Válvula solenóide solenóide: onde é utilizada + tipos e princípio de funcionamento

Além das válvulas manuais usuais, você também pode ver na loja uma válvula solenóide automática.Ele permite não apenas controlar o fluxo de líquidos e gases em tubulações à distância, mas também automatizar esse processo.

Esses dispositivos diferem em design interno e finalidade. Porém, o princípio de funcionamento de todos eles é o mesmo - o fechamento/abertura da torneira ocorre devido ao funcionamento de um eletroímã.

Neste artigo veremos por que essa válvula é necessária e como ela funciona. Falaremos também sobre os principais tipos de válvulas solenóides.

Por que é necessária uma válvula solenóide?

As válvulas solenóides são uma categoria de válvulas de corte modernas para tubulações para uma ampla variedade de finalidades. Na vida cotidiana, essas válvulas elétricas são utilizadas em automóveis, equipamentos especiais, sistemas de abastecimento de água e sistemas automáticos de irrigação e aquecimento.

Eles também são amplamente utilizados na indústria para regular a corrente e controlar o transporte de uma variedade de líquidos e gases.

A válvula solenóide é um equipamento volátil; requer energia para abrir ou fechar.

A válvula solenóide para água ou gás não possui sensores internos. Com sua ajuda, você só pode regular ou bloquear completamente o fluxo do ambiente de trabalho. Caso seja necessária a automação desses processos, será necessário instalar adicionalmente instrumentos de medição externos, vinculando a eles o funcionamento da eletroválvula.

Por exemplo, use um controlador adicional e sensor de vazamento de águapara que quando um vazamento for detectado, a válvula solenóide receba o comando apropriado do controlador e desligue a tubulação.

As vantagens de usar válvulas solenóides incluem:

• ajuste rápido da corrente do meio de trabalho através da tubulação;
• versatilidade e confiabilidade do dispositivo;
• longa vida útil;
• tamanho pequeno e peso leve;
• variedade de tipos de instrumentos.

A válvula opera literalmente dentro de uma fração de segundo após o sinal ser dado. Foi projetado para trabalhar com líquidos sob diferentes pressões, de 0 a 25 bar, e com temperaturas variadas, de -20 a +120 °C. Ao mesmo tempo, no estado desenergizado, tal válvula elétrica pode permanecer na posição fechada ou aberta - tudo depende da modificação do dispositivo.

Na maioria das vezes, na vida cotidiana, uma válvula solenóide é usada em sistemas de abastecimento de água e aquecimento, onde é usada para regular remotamente o fluxo de água

Nos sistemas de abastecimento de água, permite desligar automaticamente o abastecimento de água em caso de ruptura dos canos. E em sistemas de aquecimento, essa válvula é usada como dispositivo para regular o fluxo do refrigerante.

Aqui, usando um sensor de temperatura externo, ele reduz ou aumenta de forma independente o fluxo de líquido aquecido da caldeira para os radiadores.

Como funciona uma válvula solenóide?

A válvula solenóide consiste em:

• carcaças de aço, ferro fundido, latão ou polímero;
• bobina de indução com núcleo (solenóide);
• elemento de travamento de trabalho;
• selo;
• mola de amortecimento.

A bobina de indução de cobre dentro do dispositivo de desligamento está localizada em uma caixa lacrada, onde o acesso à água é fechado.O bloqueio ou abertura do canal de corrente do meio de trabalho ocorre devido à haste e à membrana que se estendem sob a ação do solenóide.

A fonte de alimentação para a válvula solenóide é conectada através de terminais na parte superior do corpo do dispositivo próximo à bobina de indução

No estado desenergizado, sob a influência de uma mola, a válvula fecha completamente o canal de corrente ou o deixa totalmente aberto. Além disso, após a aplicação de tensão à bobina, o núcleo e a haste são deslocados, como resultado a seção transversal deste duto aumenta/diminui.

O princípio geral de funcionamento da válvula eletromagnética em consideração é simples - o movimento da haste ocorre nela devido à indução eletromagnética. Quando a corrente elétrica flui através da bobina, o núcleo localizado em seu centro é afetado por um campo eletromagnético, cuja força e direção dependem da tensão aplicada em volts.

Como resultado, o elemento de fechamento é deslocado e a área de fluxo da válvula muda.

A bobina da válvula solenóide, dependendo da modificação do dispositivo, pode operar com tensão de 5–36 V DC ou 220 V AC

As eletroválvulas com baixa tensão de controle são projetadas para operar em tubulações de pequeno diâmetro e com baixa pressão do meio de trabalho. O âmbito da sua aplicação é bastante limitado.

Mas essas válvulas são mais fáceis de integrar em um sistema de controle em dispositivos semicondutores de baixa tensão e de conectar a vários microcontroladores. Geralmente são utilizados em sistemas de abastecimento de água e circuitos de aquecimento de residências particulares.

Tipos de válvulas solenóides solenóides

Existem diversas variedades do dispositivo em questão.Tais dispositivos são classificados de acordo com o material do corpo, desenho e posição desenergizada da fechadura no interior, tipo de vedação e método de conexão às tubulações.

Cada uma dessas opções foi projetada para funcionar com um meio específico em termos de composição, temperatura e pressão. A válvula solenóide deve ser selecionada cuidadosamente. Se você pegar um dispositivo que não atenda aos requisitos, ele não durará muito.

