Le elettrovalvole sono utilizzate per controllare il flusso di fluido nei sistemi idraulici tramite correnti elettriche. A differenza di altre valvole, le elettrovalvole rendono le operazioni più rapide, più facili e automatizzate. È diventato facile gestire tutto, dagli elettrodomestici come le lavastoviglie ai macchinari pesanti come i carrelli elevatori, utilizzando elettrovalvole.

Continua a leggere per scoprire i tipi di elettrovalvole, i loro componenti e come vengono utilizzate. Questo articolo ti guiderà nella scelta della valvola ottimale che meglio si adatta alle tue esigenze.

Cos'è un'elettrovalvola?

Una valvola solenoide è usata elettricamente per regolare il flusso di liquidi o gas. Il solenoide, una bobina di filo attraverso cui passa una corrente elettrica, è avvolto attorno a uno stantuffo. L'eccitazione del solenoide produce un campo magnetico che apre e chiude automaticamente la valvola.

I principi di funzionamento delle elettrovalvole differiscono notevolmente da altri tipi. Le elettrovalvole utilizzano l'elettricità per controllare la direzione del flusso. Esistono numerosi tipi di elettrovalvole comunemente utilizzate nei sistemi idraulici, considerando le loro applicazioni o la loro progettazione.

Componenti principali della valvola solenoide

I componenti dipendono dai tipi di elettrovalvole e dalle loro operazioni. I quattro elementi critici di un'elettrovalvola sono elencati e descritti di seguito.

Bobina:

La bobina è una delle parti integranti di una valvola solenoide. La bobina è avvolta attorno a un tubo in cui è contenuto lo stantuffo. Un campo magnetico viene generato quando l'elettricità scorre attraverso di essa. È questa attrazione magnetica che controlla il flusso del liquido tirando lo stantuffo verso il basso o spingendolo verso l'alto. La bobina della valvola fornisce un movimento rapido per controllare la valvola.

Stantuffo:

Lo stantuffo è un pezzo mobile montato all'interno della bobina, solitamente realizzato in materiale magnetico. Ciò semplifica la risposta al campo magnetico fornito dalla bobina. Lo stantuffo è regolato per aprire o chiudere la valvola. Aiuta anche a limitare o assistere il flusso del fluido a seconda della sua posizione.

Nelle elettrovalvole, il movimento apre la valvola sollevando lo stantuffo dalla valvola per consentire al liquido di fluire. Quando la bobina viene spenta, lo stantuffo torna a come era. Il flusso della corrente viene così interrotto o cambiato direzione, aiutato dalla molla.

Corpo valvola:

Il corpo della valvola ospita tutti gli altri componenti e il contenimento per il fluido. È principalmente un alloggiamento cavo che presenta dei passaggi attraverso i quali il fluido passerà e uscirà. Il corpo contiene anche la sede degli stantuffi, dove gli stantuffi riposeranno quando non sono in uso.

Il corpo valvola è solido e affidabile, considerando le operazioni che esegue sugli altri componenti che ospita. La durata del corpo valvola determina l'elettrovalvola nel suo complesso. È strutturato per trattenere il fluido per un certo periodo di tempo senza perdite.

Primavera:

Si trova nella valvola, proprio accanto allo stantuffo. La molla aiuta sempre la valvola ogni volta che il campo magnetico non riesce a far muovere lo stantuffo. Lascia lo stantuffo chiuso in qualsiasi momento in cui la bobina è senza corrente per bloccare il flusso del liquido. La molla mantiene lo stantuffo in posizione quando scorre corrente elettrica.

Tipi di elettrovalvole

Esistono diversi tipi di elettrovalvole a seconda del design, dei passaggi di flusso e delle modalità di attuazione utilizzate nella loro applicazione. I tipi di elettrovalvole idrauliche con diagramma sottostante vengono utilizzati in diversi modi in base al livello di controllo necessario.

