Válvula Solenoide de Chorro de Pulso - Cómo Funcionan

Las válvulas de pulso son válvulas electromagnéticas que se abren y cierran rápidamente para liberar ráfagas cortas de aire en un sistema de limpieza de filtros. Típicamente, estas válvulas constan de un cuerpo, diafragma y bobina solenoide, funcionando juntos para controlar el flujo y la presión del aire. Utilizadas principalmente en sistemas de recolección de polvo para desprender partículas acumuladas de las superficies de los filtros, las válvulas de pulso mejoran la eficiencia de filtración y prolongan la vida útil de un filtro. Por lo general, las válvulas de pulso se instalan después del filtro. En esta posición, estas válvulas empujan el aire hacia atrás a través del sistema para limpiar el filtro.

Diseño de la válvula de pulso

Esta sección detalla los componentes clave de las válvulas de pulso. Cada parte desempeña un papel crucial en el funcionamiento eficiente de la válvula, asegurando una limpieza efectiva del filtro mediante una gestión precisa del pulso de aire.

• Cuerpo: La estructura principal que alberga los componentes internos de la válvula de pulso de aire, típicamente fabricada con materiales duraderos como aluminio o acero inoxidable.
• Membrana: La membrana flexible de una válvula de pulso es una membrana flexible que separa el suministro de aire de la salida, moviéndose hacia arriba y hacia abajo para abrir o cerrar la válvula.
• Bobina solenoide: Una bobina electromagnética que, cuando se energiza, mueve la membrana para abrir o cerrar la válvula.
• Válvula piloto: Una pequeña válvula que controla el flujo de aire hacia la membrana, ayudando en el mecanismo de apertura y cierre.
• Muelle: Un componente que devuelve la membrana a su posición original cuando la bobina solenoide se desenergiza.
• Orificio: La abertura por la cual se libera el pulso de aire, su tamaño afecta la velocidad de flujo y la presión del pulso de aire.
• Puertos: Conexiones de entrada y salida para el suministro de aire y el pulso de aire a los filtros, respectivamente.

Principio de funcionamiento de la válvula de pulso

Las válvulas de chorro de pulso son válvulas solenoides de operación indirecta que funcionan a través de una serie de pasos que garantizan la limpieza eficiente de los filtros en sistemas de recolección de polvo. Aquí se explica paso a paso su funcionamiento:

1. Energización del solenoide: El proceso comienza cuando se energiza el solenoide de la válvula de chorro de pulso. Esta acción hace que el aire atrapado sobre el diafragma dentro de la válvula se libere rápidamente.
2. Apertura del diafragma: A medida que el aire atrapado se libera, se crea una diferencia de presión significativa a través del diafragma. Esta diferencia de presión hace que el diafragma se mueva repentinamente, abriendo la válvula y permitiendo que el aire pase para la limpieza.
3. Desenergización del solenoide: Después de un breve período, el solenoide se desenergiza. Este cambio permite que el aire fluya de nuevo hacia la cámara sobre el diafragma a través de un pequeño agujero, con el objetivo de equilibrar la presión en ambos lados del diafragma.
4. Cierre de la válvula: Con la presión equilibrada, el diafragma vuelve a su posición original, cerrando instantáneamente la válvula. Este cierre rápido evita la pérdida de aire comprimido y asegura que el pulso de limpieza sea corto y potente.
5. Actuación rápida: La clave para una limpieza efectiva del filtro y el uso económico del aire comprimido radica en la apertura y cierre rápidos de la válvula. Esto se logra diseñando las partes móviles de la válvula, como el diafragma, para que sean livianas, minimizando la inercia y permitiendo una actuación rápida.
6. Lograr el caudal máximo: La válvula está diseñada para alcanzar su caudal máximo cuando la velocidad del aire a través de ella se vuelve sónica (344 m/s). Esta consideración de diseño asegura que la válvula opere con eficiencia óptima, proporcionando el mejor rendimiento de limpieza posible.
7. Valores de Kv altos: El diseño de la válvula permite valores de Kv sustanciales, lo que indica su capacidad para manejar un alto caudal de aire. Los valores de Kv altos son cruciales para una limpieza eficiente del filtro y para la conservación del aire comprimido, haciendo que la válvula sea más efectiva y económica en su funcionamiento.

Aplicaciones de la válvula de pulso

Los recolectores de polvo desempeñan un papel crucial en el mantenimiento del aire limpio y la eficiencia operativa en diversos entornos industriales. Utilizan tecnologías avanzadas, como las válvulas solenoides de chorro de pulso, para garantizar una eliminación efectiva del polvo y una operación continua del sistema. Esta sección proporciona una descripción general de los recolectores de polvo y ofrece varios ejemplos de aplicaciones industriales.

Descripción general de los recolectores de polvo

Los recolectores de polvo son sistemas diseñados para eliminar o recuperar contaminantes sólidos de los gases de escape. Típicamente incluyen un soplador, filtro de polvo, sistema de limpieza de filtro y sistema de eliminación de polvo. Un tipo efectivo es el colector de tela, o casa de bolsas, donde el polvo se acumula en bolsas de tela. Estas bolsas se limpian utilizando un método de chorro de pulso, donde una ráfaga de aire a alta presión entra en la bolsa, desprendiendo el polvo. Este método permite una operación continua sin interrumpir el flujo de gas hacia la casa de bolsas. Las válvulas solenoides de chorro de pulso controlan el proceso de limpieza, asegurando una eliminación eficiente del polvo y manteniendo el flujo de aire. Consulte las Figuras 2 y 3 para obtener más información sobre los componentes y la operación de una casa de bolsas.

