Le valvole sono dispositivi meccanici progettati per controllare il flusso di un fluido, sia in fase liquida che gassosa. In un circuito idraulico, le valvole oleodinamiche sono componenti fondamentali. Questi dispositivi distribuiscono un flusso di aria compressa o di olio, oppure lo regolano, operando il controllo della portata.

Funzioni Principali delle Valvole Oleodinamiche

Le valvole oleodinamiche intervengono per stabilire il flusso di aria compressa o di olio e possono svolgere diverse funzioni. In oleodinamica, le valvole si occupano della velocità e della regolamentazione del carico di un attuatore.

  • Controllo della direzione: stabiliscono il percorso del flusso.
  • Valvole direzionali (distributori): Hanno il compito di dirigere il flusso di olio nel cilindro o nel motore per realizzare i movimenti nelle direzioni che occorrono. Nelle valvole direzionali è installato in pratica sempre un elemento mobile come una spola o un cursore, un otturatore o una sfera.
  • Regolatori di portata: Intervengono per accelerare o rallentare i flussi. Si possono ottenere modifiche sui flussi in un solo senso (con un ritorno nel tragitto opposto libero) attraverso un regolatore di portata unidirezionale che impedirà il passaggio degli olii in senso contrario.
  • Valvole unidirezionali di non ritorno: Impediscono il passaggio degli olii in senso contrario. Sono disponibili diverse tipologie: in linea in acciaio al carbonio con tenuta a pistone e al carbonio con tenuta a sfera, ecc.

Tipologie di Valvole

Esistono diverse tipologie di valvole, ognuna con una funzione specifica:

  • Valvole di intercettazione: Consentono solo il completo passaggio del fluido oppure il suo arresto, senza possibilità di regolazioni intermedie. Sono utilizzate, per esempio, per isolare componenti che vengono attivati solo in determinate circostanze o sono in manutenzione.
  • Valvole di regolazione: Consentono la regolazione della portata o della pressione del fluido grazie ad otturatori che possono assumere qualsiasi posizione intermedia.
  • Valvole speciali: Tra queste troviamo le valvole di non ritorno o unidirezionali e le valvole di sicurezza. Quest’ultime sono usate soprattutto per evitare sovrapressioni negli impianti, ma anche per proteggere le membrane delle pompe.

Elettrovalvole Oleodinamiche

Un’elettrovalvola oleodinamica è un dispositivo che utilizza l’energia elettrica per controllare il flusso di un fluido idraulico, generalmente olio. È composta da due parti principali: la valvola meccanica e il solenoide elettrico.

Componenti e Funzionamento

  • Solenoide: Una bobina elettrica che, una volta alimentata, genera un campo magnetico.
  • Funzionamento: Il funzionamento di un’elettrovalvola oleodinamica inizia con il segnale elettrico inviato al solenoide. Quando il solenoide riceve la corrente elettrica, genera un campo magnetico che muove il pistone interno.

Tipologie di Elettrovalvole

  • Elettrovalvole a due vie: Queste valvole hanno due aperture, una per l’ingresso e una per l’uscita del fluido.
  • Elettrovalvole a tre vie: Dispongono di un’apertura in più, consentendo di deviare il flusso verso altre linee.

Le elettrovalvole possono essere normalmente aperte o normalmente chiuse. Una elettrovalvola normalmente chiusa blocca il passaggio del fluido fino a quando il solenoide non viene alimentato, mentre una elettrovalvola normalmente aperta consente il passaggio del fluido fino a quando non viene inviata la corrente elettrica che la chiude.

L’utilizzo di elettrovalvole è essenziale in quanto consente di comandare a distanza il flusso di fluidi ad alta pressione con precisione e rapidità, aumentando l’efficienza del sistema oleodinamico.

Le elettrovalvole oleodinamiche sono componenti essenziali per garantire il controllo fluido e sicuro all’interno di sistemi complessi. Grazie alla loro capacità di reagire rapidamente ai comandi elettrici e di gestire in modo efficiente fluidi ad alta pressione, rappresentano un elemento indispensabile per molte applicazioni industriali.

Fattori da Considerare nella Scelta di un'Elettrovalvola

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

  • Portata: una valvola troppo grande o sovralimentata non sarà conveniente e rischia di sprecare fluidi mentre una valvola troppo piccola o sottodimensionata non sarà in grado di fornire un corretto funzionamento dell’impianto.
  • Compatibilità col fluido: è importante scegliere sempre la valvola adatta al fluido col quale dovrà 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.