Elettrovalvole ad azione diretta

Le elettrovalvole ad azione diretta funzionano utilizzando una trazione diretta dalla bobina del solenoide che viene utilizzata per chiudere o aprire la valvola. Dopo aver caricato la bobina, il campo magnetico tira direttamente lo stantuffo per consentire il flusso del liquido. Le elettrovalvole ad azione diretta devono essere utilizzate solo per applicazioni a bassa pressione poiché funzionano senza pressione dall'interno del sistema.

Applicazioni comuni:

• Vengono utilizzati nelle applicazioni di controllo dei fluidi a bassa pressione, come distributori d'acqua e lavastoviglie.
• Negli strumenti medici, i sistemi di ossigeno utilizzano tali controlli per azionare specifici dispositivi di accensione/spegnimento.
• Trovano impiego in applicazioni di laboratorio in cui è necessario manipolare piccole quantità di sostanze chimiche, liquidi o gas.
• Le elettrovalvole vengono utilizzate anche nei sistemi pneumatici per la loro semplicità e affidabilità nel controllo dell'aria a bassa pressione.

Elettrovalvola pilotata

Le elettrovalvole pilotate aiutano ad aprire e chiudere la valvola primaria utilizzando la pressione del sistema. Questa caratteristica le rende più adatte all'uso ad alta pressione. Quando l'elettrovalvola è attiva, crea un'apertura per il rilascio della pressione da una parte della valvola. Questo tipo funziona meglio dell'azione diretta in termini di portate più elevate.

Applicazioni tipiche:

• Le elettrovalvole pilotate servono anche a controllare la pressione elevata negli impianti di trattamento delle acque.
• Vengono utilizzati per gestire il flusso di petrolio e gas nelle condotte, in particolare quelle che richiedono molti fluidi.
• Sono adatti per sistemi idraulici in cui sono necessarie portate o pressioni elevate per alimentare macchinari pesanti.

Elettrovalvole bidirezionali

Questo tipo di elettrovalvola è il tipo più elementare di elettrovalvole e ha sia un ingresso che un'uscita. Queste porte controllano e arrestano il movimento del fluido nella valvola. Se la valvola è aperta, il liquido scorrerà senza problemi in base alla connettività delle due porte. Se la valvola è chiusa, questo flusso si arresterà. 

Applicazioni:

• Le elettrovalvole bidirezionali sono utili nell'irrigazione quando è necessario attivare o disattivare il flusso del liquido.
• Anche le automobili utilizzano elettrovalvole bidirezionali per regolare il flusso del carburante, consentendone il flusso libero o l'arresto quando necessario.
• Funzionano anche negli elettrodomestici come le lavatrici per controllare il flusso dell'acqua.
• Vengono utilizzati per espellere acqua o schiuma nei sistemi antincendio quando necessario.

Elettrovalvole a tre vie

A differenza delle elettrovalvole a due vie, questo tipo ha tre porte e può reindirizzare il flusso di liquido tra due percorsi separati. L'elettrovalvola a tre vie ha una porta di scarico, di uscita e di ingresso. Senza elettricità, solo due delle tre porte si collegheranno. Una volta energizzato, il fluido viene deviato da un percorso di uscita all'altro, rendendo facile cambiare applicazione.

La porta solitamente collegata indipendentemente dalla presenza o assenza di corrente elettrica è chiamata “porta comune”.

Applicazioni:

• Le elettrovalvole a tre vie vengono utilizzate per commutare l'aria tra diversi percorsi nei sistemi di controllo pneumatico per controllare gli attuatori.
• Funzionano nei rubinetti senza contatto, dove la valvola può passare dall'apertura alla chiusura in base ai sensori.
• Vengono utilizzati anche per commutare tra gas e carburante nei sistemi che richiedono entrambe le opzioni, come richiesto dai bruciatori.

Elettrovalvole a quattro vie

Questo tipo di elettrovalvola ha quattro o più porte, due per le uscite e due per gli ingressi. Sono progettate per motori o cilindri a doppio effetto che richiedono un controllo direzionale per controllare il flusso del liquido. Un elettrovalvola energizzata può cambiare la direzione del flusso del fluido da un set di porte all'altro.

