietrze napływa od odbiornika po prawej stronie), "klapka" zaworu kierunkowego szczelnie przykrywa otwór uniemożliwiając w ten sposób przepływ sprężonego w powietrza w kierunku od prawej do lewej.

Zawory kierunkowe raczej rzadko występują pojedynczo. Najczęściej stosuje się je w przypadkach, gdy do jednego odbiornika sprężone powietrze dopływa kilkoma przewodami; w takiej sytuacji wylot każdego z przewodów zasilających zabezpieczony jest zaworem kierunkowym (BO), co zapewnia prawidłowe działanie układu (chodzi o to aby powietrze napływające jedną z rurek zasilających, bez przeszkód płynęło do odbiornika a jednocześnie nie wpływało do innych rurek zasilających).

W najprostszym przypadku (ilustracja obok) występują dwa przewody zasilające (po lewej i po prawej) i jeden odbiorczy (na dole). Animacja ta przedstawia zachowanie poszczególnych zaworów w przypadku napłynięcia powietrza kolejnymi rurkami zasilającymi; powietrze płynące rurką od lewej strony otwiera zawór kierunkowy znajdujący się przy wylocie tej rurki i powoduje równoczesne zamknięcie zaworu przy wylocie drugiej rurki zasilającej (po prawej stronie). Sprężone powietrze bez przeszkód płynie do odbiornika (rurką w dół), nie dostanie się natomiast do drugiej rurki zasilającej (odciętej przez odpowiedni zawór kierunkowy). Analogicznie wygląda praca tego układu przy napłynięciu powietrza prawą rurką. Oczywiście zawory kierunkowe mogą występować w liczniejszych grupach (3, 4 itd..) w zależności od potrzeb.

W przypadku tylko dwóch rurek zasilających możliwe jest użycie zaworu wahadłowego (animacja obok).(BO) Wyloty rurek zamykane są w tym przypadku przez wspólny języczek ze skóry, który pod wpływem ciśnienia otwiera wylot odpowiedniej rurki i równocześnie zamyka wylot drugiej z nich zamykając drogę dla powietrza, które nie powinno się do niej dostać. Wlot rurki (na dole), która odprowadza sprężone powietrze do odbiornika nie jest w żaden sposób blokowany, a więc powietrze bez przeszkód dostaje się do odbiornika.

Można się również spotkać w takim przypadku z zaworem kierunkowym, w konstrukcji którego użyto kulki wykonanej z lekkiego materiału.(BO) Wyloty rurek zasilających są specjalnie uformowane i uszczelnione, tak aby wpadająca w nie kulka dokładnie wypełniała takie wgłębienia i uniemożliwiała przepłynięcie powietrza w niepożądanym kierunku. Powietrze napływające jedną z rurek zasilających powoduje przerzucenie kulki do sąsiedniego wgłębienia, blokując tym samym wylot drugiej rurki zasilającej i powietrze przepływa w wymaganym kierunku tzn. do odbiornika (rurką do góry), nie wpływa natomiast do drugiej rurki zasilającej.


Mieszki są w trakturze pneumatycznej elementami wykonawczymi. Wykonują one pracę związaną z otwieraniem i zamykaniem zaworów, przesuwaniem zasuw itp.
Aby zapewnić odpowiednią trwałość i sprawność traktury pneumatycznej, mieszki wykonuje się ze specjalnie dobranych i przygotowanych materiałów. Elementy te wykonywane są z elastycznej skórki (niewrażliwej na zmiany temperatury i wilgotności) otrzymywanej z wyprawionych jelit lub odpowiednio przygotowanej skórki baraniej. W ostatnim czasie jako materiałów zastępczych do wyrobu tego typu elementów używa się folii z tworzyw sztucznych, płótna ortalionowego, płótna impregnowanego itp.(BO)

Podział mieszków można przeprowadzić w oparciu o kilka różnych kryteriów. Jednym z nich jest sposób funkcjonowania tego elementu w układzie traktury. Pod względem funkcyjnym rozróżniamy dwa rodzaje mieszków: mieszki napełniane i mieszki opróżniane.(BO)

