As válvulas solenoides são usadas para controlar o fluxo de fluidos em sistemas hidráulicos por meio de correntes elétricas. Ao contrário de outras válvulas, as válvulas solenoides tornam as operações mais rápidas, fáceis e automatizadas. Agora é fácil controlar desde eletrodomésticos como lava-louças até máquinas pesadas como empilhadeiras, utilizando válvulas solenoides.
Continue a leitura para saber mais sobre os tipos de válvulas solenoides, seus componentes e como elas são utilizadas. Este artigo irá orientá-lo na seleção da válvula ideal para atender às suas necessidades.
O que é uma válvula solenoide?
Uma válvula solenoide é usada eletricamente para regular o fluxo de líquidos ou gases. O solenoide, uma bobina de fio por onde passa uma corrente elétrica, é enrolado em torno de um êmbolo. Ao energizar o solenoide, produz-se um campo magnético que abre e fecha a válvula automaticamente.
Os princípios de funcionamento das válvulas solenoides diferem significativamente de outros tipos de válvulas. As válvulas solenoides utilizam eletricidade para controlar a direção do fluxo. Existem inúmeros tipos de válvulas solenoides comumente utilizadas em sistemas hidráulicos, considerando suas aplicações ou projeto.
Componentes principais da válvula solenoide
Os componentes dependem do tipo de válvula solenoide e de seu funcionamento. Os quatro elementos essenciais de uma válvula solenoide estão listados e descritos abaixo.
Bobina:
A bobina é uma das partes integrantes de uma válvula solenoide. Ela é enrolada em torno de um tubo onde o êmbolo está contido. Um campo magnético é gerado quando a eletricidade flui através dela. É essa atração magnética que controla o fluxo de líquido, puxando o êmbolo para baixo ou empurrando-o para cima. A bobina da válvula proporciona um movimento rápido para controlar a válvula.
Desentupidor:
O êmbolo é uma peça móvel encaixada dentro da bobina, geralmente feita de algum material magnético. Isso facilita sua resposta ao campo magnético gerado pela bobina. O êmbolo é ajustado para abrir ou fechar a válvula. Ele também auxilia na restrição ou facilitação do fluxo do fluido, dependendo de sua posição.
Nas válvulas solenoides, o movimento abre a válvula levantando o êmbolo para permitir o fluxo do líquido. Quando a bobina é desligada, o êmbolo retorna à sua posição inicial. O fluxo de corrente é, assim, interrompido ou tem sua direção alterada, com o auxílio da mola.
Corpo de válvulas:
O corpo da válvula abriga todos os outros componentes e o recipiente para o fluido. Trata-se basicamente de uma carcaça oca com passagens por onde o fluido passa e sai. O corpo também contém a sede dos êmbolos, onde estes repousam quando não estão em uso.
O corpo da válvula é robusto e confiável, considerando as operações que realiza nos demais componentes que abriga. A durabilidade do corpo da válvula determina a durabilidade da válvula solenoide como um todo. Ele é projetado para reter fluido por um período prolongado sem vazamentos.
Primavera:
Ela fica localizada na válvula, bem ao lado do êmbolo. A mola auxilia a válvula sempre que o campo magnético não consegue movimentar o êmbolo. Ela mantém o êmbolo fechado quando a bobina está sem corrente para bloquear o fluxo de líquido. A mola mantém o êmbolo na posição quando há corrente elétrica.
Tipos de válvulas solenoides
Existem diversos tipos de válvulas solenoides, dependendo do projeto, das passagens de fluxo e dos modos de acionamento utilizados em sua aplicação. Os tipos de válvulas solenoides hidráulicas ilustrados no diagrama abaixo são utilizados de diversas maneiras, de acordo com o nível de controle necessário.
Válvulas solenoides de ação direta
As válvulas solenoides de ação direta funcionam utilizando uma força de tração direta da bobina solenoide para fechar ou abrir a válvula. Após a bobina ser carregada, o campo magnético puxa diretamente o êmbolo, permitindo o fluxo de líquido. As válvulas solenoides de ação direta devem ser utilizadas apenas em aplicações de baixa pressão, pois funcionam sem a necessidade de pressão interna no sistema.
Aplicações comuns:
- São utilizados em aplicações de controle de fluidos de baixa pressão, como dispensadores de água e máquinas de lavar louça.
- Em instrumentos médicos, os sistemas de oxigênio utilizam esses controles para acionar dispositivos específicos de ligar/desligar.
- São utilizados em aplicações laboratoriais onde é necessário manipular pequenas quantidades de produtos químicos, líquidos ou gases.
- As válvulas solenoides também são utilizadas em sistemas pneumáticos devido à sua simplicidade e confiabilidade no controle de ar de baixa pressão.
Válvula solenoide operada por piloto
As válvulas solenoides operadas por piloto ajudam a abrir e fechar a válvula principal utilizando a pressão do sistema. Essa característica as torna mais adequadas para uso em alta pressão. Quando a válvula solenoide está ativa, ela cria uma abertura para que a pressão seja liberada de uma parte da válvula. Esse tipo de válvula apresenta melhor desempenho do que as de ação direta em termos de vazões mais elevadas.
Aplicações típicas:
- As válvulas solenoides operadas por piloto também funcionam para controlar a alta pressão em estações de tratamento de água.
- São utilizados para controlar o fluxo de petróleo e gás em oleodutos e gasodutos, especialmente aqueles que requerem grande quantidade de fluido.
- São adequados para sistemas hidráulicos onde são necessárias altas taxas de fluxo ou pressão para alimentar máquinas pesadas.
