Electroválvula de Acción Semidirecta

Las electroválvulas se utilizan ampliamente en diversas industrias para controlar el flujo de líquidos y gases. Una electroválvula de acción semidirecta combina las características de las electroválvulas de acción directa e indirecta; estas válvulas pueden funcionar a partir de cero bares y manejar grandes caudales. Este artículo explora las características, construcción, ventajas y desventajas de las electroválvulas de acción semidirecta, junto con una comparación con los otros tipos de válvulas:

• Electroválvulas de acción directa
• Electroválvula de acción indirecta

Lea nuestro artículo sobre electroválvulas para conocer la construcción, el funcionamiento y las aplicaciones de las electroválvulas.

Índice de contenidos

• Construcción y funcionamiento
• Ventajas
• Desventaja
• Comparación con otros tipos de electroválvulas
• Conclusión

Construcción y funcionamiento

Una electroválvula de accionamiento semidirecto, también conocida como electroválvula de elevación asistida, combina las características de las electroválvulas de accionamiento directo e indirecto. La válvula utiliza la presión diferencial para abrirse y cerrarse, pero a diferencia de las válvulas de acción indirecta, puede abrirse a partir de una presión diferencial de cero bares.

Construcción

Una electroválvula de acción semidirecta consta de dos cámaras separadas por una membrana flexible (Figura 2 etiquetada E). Un pequeño orificio en la membrana conecta ambas cámaras, lo que da lugar a una presión igual en ambas. La superficie de la membrana en la cámara superior es mayor que la superficie en la cámara inferior. Como resultado, la membrana es empujada hacia abajo contra el asiento de la válvula, creando un sellado fiable.

Trabajar en

• Cuando se excita la bobina (figura 2, letra F), se crea un campo magnético que empuja el émbolo ferromagnético (figura 2, letra C) hacia el centro de la bobina.
• El émbolo se conecta a la membrana a través de un muelle (Figura 2 etiquetada G) y este conjunto conectado se eleva, lo que abre la válvula.
• Además, se abre un pequeño puerto piloto que crea una conexión entre la cámara superior y la salida, lo que reduce la presión en la cámara superior.
• El diferencial de presión resultante a ambos lados de la membrana ayuda a ésta a elevarse.
• Cuando el solenoide se desenergiza, el émbolo se mueve hacia abajo, bajando la membrana y cerrando el puerto piloto. La presión en la cámara superior aumenta y la válvula se cierra. Sin el muelle, el émbolo permanecería en la posición activada y la válvula no podría funcionar correctamente.

Ventajas

• Amplia gama de presiones: Las electroválvulas de acción semidirecta son adecuadas para una amplia gama de aplicaciones de presión, desde baja presión (cero o vacío) hasta sistemas de alta presión. Esto se debe a que estas válvulas utilizan la presión diferencial para funcionar en lugar de depender únicamente de la fuerza generada por la bobina del solenoide.
• Bajo consumo de energía: El émbolo empuja el vástago de la válvula para abrirla, pero el asiento de la válvula lo mantiene en su sitio. Este diseño requiere menos energía para abrir y cerrar la válvula, ya que la fuerza magnética sólo es necesaria para vencer la fuerza del muelle para abrir la válvula.
• Potentes bobinas
  • En una electroválvula semidirecta, la potente bobina genera un fuerte campo magnético que vence la fuerza del muelle y abre la válvula. Este diseño permite accionar la válvula con impulsos eléctricos más cortos, lo que minimiza el calentamiento de la bobina y prolonga su vida útil. Además, la bobina más potente de una electroválvula semidirecta la hace más resistente a las fluctuaciones de tensión, lo que garantiza un rendimiento constante incluso en condiciones de funcionamiento variables o cuando la estabilidad de la tensión es un problema.
  • Las válvulas de acción indirecta se basan en la presión del fluido para accionar la válvula; la bobina sólo abre una pequeña válvula piloto que permite que el fluido pase a través de la válvula. Este diseño requiere menos energía para funcionar, pero puede dar lugar a una vida útil más corta debido a la menor potencia de la bobina y al desgaste causado por el flujo del medio.

Desventaja

• Riesgo de obstrucción: Las electroválvulas de acción semidirecta tienen una pequeña abertura en el diafragma, que puede obstruir la válvula si el medio de trabajo contiene residuos. Utilice un fluido limpio o un colador para evitar obstrucciones. Por otro lado, las electroválvulas de acción directa son menos propensas a atascarse debido al mayor tamaño de su orificio y a su construcción más sencilla, con menos piezas móviles. Sin embargo, las partículas más grandes o las impurezas del fluido pueden dañar el asiento de la válvula u otros componentes.

Comparación con otros tipos de electroválvulas

La elección del tipo adecuado de electroválvula depende de los requisitos específicos de la aplicación, como el tipo de fluido, el caudal, la presión, la temperatura y las condiciones ambientales. La tabla 1 resume los distintos factores que deben tenerse en cuenta al elegir un tipo de electroválvula.

Tabla 1: Comparación entre electroválvulas de acción directa, indirecta y semidirecta

Tipo de electroválvula	Tolerancia a la presión	Diferencia de presión	Velocidad	Consumo de energía	Vida útil de la bobina	Capacidad de caudal	Pureza de los medios	Coste
Actuación directa	Adecuado para presiones bajas, cero y negativas	No se requiere diferencia de presión	Rápido	Alta (5-20 W)	Menos	Bajo, normalmente a(Kv < 0,865)	Pueden manejar más restos de fluido que los indirectos o semidirectos, pero se recomienda utilizar un filtro.	Bajo coste inicial para sistemas de bajo caudal, el coste aumenta a medida que aumenta el caudal
Actuación indirecta	Aplicaciones de alta presión.	Presión diferencial mínima de 0,5 bar (7,3 psi)	Lento	Bajo (0,1-0,2W)	Medio	Alta, típicamente a (Kv > 2,6)	Los residuos pueden obstruir el diafragma. El uso de un colador puede aumentar la contrapresión y reducir la eficacia.	Económico para sistemas de gran caudal
Actuación semidirecta	Adecuado para presiones altas y bajas	No requiere diferencia de presión	Medio	Bajo	Alta	Alta, típicamente a (Kv > 2,6)	Los residuos pueden obstruir el diafragma. Montar un colador antes de la electroválvula puede evitar atascos.	Económico para sistemas de gran caudal

Conclusión

Las electroválvulas semidirectas están diseñadas para manejar caudales y diferenciales de presión más elevados que las válvulas de acción directa. Además, suelen tener tiempos de respuesta más rápidos que las electroválvulas de acción indirecta. Como resultado, son una excelente elección para aplicaciones en las que se necesita un tiempo de respuesta rápido o la válvula debe funcionar a partir de cero bar.

Lea nuestros artículos sobre electroválvulas de humidificación, vacío y agua para obtener más información sobre las aplicaciones específicas de las electroválvulas.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cuál es la diferencia entre una electroválvula semidirecta y una electroválvula de acción directa?

Las electroválvulas de acción directa elevan el vástago de la válvula directamente mediante fuerza magnética, mientras que las semidirectas utilizan una válvula piloto para controlar el flujo de fluido a la válvula principal.