Mieszki napełniane w stanie spoczynku są puste. Gdy dopływa do nich sprężone powietrze, podnoszą się i wykonują pracę np. otwierają zawory, przesuwają zasuwy itp. Mieszki napełniane umieszczane są zawsze na zewnątrz kanału powietrznego.(BO)

mieszek

Rysunek obok przedstawia przykład mieszka napełnianego, który zamocowany jest na drewnianej listwie z wydrążonym w niej kanałem powietrznym.
Mieszek ten ma kształt skórzanego woreczka, którego sklejone brzegi wzmocnione są paskami papieru lub rzadziej ołowianymi blaszkami. Na środku spodniej płaszczyzny mieszka znajduje się otwór wlotowy usztywniony tekturowym krążkiem, od góry natomiast przyklejona jest tekturka usztywniająca górną, ruchomą powierzchnię mieszka.(BO) Przez kanał w drewnianej listwie napływa do mieszka sprężone powietrze. Najczęściej na wierzchu takiej listwy znajduje się cała grupa uruchamianych jednocześnie mieszków (w jednym lub w dwóch rzędach w zależności od rozmiarów mieszków).(BO)

mieszek napełniony

Sprężone powietrze napływające przez kanał do mieszka powoduje uniesienie jego górnej powierzchni. Unoszący się mieszek wywołuje oczywiście zamierzony skutek, np. uchylenie (uniesienie) zaworu stożkowego.
Mieszek pozostaje w tym stanie do chwili, w której dopływ sprężonego powietrza zostanie odcięty; w takim przypadku powietrze zgromadzone do tej pory w mieszku ulatuje na zewnątrz przez dodatkowy kanalik znajdujący się w spodniej części listwy i mieszek opada (powraca do stanu spoczynkowego). Przekrój (przelotowość) otworu wylotowego można regulować wkręcając lub wykręcając śrubkę regulacyjną (rysunki poniżej).(BO)

mieszek (śrubka regulacyjna)

Zastosowanie w układzie śrubki pozwala precyzyjnie wyregulować działanie mieszka. Zmiana przepustowości kanalika wylotowego wpływa na czas unoszenia i opadania mieszka.(BO)
Przy maksymalnym otworze (rysunek po lewej - śrubka wykręcona) dużo sprężonego powietrza ulatuje na zewnątrz, co powoduje powolne napełnianie się mieszka; natomiast po odcięciu dopływu powietrza mieszek szybko opadnie do położenia spoczynkowego. Wkręcenie śruby spowoduje zmniejszenie przepustowości otworu wylotowego (prawy rysunek) a tym samym szybkie unoszenie się mieszka i powolne jego opadanie. Przy odpowiednim położeniu śrubki regulacyjnej można uzyskać optymalne czasy podnoszenia i opadania mieszka.(BO)

mieszek napełniany ze śrubką regulacyjną - Foto: KZ

Spotyka się również rozwiązania bez śrubki regulacyjnej. Większość zamieszczonych na tych stronach schematów działania organów prezentuje takie właśnie uproszczone rozwiązania.

Większe mieszki, przeznaczone do pokonywania znacznych oporów (sterowanie dużymi zaworami, zasuwami itp.), wykonywane są jako mieszki klinowe. Budowę i funkcjonowanie takiego mieszka ilustruje animacja obok. Mieszek klinowy składa się z dwu drewnianych płytek prostokątnych, złączonych jednym końcem. Z boku i od przodu natomiast deseczki połączone są skórzanym fałdem wzmocnionym tekturą. Po napełnieniu mieszka powietrzem, unosi się jeden z jego boków, a mieszek przybiera kształt klina. Animacja przedstawia mieszek klinowy zasilany za pośrednictwem zaworu dwufunkcyjnego.(BO)

Mieszki opróżniane to druga (w podziale pod względem funkcyjnym) grupa mieszków. Mieszki opróżniane w stanie spoczynku wypełnione są sprężonym powietrzem. Gdy powietrze zostanie z nich wypuszczone, mieszki kurczą się i wykonują pracę np. otwierają zawory, przesuwają zasuwy itp. Mieszki opróżniane umieszczane są zawsze wewnątrz kanału powietrznego. Podobnie jak mieszki napełniane, również mieszki opróżniane mogą mieć różne kształty.(BO)

Mieszki klinowe omówione już powyżej w grupie mieszków napełnianych, występują również jako mieszki opróżniane. Ich budowa jest w obydwu przypadkach identyczna, zmienia się tylko sposób ich funkcjonowania.

