Una bobina per elettrovalvole è un componente elettrico di uso comune che utilizza un filo avvolto strettamente attorno a un nucleo, solitamente di metallo, per generare un campo elettromagnetico.

Funzionamento dei Solenoidi per Elettrovalvole

I solenoidi per elettrovalvole sono bobine di filo progettate per agire come elettromagneti. Quando una corrente elettrica viene fatta passare attraverso la bobina, il campo elettromagnetico che si crea fornisce energia per il movimento lineare.

Le bobine per elettrovalvole sono dunque una delle forme piĂą semplici di dispositivi di attuazione lineare.

Applicazioni delle Bobine per Elettrovalvole

I solenoidi per elettrovalvole sono uno strumento molto versatile che trova applicazione in macchine di produzione, giocattoli, elettrodomestici e varie forme di apparecchiature automatizzate. Normalmente vengono utilizzati per attivare o disattivare automaticamente un'applicazione.

Alcuni esempi:

  • Settore industriale: In genere, l'uso del solenoide è un sistema che permette l'attivazione di valvole idrauliche e pneumatiche.
  • Meccanismi di bloccaggio: In questa applicazione, le bobine per elettrovalvole si trovano come parte di un meccanismo di blocco automatico, come le serrature delle porte per aree ad alta sicurezza e stanze ad accesso limitato. Quando il meccanismo è in posizione di blocco, la bobina non viene caricata. Con l'aggiunta di energia elettrica, la bobina si attiva e si sblocca.
  • Applicazioni mediche: Le bobine per elettrovalvole sono una parte essenziale delle apparecchiature mediche che devono essere precise, accurate e affidabili. I produttori sono tenuti a rispettare standard eccezionalmente restrittivi per prevenire qualsiasi possibilitĂ  di guasto della bobina.
  • Settore automobilistico: I solenoidi per elettrovalvole sono utilizzati per l'interblocco nel selettore di trasmissione del cambio. Si trovano nei controlli dell'aria condizionata, nei meccanismi di intrattenimento e nei sistemi di sicurezza.
  • Sistemi di irrigazione: Una bobina per elettrovalvola in un sistema di irrigazione gestisce il flusso dell'acqua aprendolo e chiudendolo per arrestare o rilasciare il liquido nel sistema. Queste bobine sono collegate a un timer elettronico impostato per irrigare i prati in un momento specifico.
  • Sistemi idraulici: Dal blocco sporgono le connessioni elettriche a cui fanno capo l’avvolgimento e la connessione con il circuito di terra collegato alla struttura metallica che supporta l’avvolgimento.

Caratteristiche Tecniche

Se l’elettromagnete viene alimentato alla tensione nominale UN, l’avvolgimento è percorso da una corrente nominale IN. Quando l’avvolgimento è percorso dalla corrente, esso si riscalda a causa dell’effetto Joule (P = R · I2); il riscaldamento, inoltre, è in funzione del tempo t durante il quale la bobina viene alimentata.

Gli elettromagneti alimentati in corrente continua sono caratterizzati da un circuito magnetico ad alto rendimento e meccanicamente semplice e robusto. Gli elettromagneti alimentati in corrente continua vengono perciò utilizzati quando sono necessarie elevate cadenze ed elevate corse.

Nelle bobine alimentate in corrente alternata si genera un campo magnetico alternato di direzione costante che attira il nucleo mobile all’interno del solenoide. Le bobine alimentate in corrente alternata sono caratterizzate da un’elevata corrente di spunto con il vantaggio di avere dei ridotti tempi di intervento. Queste bobine, inoltre, si riscaldano a causa della corrente che le attraversa.

Il valore della corrente dipende dalla lunghezza della corsa e dalla resistenza R dell’avvolgimento.

Le bobine per elettrovalvole vengono costruite per tensioni di funzionamento di 24, 48, 110 e 220 V in AC, con una tolleranza di +10%÷15%, e di 12, 24, 48 e 110 V in DC, con una tolleranza di ±10%, con potenze che variano da 3,5 a 5 VA in AC e da 2 a 4 W in DC.

il consumo del solenoide è particolarmente limitato, in quanto il comando di apertura e chiusura è ottenuto con un impulso della durata di circa 20 ms. Possono funzionare sia in corrente alternata sia in corrente continua; eventualmente può essere necessaria un’interfaccia se il comando avviene mediante PLC.

Come Scegliere un'Elettrovalvola

Esistono numerosi modelli di valvole a solenoidi e questo da un lato consente di poter trovare la valvola ideale, quella con esattamente tutte le caratteristiche necessarie all’utilizzo cui è destinata, d’altro canto tanta offerta può generare un po’ di confusione, almeno a prima vista.