Tipi Operativi e Funzionali delle Elettrovalvole

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 capacità 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 più 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 più 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

Valvole a Sfera

Le valvole a sfera sono componenti fondamentali presenti in una varietà di applicazioni. La loro funzione principale consiste nel controllare il flusso di vari tipi di fluidi (come l’acqua, l’olio idraulico, gas, prodotti chimici etc.) in modo sicuro ed efficiente. I principali settori di impiego sono quelli industriali e mezzi mobili.

Sono elementi fondamentali all’interno della regolazione dei flussi di fluidi all’interno di un impianto. Sono denominate in questo modo in quanto il loro componente di intercettazione principale è una sfera con un foro passante che ruota su un asse perpendicolare al flusso del fluido.

Funzionamento

Il funzionamento delle valvole a sfera è particolarmente semplice. Per aprire la valvola, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro (90°). In questo modo l’otturatore viene ruotato, allineando il foro con il flusso del fluido e aprendo dunque la connessione. Per chiudere la valvola è sufficiente ruotare la maniglia nuovamente di un quarto di giro (90°). L’otturatore verrà dunque nuovamente ruotato bloccando completamente il passaggio del fluido.

Tipologie di Valvole a Sfera

Esistono diverse tipologie di valvole a sfera: a due vie, a tre vie, flangiate a manifold e motorizzate e non, tutte utilizzabili nell’impianto a seconda delle esigenze di regolazione del flusso.

Le valvole a sfera sono disponibili in diverse varianti, ognuna progettata per soddisfare specifiche esigenze di applicazione:

  • Floating: la pressione del fluido spinge la sfera contro la sede a valle, garantendo una chiusura ermetica anche in presenza di elevate pressioni.
  • Trunnion: la tenuta della sfera è garantita da un sistema di guarnizioni di tenute.

Le valvole idrauliche a sfera rappresentano l'alternativa più comune che si può riscontrare all'interno di un impianto idraulico. L’elemento principale è costituito dall’otturatore che presenta un foro cilindrico: quando la valvola è aperta, la sezione cilindrica si dispone coassialmente al tubo permettendo il passaggio del fluido (la sezione cava dell’otturatore può essere sia di diametro inferiore che di diametro pari a quello del tubo su cui è installato, con benefici e problematiche diverse riguardanti le perdite di carico e la pulizia della valvola); viceversa, quando la valvola è chiusa, il passaggio è ostruito dall’otturatore e il fluido non è in grado di scorrere.

Le valvole idrauliche a sfera, essendo un componente altamente diffuso, sono componenti noti e lo studio ha permesso di svilupparle in vari campi e materiali. I materiali più comuni sono i materiali metallici: gli ottoni rappresentano lo stato dell’arte per pressioni contenute mentre, a pressioni elevate, possono risultare più idonei altri materiali metallici quali gli acciai inossidabili.

La geometria e l’ampia diffusione di questo tipo di componenti le rende idonee per il processo di forgiatura, per quanto riguarda i materiali metallici. Tale processo è un metodo di produzione industriale di deformazione plastica che consente la modellazione morfologica del materiale dopo che questo è stato portato in temperatura (al di sopra della temperatura di ricristallizzazione) tramite l’utilizzo di un maglio o di una pressa.

Funzioni delle Valvole Idrauliche

Le valvole idrauliche costituiscono un componente fondamentale degli impianti in cui si veicola acqua.

  • Intercettazione del flusso: sono valvole utilizzate o in posizione completamente aperta o in posizione completamente chiusa. In caso contrario si manifestano fenomeni di danneggiamento che possono portare al cedimento del componente.
  • Regolazione del flusso: sono complementari ed antitetiche alle precedenti.

Sulla base di queste funzionalità è facile intuire l’importanza della scelta corretta della valvola per i fini che si vogliono ottenere.

Valvole di Ritegno o di Non Ritorno

Le valvole di ritegno o di non ritorno, sono dispositivi che attraverso un organo di chiusura che può essere un piattello, un clapet, una sfera, bloccano a volte anche aiutati da una molla di richiamo il reflusso di fluidi nelle tubazioni e negli impianti. Solitamente vengono utilizzate per prevenire all’interno del sistema i ritorni di fluido che potrebbero danneggiare componenti degli impianti. Il dispositivo viene progettato in modo tale da interrompere meccanicamente il fluido quando esso percorre le condotte nella direzione opposta a quella desiderata.