Animacja obok ilustruje zasadę działania opróżnianego mieszka klinowego.
Mieszek umieszczony jest wewnątrz kanału wypełnionego sprężonym powietrzem. W stanie spoczynku opuszczony zawór sterujący powoduje napłynięcie sprężonego powietrza do wnętrza mieszka. W takim przypadku ciśnienia wewnątrz i na zewnątrz mieszka są równe - mieszek pozostaje w tym stanie aż do momentu uniesienia zaworu sterującego.
Podniesienie zaworu sterującego powoduje zamknięcie otworu, którym sprężone powietrze przedostawało się ze skrzyni do wnętrza mieszka. Równocześnie ten sam zawór umożliwia ucieczkę (na zewnątrz) powietrza zgromadzonego dotychczas w mieszku; ciśnienie wewnątrz mieszka wyrównuje się z ciśnieniem atmosferycznym. Różnica między ciśnieniem działającym na mieszek od góry a ciśnieniem atmosferycznym wewnątrz mieszka powoduje opadnięcie górnej powierzchni mieszka i otwarcie sprzężonej z nim klapy; sprężone powietrze przepływa z kanału powietrznego do odbiornika.
Opadnięcie zaworu sterującego spowoduje, że mieszek ponownie napełni się powietrzem, a unosząca się jego górna powierzchnia pozwoli na zamknięcie wentyla odcinającego dopływ powietrza do odbiornika - układ jest w stanie spoczynku.(BO)

Rozwiązanie tego typu stosuje się przy otwieraniu większych zaworów, służących np. do włączania głosów w wiatrownicy podłużnej (rejestrowej).(BO) Takie właśnie rozwiązanie przedstawia fotografia poniżej. Dla ułatwienia, przerywaną linią zaznaczono kontury elementów ukrytych za drewnianą konstrukcją stanowiącą podparcie dla sprężyn dociskających klapowe zawory rejestrowe. Zawór klapowy połączony jest specjalnym drutem z wieczkiem mieszka opróżnianego. W czasie pracy układu całe wnętrze komory ukazanej na fotografii (przestrzeń w kanale wokół mieszka) wypełnione jest sprężonym powietrzem.

wnętrze komory wiatrowej z zaworami rejestrowymi i mieszkami opróżnianymi - Foto: KZ

Opróżniane mieszki klinowe stosuje się również jako elementy otwierające wentyle tonowe w wiatrownicy tonowej współpracującej z pneumatyczną trakturą gry.

Mieszki cylindryczne to inny rodzaj mieszków opróżnianych. Przykładowe rozwiązanie z zastosowaniem takiego mieszka przedstawia rysunek poniżej (mieszek cylindryczny złączony z zaworem wypuszczającym).(BO)

budowa cylindrycznego mieszka opróżnianego

Mieszek cylindryczny zbudowany jest z dwóch sztywnych krążków połączonych pierścieniem z elastycznej skóry. Górny krążek, oklejony miękką skórką, stanowi równocześnie zawór zamykający otwór wylotowy (otwór wylotowy prowadzi do odbiornika np. piszczałki lub większego mieszka). W dolnym krążku, przyklejonym do dna kanału znajdują się dwa otworki (1, 2), których funkcja zostanie omówiona poniżej. W dnie kanału znajduje się jeszcze jeden otwór (3) - jego przepustowość regulowana jest za pomocą śrubki. Cały mieszek (grupa mieszków) umieszczony jest w szczelnej skrzynce - kanale wypełnionym sprężonym powietrzem. Powietrze to otacza mieszek z zewnątrz i w zależności od położenia zaworu sterującego, przedostaje się ono do wnętrza mieszka lub do odbiornika (np. piszczałki).

cylindryczny mieszek opróżniany w stanie spoczynku

Kolejne rysunki ilustrują działanie mieszka cylindrycznego.
Pierwszy rysunek - mieszek wstanie spoczynku. Sprężone powietrze znajdujące się w kanale powietrznym (czyli na zewnątrz mieszka) przepływa z tego kanału do wnętrza mieszka otworami (3) i (2), zawór sterujący pracą mieszka (zawór wypuszczający) jest zamknięty co uniemożliwia ucieczkę powietrza z mieszka otworem (1). W takiej sytuacji ciśnienia na zewnątrz i wewnątrz mieszka są wyrównane i górny krążek mieszka oklejony skórą dociskany jest przez sprężynę do otworu wylotowego - otwór ten jest zakryty.


cylindryczny mieszek opróżniany - działanie

Otwarcie sterującego zaworu wypuszczającego powoduje powstanie różnicy między ciśnieniami wewnątrz i na zewnątrz mieszka. Ciśnienie wewnątrz mieszka wyrównuje się z ciśnieniem atmosferycznym (powietrze ucieka z mieszka na zewnątrz otworem (1) i rurką). Na zewnątrz mieszka czyli w kanale powietrznym, w którym umieszczony jest mieszek panuje ciśnienie wyższe od atmosferycznego. To wyższe ciśnienie (wystarczające do pokonania siły sprężyny) działa z zewnętrznej strony na skórzany pierścień mieszka i górny krążek mieszka opada. Tym samym złączony z górnym krążkiem zawór otwiera otwór wylotowy, którym powietrze płynie do odbiornika.