Quando si sta scegliendo un’elettrovalvola è importante osservare i seguenti requisiti:

  • Portata: una valvola troppo grande o sovralimentata non sarĂ  conveniente e rischia di sprecare fluidi mentre una valvola troppo piccola o sottodimensionata non sarĂ  in grado di fornire un corretto funzionamento dell’impianto.
  • CompatibilitĂ  col fluido: è importante scegliere sempre la valvola adatta al fluido col quale dovrĂ  lavorare (acqua, aria, vapore, oli, carburante, o qualsiasi altro mezzo).
  • Pressione: La pressione di deve essere bilanciata con i requisiti di sistema per prestazioni ottimali.
  • Temperatura.
  • Tipo di montaggio.

Seguire le linee guida dei produttori è comunque una buona pratica al fine di validare i requisiti minimi (o massimi necessari). L’acquisto di una valvola i cui parametri operativi espressi siano pari o leggermente superiori, è solitamente un buon approccio, ma attenzione a non eccedere. Pena, il sistema nel quale la valvola viene installata potrebbe non rispondere nel modo ottimale ed essere causa di altri problemi.

Tipologie di Solenoidi

I solenoidi in vendita oggi offrono caratteristiche specifiche nelle seguenti aree:

  • Elettrovalvola per gas
  • Elettrovalvola per acqua
  • Elettrovalvola per aria compressa
  • Elettrovalvola pneumatica
  • Elettrovalvola per alta pressione

All’interno delle macro categorie qui sopra elencate vi è poi una vasta gamma di tipi operativi e funzionali. Di seguito, ti presentiamo una breve panoramica di alcune specifiche fondamentali che un’acquirente dovrebbe sempre considerare per una corretta scelta:

  • Elettrovalvole a comando diretto: il solenoide sollecitato agisce direttamente sul pistone o sull’armatura della valvola e pertanto la capacitĂ  di limitare o abilitare il flusso dipende dalla potenza nominale del componente;
  • Elettrovalvole pilotate: l’apertura o la chiusura della valvola è alimentata dall’energia immagazzinata nel fluido o nel gas pressurizzato. Ciò avviene attraverso una particolare valvola ad azione diretta che reagisce al bilanciamento della pressione su entrambi i lati dell’attuatore (spesso un diaframma). Così facendo i solenoidi possono essere pilotati internamente o esternamente.

Le elettrovalvole pilotate internamente tendono ad essere utilizzate per sistemi a pressione piĂą elevata mentre quelle pilotate esternamente si basano su un componente terzo, come una molla o un'armatura, che spinge o tira la valvola/diaframma nella direzione richiesta, lavorando in combinazione con differenziali di pressione generalmente piĂą bassi.

Modelli comuni di funzionamento di controllo delle valvole

  • Normalmente chiuso
  • Normalmente aperto
  • Doppi solenoidi
  • Valvola di controllo elettronica (PWM)

Modelli comuni di meccanismo interno delle valvole:

  • A fungo
  • Diaframma
  • A spola

Esiste inoltre una vasta gamma di adattatori e supporti per elettrovalvole.

Tipi di Elettrovalvole in Base al Design

Abbiamo finora elencato, per sommi capi, alcune caratteristiche o tipi operativi di elettrovalvole a solenoidi in vendita sul mercato. Per avere uno schema più utile e dettagliato dei diversi tipi di elettrovalvola esamineremo ora più da vicino “come” i vari formati disponibili di solenoide sono progettati e realizzati.

Elettrovalvole a due vie

Le elettrovalvole a due vie sono tra i tipi piĂą semplici disponibili: in sostanza, controllano semplicemente una porta di ingresso e una di uscita che aprono o chiudono ogni volta che ricevono il segnale elettrico. Sono disponibili nelle varietĂ  "normalmente aperte" e "normalmente chiuse" a seconda che le applicazioni richiedono che il flusso sia limitato o abilitato nelle condizioni standard.

Elettrovalvole a tre vie

Le elettrovalvole a tre vie hanno tre porte di ingresso/uscita e due valvole sigilli, uno dei quali sarà sempre aperto mentre l’altro sempre chiuso durante la modalità normale (inattiva). In risposta ad un input elettrico, lo stato aperto/chiuso di queste due valvole viene invertito, consentendo il controllo di varie operazioni della valvola.

Superficie di montaggio: ISO 4401 dim. Rif. A= solenoide montato sul lato bocca B (solo per valvole mono solenoide). FI, FV= con sensore di prossimitĂ  o interruttore di posizione induttivo per il monitoraggio della posizione del cursore: vedere tab. MV, MO= leva manuale ausiliaria posizionata verticalmente (MV) o orizzontalmente (MQ).

Per le configurazioni e dimensioni disponibili, consultare la tab. I diagrammi sono stati ottenuti con solenoidi caldi e alimentazione al valore minimo (Vnom - 10%). Le curve si riferiscono all’applicazione con portata simmetrica attraverso la valvola (per esempio P→A e B→T). Nota: per connettori elettrici E-SD, vedere tab.

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