Cosa sono le valvole elettromagnetiche?

Le valvole elettromagnetiche (note anche come solenoidi) sono valvole controllate tramite corrente elettrica. Sono composte da due parti principali: il corpo della valvola e il solenoide (bobina). Il solenoide è costituito da un filo di rame avvolto che circonda un tubo con un pistone di chiusura mobile. Il compito della bobina è quello di creare un campo magnetico attraverso la corrente elettrica, che successivamente muove il pistone e apre o chiude la valvola. Le valvole elettromagnetiche utilizzano quindi la corrente elettrica per trasformarla in movimento lineare.

L'uso delle valvole elettromagnetiche è molto vario. Sono adatte per applicazioni con mezzi liquidi e gassosi. Servono per chiudere, aprire, dosare, distribuire o miscelare nei sistemi di distribuzione. Tra gli usi classici ci sono i sistemi di riscaldamento, irrigazione, impianti di lavaggio, lavastoviglie e lavatrici, sistemi di raffreddamento e climatizzazione, medicina, odontoiatria, apparecchiature di pulizia industriale e serbatoi d'acqua.

Le valvole elettromagnetiche possono essere trovate nella variante a due vie o in costruzioni più complesse a tre vie e multi-vie che servono per commutare i flussi e miscelare. I corpi delle valvole sono più comunemente realizzati in ottone, acciaio inossidabile, alluminio o persino plastica. Prima di scegliere, è sempre bene controllare se il materiale è adatto all'uso previsto ed è compatibile con il mezzo in questione.

Costruzione della valvola

La valvola elettromagnetica è composta dal corpo della valvola, su cui è montata la bobina. L'ingresso e l'uscita sono dotati di connessioni per consentire il collegamento della valvola al tubo. All'interno del corpo della valvola troviamo un anello di schermatura, una molla, un pistone e una guarnizione o membrana.

Aperto o chiuso?

Le due principali categorie di valvole solenoidi sono NO e NC - normalmente aperto e normalmente chiuso. Quando la corrente elettrica agisce sulla bobina, viene creato un campo magnetico la cui forza dipende dalla corrente, dal numero di avvolgimenti del filo e dal materiale del nucleo mobile, noto anche come pistone. Il campo magnetico muove questo pistone e chiude o apre la valvola. Senza corrente, la valvola può essere chiusa o aperta.

In una valvola normalmente chiusa, quando la corrente viene attivata, il pistone viene sollevato grazie al campo magnetico. La valvola si apre e consente il flusso del mezzo. La forza del campo magnetico solleva il pistone contro la molla, che lo spinge verso il basso. Quando la corrente viene interrotta, il campo magnetico scompare e la molla riporta il pistone nella posizione originale. La valvola è quindi chiusa. Questa è la variante più utilizzata per motivi di sicurezza in caso di interruzione di corrente.

Una valvola normalmente aperta consente il flusso del mezzo senza corrente attivata. Il pistone è quindi sempre sollevato e il mezzo può fluire attraverso la valvola. Tuttavia, se la corrente viene attivata, il campo magnetico spinge il pistone verso il basso e chiude la valvola. Questa variante è utilizzata principalmente in applicazioni in cui è più efficiente dal punto di vista energetico mantenere la valvola aperta per lungo tempo.

Controllo diretto o indiretto della valvola?

Le valvole solenoidi si differenziano ulteriormente per il modo in cui sono controllate. Possono essere controllate direttamente, dove la bobina apre direttamente lo spazio di passaggio della valvola, o indirettamente, cioè sono controllate dalla differenza di pressione tra ingresso e uscita. Nei sistemi di tubazioni vengono sempre installate in modo che la freccia sul loro corpo indichi la direzione del flusso.

Valvole a controllo diretto

Le valvole a controllo diretto funzionano su un principio molto semplice. Come esempio consideriamo una valvola normalmente chiusa. Quando l'alimentazione è interrotta, la molla spinge il pistone e chiude l'apertura di passaggio della valvola, appoggiandosi sulla guarnizione. Quando la corrente è attivata, la bobina solleva il pistone e apre lo spazio. Per una valvola normalmente aperta, il funzionamento è esattamente opposto.

Queste valvole sono utilizzate principalmente per piccoli flussi, dove la pressione non è elevata. Non richiedono alcuna pressione o differenza di pressione per funzionare e possono quindi essere utilizzate anche a pressione zero nei sistemi di distribuzione.

Valvole a controllo indiretto

Le valvole a controllo indiretto, talvolta chiamate anche pilotate, funzionano sul principio della differenza di pressione tra ingresso e uscita. In questo caso, lo spazio di passaggio della valvola è chiuso da una membrana che separa l'apertura di ingresso e uscita. Nella membrana c'è un piccolo foro di compensazione attraverso il quale il mezzo può fluire nella camera sopra la membrana dall'ingresso. Ciò porta a un equilibrio della pressione che agisce sulla membrana, mantenendola in posizione di chiusura. Ancora una volta, prendiamo come esempio una valvola normalmente chiusa. Se la valvola non è sotto tensione, la membrana viene spinta verso il basso dalla molla e dalla pressione che si forma nella camera sopra la membrana. La membrana chiude così la valvola e il mezzo non può fluire. La camera sopra la membrana è collegata all'apertura di uscita tramite un piccolo canale (foro pilota), che è chiuso dal pistone. Se la bobina è sotto tensione, solleva il pistone e consente il flusso del mezzo attraverso il foro pilota nello spazio di uscita. Poiché il foro pilota è più grande del foro di compensazione, la pressione sopra la membrana diminuisce, mentre la pressione nell'apertura di ingresso rimane la stessa e ora quindi anche maggiore. Solleva quindi la membrana e consente il flusso del mezzo nell'apertura di uscita. Le differenze di pressione, o il valore della pressione differenziale, variano da 0,3 bar a 1 bar. Per una valvola normalmente aperta, il principio di funzionamento è esattamente opposto.