Zamknięcie zaworu wypuszczającego spowoduje powrót układu do stanu spoczynkowego (pierwszy rysunek). Sprężone powietrze napłynie do mieszka przez otwory (3) i (2). Górny krążek wspierany sprężyną zamknie otwór wylotowy, odcinając tym samym dopływ powietrza do odbiornika.(BO)
Śrubka, którą zastosowano w przedstawionym rozwiązaniu służy do regulowania czasu opadania i podnoszenia się mieszka. Wykręcanie śruby powoduje zwiększanie przelotowości otworu (3), a tym samym przyspiesza napełnianie i podnoszenia mieszka. Wkręcanie śruby (zmniejszanie przelotowości otworu) powoduje natomiast spowolnienie napełniania się mieszka i jego opóźnione działanie. Przez odpowiednie ustawienie śrubki regulacyjnej można uzyskać optymalne czasy otwierania i zamykania zaworu.(BO)

Zamiast mieszka cylindrycznego może w takim układzie działać mieszek membrankowy (ilustracja poniżej).

mieszek membrankowy

W układzie tym zastosowano skórzaną membranę przyklejoną do brzegów specjalnie uformowanego, drewnianego klocka z wgłębieniem. Podobnie jak w mieszku cylindrycznym również i w tym rozwiązaniu pod membraną znajduje się sprężyna wspomagająca działanie układu. Pod wpływem sprężonego powietrza (w zależności od położenia wypuszczającego zaworu sterującego) membrana wychyla się w górę lub w dół, powodując zamykanie lub otwieranie wlotu rurki doprowadzającej powietrze z kanału do odbiornika.
Działanie tego układu oraz funkcje poszczególnych jego części są takie same jak w przypadku opisanego powyżej rozwiązania z mieszkiem cylindrycznym.

Zarówno mieszek cylindryczny jak i mieszek membrankowy mogą współpracować także z zaworem dwufunkcyjnym wpuszczająco-wypuszczającym (dla obydwu typów mieszków zasady działania są identyczne). Budowa i działanie takiego układu (omówione na przykładzie konstrukcji z mieszkiem cylindrycznym) są zbliżone do przypadku opisanego powyżej, inne jest jednak samo ułożenie mieszka (ilustracja poniżej).(BO)

cylindryczny mieszek opróżniany z zaworem dwufunkcyjnym - stan spoczynku

Mieszek przytwierdzony jest do górnej ścianki skrzynki ze sprężonym powietrzem (kanału powietrznego). Ruchomy jest w tym przypadku drugi krążek - dolny. Do tego krążka właśnie przytwierdzony jest zawór wpuszczająco-wypuszczający. Oczywiście w kanale powietrznym (na zewnątrz mieszka) cały czas znajduje się sprężone powietrze.
W stanie spoczynkowym (rysunek powyżej) sterujący zawór wypuszczający jest zamknięty (rurka prowadząca do tego zaworu jest wypełniona sprężonym powietrzem), co powoduje wyrównanie ciśnień na zewnątrz i wewnątrz mieszka. W takim przypadku dolny krążek mieszka, a wraz z nim zawór dwufunkcyjny znajduje się w najniższym położeniu, powodując odcięcie dopływu powietrza do rurki zasilającej odbiornik. Równocześnie druga część zaworu odkrywa otwór wylotowy, powodując wyrównanie ciśnienia panującego w odbiorniku z ciśnieniem atmosferycznym. W tym przypadku odbiornik nie otrzymuje sprężonego powietrza.

cylindryczny mieszek opróżniany z zaworem dwufunkcyjnym - działanie

Zadziałanie układu następuje w chwili otwarcia zaworu sterującego (rysunek po prawej). Sprężone powietrze ucieka z wnętrza mieszka przez otwartą rurkę, a powstająca różnica ciśnień (na zewnątrz mieszka tzn. w kanale powietrznym nadal znajduje się sprężone powietrze) powoduje kurczenie się mieszka a tym samym uniesienie jego dolnego krążka. Gdy krążek ten wraz z zaworem dwufunkcyjnym znajdzie się w górnym położeniu, powietrze z kanału powietrznego może swobodnie płynąć do odbiornika. Jedna część zaworu otwiera kanał prowadzący do odbiornika, druga natomiast zamyka otwór wylotowy uniemożliwiając ucieczkę powietrza z kanału.
Śrubka regulacyjna znajdująca się w górnej części skrzynki, podobnie jak w poprzednich przypadkach, służy do precyzyjnej regulacji szybkości działania układu.