Applicazioni:

• Le valvole a quattro vie servono a dirigere il movimento dei cilindri idraulici, rendendone possibile l'estensione e la retrazione.
• Servono anche per controllare la direzione di macchinari pesanti come quelli impiegati nell'industria mineraria.
• Sono utili nei sistemi che necessitano di un movimento controllato di utensili o parti per l'automazione.

Elettrovalvole proporzionali

Le elettrovalvole proporzionali, anziché controllare semplicemente il flusso del fluido, regolano la portata. Il livello di corrente elettrica applicata alla bobina controlla la posizione dello stantuffo, consentendo alla valvola di aprirsi o chiudersi gradualmente. Questa azione conferisce alla valvola proporzionale il controllo sulla portata specifica, a seconda della corrente applicata. 

Applicazioni:

• Vengono utilizzati per regolare la velocità e la quantità di pressione richiesta nei sistemi in cui è necessario un flusso uniforme, come la robotica.
• Gestiscono la quantità di fluido pompata negli stampi, fondamentale per prodotti di qualità costante.
• Le elettrovalvole proporzionali vengono utilizzate nelle apparecchiature sanitarie, come i ventilatori, per regolare il flusso d'aria in base alle esigenze del paziente.

Fattori da considerare quando si sceglie un'elettrovalvola

Ci sono diversi fattori che dovresti considerare prima di scegliere la valvola solenoide che funzionerà meglio per te. Alcuni di questi sono:

Requisiti di portata e pressione: 

La portata si riferisce al volume di fluido necessario per passare attraverso la valvola in un dato momento. Questa portata è calcolata in litri o galloni al minuto. Questo fattore è importante quando si considera di acquistare una valvola solenoide, in quanto determina la dimensione e l'orifizio della valvola. Questa dimensione influisce sulla quantità di fluido che può passare attraverso la valvola in un periodo di tempo specifico. 

Se hai un sistema che necessita di un'elevata portata, una valvola più grande ti si addice meglio. Se il tuo è un sistema a bassa portata, allora una valvola e un orifizio più piccoli sono adatti per gestire efficacemente il flusso del fluido.

Compatibilità dei materiali: 

I materiali utilizzati in una valvola solenoide devono essere compatibili con il fluido che la attraversa. Diversi tipi di fluido rispondono in modo diverso ai materiali della valvola. Alcune valvole funzionano bene con fluidi aggressivi, mentre altre no. Quando viene fornito fluido non compatibile con il materiale della valvola, può causare diversi problemi.

Alcune conseguenze dell'uso di valvole con materiali non compatibili includono rigonfiamento, corrosione o una rottura totale del materiale della valvola nel tempo. Materiali come l'ottone sono compatibili con acqua, aria o olio. Si dice che fluidi più aggressivi come sostanze chimiche e acqua salata funzionino meglio con l'acciaio inossidabile.

Tempo di risposta: 

Si riferisce alla velocità con cui la valvola solenoide risponde dopo essere stata attivata. Questo fattore è cruciale per i sistemi che richiedono risposte rapide alle azioni, poiché una risposta lenta potrebbe avere un impatto negativo sulle prestazioni.

Condizioni ambientali: 

Fattori come temperatura, esposizione all'acqua, umidità e condizioni meteorologiche avverse possono avere un impatto sul funzionamento di una valvola solenoide. Temperature variabili possono influire sul funzionamento e sulla durata dei materiali della valvola. È importante scegliere una valvola che funzioni al meglio con la temperatura del fluido che utilizzerai.

In ambienti pericolosi come miniere e sistemi petroliferi, scegli tipi di elettrovalvole che possano prevenire le scintille. Prenderne nota impedirà l'infiammazione e garantirà la tua sicurezza e quella dei membri del tuo team.

Conclusione

Comprendere i tipi di elettrovalvole e le loro funzioni migliorerà il funzionamento del tuo sistema idraulico e ne aumenterà l'efficienza. Per maggiori informazioni sulle elettrovalvole, contatta Idraflu.