Electroválvula de soplado por pulsos - Cómo funciona

Las válvulas de chorro pulsado se utilizan en los sistemas de filtrado de los colectores de polvo, las turbinas de gas y los equipos de desulfuración.  Se suelen utilizar para limpiar filtros como los de cartucho, los de sobre, los de cerámica y los de fibra metálica sinterizada. A continuación, explicamos cómo funcionan estas válvulas en una aplicación típica de los sistemas de captación de polvo.

Colectores de polvo

Los colectores de polvo son sistemas que se utilizan para eliminar los contaminantes sólidos granulares o para recuperar los sólidos o polvos valiosos de los gases de escape antes de expulsarlos a la atmósfera. Un colector de polvo suele estar compuesto por un soplador, un filtro de polvo, un sistema de limpieza del filtro y un sistema de eliminación de polvo. Uno de los colectores de polvo más eficientes y rentables que existen es el colector de tela, comúnmente conocido como cámara de filtros.

En un filtro de mangas, el gas cargado de partículas pasa a través de bolsas de tela depositando el polvo en la superficie exterior de la bolsa (Figura 2). Para mantener la resistencia a la presión de la cámara de filtros dentro de un rango preestablecido y garantizar así la eficacia de la recogida de polvo de la cámara de filtros, las bolsas se limpian constantemente. El método de limpieza de filtros más utilizado es el llamado chorro de pulso o chorro de presión.

En este método, el polvo se elimina mediante un chorro de aire a alta presión que entra por la parte superior del filtro de mangas tubular (1), véanse las figuras 2 y 3. Una válvula de chorro pulsante (2) alimenta aire pulsante a través de un tubo de soplado (3) que, en consecuencia, alimenta boquillas situadas encima de cada bolsa (1). Esto creará una onda de choque que atraviesa la bolsa y hace que ésta se expanda, lo que rompe la torta de polvo acumulada alrededor de la bolsa. Aunque este pulso de aire comprimido detiene temporalmente el flujo de aire a través de la bolsa del tubo filtrante, debido a su rápida liberación, el flujo de gas cargado de partículas hacia la cámara de filtros no se ve interferido. Por lo tanto, los filtros de mangas de limpieza por chorro pulsante pueden funcionar de forma continua.

La onda de choque se desplaza hacia abajo y hacia arriba de la bolsa de filtro tubular en aproximadamente medio segundo. Por lo tanto, el aire pulsante debe ser lo suficientemente fuerte como para recorrer la longitud total de la bolsa y fracturar la torta de polvo. La apertura y el cierre rápidos necesarios de la válvula del colector de polvo (2) se consiguen utilizando una electroválvula de chorro de pulso (2). La utilización de una electroválvula de chorro pulsado permite controlar la caída de presión a través del filtro, así como la secuencia de impulsos.

Principio de funcionamiento

Las válvulas de chorro de pulso son electroválvulas de accionamiento indirecto especialmente diseñadas para sistemas de colectores de polvo. Cuando el solenoide se energiza, el aire atrapado por encima del diafragma se agota rápidamente causando una alta diferencia de presión a través del diafragma. De este modo, el diafragma se abre repentinamente. Cuando el solenoide se desenergiza, el aire escapa a través de un orificio hacia la cámara situada sobre el diafragma, que equilibra la presión y cierra instantáneamente la válvula.

La rápida apertura y cierre de la válvula es de gran importancia para la limpieza eficaz de los filtros y el consumo económico de aire comprimido. Esto es posible gracias a que el peso de las piezas móviles es reducido y, por tanto, la inercia es pequeña. Estas válvulas tienen valores de kV muy altos. El caudal máximo se alcanza cuando la velocidad del aire es sónica (344 m/s).

Criterios de selección

Los principales parámetros que afectan a la selección de las válvulas de chorro de pulso son los siguientes:

• Volumen del tanque: La cantidad de volumen de aire almacenado en el tanque de suministro, que a su vez depende del tamaño de la válvula.
• Presión del tanque: La presión del aire en el tanque que es también la presión de entrada de la válvula.
• Presión máxima permitida: Presión máxima de la línea o del sistema para un funcionamiento seguro.
• Longitud del pulso eléctrico: El tiempo durante el cual la válvula está energizada.
• Longitud total del pulso: El tiempo que transcurre entre la apertura y el cierre de la válvula.
• Presión máxima: La presión máxima alcanzada en el extremo del tubo de soplado que crea la onda de choque.
• Depósito de caída de presión: La diferencia entre la presión del tanque antes y después de la onda de choque. Para mantener el flujo sónico en los tubos de soplado, es necesario limitar la caída de presión a un máximo del 50% de la presión absoluta del tanque. En una instalación, es la forma más fácil de reducir el tiempo de impulso eléctrico si la caída de presión es demasiado alta.
• Ratio de rendimiento: La relación entre la presión del tanque y la presión máxima en porcentaje. La cantidad de este parámetro depende del kV de la válvula y del tiempo de apertura.
• Volumen por pulso: El volumen de aire a presión atmosférica que pasa por la válvula por pulso. Cuanto mayor sea este parámetro, mejor se limpiarán las mangas filtrantes y se podrán limpiar más mangas por válvula.

Estos tipos de electroválvulas vienen con diferentes opciones de material de construcción, es decir, de cuerpo y de material de sellado. Todos los materiales de construcción tienen propiedades específicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones. Es esencial elegir el cuerpo y el material de sellado adecuados para su medio.