Ostatnią omawianą tutaj grupą elementów traktury pneumatycznej są przekaźniki (relais). Przekaźniki nazywane również stopniami traktury pneumatycznej (BO), są elementami usprawniającymi działanie zespołów pneumatycznych.
Przekaźnik nie jest bezwzględnie wymaganym elementem zespołu pneumatycznego, jednak bardzo rzadko spotyka się instrumenty, w których zespół taki składa się wyłącznie z zaworu dyspozycyjnego, zaworu wykonawczego i łączącej te zawory rurki. Na ogół "po drodze" (między zaworem dyspozycyjnym i wykonawczym), w celu usprawnienia działania traktury stosuje się dodatkowo właśnie przekaźniki.
Konieczność stosowania przekaźników w trakturach pneumatycznych wymuszona jest przez fizyczne właściwości powietrza, będącego nośnikiem ruchu w tego typu trakturach.(BO) Szerzej ten temat omówiono na stronie dotyczącej budowy pneumatycznej traktury gry.

Jak zbudowany jest sam przekaźnik?

budowa przekaźnika

Przekaźnik składa się z dwóch głównych, nieruchomych względem siebie części. Poglądowo można je nazwać częściami "odbiorczą" i "nadawczą". W części odbierającej impuls wykorzystuje się najczęściej klasyczny mieszek napełniany, do którego powietrze doprowadzane jest rurką z zaworu dyspozycyjnego, albo z innego przekaźnika. Szybkość działania tego mieszka regulowana jest, jak w opisanych powyżej przykładach, śrubką (spotyka się również mieszki bez tej regulacji). W górnej części - części "nadawczej" - znajduje się kanał ze sprężonym powietrzem, oraz zawór (np. stożkowy), który (w spoczynkowym stanie układu) zamyka wlot do rurki biegnącej do odbiornika np. piszczałki lub następnego przekaźnika.

działanie przekaźnika

Układ przekaźnika zadziała tj. przekaże impuls, gdy do dolnej części przekaźnika (części "odbiorczej") rurką zostanie doprowadzone sprężone powietrze (z zaworu dyspozycyjnego, albo z innego przekaźnika). Napełniający się mieszek powoduje uniesienie zaworu, który w części "nadawczej" przekaźnika powoduje przedostanie się powietrza pod ciśnieniem z komory powietrznej do kanału zasilającego odbiornik. Odbiornikiem może być, jak wyżej wspomniano, kolejny przekaźnik zespołu pneumatycznego lub też np. piszczałka - w takim przypadku zawór, którego działanie zostało tutaj opisane jest zaworem wykonawczym czyli ostatnim elementem zespołu pneumatycznego.

Przekaźnik zamontowany w kontuarze organów przedstawia fotografia poniżej.

przekaźnik - Foto: KZ

Omówione na tej stronie elementy traktury pneumatycznej zestawiane są w tzw. zespoły pneumatyczne (BO), które służą otwieraniu zaworów i przekazywaniu ruchu na odległość. Każdy z takich zespołów "zaczyna się" od zaworu dyspozycyjnego otwieranego przez grającego za pośrednictwem klawisza, przycisku itp., a "kończy" na zaworze wykonawczym, czyli wpuszczającym (i wypuszczającym) powietrze do odbiornika tj. piszczałki, kanału rejestrowego itp.(BO)
W skład najprostszego zespołu pneumatycznego, oprócz zaworu dyspozycyjnego i wykonawczego musi wejść oczywiście przewód sprężonego powietrza (sprężone powietrze jest w trakturze pneumatycznej nośnikiem ruchu). W bardziej rozbudowanych zespołach pneumatycznych występują również dodatkowe elementy np. zawory kierunkowe (skrzynki zaworów kierunkowych), przekaźniki (relais) itp.


2001-2016 © Copyright by Konrad Zacharski