A primeira e principal divisão das válvulas solenóides é por tipo de corrente elétrica. Portanto, eles podem operar em corrente alternada ou contínua

De acordo com o método de conexão, as eletroválvulas solenóides são divididas em:

• flangeado;
• acoplamento;
• acessórios.

E em tamanho podem ser de 6 a 150 DN (de 1/8 a 6 polegadas). Existe uma opção para qualquer pipeline.

O corpo das eletroválvulas em questão é composto por:

• plástico (PPA reforçado, PVC, náilon);
• de aço inoxidável;
• latão;
• ferro fundido

Cada uma dessas opções possui características próprias de pressão e temperatura do ambiente de trabalho. Esses números devem ser estudados cuidadosamente no passaporte do dispositivo para não se enganar na escolha. Ao mesmo tempo, qualquer uma das variações acima é adequada para encanamento ou aquecimento em uma casa particular.

Classificação #1 – por estrutura interna

Com base no projeto do elemento de controle, as válvulas são divididas em três grupos:

1. Válvulas de carretel.
2. Membrana.
3. Pistão.

As válvulas solenóides domésticas geralmente são feitas com uma membrana. Esta é uma opção barata e confiável que pode facilmente lidar com a regulação do fluxo de água em sistemas domésticos de aquecimento e abastecimento de água.

Os elementos internos - mola, êmbolo e núcleo, são quase sempre feitos de aço inoxidável, altamente resistente às mudanças de temperatura e pressão da água

A separação principal das válvulas solenóides é realizada de acordo com a posição do mecanismo de travamento quando o eletroímã é desenergizado.

De acordo com este parâmetro, as eletroválvulas solenóides são divididas em:

• normalmente fechada, válvula fechada (NC);
• normalmente aberta, válvula aberta (NÃO);
• biestável.

No primeiro caso, até que a tensão seja aplicada ao solenóide, o núcleo desce devido à pressão da mola e não há fluxo de água. No segundo caso, quando o dispositivo é desenergizado, o canal, ao contrário, fica totalmente aberto e fecha somente após a alimentação ser aplicada.

A terceira opção é que a posição pode ser aberta ou fechada.

Classificação #2 – baseada no princípio operacional

Funcionalmente, as eletroválvulas solenóides para água em 220 V e outras tensões são:

• Mão Única;
• bidirecional;
• três formas.

Os primeiros possuem apenas um tubo de conexão ao pipeline. Esse dispositivos de segurança, projetado para liberar vapor ou água quando a pressão nas tubulações for muito alta.

As válvulas solenóides bidirecionais são as mais comuns e procuradas. Eles possuem dois tubos - entrada e saída, e são instalados no vão da tubulação

Os dispositivos de três vias vêm com três conexões de tubos para conexão aos tubos. Essas opções são projetadas para redirecionar o fluxo de um pipeline para outro.

Mais amplamente válvulas de três vias usado em sistemas de aquecimento. Esses dispositivos facilitam a transferência do líquido refrigerante de um circuito para outro para misturar o ambiente de trabalho.

Como resultado, a temperatura da água no sistema muda, mas a fonte de energia térmica continua a operar sem alterar o modo.

Além disso, as válvulas solenóides são:

• ação direta;
• ação indireta.

No primeiro, o núcleo se move exclusivamente sob a influência de um eletroímã. Em segundo lugar, o seu movimento também é afetado pela pressão do ambiente de trabalho.

Classificação #3 – baseada no material da vedação e da membrana

Dentro do corpo da válvula solenóide existe uma membrana que bloqueia o fluxo de água. Além disso, há uma vedação entre a bobina e a principal com tubos. Ambos os elementos são feitos de materiais poliméricos elásticos.

Na maioria das vezes, em válvulas solenóides domésticas para água, as vedações e membranas são feitas de EPDM, que é altamente resistente a sais e baixas temperaturas.

A vedação nas válvulas solenóides pode ser feita de:

• FPM (FKM, VITON) – fluorelastômero;
• EPDM – elastômero de etileno-propileno;
• NBR – borracha nitrílica butadieno.

A primeira opção é caracterizada por alta temperatura máxima de operação e resistência a óleos e gasolina. O segundo é barato e resistente a sais, álcalis e ácidos dissolvidos em água. O terceiro tolera com tranquilidade o contato com derivados de petróleo e costuma ser utilizado na indústria e no automobilismo.

Este material não afeta muito o preço da válvula solenóide. Suas peças são muito pequenas. O tipo de vedação e membrana deve ser selecionado com base unicamente nas características do ambiente de trabalho.

As propriedades térmicas das vedações são apresentadas na tabela a seguir:

Em qualquer caso, ao operar a válvula solenóide, atenção especial deve ser dada à ausência de impurezas na água.

A areia e a ferrugem nos tubos, mais cedo ou mais tarde, estragarão qualquer membrana, independentemente do seu material. O dispositivo em questão só pode ser instalado se houver filtro na tubulação.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Visão geral do dispositivo da válvula solenóide:

Como funciona e funciona uma válvula solenóide de ação direta de 220 V:

Tipos de válvulas solenóides de acordo com o princípio de funcionamento:

A válvula solenóide de controle remoto é despretensiosa e confiável em operação. Ele foi projetado para várias dezenas de milhares de operações (funcionará corretamente por 20 a 25 anos) e não requer manutenção especializada.

Esse dispositivo para água custa entre 3 e 6 mil rublos, mas ajuda a resolver muitos problemas. Ao mesmo tempo, não é difícil instalá-la você mesmo, basta escolher a válvula adequada de acordo com suas características e materiais.

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