Tipos de válvulas solenoides - Válvulas solenoides de alta temperatura

¿Qué es una electroválvula de alta temperatura?

Electroválvula de alta temperatura es una válvula de solenoide de acción directa piloto, su forma única ayuda a la disipación de calor, para evitar que la bobina de quemadura de alta temperatura. Y bobinas especiales para que funcione en la industria de alta temperatura. Este producto es ampliamente utilizado en calderas, industria pesada marina, industria petrolera, equipos de calefacción y otras industrias de alta temperatura. Su función principal es regular y controlar el medio en la tubería. Adecuado para agua caliente, aceite caliente, vapor y otros medios. El funcionamiento es rápido y sensible con una presión aerodinámica mínima de 0,5 bar.

Principio de funcionamiento de las electroválvulas de alta temperatura

Cuando se excita el solenoide, la biela se levanta, y como el eje empieza a girar, este movimiento actúa sobre la válvula piloto y abre la válvula principal; cuando se corta la corriente, la válvula piloto semi-superior y la válvula piloto se cierran bajo la acción del peso muerto de la armadura y el muelle de retorno, y la válvula principal se cierra por diferencia de presión.

Normalmente Cerrado: Cuando la bobina es energizada, el carrete piloto es absorbido, el orificio piloto es abierto, la presión en la válvula es liberada, el pistón es impulsado por la presión del medio de la cámara inferior, y la válvula solenoide es abierta; cuando la bobina es energizada, el carrete piloto es reajustado por el resorte, y el orificio piloto es cerrado, la cámara superior de la válvula es presurizada por el orificio de estrangulación del pistón y restaura el empuje del resorte. La válvula está cerrada.

Normalmente abierta: Cuando la bobina está excitada, el orificio piloto está cerrado, la cámara superior de la válvula está presurizada por el orificio de estrangulación del Pistón y el empuje del muelle de rearme, la electroválvula está cerrada. Cuando se corta la bobina, el carrete piloto se rearma por resorte, el orificio piloto se abre, la cámara superior de la válvula se descarga, el Pistón es impulsado por la presión media de la cámara inferior, y la electroválvula se abre.

Características de las electroválvulas de alta temperatura:

Construcción de pistón pilotado con bajo consumo de energía
El sello sirve mucho tiempo a vapor ambiente
Utilizado para trabajos de larga duración en sistemas de tuberías

Parámetros técnicos de las electroválvulas de alta temperatura:

Material	Acero inoxidable
Sello	PTFE
Tamaños	De 1/2″ a 2″.
Medio adecuado	Agua caliente, aceite caliente, vapor, etc.
Temperatura media	-10℃ a 180℃
Presión	0,5 bar a 16 bar
Tipo de conexión	Roscado / Brida
Tensión	CC-12V, 24V; CA-24V, 120V, 240V/60Hz; 110V, 220V/50Hz
Tolerancia	±10%

¿Qué es una electroválvula?

La electroválvula es un equipo industrial controlado por electromagnetismo. Es un elemento básico automático para controlar el fluido. Pertenece al actuador, pero no limita la presión hidráulica y el control neumático. En el sistema de control industrial, la electroválvula se utiliza para regular la dirección, el caudal, la velocidad y otros parámetros del medio. La electroválvula puede coordinarse con diferentes circuitos para realizar el control previsto, quedando garantizadas tanto la precisión como la flexibilidad del control.

La electroválvula está constituida por la bobina y el núcleo magnético. Es el cuerpo de la válvula que contiene uno o varios orificios. Cuando la bobina es atravesada o cortada con energía, la operación del núcleo magnético hará que el fluido pase a través del cuerpo de la válvula y sea cortado, para alcanzar el objetivo de cambiar la dirección del fluido. El componente electromagnético de la electroválvula está constituido por el núcleo de hierro fijo, el núcleo de hierro móvil, la bobina y así sucesivamente. El cuerpo de la válvula está constituido por el núcleo de la válvula de corredera, el arnés de la válvula de corredera y la base del muelle. La bobina del solenoide está instalada directamente en el cuerpo de la válvula, mientras que el cuerpo de la válvula está encerrado en el tubo de sellado, de modo que constituye una combinación simple y compacta.

Historia de las electroválvulas

La primera electroválvula fue la válvula solenoide de control, vendida y fabricada en 1910 por ASCO Numatics. Posteriormente, en la década de 1950, los fabricantes empezaron a distribuir electroválvulas moldeadas en plástico. El cambio al plástico significó que las electroválvulas eran ahora más eficientes, fiables, resistentes a la corrosión y a los productos químicos.

Esta tendencia a la mejora continuó a finales del siglo XX. Por ejemplo, a partir de los años 70, los fabricantes empezaron a producir electroválvulas de cierre automático, más seguras y fáciles de manejar que las válvulas de cierre de control manual.

En la década de 1990, los gobiernos de todo el mundo, así como organizaciones independientes, empezaron a crear normalizaciones de electroválvulas, lo que permitió aumentar la frecuencia del comercio internacional, facilitar la colaboración entre empresas y facilitar el mantenimiento. En la actualidad, las normas más recientes también restringen el uso de sustancias peligrosas en la fabricación de válvulas, con el fin de mejorar su respeto por el medio ambiente. En la actualidad, gran parte de la innovación en la fabricación y el uso de válvulas se centra en la salud y la sostenibilidad.

Diseño de electroválvulas

Proceso de producción

Los fabricantes producen electroválvulas mediante diversos procesos, como: Mecanizado CNC, soldadura láser, moldeo por inyección y bobinado de bobinas. Una vez fabricados los componentes de la válvula, los ensamblan.

Estos componentes son: la bobina de la electroválvula, la válvula, un orificio de entrada, un orificio de salida, un muelle, un orificio y un actuador. A menudo, las electroválvulas también incorporan juntas.

Materiales

Los fabricantes disponen de una amplia variedad de materiales con los que construir sus electroválvulas. Las válvulas pueden fabricarse con materiales plásticos y metálicos, como PVC, polipropileno natural, PTFE, CPVC, acero inoxidable, bronce, aluminio y latón. Las juntas, como las juntas de viton o las juntas de nbr, suelen estar hechas de algún tipo de caucho. Ocasionalmente, los fabricantes fabrican juntas de acero inoxidable.

Diseño y personalización

Los fabricantes de electroválvulas eligen en función de especificaciones de la aplicación como: naturaleza del fluido/gas dentro de la tubería (corrosividad, peligrosidad, viscosidad, acidez, etc.), entorno, frecuencia con la que se utilizará la tubería y requisitos normativos de la aplicación. En función de las especificaciones, pueden elegir aspectos del diseño como: tamaño de la válvula, material de la válvula, tipo y configuración de la válvula y número de puertos.

Los proveedores pueden personalizar su sistema de electroválvulas de varias maneras. Por ejemplo, normalmente crean válvulas con dos áreas de conexión y un orificio, pero también pueden fabricarle válvulas con tres áreas de conexión y dos orificios. Asimismo, aunque normalmente diseñan válvulas para funcionar con una fuente de alimentación de 12 voltios CC, también pueden personalizarlas para que funcionen con fuentes de alimentación de 3 voltios, 6 voltios o 24 voltios. También pueden proporcionarle especialidades: niveles de presión, retorno por muelle, tamaño de la válvula, etc.

Cómo funciona una electroválvula

1.Electroválvula de acción directa

VÁLVULAS DE ACCIÓN DIRECTA

En una electroválvula de acción directa, la junta de asiento está unida al núcleo de la electroválvula. En estado sin corriente, el orificio del asiento está cerrado y se abre cuando la válvula recibe corriente.

VÁLVULAS DE 2 VÍAS DE ACCIÓN DIRECTA

Las válvulas de dos vías son válvulas de cierre con un orificio de entrada y otro de salida (fig. 1). En estado sin corriente, el muelle del núcleo, ayudado por la presión del fluido, mantiene la junta de la válvula en el asiento para cerrar el paso. Cuando se energiza, el núcleo y el sello son atraídos hacia la bobina del solenoide y la válvula se abre. La fuerza electromagnética es mayor que la fuerza combinada del muelle y las fuerzas de presión estática y dinámica del fluido.

VÁLVULAS DE 3 VÍAS DE ACCIÓN DIRECTA

Las válvulas de tres vías tienen tres conexiones de puerto y dos asientos de válvula. Uno de los sellos de la válvula permanece siempre abierto y el otro cerrado en el modo sin corriente. Cuando la bobina se energiza, el modo se invierte. La válvula de 3 vías mostrada en la Fig. 2 está diseñada con un núcleo de tipo émbolo. Se pueden obtener varias operaciones de la válvula según cómo se conecte el medio fluido a los puertos de trabajo en la Fig. 2. La presión del fluido se acumula bajo el asiento de la válvula. Con la bobina desenergizada, un muelle cónico sujeta firmemente la junta inferior del núcleo contra el asiento de la válvula y cierra el paso del fluido. El orificio A se evacua a través de R. Cuando la bobina se activa, el núcleo se introduce y el asiento de la válvula en el orificio R queda sellado por la junta superior del núcleo accionada por resorte. El fluido pasa ahora de P a A.

2. Electroválvula pilotada

ELECTROVÁLVULAS PILOTADAS INTERNAMENTE

En las válvulas de acción directa, las fuerzas de presión estática aumentan al aumentar el diámetro del orificio, lo que significa que las fuerzas magnéticas necesarias para superar las fuerzas de presión también aumentan. Por lo tanto, las electroválvulas pilotadas internamente se emplean para conmutar presiones más altas junto con orificios de mayor tamaño; en este caso, la presión diferencial del fluido realiza el trabajo principal de apertura y cierre de la válvula.

VÁLVULAS DE 2 VÍAS PILOTADAS INTERNAMENTE

Las electroválvulas pilotadas internamente están equipadas con una electroválvula piloto de 2 ó 3 vías. Un diafragma o un pistón sellan el asiento de la válvula principal. El funcionamiento de una válvula de este tipo se indica en la Fig. 4. Cuando la válvula piloto está cerrada, la presión del fluido se acumula a ambos lados de la membrana a través de un orificio de purga. Mientras exista un diferencial de presión entre los orificios de entrada y salida, se dispone de una fuerza de cierre en virtud de la mayor superficie efectiva en la parte superior del diafragma. Cuando se abre la válvula piloto, la presión se descarga desde la parte superior del diafragma. La mayor fuerza de presión neta efectiva desde abajo eleva ahora el diafragma y abre la válvula. En general, las válvulas pilotadas internamente requieren un diferencial de presión mínimo para garantizar una apertura y cierre satisfactorios. Omega también ofrece válvulas pilotadas internamente, diseñadas con un núcleo y un diafragma acoplados que funcionan con un diferencial de presión cero (fig. 5).

ELECTROVÁLVULAS MULTIVÍA PILOTADAS INTERNAMENTE

Las electroválvulas de 4 vías con pilotaje interno se utilizan principalmente en aplicaciones hidráulicas y neumáticas para accionar cilindros de doble efecto. Estas válvulas tienen cuatro conexiones de puerto: una entrada de presión P, dos conexiones de puerto de cilindro A y B, y una conexión de puerto de escape R. En la Fig. 6 se muestra una válvula de asiento de 4/2 vías con pilotaje interno. Cuando está sin corriente, la válvula piloto se abre en la conexión de la entrada de presión al canal piloto. Ambos obturadores de la válvula principal están ahora presurizados y conmutan. Ahora la conexión de puerto P está conectada a A, y B puede escapar a través de un segundo restrictor a través de R.

VÁLVULAS PILOTADAS EXTERNAMENTE

En estos tipos se utiliza un medio piloto independiente para accionar la válvula. La fig. 7 muestra una válvula de asiento angular accionada por pistón con muelle de cierre. En estado sin presión, el asiento de la válvula está cerrado. Una electroválvula de 3 vías, que puede montarse en el actuador, controla el medio de pilotaje independiente. Cuando se activa la electroválvula, el pistón se eleva contra la acción del muelle y la válvula se abre. Se puede obtener una versión de válvula normalmente abierta si el muelle se coloca en el lado opuesto del pistón del actuador. En estos casos, el medio de pilotaje independiente se conecta a la parte superior del actuador. Las versiones de doble efecto controladas por válvulas de 4/2 vías no contienen ningún muelle.

Ventajas de las electroválvulas

Hay muchas características beneficiosas de las electroválvulas que les confieren ventajas sobre otros tipos de válvulas. Por ejemplo, como las electroválvulas funcionan por presión natural y fuerza electromagnética, suelen tener menos piezas móviles que otras válvulas. Esto se considera en general un buen diseño, ya que las piezas móviles requieren mantenimiento.

Además, las electroválvulas pueden accionarse fácilmente mediante dispositivos remotos que activan la bobina, lo que las hace extremadamente útiles para aplicaciones peligrosas. Asimismo, las electroválvulas pueden utilizar energía hidráulica o neumática, ya que ambas pueden ser activadas o pilotadas por solenoides. Sin embargo, la energía neumática se utiliza más comúnmente porque se considera más limpia y de menor mantenimiento que la hidráulica, debido a la ausencia de fluidos degradantes que producen residuos y deben ser mantenidos.

Por último, las electroválvulas ofrecen una conmutación rápida y segura, un diseño compacto, una gran fiabilidad y una vida útil normalmente larga.

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