Válvulas solenoides de duas vias
Este tipo de válvula solenoide é o mais básico e possui uma entrada e uma saída. Essas portas controlam e interrompem o fluxo de fluido para dentro da válvula. Se a válvula estiver aberta, o líquido fluirá livremente, graças à conexão entre as duas portas. Se a válvula estiver fechada, o fluxo será interrompido.
Aplicações:
- As válvulas solenoides de duas vias são úteis na irrigação, onde é necessário ligar ou desligar o fluxo de líquido.
- Os automóveis também utilizam válvulas solenoides de duas vias para regular o fluxo de combustível, permitindo que ele flua livremente ou seja interrompido quando necessário.
- Eles também funcionam em eletrodomésticos como máquinas de lavar roupa para controlar o fluxo de água.
- São utilizados para expelir água ou espuma em sistemas de combate a incêndios quando necessário.
Válvulas solenoides de três vias
Ao contrário das válvulas solenoides de duas vias, este tipo possui três portas e pode redirecionar o fluxo de líquido entre dois caminhos separados. A válvula solenoide de três vias possui uma porta de exaustão, uma de saída e uma de entrada. Sem eletricidade, apenas duas das três portas se conectarão. Uma vez energizada, o fluido é desviado de um caminho de saída para outro, facilitando a troca de aplicações.
A porta que normalmente permanece conectada, independentemente da presença ou ausência de corrente elétrica, é chamada de "porta comum".
Aplicações:
- As válvulas solenoides de três vias são utilizadas para alternar o fluxo de ar entre diferentes caminhos em sistemas de controle pneumático, controlando assim os atuadores.
- Elas funcionam em torneiras sem contato, onde a válvula pode alternar entre abrir e fechar com base em sensores.
- Eles também são usados para alternar entre gás e combustível em sistemas que exigem ambas as opções, como nos queimadores.
Válvulas solenoides de quatro vias
Este tipo de válvula solenoide possui quatro ou mais portas, duas para saídas e duas para entradas. Elas são projetadas para motores ou cilindros de dupla ação que requerem controle direcional para controlar o fluxo de líquido. Uma válvula solenoide energizada pode alterar a direção do fluxo de fluido de um conjunto de portas para outro.
Aplicações:
- As válvulas de quatro vias servem para direcionar o movimento dos cilindros hidráulicos, possibilitando sua extensão e retração.
- Eles também servem para controlar a direção em máquinas pesadas, como equipamentos de mineração.
- São úteis em sistemas que necessitam de movimentação controlada de ferramentas ou peças para automação.
Válvulas solenoides proporcionais
As válvulas solenoides proporcionais, em vez de simplesmente controlarem o fluxo de fluido, regulam a vazão. O nível de corrente elétrica aplicada à bobina controla a posição do êmbolo, permitindo que a válvula abra ou feche gradualmente. Essa ação confere à válvula proporcional o controle sobre a vazão específica, dependendo da corrente aplicada.
Aplicações:
- São utilizados para ajustar a velocidade e a quantidade de pressão necessária em sistemas onde é preciso um fluxo suave, como na robótica.
- Eles controlam a quantidade de fluido bombeado para os moldes, o que é essencial para produtos com qualidade inabalável.
- As válvulas solenoides proporcionais são utilizadas em equipamentos de saúde, como ventiladores, para regular o fluxo de ar de acordo com as necessidades do paciente.
Fatores a considerar na escolha de uma válvula solenoide
Existem diversos fatores que você deve considerar antes de escolher a válvula solenoide mais adequada às suas necessidades. Alguns deles são:
Requisitos de vazão e pressão:
A vazão refere-se ao volume de fluido que precisa passar pela válvula por determinado período de tempo. Essa vazão é calculada em litros ou galões por minuto. Esse fator é importante ao considerar a aquisição de uma válvula solenoide, pois determina o tamanho e o orifício da válvula. O tamanho da válvula afeta a quantidade de fluido que pode passar por ela em um período específico.
Se você possui um sistema que exige alta vazão, uma válvula maior será mais adequada. Se o seu sistema requer baixa vazão, uma válvula e um orifício menores são suficientes para controlar o fluxo de fluido de forma eficaz.
Compatibilidade de materiais:
Os materiais utilizados em uma válvula solenoide devem ser compatíveis com o fluido que circula por ela. Diferentes tipos de fluido reagem de maneira distinta aos materiais da válvula. Algumas válvulas funcionam bem com fluidos agressivos, enquanto outras não. Quando um fluido incompatível com o material da válvula é utilizado, isso pode causar diversos problemas.
Algumas consequências do uso de válvulas com materiais incompatíveis incluem inchaço, corrosão ou deterioração total do material da válvula ao longo do tempo. Materiais como o latão são compatíveis com água, ar ou óleo. Fluidos mais agressivos, como produtos químicos e água salgada, são mais indicados para uso com aço inoxidável.
Tempo de resposta:
Isso se refere à rapidez com que a válvula solenoide responde após ser ativada. Esse fator é crucial para sistemas que exigem respostas rápidas às ações, pois uma resposta lenta pode afetar negativamente o desempenho.
Condições ambientais:
Fatores como temperatura, exposição à água, umidade e condições climáticas adversas podem afetar o funcionamento de uma válvula solenoide. Variações de temperatura podem comprometer o funcionamento e a durabilidade dos materiais da válvula. É importante escolher uma válvula que funcione melhor com a temperatura do fluido que será utilizado.
Em ambientes perigosos, como minas e sistemas petrolíferos, escolha válvulas solenoides que previnam faíscas. Atentar-se a isso evitará incêndios e garantirá a sua segurança e a de sua equipe.
Conclusão
Compreender os tipos de válvulas solenoides e suas funções melhorará o funcionamento do seu sistema hidráulico e aumentará a eficiência. Para obter mais informações sobre válvulas solenoides, entre em contato. Hydraflu.
