Un’elettrovalvola è un dispositivo elettromeccanico che, in un circuito idraulico, grazie ad una corrente elettrica, genera un campo magnetico in grado di azionare un solenoide il quale, a sua volta, controlla il flusso di un fluido in una valvola.
È opportuno ricordare che elettrovalvole e valvole elettrocomandate sono due tipi di dispositivi diversi. Le valvole elettrocontrollate hanno un sistema di azionamento elettrico che può essere dissociato dal corpo della valvola. Le elettrovalvole, invece, sono costituite da un unico blocco ed è impossibile separare il sistema di azionamento dal corpo dell’elettrovalvola. Le elettrovalvole, inoltre, sono generalmente più compatte delle valvole.
Per scegliere un’elettrovalvola adatta alle vostre esigenze, dovete prima di tutto prendere in considerazione il tipo di fluido che verrà utilizzato. È in base ad esso, infatti, che sceglierete il materiale in cui è realizzato il dispositivo. Nella maggior parte dei casi, le elettrovalvole sono compatibili con fluidi senza particelle solide, come l’acqua, l’olio, i derivati del petrolio, il vapore, l’aria compressa o i fluidi termovettori. I principali materiali di fabbricazione delle elettrovalvole sono l’ottone, ideale per l’acqua, l’olio combustibile, l’aria e i gas inerti; l’acciaio inossidabile, più adatto ai liquidi e gas corrosivi nonché ai liquidi alimentari; e la plastica, usata principalmente per la fabbricazione delle elettrovalvole che trovano impiego nel settore alimentare e chimico.
Per evitare qualsiasi rischio di malfunzionamento dovuto alla presenza di particelle solide, ossia di impurità, vi consigliamo di usare un filtro a monte dell’elettrovalvola.
Le elettrovalvole possono essere a 2 vie o multivia. In termini di nomenclatura, le elettrovalvole vengono classificate usando due cifre, in cui la prima indica il numero di vie e la seconda il numero di posizioni. Un’elettrovalvola 3/2, ad esempio, ha 3 vie e 2 posizioni.
La maggior parte delle elettrovalvole funziona secondo il principio del “tutto o niente”, in cui “tutto” corrisponde alla posizione aperta e “niente” alla posizione chiusa. In alcuni modelli, tuttavia, l’apertura della valvola è proporzionale alla corrente o alla tensione di alimentazione.
le elettrovalvole normalmente chiuse si aprono quando sono alimentate elettricamente.
le elettrovalvole normalmente aperte, invece, si chiudono quando sono alimentate elettricamente.
Se necessario, è anche possibile passare ad un’elettrovalvola bistabile, che rimane nella stessa posizione anche in caso di alimentazione di corrente. Il vantaggio principale di queste elettrovalvole è che comportano un consumo energetico molto basso.
Le elettrovalvole sono generalmente sensibili all’umidità. Al fine di scegliere un’elettrovalvola con un grado di protezione (IP) sufficiente per l’ambiente in cui verrà utilizzata dovrete valutare attentamente tali condizioni ambientali.
Le elettrovalvole sono definite anche da un diametro nominale (DN) perché sono integrate direttamente in un circuito. Il diametro di raccordo e quello delle tubazioni sono specificati dalle normative dei vari Paesi e variano a seconda del fluido che transita per l’elettrovalvola. Le elettrovalvole possono anche essere soggette ad altre norme, come quelle che regolano le apparecchiature installate in zone ATEX (atmosfere esplosive), soprattutto nel settore delle industrie energetiche.
Elettrovalvola a comando diretto o elettrovalvola servoassistita?
Elettrovalvola servoassistita di Airwork
Le elettrovalvole servoassistite sfruttano la differenza di pressione tra il fluido a monte e quello a valle per aprirsi e chiudersi. Questi dispositivi, di conseguenza, possono essere usati solo qualora il fluido scorra sempre in una sola direzione. La bobina viene utilizzata in questo caso per dare il segnale di apertura o chiusura e non richiede un’elevata potenza elettrica. Questo tipo di elettrovalvole viene utilizzato per applicazioni ad alta portata, in cui la differenza di pressione tra l’ingresso e l’uscita dell’elettrovalvola è sufficiente ad azionare il dispositivo.
Le elettrovalvole ad azionamento diretto non hanno bisogno di una differenza di pressione per funzionare. La loro bobina, infatti, agisce direttamente sul diaframma della valvola o sulla valvola stessa, ma il loro consumo di energia è decisamente maggiore. Questo tipo di elettrovalvola viene utilizzato principalmente per le basse portate, con una pressione che può variare da 0 bar alla pressione massima del circuito.