Queste valvole sono adatte per flussi maggiori.

Valvola a due vie o a tre vie?

Le valvole a due vie sono tra le valvole elettromagnetiche più basilari. Sul loro corpo è presente una freccia che indica la direzione del flusso del mezzo. Affinché la valvola funzioni correttamente, questa direzione deve essere rispettata durante l'installazione. Le valvole a due vie sono utilizzate per aprire o chiudere il flusso. A volte sono necessarie applicazioni più complesse, il cui scopo è, ad esempio, la miscelazione. A questo scopo servono le valvole a tre o più vie.

La valvola a tre vie ha in totale tre porte per il collegamento al sistema di distribuzione. Può quindi commutare tra due circuiti o miscelare due circuiti tra loro. Alcune valvole possono svolgere entrambe queste funzioni, a seconda di ciò che è più necessario in quel momento. La valvola è sempre collegata solo a due porte, attraverso le quali il mezzo fluisce in quel momento.

Funzione di distribuzione della valvola

Il mezzo fluisce attraverso l'apertura di ingresso. La bobina decide attraverso quale uscita il mezzo fluirà via. Senza corrente, il mezzo fluirà attraverso l'uscita superiore. Se la bobina è sotto tensione, il pistone viene sollevato e chiude il percorso verso l'uscita superiore, ma apre il percorso verso l'uscita inferiore. Il mezzo viene quindi reindirizzato alla seconda uscita.

Funzione di miscelazione della valvola

La valvola ha in questo caso due ingressi e un'uscita. La bobina decide da quale uscita il mezzo fluirà in quel momento. Senza corrente, il mezzo fluirà dall'ingresso superiore all'uscita. Sotto tensione, la bobina solleva il pistone, impedendo il flusso dall'ingresso superiore e aprendo l'accesso al mezzo dall'ingresso inferiore.

Funzione universale della valvola

La valvola funziona in entrambi i modi. O come distributore o come miscelatore. Tuttavia, sono sempre in funzione solo due porte.

Valvola elettromagnetica Tork controllo diretto aperta senza tensione alimentazione 230 VAC acqua, gas, aria corpo in ottone Maggiori informazioni

Alimentazione delle bobine

Le bobine sono alimentate sia da corrente continua che alternata. Le bobine per corrente continua hanno più avvolgimenti rispetto a quelle per corrente alternata. Sono meno suscettibili allo sporco e la forza di sollevamento nella posizione iniziale e sollevata rimane sempre la stessa. Tuttavia, l'energia consumata e la forza magnetica delle bobine a corrente continua dipendono dalla temperatura. Nelle bobine a corrente alternata, la dipendenza è minore, ma sono più suscettibili allo sporco, che può causare il ronzio della bobina. Si caratterizzano per una velocità di commutazione più rapida. In caso di blocco del pistone, la bobina può surriscaldarsi. Alla stessa tensione, la resistenza della bobina a corrente alternata è inferiore rispetto a quella a corrente continua.

L'intervallo di tensione delle bobine è ampio. Per la corrente continua, la tensione varia tra 12-48 V, per la corrente alternata gli intervalli di tensione sono tra 110-230 V. Le valvole elettromagnetiche sono generalmente vendute con la bobina, ma è possibile trovare anche valvole senza bobina. Le bobine sono completamente intercambiabili e per ogni valvola è possibile trovare una bobina di ricambio, nel caso in cui quella esistente smetta di funzionare. La sostituzione è rapida e semplice.

Valvola elettromagnetica Danfoss controllo indiretto chiusa senza tensione alimentazione 230 VAC acqua, gas, vapore, olio filtro integrato bobina a scatto Maggiori informazioni

Quali sono le differenze tra i materiali delle guarnizioni?

Il materiale delle guarnizioni e della membrana dovrebbe sempre essere compatibile con il mezzo in questione. Per diversi mezzi, è sempre più adatto un diverso tipo di guarnizione.

NBR - o gomma nitrilica è di origine sintetica. Si distingue per l'elevata resistenza all'usura. È un elastomero con un'elevata forza di trazione. Il rischio di deformazione è molto basso. È adatto per liquidi a base d'acqua e glicole, per oli e per mezzi gassosi come l'aria. La temperatura dovrebbe variare da -10 a +90/100 °C.

EPDM - gomma di etilene-propilene. Si distingue per l'elevata resistenza all'invecchiamento, all'ozono, al calore e ai raggi ultravioletti. Il rischio di deformazione è molto basso. L'intervallo di temperatura è più ampio rispetto all'NBR, da -30 ° a +140 °C. L'EPDM è più utilizzato per liquidi a base d'acqua e glicole e per applicazioni a vapore.

ViTON - per applicazioni con un intervallo di temperatura da -15 a 220 °C. È un materiale in gomma fluorurata con resistenza a un gran numero di sostanze chimiche, come oli minerali, ozono, carburanti, solventi organici e altro. Si distingue per le eccellenti capacità isolanti e la resistenza al vuoto. Non è molto flessibile e si graffia facilmente.

FKM - un altro materiale in gomma fluorurata con proprietà simili al ViTON. L'intervallo di temperatura è da 0 a 100 °C. È utilizzato in applicazioni con acqua e glicoli, per oli e mezzi gassosi come l'aria.

PTFE - un polimero molto resistente con un intervallo di temperatura da -10 a +150 °C. È utilizzato per applicazioni a vapore. Si distingue per l'elevata resistenza all'invecchiamento e alle sostanze chimiche, l'elevata forza di trazione e il basso attrito.