Fondamenti della scelta dell'elettrovalvola e loro principi strutturali

Fondamenti della scelta dell'elettrovalvola e loro principi strutturali

I. Applicabilità

Il fluido nella tubazione deve essere compatibile con il mezzo specificato per il modello di elettrovalvola selezionato.

La temperatura del fluido deve essere inferiore alla temperatura nominale dell'elettrovalvola selezionata.

La viscosità del fluido consentita è generalmente inferiore a 20 cSt; dovrebbero essere specificate viscosità superiori a 20 cSt.

Per quanto riguarda il differenziale di pressione operativa: utilizzare valvole ad azione diretta o semi-diretta quando il differenziale di pressione massimo della tubazione è inferiore a 0,04 MPa; utilizzare valvole pilotate (a funzionamento differenziale di pressione) quando il differenziale minimo di pressione operativa supera 0,04 MPa. Il differenziale massimo di pressione operativa deve essere inferiore alla pressione nominale massima della valvola. Poiché le elettrovalvole funzionano tipicamente in una direzione, verificare la potenziale contropressione; installare una valvola di ritegno, se necessario.

Se la pulizia del fluido è scarsa, installare un filtro a monte dell'elettrovalvola, poiché queste valvole generalmente richiedono un fluido pulito.

Prestare attenzione alle dimensioni dell'orifizio di flusso e alle dimensioni del collegamento del tubo. Le elettrovalvole offrono in genere solo il controllo a due posizioni (on/off). Installare una linea di bypass se le condizioni lo consentono per facilitare la manutenzione. In caso di colpo d'ariete, specificare una valvola con tempi di apertura/chiusura regolabili.

Considerare l'impatto della temperatura ambiente sull'elettrovalvola.

Selezionare la corrente di alimentazione e il consumo energetico in base alla capacità di uscita; la tensione di alimentazione generalmente consente una fluttuazione di ±10%, ma si noti che il valore VA è più elevato durante l'avvio CA.

II. Affidabilità

Le elettrovalvole sono disponibili nei tipi normalmente chiusa (NC) e normalmente aperta (NO). Generalmente viene scelta la tipologia normalmente chiusa (apre se eccitato, chiude quando diseccitato); tuttavia, il tipo normalmente aperto dovrebbe essere scelto per applicazioni che richiedono lunghi periodi di apertura e brevi periodi di chiusura.

Le prove sulla durata di servizio fanno generalmente parte delle prove di tipo del produttore; a rigor di termini, nel mio paese non esiste una norma nazionale specifica per le elettrovalvole, quindi scegli attentamente il produttore.

Le valvole ad azione diretta sono generalmente selezionate per applicazioni che richiedono tempi di attuazione brevi ed elevate frequenze di funzionamento; per applicazioni di grande diametro, selezionare le valvole della serie 'ad azione rapida'.

III. Sicurezza

Le elettrovalvole standard non sono impermeabili; se le condizioni operative lo richiedono, selezionare un modello impermeabile (versioni personalizzate sono disponibili in fabbrica).

La pressione nominale nominale dell'elettrovalvola deve superare la pressione massima all'interno della tubazione; in caso contrario, la durata potrebbe ridursi o potrebbero verificarsi altri problemi imprevisti.

Per i liquidi corrosivi, selezionare un modello interamente in acciaio inossidabile; per fluidi altamente corrosivi è consigliata l'uso di un'elettrovalvola in PTFE (SLF).

In ambienti esplosivi devono essere utilizzati idonei prodotti antideflagranti.

IV. Efficacia in termini di costi

Sebbene molte elettrovalvole possano essere intercambiabili, è opportuno selezionare il prodotto più conveniente a condizione che soddisfi i tre criteri sopra menzionati.

Principi strutturali delle elettrovalvole

I. Elettrovalvole ad azione diretta

Questi sono di due tipi: normalmente chiusi e normalmente aperti. Il tipo normalmente chiuso rimane chiuso quando diseccitato. Quando la bobina è energizzata, la forza elettromagnetica fa sì che il nucleo mobile di ferro superi la tensione della molla e si innesti con il nucleo di ferro stazionario, aprendo direttamente la valvola per consentire il flusso del fluido. Quando la bobina è diseccitata, la forza elettromagnetica svanisce e il nucleo mobile di ferro ritorna nella sua posizione originale sotto la tensione della molla, chiudendo direttamente la porta della valvola e arrestando il flusso. Questo tipo presenta una struttura semplice e un funzionamento affidabile, funzionando normalmente con pressione differenziale pari a zero e condizioni di leggero vuoto. Il tipo normalmente aperto funziona in modo esattamente opposto. Gli esempi includono elettrovalvole con orifizi di flusso inferiori a φ6 mm.

II. Elettrovalvole passo-passo ad azione diretta

Questa valvola integra meccanismi di apertura primari e secondari, utilizzando sia la forza elettromagnetica che il differenziale di pressione per aprire gradualmente la porta della valvola principale. Quando la bobina è energizzata, la forza elettromagnetica attira il nucleo di ferro mobile verso il nucleo di ferro stazionario, aprendo la porta della valvola pilota (che si trova sul nucleo della valvola principale). Poiché il nucleo mobile in ferro è collegato al nucleo della valvola principale, la pressione nella camera superiore della valvola principale viene scaricata attraverso l'attacco pilota. L'azione combinata della differenza di pressione e della forza elettromagnetica solleva quindi il nucleo della valvola principale, aprendo la valvola principale per consentire il flusso del fluido. Quando la bobina è diseccitata la forza elettromagnetica svanisce; il nucleo mobile di ferro chiude quindi la porta della valvola pilota sotto l'azione combinata della gravità e della forza della molla. Di conseguenza, il fluido entra nella camera superiore della bobina della valvola principale attraverso l'orifizio di bilanciamento, aumentando la pressione all'interno di quella camera. Spinta dalla molla e dall'aumento della pressione, la valvola principale si chiude, arrestando il flusso del fluido. La struttura è ben progettata e il funzionamento è affidabile, anche con pressione differenziale pari a zero.

III. Elettrovalvola a pilotaggio indiretto

Questa serie di elettrovalvole è composta da una valvola pilota e una bobina della valvola principale collegate per formare un percorso di flusso. Il tipo normalmente chiuso rimane chiuso quando diseccitato. Quando la bobina viene eccitata, la forza magnetica risultante attira il nucleo di ferro mobile verso il nucleo di ferro stazionario, aprendo la porta della valvola pilota e consentendo al fluido di fluire verso l'uscita. Ciò riduce la pressione nella camera superiore della bobina della valvola principale a un livello inferiore a quello del lato di ingresso; il differenziale di pressione risultante supera la resistenza della molla, provocando il movimento della spola verso l'alto e l'apertura della porta della valvola principale, consentendo così il flusso del fluido. Quando la bobina è diseccitata, la forza magnetica scompare e il nucleo mobile di ferro ritorna nella sua posizione originale sotto la forza della molla, chiudendo la porta pilota. Il fluido quindi fluisce attraverso l'orifizio di bilanciamento, aumentando la pressione nella camera superiore della bobina della valvola principale; la bobina si sposta verso il basso sotto la forza della molla, chiudendo la porta della valvola principale. Il principio di funzionamento per il tipo normalmente aperto è esattamente l'inverso.