Le valvole di ritegno, come specificato nel paragrafo precedente, svolgono un ruolo essenziale all’interno degli impianti in cui vengono installate. Parlare di valvole di ritegno, però, vuol dire parlare di numerose tipologie, come è possibile notare sul catalogo di Intertubi.

  • valvola di ritegno doppio battente di tipo wafer: realizzata in acciaio CF8M, può essere installata con flusso verticale, orizzontale o inclinato.
  • valvola di ritegno a clapet di tipo wafer: realizzata in acciaio AISI 316, può essere installata con flusso verticale o orizzontale.
  • valvole di ritegno a molla: realizzate in acciaio AISI 316, presenta un meccanismo di chiusura dipendente dall’azione di una molla che va ad imporre la chiusura prevendo il flusso di ritorno.

La scelta di una tipologia di valvola rispetto ad un’altra dipende dalle singole applicazioni e dalle decisioni prese in fase di progettazione. La presenza di una filiera certificata e il rispetto delle normative vigenti in materia rende i prodotti di Intertubi eccellenti dal punto di vista strutturale.

Solitamente, le valvole di non ritorno vengono utilizzate in impianti idraulici per evitare che vi siano problemi di flusso in direzione opposta qualora si verifichino malfunzionamenti, spegnimenti o rotture delle pompe. Tale tipologia di componenti è notevolmente diffusa e riuscire ad elencare tutti i casi pratici in cui possono essere utilizzati non è semplice.

  • cilindri idraulici: consentono di evitare perdite di pressione in esercizio.

Tutti questi vantaggi, però, richiedono comunque che la filiera di prodotto sia certificata e che vengano svolti controlli e manutenzioni programmate nel tempo. Qualsiasi fase trascurata può rappresentare una fonte di cedimento e portare alla perdita di funzionalità.

Le valvole di ritegno rappresentano, come visto nei paragrafi precedenti, una variante costitutiva di fondamentale importanza. La loro centralità ed efficienza viene garantita anche mediante l’utilizzo di materiali alto-performanti e che consentano di sfruttare tali componenti in vari impianti ed in condizioni differenti.

  • Acciaio austenitico AISI-316: è un acciaio inossidabile della famiglia austenitica composto da un basso tenore di carbonio e tenori rilevanti di cromo, nichel e molibdeno. In particolare, questi tre elementi garantiscono un miglioramento della resistenza a corrosione: infatti, nichel e cromo sono elementi centrali negli acciai inossidabili mentre il molibdeno è un’aggiunta particolare di questa tipologia che tende a migliorarne ulteriormente le caratteristiche. Come tutti gli acciai, le caratteristiche meccaniche sono buone e la lavorabilità è discreta, consentendo di ottenere le forme desiderate.
  • PTFE: il politetrafluoroetilene è un materiale polimerico comunemente conosciuto come “Teflon”.

Parametri di Progetto per la Scelta di una Valvola

Il primo parametro da considerare nella scelta di una valvola è la tipologia di otturatore perché questo determina la curva caratteristica della valvola, ovvero la variazione di portata in funzione della corsa dell’otturatore.

  • Nel caso dell’otturatore a piattello l’incremento della portata avviene quasi esclusivamente nella prima porzione di apertura dell’otturatore, dopo di che ulteriori incrementi della corsa determinano aumenti di portata quasi trascurabili. Per questo motivo l’otturatore a piattello viene anche detto “otturatore ad apertura rapida”.
  • Con l’otturatore a caratteristica lineare si ottiene la linearità tra la corsa dell’otturatore e la portata, che quindi risulta proporzionale al grado di apertura della valvola.
  • Con l’otturatore a caratteristica equi-percentuale, ad uguali incrementi della corsa di apertura corrisponde una percentuale costante di aumento della portata a parità di pressione differenziale. Gli otturatori equi-percentuali vengono usati nelle applicazioni in cui la perdita di pressione del fluido viene prevalentemente assorbita dall’impianto e solo una piccola percentuale di essa rimane disponibile nella valvola; sono consigliati anche quando la portata è fortemente variabile o la pressione differenziale nella valvola subisce ampie fluttuazioni.

Il secondo parametro di progetto è il diametro nominale del seggio; questo viene individuato attraverso tabelle tecniche, noti il tipo di otturatore e il coefficiente di portata (CV).

Ultimo parametro da considerare per la scelta di tipologia di valvola è il materiale, che dovrà essere adatto all’ambiente di esercizio.

Componenti Aggiuntivi

  • Stelo Valvola: trasmette il moto tra attuatore e otturatore.

TAG: #Idraulico

Potrebbe interessarti anche: