Les électrovannes servent à contrôler le débit des fluides dans les systèmes hydrauliques grâce à un courant électrique. Contrairement aux autres types de vannes, elles permettent des opérations plus rapides, plus simples et automatisées. Grâce aux électrovannes, il est désormais facile de gérer aussi bien des appareils électroménagers comme les lave-vaisselle que des engins de chantier tels que les chariots élévateurs.

Poursuivez votre lecture pour découvrir les différents types d'électrovannes, leurs composants et leur utilisation. Cet article vous guidera dans le choix de l'électrovanne la mieux adaptée à vos besoins.

Qu'est-ce qu'une électrovanne ?

Une électrovanne est un dispositif électrique permettant de réguler le débit d'un liquide ou d'un gaz. Le solénoïde, une bobine de fil conducteur parcourue par un courant électrique, est enroulé autour d'un piston. L'alimentation du solénoïde génère un champ magnétique qui ouvre et ferme automatiquement la vanne.

Le principe de fonctionnement des électrovannes diffère sensiblement de celui des autres types d'électrovannes. Elles utilisent l'électricité pour contrôler le sens du flux. De nombreux types d'électrovannes sont couramment utilisés dans les systèmes hydrauliques, en fonction de leurs applications ou de leur conception.

Composants principaux de l'électrovanne

Les composants dépendent du type d'électrovanne et de son fonctionnement. Les quatre éléments essentiels d'une électrovanne sont listés et décrits ci-dessous.

Bobine:

La bobine est un élément essentiel d'une électrovanne. Elle est enroulée autour d'un tube contenant le piston. Le passage du courant électrique génère un champ magnétique. C'est cette attraction magnétique qui contrôle le débit du liquide en tirant le piston vers le bas ou en le repoussant vers le haut. La bobine de l'électrovanne assure une réactivité optimale pour son fonctionnement.

Piston:

Le piston est une pièce mobile située à l'intérieur de la bobine, généralement fabriquée dans un matériau magnétique. Cela lui permet de réagir facilement au champ magnétique généré par la bobine. Le piston est ajusté pour ouvrir ou fermer la vanne. Il contribue également à réguler le débit du fluide selon sa position.

Dans les électrovannes, le mouvement ouvre la vanne en soulevant le plongeur, permettant ainsi au liquide de s'écouler. Lorsque la bobine est coupée, le plongeur reprend sa position initiale. Le courant est alors interrompu ou son sens modifié, grâce à l'action du ressort.

Corps de vanne :

Le corps de la vanne renferme tous les autres composants et assure le confinement du fluide. Il s'agit principalement d'un boîtier creux comportant des passages pour la circulation et l'évacuation du fluide. Le corps comprend également le siège des pistons, où ces derniers reposent lorsqu'ils ne sont pas utilisés.

Le corps de la vanne est robuste et fiable, compte tenu des opérations qu'il effectue sur les autres composants qu'il abrite. La durabilité du corps de la vanne conditionne l'électrovanne dans son ensemble. Sa conception lui permet de contenir le fluide pendant une période prolongée sans fuite.

Printemps:

Il se trouve dans la valve, juste à côté du piston. Le ressort assiste la valve lorsque le champ magnétique ne peut actionner le piston. Il maintient le piston fermé dès que la bobine est hors tension afin d'empêcher l'écoulement du liquide. Le ressort maintient le piston en position lorsque le courant électrique circule.

Types d'électrovannes

Il existe plusieurs types d'électrovannes, selon leur conception, leurs conduits et leurs modes d'actionnement. Les électrovannes hydrauliques illustrées ci-dessous sont utilisées de diverses manières en fonction du niveau de contrôle requis.

Électrovannes à action directe

Les électrovannes à action directe fonctionnent grâce à une force d'attraction directe exercée par la bobine du solénoïde, qui permet leur ouverture et leur fermeture. Après la charge de la bobine, le champ magnétique attire directement le piston, autorisant ainsi le passage du liquide. Ces électrovannes sont exclusivement destinées aux applications basse pression, car elles fonctionnent sans pression interne du système.

Applications courantes :

• Ils sont utilisés dans les applications de contrôle des fluides à basse pression, comme les distributeurs d'eau et les lave-vaisselle.
• Dans les instruments médicaux, les systèmes d'oxygénothérapie utilisent de telles commandes pour actionner des dispositifs marche/arrêt spécifiques.
• Ils sont utilisés dans des applications de laboratoire où il est nécessaire de manipuler de petites quantités de produits chimiques, de liquides ou de gaz.
• Les électrovannes sont également utilisées dans les systèmes pneumatiques en raison de leur simplicité et de leur fiabilité dans la gestion de l'air à basse pression.

Électrovanne à commande pilote

Les électrovannes à commande pilote permettent d'ouvrir et de fermer la vanne principale grâce à la pression du système. Cette caractéristique les rend particulièrement adaptées aux applications haute pression. Lorsqu'elle est active, l'électrovanne crée un orifice permettant la libération de la pression dans une partie de la vanne. Ce type d'électrovanne offre de meilleures performances que l'électrovanne à action directe pour des débits plus élevés.

Applications typiques :

• Les électrovannes à commande pilote servent également à contrôler les fortes pressions dans les usines de traitement des eaux.
• Ils servent à gérer le flux de pétrole et de gaz dans les pipelines, notamment ceux qui nécessitent une grande quantité de fluide.
• Elles conviennent aux systèmes hydrauliques nécessitant des débits ou des pressions élevés pour alimenter des machines lourdes.

Électrovannes à deux voies

Ce type d'électrovanne est le plus simple et possède une entrée et une sortie. Ces orifices contrôlent le passage du fluide dans la vanne. Lorsque la vanne est ouverte, le liquide s'écoule librement grâce à la connexion des deux orifices. Lorsque la vanne est fermée, l'écoulement est interrompu. 

Applications :

• Les électrovannes bidirectionnelles sont utiles en irrigation lorsqu'il est nécessaire d'activer ou de désactiver le flux de liquide.
• Les automobiles utilisent également des électrovannes bidirectionnelles pour réguler le flux de carburant, lui permettant de circuler librement ou de s'arrêter en cas de besoin.
• Ils servent également dans les appareils électroménagers comme les machines à laver pour contrôler le débit d'eau.
• Ils servent à expulser l'eau ou la mousse dans les systèmes d'extinction d'incendie en cas de besoin.

Électrovannes à trois voies

Contrairement aux électrovannes à deux voies, ce modèle possède trois orifices et permet de rediriger le flux de liquide entre deux circuits distincts. L'électrovanne à trois voies dispose d'un orifice d'échappement, d'un orifice de sortie et d'un orifice d'entrée. En l'absence d'alimentation électrique, seuls deux des trois orifices sont connectés. Une fois alimentée, elle permet de dévier le fluide d'un circuit de sortie à l'autre, facilitant ainsi le passage d'une application à l'autre.

Le port habituellement connecté, que le courant électrique soit présent ou non, est appelé “ port commun ”.

Applications :

• Les électrovannes à trois voies sont utilisées pour commuter l'air entre différents circuits dans les systèmes de commande pneumatiques afin de contrôler les actionneurs.
• Ils fonctionnent dans les robinets sans contact où la vanne peut basculer entre l'ouverture et la fermeture grâce à des capteurs.
• Ils servent également à basculer entre le gaz et le fioul dans les systèmes qui nécessitent les deux options, comme c'est le cas pour les brûleurs.

Électrovannes à quatre voies

Ce type d'électrovanne possède au moins quatre orifices : deux pour les sorties et deux pour les entrées. Elle est conçue pour les moteurs ou vérins à double effet nécessitant une commande de direction pour réguler le débit du liquide. Une électrovanne alimentée permet d'inverser le sens de circulation du fluide entre deux ensembles d'orifices.

Applications :

• Les distributeurs à quatre voies servent à diriger le mouvement des vérins hydrauliques, rendant possible l'extension et la rétraction.
• Ils servent également à contrôler la direction des engins lourds comme les équipements miniers.
• Ils sont utiles dans les systèmes qui nécessitent un mouvement contrôlé d'outils ou de pièces pour l'automatisation.

Électrovannes proportionnelles

Les électrovannes proportionnelles, au lieu de simplement contrôler le débit d'un fluide, en régulent le flux. L'intensité du courant électrique appliqué à la bobine détermine la position du piston, permettant ainsi à la vanne de s'ouvrir ou de se fermer progressivement. Ce mécanisme confère à l'électrovanne proportionnelle le contrôle précis du débit, en fonction du courant appliqué. 

Applications :

• Ils servent à ajuster la vitesse et la pression requise dans les systèmes où un flux régulier est nécessaire, comme en robotique.
• Ils gèrent la quantité de fluide injectée dans les moules, un élément essentiel pour obtenir des produits d'une qualité irréprochable.
• Les électrovannes proportionnelles sont utilisées dans les équipements médicaux tels que les ventilateurs pour réguler le débit d'air en fonction des besoins du patient.

Facteurs à prendre en compte lors du choix d'une électrovanne

Plusieurs facteurs sont à prendre en compte avant de choisir l'électrovanne la mieux adaptée à vos besoins. En voici quelques-uns :

Exigences en matière de débit et de pression : 

Le débit correspond au volume de fluide qui doit traverser la vanne par unité de temps. Ce débit est exprimé en litres ou en gallons par minute. Ce facteur est important lors du choix d'une électrovanne, car il détermine la taille de la vanne et de son orifice. Cette dernière influe sur la quantité de fluide pouvant la traverser dans un laps de temps donné. 

Pour un système nécessitant un débit élevé, une vanne de plus grand diamètre sera plus adaptée. En revanche, pour un système à faible débit, une vanne et un orifice de plus petit diamètre suffiront à réguler efficacement le flux de fluide.

Compatibilité des matériaux : 

Les matériaux utilisés dans une électrovanne doivent être compatibles avec le fluide qui la traverse. Différents types de fluides réagissent différemment aux matériaux de la vanne. Certaines vannes fonctionnent bien avec des fluides agressifs, tandis que d'autres non. L'utilisation d'un fluide incompatible avec le matériau de la vanne peut entraîner divers problèmes.

L'utilisation de vannes fabriquées avec des matériaux incompatibles peut entraîner, à terme, un gonflement, une corrosion, voire une dégradation complète du matériau. Le laiton, par exemple, est compatible avec l'eau, l'air et l'huile. En revanche, les fluides plus agressifs comme les produits chimiques et l'eau salée sont mieux adaptés à l'acier inoxydable.

Temps de réponse : 

Cela concerne la rapidité de réponse de l'électrovanne après son activation. Ce facteur est crucial pour les systèmes exigeant des réponses rapides, car une réponse lente pourrait nuire à leurs performances.

Conditions environnementales : 

Des facteurs tels que la température, l'exposition à l'eau, l'humidité et les conditions climatiques extrêmes peuvent influencer le fonctionnement d'une électrovanne. Les variations de température peuvent affecter le fonctionnement et la durée de vie des matériaux de la vanne. Il est donc important de choisir une vanne adaptée à la température du fluide utilisé.

Dans les environnements dangereux comme les mines et les installations pétrolières, choisissez des électrovannes capables de prévenir les étincelles. Ce choix permettra d'éviter les inflammations et d'assurer votre sécurité et celle de vos collègues.

Conclusion

Comprendre les différents types d'électrovannes et leurs fonctions permettra d'améliorer le fonctionnement et l'efficacité de votre système hydraulique. Pour plus d'informations sur les électrovannes, contactez-nous. Hydraflu.