Quando utilizzare un'elettrovalvola?
Le elettrovalvole sono dispositivi in grado di consentire o impedire il flusso di un liquido o di un gas. Alcuni modelli consentono inoltre di regolare tale flusso. In altre parole, è possibile utilizzare un’elettrovalvola per aprire o chiudere un circuito, per dosare prodotti, per miscelare gas o liquidi, ecc.
Le applicazioni di questi dispositivi sono molteplici, e vanno dal controllo delle valvole di arresto di emergenza e delle tradizionali valvole di processo, come quelle che fanno parte dei sistemi di protezione contro la sovrapressione, alle valvole per sistemi antincendio. Uno dei vantaggi delle elettrovalvole rispetto alle valvole classiche è che il loro principio di funzionamento garantisce un tempo di risposta molto rapido. Di conseguenza, questi dispositivi trovano impiego nelle seguenti applicazioni:
– Nei compressori, che in fase di avviamento vengono scaricati dall’elettrovalvola al fine di ridurre la coppia sul motore.
– Nel settore agricolo, più precisamente negli impianti di irrigazione, dove il basso tempo di risposta delle elettrovalvole genera un notevole risparmio idrico.
– In alcuni casi particolari, ad esempio nelle presse industriali. In questo caso specifico sarà opportuno optare per un modello a doppio corpo perché un guasto dell’elettrovalvola potrebbe comportare un rischio di incidente. Si tratta generalmente di elettrovalvole a 3/2 vie dotate di doppio otturatore, in maniera che, nel caso in cui uno dei due si guasti, l’altro possa continuare a funzionare.
Come dimensionare un'elettrovalvola?
Per dimensionare correttamente un’elettrovalvola, è necessario conoscere la portata, la quale permette di calcolare il coefficiente di flusso, detto anche fattore di portata (Kv). Il coefficiente di flusso è un valore teorico che indica il volume d’acqua a temperatura ambiente che, in un minuto di tempo, può scorrere attraverso l’elettrovalvola mantenendo una caduta di pressione di 1 bar. Questo fattore può essere specificato in litri al minuto (l/min) o metri cubi all’ora (m3/h).
Inoltre, per definire la caduta di pressione dell’elettrovalvola, è necessario conoscere la pressione di ingresso e determinare la pressione di uscita. Per un’elettrovalvola servocomandata, la perdita di carico deve essere almeno pari alla minima pressione differenziale necessaria al corretto funzionamento dell’impianto.
Un altro fattore da tenere in considerazione è il diametro dei tubi di ingresso e di uscita (indicato in pollici o millimetri) e il tipo di collegamento (filettato o flangiato).
La scelta del numero di vie di un’elettrovalvola (2, 3, 3, 4 o 5 vie), invece, dipende dall’uso previsto:
Le elettrovalvole a 2 vie vengono utilizzate per l’alimentazione diretta di un circuito, ad esempio per riempire un serbatoio.
Le elettrovalvole a 3 vie vengono impiegate invece soprattutto nella regolazione di un circuito. Nella maggior parte dei casi, al fine di garantire la miscelazione di due fluidi a flusso costante, questi dispositivi vengono raccordati a due tubi ingresso e ad uno in uscita. In certi casi, però, le elettrovalvole a tre vie vengono raccordate a un tubo di ingresso e due tubi di uscita. In questo modo, poiché la circolazione del fluido viene deviata verso una seconda uscita, il dispositivo è in grado di regolare il flusso di tale fluido.
Le elettrovalvole a 4 vie, invece, sono dotate di due ingressi e due uscite e vengono utilizzate, ad esempio, nei cicli di inversione per le pompe di calore.
Per finire, dovrete prestare attenzione alla tensione di alimentazione dell’elettrovalvola che vi apprestate ad acquistare.
Attenzione! Alcuni distributori pneumatici e idraulici sono simili alle elettrovalvole, ma il loro principio di funzionamento è diverso. Questi dispositivi trovano impiego principalmente nei circuiti pneumatici e idraulici per il controllo di attuatori.
Principali criteri di scelta:
Portata
Pressione
Diametro
Tipo di comando
Numero di vie
Quanto costa un'elettrovalvola?
Il prezzo di un’elettrovalvola è generalmente compreso tra 20 e 300€ e dipende principalmente dal suo diametro.
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