Otras aplicaciones

• Sistemas de transporte neumático: Las válvulas de pulso neumáticas regulan los golpes de aire que mueven materiales de manera eficiente a través de tuberías.
• Sistemas de filtración de aire: Limpian los filtros desalojando el polvo y los residuos acumulados, garantizando una calidad de aire óptima.
• Procesos de recubrimiento en polvo: Las válvulas de pulso controlan la liberación de polvo en ráfagas para una aplicación uniforme en superficies.
• Procesamiento de granos y piensos: Ayudan a limpiar los filtros dentro del sistema, previniendo obstrucciones y manteniendo el flujo de aire.
• Producción de cemento: Las válvulas de pulso eliminan el polvo de los filtros para prevenir acumulaciones y garantizar el funcionamiento continuo de la maquinaria.
• Operaciones de fundición: Eliminan partículas de los sistemas de filtración de aire para mantener un entorno de trabajo limpio.
• Fabricación farmacéutica: Las válvulas de pulso aseguran una filtración de aire limpia, crucial para mantener condiciones estériles.
• Procesamiento químico: Previenen la acumulación de polvo potencialmente peligroso en los filtros de aire, garantizando la seguridad.
• Instalaciones de carpintería: Las válvulas de pulso mantienen los sistemas de filtración de aire libres de polvo de madera, protegiendo la maquinaria y a los trabajadores.
• Trabajo y mecanizado de metales: Ayudan a eliminar partículas de metal de los filtros de aire, previniendo daños en equipos y riesgos para la salud.

Criterios de selección

Los criterios de selección para las válvulas de chorro de pulso incluyen:

• Volumen del tanque: El volumen de aire en el tanque de suministro determina el tamaño de válvula requerido. Un tanque más grande puede necesitar una válvula que pueda manejar volúmenes más altos de aire para garantizar una limpieza eficiente.
• Presión del tanque: Se refiere a la presión de entrada de la válvula, influenciada por la presión de aire en el tanque. Es crucial para igualar las capacidades de la válvula con las necesidades del sistema.
• Presión máxima permitida: La presión más alta que el sistema o la línea puede soportar de manera segura. Esto garantiza la integridad y seguridad de la válvula durante la operación.
• Longitud del pulso eléctrico: La duración durante la cual la válvula permanece energizada. Los pulsos más cortos pueden reducir el consumo de energía, mientras que pueden ser necesarios pulsos más largos para una limpieza exhaustiva.
• Longitud total del pulso: El intervalo desde la apertura hasta el cierre de la válvula. Esto afecta la efectividad del proceso de limpieza, con la longitud óptima variando según los requisitos del sistema.
• Presión máxima: La presión más alta alcanzada durante el pulso, que genera la onda de choque de limpieza. Esta presión desaloja partículas de las superficies del filtro.
• Pérdida de presión del tanque: La pérdida de presión permitida para mantener un flujo sónico, idealmente sin exceder el 50% de la presión absoluta del tanque. Esto garantiza un flujo de aire eficiente a través del sistema.
• Rendimiento ratio: El porcentaje de la relación de presión del tanque a la presión máxima, influenciado por Kv de la válvula (coeficiente de flujo) y el tiempo de apertura. Una ratio más alta indica un rendimiento de válvula más eficiente.
• Volumen por pulso: El volumen de aire que pasa a través de la válvula por pulso, afectando la eficiencia de limpieza del filtro. Un volumen adecuado garantiza una eliminación efectiva de partículas.
• Material de construcción: La elección de materiales del cuerpo y sellos, crítica para la compatibilidad con el medio. Los materiales comunes incluyen aluminio, acero inoxidable y nitrilo para sellos, seleccionados según las características del medio para garantizar durabilidad y fiabilidad.

Válvulas solenoides de pulso Festo VZWE

Festo ofrece dos tipos principales de válvulas de pulso: válvulas de pulso de ángulo y válvulas de pulso de brida. Cada tipo satisface necesidades operativas específicas y viene con su propio conjunto de características principales.

• Válvulas de pulso de ángulo (Figura 4)
  • montaje directo en sistemas de recolección de polvo
  • trayectorias de flujo optimizadas para una eliminación eficiente de polvo
  • diafragmas duraderos que garantizan una larga vida útil
  • fáciles de instalar y mantener
  • apropiadas para una amplia gama de aplicaciones de presión
• Válvulas de pulso de brida FESTO VZWE (Figura 5)
  • diseñadas para sistemas de flujo de aire de alto volumen
  • conexión de brida para una instalación segura
  • construcción robusta para aplicaciones de servicio pesado
  • vida útil prolongada con mantenimiento mínimo
  • compatibles con varios estándares de brida para versatilidad en la instalación

Preguntas frecuentes

¿Qué es una válvula de pulso?

Una válvula de pulso es una válvula electromagnética que libera ráfagas cortas de aire para limpiar filtros en sistemas de recolección de polvo.

¿Cuál es el propósito de una válvula de pulso de aire?

Una válvula de pulso de aire desaloja partículas acumuladas de las superficies de los filtros, mejorando la eficiencia de filtración y prolongando la vida útil del filtro.